存储器实验光学存储器的工作原理

汇编语言 cmp和test指令能比较存储器和立即数吗？

你好！ 格式：CMP OPRT1,OPRT2 功能：OPRT1－OPRT2 说明：OPRT1和OPRT2可以是寄存器或存储器，但不能同时为存储器，OPRT2还可以为立即数。

可以 如果对你有帮助，望采纳。

存储器的发展与趋势

各大厂商都在研发新一代存储器，由于现有的存储器已经够用并且能够带来利润，因此没有退出新一代的。

有一种新的存储技术叫做相变存储器，三星几年前已经有实验样品了。

半导体存储器分哪两类？各有什么用途？

半导体存储器 　　1. 几个基本概念 　　1. 数的本质和物理现象。

　　我们知道，计算机可以进行数学运算，这可令我们非常的难以理解，计算机吗，我们虽不了解它的组成，但它总只是一些电子元器件，怎么可以进行数学运算呢？我们做数学题如37+45是这样做的，先在纸上写37，然后在下面写45，然后大脑运算，最后写出结果，运算的原材料：37、45和结果：82都是写在纸上的，计算机中又是放在什么地方呢？为了解决这个问题，先让我们做一个实验： 　　这里有一盏灯，我们知道灯要么亮，要么不亮，就有两种状态，我们可以用’0’和’1’来代替这两种状态，规定亮为’1’，不亮为’0’。

现在放上两盏灯，一共有几种状态呢？我们列表来看一下： 　　状态 　　表达 　　0 0 　　0 1 　　1 0 　　1 1 　　请大家自已写上3盏灯的情况000 001 010 011 100 101 110 111 　　我们来看，这个000，001，101 不就是我们学过的的二进制数吗？本来，灯的亮和灭只是一种物理现象，可当我们把它们按一按的顺序排更好后，灯的亮和灭就代表了数字了。

让我们再抽象一步，灯为什么会亮呢？看电路1，是因为输出电路输出高电平，给灯通了电。

因此，灯亮和灭就可以用电路的输出是高电平还是低电平来替代了。

这样，数字就和电平的高、低联系上了。

（请想一下，我们还看到过什么样的类似的例子呢？（海军之）灯语、旗语，电报，甚至红、绿灯） 　　2. 位的含义： 　　通过上面的实验我们已经知道：一盏灯亮或者说一根线的电平的高低，可以代表两种状态：0和1。

实际上这就是一个二进制位，因此我们就把一根线称之为一“位”，用BIT表示。

　　3. 字节的含义： 　　一根线可以表于0和1，两根线可以表达00，01，10，11四种状态，也就是可以表于0到3，而三根可以表达0-7，计算机中通常用8根线放在一起，同时计数，就可以表过到0-255一共256种状态。

这8根线或者8位就称之为一个字节（BYTE）。

不要问我为什么是8根而不是其它数，因为我也不知道。

（计算机世界是一个人造的世界，不是自然界，很多事情你无法问为什么，只能说：它是一种规定，大家在以后的学习过程中也要注意这个问题） 　　1. 存储器的工作原理： 　　1、存储器构造 　　存储器就是用来存放数据的地方。

它是利用电平的高低来存放数据的，也就是说，它存放的实际上是电平的高、低，而不是我们所习惯认为的1234这样的数字，这样，我们的一个谜团就解开了，计算机也没什么神秘的吗。

　　图2 　　图3 　　让我们看图2。

这是一个存储器的示意图：一个存储器就象一个个的小抽屉，一个小抽屉里有八个小格子，每个小格子就是用来存放“电荷”的，电荷通过与它相连的电线传进来或释放掉，至于电荷在小格子里是怎样存的，就不用我们操心了，你可以把电线想象成水管，小格子里的电荷就象是水，那就好理解了。

存储器中的每个小抽屉就是一个放数据的地方，我们称之为一个“单元”。

　　有了这么一个构造，我们就可以开始存放数据了，想要放进一个数据12，也就是00001100，我们只要把第二号和第三号小格子里存满电荷，而其它小格子里的电荷给放掉就行了（看图3）。

