http://npc-news.ru/

Организация памяти ПЭВМ

Память используется для хранения следующих объектов:

Компьютерные программы.
Состояния всех устройств.
Данные (постоянные или переменны).

В памяти недопустима обработка данных и следовательно применимы всего две операции:

-выборка ( информация не разрушается) и
-запись (предыдущая информация разрушается).

Память понимается как линейная последовательность ячеек наделенных адресами,
по которым осуществляется доступ к содержимому.

Основные характеристики памяти:

Емкость (обозначается С) с диапазоном: 1 байт (регистр памяти) – n*100Гбайт (винчестер, оптический диск).
Быстродействие (обозначается Т) с диапазоном: n* 1нсек (регистровая память) – n* 10 секунд (магнитная лента, оптический диск).

Чем больше емкость памяти, тем обычно меньше ее быстродействие. Для преодоления противоречия емкости и быстродействия используется иерархическая организация памяти (см.ниже).

Основные параметры, характеризующие быстродействие памяти:

а) t ВЫБОРКИ – время от запуска памяти для считывания данного и до появления его в буферном регистре (не включает установку и дешифрацию адреса).
б) t ОБРАБОТКИ – время, затраченное на чтение данного в двух последовательных циклах чтение и запись данных по разным адресам (включая время задания адреса и его дешифрации).
Надежность – зависит от возникновения сбоев при считывании или записи данных и обеспечивается с помощью средств контроля (обнаружения и исправления ошибок):
Плотность записи (бит / см2), зависит от типа среды хранения информации, наиболее высокая плотность у оптических накопителей.
Стоимость хранения одного бита — важна для пользователя с финансовой точки зрения.

Основные среды хранения информации.

Магнитная среда.- Исторически самые первые запоминающие устройства использовали магнитную среду, где в качестве носителя информации использовались магнитные материалы, в настоящее время применяются только в устройствах внешней памяти из-за низкого быстродействия.

Среда с накоплением зарядов. — В данном случае в качестве элемента памяти используются конденсатор и транзистор, позволяющие хранить один бит информации. В зависимости от вида материалов, различают: биполярную полупро-водниковую память (более быстрая) и память на МОП-структурах (металл – окисел — полупроводник), более медленная, но дешевая.
Память на активных элементах с усилительными свойствами. — В качестве элементов памяти используются триггеры – электронные схемы с двумя устойчивыми состояниями, а сами структуры хранения называются регистрами (самый быстрый вид памяти, но имеет малую емкость).

Оптические запоминающие устройства.

Типы запоминающих устройств.

Запоминающие устройства отличаются способом доступа к данным.
ППВ — память с произвольной выборкой (RAM – random-access memory).
ПЗУ – постоянное запоминающее устройство (ROM – read-only memory).
АЗУ – ассоциативное запоминающее устройство, отличительная особенность – доступ к элементам памяти по их содержимому, а не по адресу.

Иерархическая система памяти состоит из следующих уровней:

Сверхоперативная память, которая реализуется на регистрах процессора (более быстрой не существует).
Процессорный кэш (буферная память), служит для согласования скорости процессора и основной памяти. Образует с основной памятью систему буферизованной памяти. Для программиста эта память является прозрачной, поэтому называется кэш-памятью, она реализуется на биполярных элементах (на одном кристалле с процессором или в менее быстрых компьютерах — на одной плате с процессором). Может, в свою очередь, делиться на несколько уровней, а также разделяться на кэш команд и кэш данных.
Основная память, все то, что предоставляется программисту для выполнения программ.

Дисковая вспомогательная память – память на жестком диске (винчестере), служащая для расширения доступного программисту адресного пространства путем организации совместно с основной памятью системы виртуальной памяти.
Архивная память — многотомные накопления на магнитных лентах, CD-ROM и т. д. для долговременного хранения данных без разрушения. Дисковая и архивная память образуют систему дисковой виртуальной памяти, обеспечивающей удобство работы жесткого диска с архивными устройствами.

Чем больше “номер” уровня памяти, тем ниже ее быстродействие и выше емкость.


Добавить комментарий

You can use these HTML tags

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>