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P1W3U3.3 - Memory Units
在開始講存儲單元的時候爽柒，課程先回顧了一下在 P1W2U2.4 ALU 那節(jié)課里提到的馮諾依曼架構(gòu)圖。
如下圖這節(jié)課就來講右下角灰色部分“存儲”（Memory）者填。
老師設(shè)計的存儲只有一個主存儲：RAM （類似內(nèi)存浩村？），不考慮次存儲（比如硬盤）占哟。
老師設(shè)計的主存儲器RAM：即用來存儲被操作的數(shù)據(jù)心墅，也存儲程序。
RAM的實(shí)現(xiàn)原理重邏輯榨乎，而現(xiàn)實(shí)世界的物理實(shí)現(xiàn)不會涉及嗓化。
和DFF一樣，如果想用硬件物理實(shí)現(xiàn)的RAM谬哀，也要做些課外工作
在開始RAM前刺覆，先看看RAM的基礎(chǔ)組成部分“寄存器”。
課程又先回顧了上節(jié)課的 1位寄存器史煎。
寄存器
16位寄存機(jī) 由 16個1位寄存器組成谦屑。
在本課程里，老師不特殊說明的情況下篇梭，Register（寄存器）默認(rèn)都是指16位寄存器氢橙。
讀 寄存器
“讀”寄存器悍手，實(shí)際上就是 16位 out 的輸出。
寫 寄存器
“寫”寄存器，先設(shè)置 In 的值坦康，再設(shè)置 load 為1竣付，這樣在 load 設(shè)置 1 的一個Clock周期后，out就輸出一個Clock周期前In的值了滞欠。
那接下來古胆，用硬件模擬器來用 內(nèi)建的 寄存器 演示一下。
打開硬件模擬器筛璧，選擇 tools/builtInChips/DRegister.hdl
1.設(shè)置 輸入值 （44）和 load值（1）逸绎。
2.因?yàn)閔dl文件里有 CLOCKED ，所以模擬器的鐘表按鈕就可以點(diǎn)擊了夭谤。
點(diǎn)擊一下棺牧。
3.Time 從 0 到 0+（半個Clock），寄存器內(nèi)部變?yōu)?4了朗儒，但是out還沒變陨帆。
4.再點(diǎn)擊一下 “鐘表按鈕”，Time 從 0+ 到 1（完成一個Clock周期）采蚀。out變成44疲牵。
RAM 單元
1.學(xué)習(xí)了寄存器，RAM就是有n個有序排列寄存器組成的榆鼠。從0到n-1纲爸。
2.在任何一個時間點(diǎn)，只有一個寄存器被選中妆够，從out/w 輸出识啦。
3.如何選擇寄存器，需要一個地址（address）神妹，地址由k位組成颓哮。
4.課程 Hack小電腦 的 w（word width）默認(rèn)為 16位。
5.RAM 的示意圖 底部 也是有 小三角鸵荠，所以也是時序電路冕茅，圖中左下，寫出了HDL語言如何編寫蛹找。
讀 RAM
設(shè)置 地址（address）届慈，例如 i徒溪。設(shè)置 load 為 0（讀操作）忿偷。
那么RAM的 out 此時的輸出，就是 選中的 “寄存器 i ” 的 out
寫 RAM
1臊泌、設(shè)置地址為 i （address = i）
2鲤桥、設(shè)置數(shù)據(jù)為 v （in = v）
3、設(shè)置load 為 1 （寫操作）
模擬器演示
操作演示缺虐，打開 tools/builtInChips/RAM8.hdl
寫操作
地址選擇1
設(shè)置load為1（寫）
輸入In 設(shè)為44
點(diǎn)一下鬧鐘按鈕（走半個Clock周期）
RAM里的寄存器1就被設(shè)置成了44
如果再點(diǎn)一下鬧鐘按鈕（完成一個Clock周期），RAM的out就輸出44了礁凡。
讀操作
切換地址i
設(shè)置load為0 （讀）
從演示上來看高氮，只要點(diǎn)一下鬧鐘按鈕，RAM 的 out 就能讀出對應(yīng) 寄存器i 的數(shù)顷牌。
最后剪芍，如下作業(yè)：
RAM8
RAM64
RAM512
RAM4k
RAM16k
上面幾個RAM是組成Hack小電腦所需的。
為什么要用RAM窟蓝，而不是其他存儲單元呢罪裹？
因?yàn)椋还躌AM有多大运挫，讀寫操作 和 “找出對應(yīng)寄存器” 都能在同樣一個很短的時間內(nèi)（一個clock状共？）完成。
這節(jié)課谁帕，講了如何從 1位寄存器峡继，做出 16位寄存器，又從16位寄存器 如何組成 RAM匈挖。
下節(jié)課 來講另一個重要的單元 計數(shù)器（Counter）碾牌。