可是问题出来了，看图2，一个存储器有好多单元，线是并联的，在放入电荷的时候，会将电荷放入所有的单元中，而释放电荷的时候，会把每个单元中的电荷都放掉，这样的话，不管存储器有多少个单元，都只能放同一个数，这当然不是我们所希望的，因此，要在结构上稍作变化，看图2，在每个单元上有个控制线，我想要把数据放进哪个单元，就给一个信号这个单元的控制线，这个控制线就把开关打开，这样电荷就可以自由流动了，而其它单元控制线上没有信号，所以开关不打开，不会受到影响，这样，只要控制不同单元的控制线，就可以向各单元写入不同的数据了，同样，如果要某个单元中取数据，也只要打开相应的控制开关就行了。

　　2、存储器译码 　　那么，我们怎样来控制各个单元的控制线呢？这个还不简单，把每个单元元的控制线都引到集成电路的外面不就行了吗？事情可没那么简单，一片27512存储器中有65536个单元，把每根线都引出来，这个集成电路就得有6万多个脚？不行，怎么办？要想法减少线的数量。

　　我们有一种方法称这为译码，简单介绍一下：一根线可以代表2种状态，2根线可以代表4种状态，3根线可以代表几种，256种状态又需要几根线代表？8种，8根线，所以65536种状态我们只需要16根线就可以代表了。

　　图4 　　3、存储器的选片及总线的概念 　　至此，译码的问题解决了，让我们再来关注另外一个问题。

送入每个单元的八根线是用从什么地方来的呢？它就是从计算机上接过来的，一般地，这八根线除了接一个存储器之外，还要接其它的器件，如图4所示。

这样问题就出来了，这八根线既然不是存储器和计算机之间专用的，如果总是将某个单元接在这八根线上，就不好了，比如这个存储器单元中的数值是0FFH另一个存储器的单元是00H，那么这根线到底是处于高电平，还是低电平？岂非要打架看谁历害了？所以我们要让它们分离。

办法当然很简单，当外面的线接到集成电路的引脚进来后，不直接接到各单元去，中间再加一组开关（参考图4）就行了。

平时我们让开关打开着，如果确实是要向这个存储器中写入数据，或要从存储器中读出数据，再让开关接通就行了。

这组开关由三根引线选择：读控制端、写控制端和片选端。

要将数据写入片中，先选中该片，然后发出写信号，开关就合上了，并将传过来的数据（电荷）写入片中。

如果要读，先选中该片，然后发出读信号，开关合上，数据就被送出去了。

注意图4，读和写信号同时还接入到另一个存储器，但是由于片选端不同，所以虽有读或写信号，但没有片选信号，所以另一个存储器不会“误会”而开门，造成冲突。

那么会不同时选中两片芯片呢？只要是设计好的系统就不会，因为它是由计算控制的，而不是我们人来控制的，如果真的出现同时出现选中两片的情况，那就是电路出了故障了，这不在我们的讨论之列。

　　从上面的介绍中我们已经看到，用来传递数据的八根线并不是专用的，而是很多器件大家共用的，所以我们称之为数据总线，总线英文名为BUS，总即公交车道，谁者可以走。

而十六根地址线也是连在一起的，称之为地址总线。

　　2. 半导体存储器的分类 　　按功能可以分为只读和随机存取存储器两大类。

所谓只读，从字面上理解就是只可以从里面读，不能写进去，它类似于我们的书本，发到我们手回之后，我们只能读里面的内容，不可以随意更改书本上的内容。

只读存储器的英文缩写为ROM（READ ONLY MEMORY） 　　所谓随机存取存储器，即随时可以改写，也可以读出里面的数据，它类似于我们的黑板，我可以随时写东西上去，也可以用黑板擦擦掉重写。

