RAM系列-什么是内存

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有了8位寄存器，有了译码器，我们现在就可以去搞一个内存啦。不过，我们现在胃口大了，不能再搞1个8位寄存器了，我们想搞个256个8位寄存器，也就是2^8 byte。

根据前面的分析，我们知道，需要8位地址线来实现2^8个状态。前面我们已经看到，译码器已经有点小复杂了，现在搞一个译码器，输出有256根线，想想就害怕，还是算了吧，必须要想别的辙。

一个很简单想法就是拆分，把8位地址线拆成两个4位地址线，这样只需要两个译码器即可，这个复杂程度就可以接受了，如下图所示，主要包括三个部分：两个译码器，一个8位寄存器，寄存器的输出分成两路，分别作为译码器的输入。

两个译码器的组合，就可以得到一个矩阵，矩阵大小为16x16，这样矩阵中的每一个点代表一个8位寄存器，每个点都可以通过纵、横两个坐标来唯一的表示，其中横坐标由寄存器前四位确定，纵坐标由寄存器的后四位确定，示意图如下：

这样每个8位寄存器的坐标都可以确定了。当然，光有坐标还不够，我们还需要对每个寄存器进行“写”和“读”的操作，因此，每个寄存器还要加入这两个输入端，具体怎么实现先不管，大致样子如下：

当然，能够控制“读”和“写”的操作外，还需要读写的数据，这个也不难实现，把每个寄存器都连到“总线”上。

好了，我们有了大概的内存的样子，我们需要来考虑细节了：每个寄存器是怎么和地址线、“读”“写”使能线以及总线连接在一起的？

我们把上图中红色圈内的一个寄存器打开，看看里面是如何实现的：

如果只聚焦每个byte的连接方式：

里面包含三个与门，我们来分别解读一下每个与门代表的意思：

第一个与门：vertical grid line和horizontal grid line就是前面所说的纵坐标和横坐标，通过与门的形式输出，代表的意思就是纵坐标和横坐标都是高电平时，该寄存器才被选中，才能进行下一步的操作；

第二个与门：第一个输入是与门输出，也就是代表该寄存器是否被选中，第二个输入时s“写”信号，两个输入“与”之后连接到该寄存器，表示该寄存器被选中，并可以对该寄存器进行“写”操作；

第三个与门：第一个输入第一个与门输出，第二个输入时e“读”信号，两个输入“与”之后连接到该寄存器，表示该寄存器被选中，并可以对该寄存器进行“读”操作；

同时，该寄存器通过总线与其他设备交换数据。

把每一个寄存器都按照此方式连接，就可以得到一个256 byte的内存。抽象如下：

可以采用总线的形式进行抽象：

我们把这种内存称之为Random Access Memory，简称RAM，也就是随机访问存储器。为什么是随机访问呢？——因为地址可以是随机的，内存中的任何寄存器都可以以任何顺序进行访问，不存在先后依存关系。

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