有了8位寄存器，有了解碼器，我們現在就可以去搞一個內存啦。不過，我們現在胃口大了，不能再搞1個8位寄存器了，我們想搞個256個8位寄存器，也就是2^8 byte。

根據前面的分析，我們知道，需要8位地址線來實現2^8個狀態。前面我們已經看到，解碼器已經有點小複雜了，現在搞一個解碼器，輸出有256根線，想想就害怕，還是算了吧，必須要想別的轍。

一個很簡單想法就是拆分，把8位地址線拆成兩個4位地址線，這樣只需要兩個解碼器即可，這個複雜程度就可以接受了，如下圖所示，主要包括三個部分：兩個解碼器，一個8位寄存器，寄存器的輸出分成兩路，分別作為解碼器的輸入。


兩個解碼器的組合，就可以得到一個矩陣，矩陣大小為16x16，這樣矩陣中的每一個點代表一個8位寄存器，每個點都可以通過縱、橫兩個坐標來唯一的表示，其中橫坐標由寄存器前四位確定，縱坐標由寄存器的後四位確定，示意圖如下：


這樣每個8位寄存器的坐標都可以確定了。當然，光有坐標還不夠，我們還需要對每個寄存器進行「寫」和「讀」的操作，因此，每個寄存器還要加入這兩個輸入端，具體怎麼實現先不管，大致樣子如下：


當然，能夠控制「讀」和「寫」的操作外，還需要讀寫的數據，這個也不難實現，把每個寄存器都連到「總線」上。


好了，我們有了大概的內存的樣子，我們需要來考慮細節了：每個寄存器是怎麼和地址線、「讀」「寫」使能線以及總線連接在一起的？

我們把上圖中紅色圈內的一個寄存器打開，看看裡面是如何實現的：


如果只聚焦每個byte的連接方式：


裡面包含三個與門，我們來分別解讀一下每個與門代表的意思：

第一個與門：vertical grid line和horizontal grid line就是前面所說的縱坐標和橫坐標，通過與門的形式輸出，代表的意思就是縱坐標和橫坐標都是高電平時，該寄存器才被選中，才能進行下一步的操作；

第二個與門：第一個輸入是與門輸出，也就是代表該寄存器是否被選中，第二個輸入時s「寫」信號，兩個輸入「與」之後連接到該寄存器，表示該寄存器被選中，並可以對該寄存器進行「寫」操作；

第三個與門：第一個輸入第一個與門輸出，第二個輸入時e「讀」信號，兩個輸入「與」之後連接到該寄存器，表示該寄存器被選中，並可以對該寄存器進行「讀」操作；

同時，該寄存器通過總線與其他設備交換數據。

把每一個寄存器都按照此方式連接，就可以得到一個256 byte的內存。抽象如下：


可以採用總線的形式進行抽象：


我們把這種內存稱之為Random Access Memory，簡稱RAM，也就是隨機訪問存儲器。為什麼是隨機訪問呢？——因為地址可以是隨機的，內存中的任何寄存器都可以以任何順序進行訪問，不存在先後依存關係。

#總線# #電子線路# #硬體工程師# #量子計算機作業系統#