随机存储器的英文缩写为RAM（READ RANDOM MEMORY）这两种存储器的英文缩写一定要记牢。

　　注意：所谓的只读和随机存取都是指在正常工作情况下而言，也就是在使用这块存储器的时候，而不是指制造这块芯片的时候。

否则，只读存储器中的数据是怎么来的呢？其实这个道理也很好理解，书本拿到我们手里是不能改了，可以当它还是原材料——白纸的时候，当然可以由印刷厂印上去了。

　　顺便解释一下其它几个常见的概念。

　　PROM，称之为可编程存储器。

这就象我们的练习本，买来的时候是空白的，可以写东西上去，可一旦写上去，就擦不掉了，所以它只能用写一次，要是写错了，就报销了。

　　EPROM，称之为紫外线擦除的可编程只读存储器。

它里面的内容写上去之后，如果觉得不满意，可以用一种特殊的方法去掉后重写，这就是用紫外线照射，紫外线就象“消字灵”，可以把字去掉，然后再重写。

当然消的次数多了，也就不灵光了，所以这种芯片可以擦除的次数也是有限的——几百次吧。

　　FLASH，称之为闪速存储器，它和EPROM类似，写上去的东西也可以擦掉重写，但它要方便一些，不需要光照了，只要用电学方法就可以擦除，所以就方便许多，而且寿面也很长（几万到几十万次不等）。

　　再次强调，这里的所有的写都不是指在正常工作条件下。

不管是PROM、EPROM还是FLASH ROM，它们的写都要有特殊的条件，一般我们用一种称之为“编程器”的设备来做这项工作，一旦把它装到它的工作位置，就不能随便改写了。

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光学存储器的工作原理

抓住光波 　　(英)《新科学家》 　　在慕尼黑大学的实验室里，阿希姆.维克斯福特和他的同事们找到了一种捕获光束的方法，他们可以把光束存储一会儿，然后再把它放走。

　　光学梦想 　　这是一种绝妙的方法，并且可能具有深远的意义，因为在现有的计算机中携带和传送数据的电子有其局限性，它们会相互影响。

它们需要电线才能运动，并且它们传送信息的速度较慢。

　　而光束则具有通信和计算机技术人员所盼望的理想特性，其信息载运能力(或者说带宽)非常巨大。

一束激光脉冲一秒钟可传输整部《不列颠百科全书》。

光束还能轻而易举地分成很多单束光束，使其成为并行处理的理想媒介，而人们广泛认为并行处理是高速计算技术的未来发展趋势。

当然，光束还具有速度快的优点，宇宙中没有什么东西比光束更快了。

　　虽然光束运动速度快而且携带的数据多，但它正如一辆刹车失灵而失控的邮政列车，如果你想获得数据，必须让它撞上什么东西使它停下来。

近年来，物理学家已设计出一些非常奇特的墙壁供光束撞击，这些研究统称为光电子学——这是把光所携带的数据转换成普通机器所使用的电子形式的技术。

　　光电子学使你能够把信息以光速从一个地方传送到另一个地方，在越洋电话线缆、电视遥控器等各个领域都可见到光电子设备的身影。

但归根结底，你仍然要把光束的惊人速度和传输容量转换成缓慢的电子流，从而受到导电物体变幻莫测的电学现象的限制。

如果你能够使用光而不是电子，那么就有可能建造超高速的设备——如光学计算机。

　　为了实现这一梦想，必须设法让光束在某些地方滞留一段时间以备使用——实际上滞留时间要足够长，以使光束能够充当光传导数据的存储器。

　　光存储器 　　人们多年来一直在寻找制造这种光学存储器的方法。

他们尝试了各种各样的方法，有的方法要利用古怪的量子效应，有的方法则显得直截了当(比如让光在一个光纤做成的线圈中运行一段时间等)。

　　维克斯福特说，这些装置的缺点在于它们的体积一般很庞大，为了把光滞留百万分之一秒，你需要300米长的光纤，并且它们还难以控制。

他说：“理想的光学存储器应该是一个小型容器，进入容器中的光信号应该能够按人们的需要保留一段时间，然后再以光的形式释放出来。

” 　　这差不多就是他的研究小组今年早些时候在《科学》杂志上公布的成果：一种把光存储在比一个句号还要小的存储装置中的切实可行的方法。

而且，他们使用的是半导体材料，这使这种装置非常容易制造并且与现有的电子技术相结合。

　　从理论上说，用半导体制造光学存储器应该很容易。

半导体中电子的能量分布在两个宽能带上。

大多数电子处于价电子带中，在这个能带上电子与特定的原子结合在一起。

如果给予它们足够的能量，它们就会跃迁到传导带，此时它们变得能够自由移动，留下一些行为像带正电的粒子一样的空穴。

因此，如果你把带有适当能量的光子打到半导体上，这些光子将被吸收，留下一些电子一空穴对，不管是电子还是空穴都可存储原来的光。

　　但是，制造一种能够捕获、存储和释放光的存储器则要困难得多。

　　另辟蹊径 　　为了克服这个障碍，维克斯福特和同事们利用了一种令人意想不到的现象：声波。

这个科研小组是在研究控制电子运动的新方法时找到这个解决方案的。

他们发现表面声波——施加到晶体表面的波浪形压力——是一种大有希望的控制电子的方法。

　　制造出这些压力很简单——只需要在铌酸锂等压电材料上施加交流电压即可。

变化的电压使压电材料的晶格舒张和弯曲，产生一种沿着材料运动的压力波。

当压力波运动时，会产生一个强电场，这个电场能够用来捕捉和传送电子。

　　维克斯福特和同事们使用这些声波移动电子时意识到，这些波还有另外一个用途：把由光导致的电子—空穴对分隔开来。

这些波产生的强大电场把半导体平整的传导带和价电子带扭曲成规则的正弦波形状。

当电子—空穴对遇到波峰和波谷时，它们会被彼此分隔，电子移动到波峰，而空穴则移动到波谷。

　　1997年，由维克斯福特的学生之一卡斯滕*勒克领导的一个研究小组宣布，他们用以铟镓为基础的多层半导体在压电材料上制成了一个微小的“三明治”，并且使用一个高频电场制造出一种声波。

　　一束红外激光脉冲使半导体产生一些电子—空穴对，这些电子和空穴旋即被电场分隔开来。

由于电子和空穴隔开的距离大约有1微米，从而无法再次结合，这些电子—空穴对只好保存促使它们产生的光子的能量。

　　勒克和他的同事们设法把能量保存了几个微秒的时间——这比自然条件下电子—空穴对的存在时间长了几千倍。

　　但是这里有个难题：所有这些实验都是在只比绝对零度高4度的液氦低温中进行的，并不便于在日常电器中使用。

目前，维克斯福特则向人们表明，通过采用砷化镓和砷化铝半导体层，并且在表面装上一个透明的电极用来产生电场，在液氮温度下也能取得同样的结果。

　　他们设法把光存储了35微秒。

而且，通过使用一种静止的电场把电子和空穴隔开，他们做出的芯片在尺寸上只是勒克所用晶体的一个零头。

通过进一步改善设计，他们认为能够在室温下运行的装置没有理由不会很快做成。

　　前景远大 　　维克斯福特说，只要你知道了原理，就像生活中的平常事情一样，制造一个光学存储器是非常容易的。

　　掌握了基本的原理之后，维克斯福特和他的同事们正在越来越多地考虑这种“声光”装置的可能用途。

他们认为，这种存储器的灵活性为制造一系列的装置开辟了道路，这些装置不仅能够存储光，而且还能够处理诸如复合和分解(把很多输入的光信号合成一个信号以及把一个信号分解成多个信号)这样的任务。

维克斯福特还发现他甚至能够改变再次发出的光的波长，只需要压挤半导体即可。

他说，最终研究人员有可能利用这种装置对附加的信息进行编码。

　　目前，他们的注意力集中在对常规的通信和计算至关重要的动态随机存储器上。

用一系列半导体单元或者“像素”制成的能够处理光子的一种声光装置，有可能完成常规电子装置无能为力的任务。

维克斯福特说：“光学动态随机存储器在诸如光学模式的识别和图像处理等领域具有诱人的应用潜力。

” 　　除了使用光，他预见还能使用表面声波产生的电子—空穴对装载和读取每个存储单元。

存储的信息甚至能够从一个单元移动到另外一个单元以供处理。

　　从长远看，声光元件也许能够为开发未来的光学计算机做出贡献。

使用激光而不是电线并且利用光束固有的并行性质，这种计算机可能成为除了量子计算机外的终极数码处理器。