Классическая четырехуровневая система памяти

Рг – регистры центрального процессора

ВнЗУ – внешние запоминающие устройства

ДП – дисковая память

ОП – оперативная память

Быстродействие возрастает снизу вверх, объем увеличивается сверху вниз

Число регистров – порядка 10 ¸100 слов; время обращения единицы нс

СОЗУ – размер сотни Кбайт ¸единицы Мбайт; время обращения в 2 раза медленнее; внешний КЭШ – время обращения до десятка нс

ОП – 10 Мбайт¸Гбайт; быстродействие 10n¸100n нс

ДП – емкость десятки¸сотни ГБ; быстродействие сотни мкс 10n*100 мс

ВЗУ – объем не ограничен

Все вычисления в той или иной мере конвейеризируются; уменьшение времени доступа к ДП – попытаться прочитать что-то заранее

Встает вопрос о быстром буфере между ДП и ОП (процессором) – в результате возникает идея организовывать буфер в основной памяти машины

Трехуровневая схема памяти

Д. КЭШ – дисковый КЭШ

КЭШ I – КЭШ первого уровня как собственная память процессора

КЭШ II – КЭШ второго уровня

ЖМД – жесткий магнитный диск

Любое устройство может иметь двухуровневую память

- память процесса

- память текущих слов

Простейшие ЗУ и модульная организация памяти. Организация простейших ЗУ

D_I - входные данные

D_O - выходные данные

две шины данных – входная и выходная

Данное ЗУ основано на использовании адреса хранения слова. Адресом служит номер ячейки запоминающего массива, в которой это слово размещается.

Адрес подается на вход ДШ А (дешифратора адреса), в ЗУ по данному адресу считываются данные D_О или записываются данные D_I

Можно объединить шину входных данных и шину выходных данных и использовать двунаправленную шину данных

D_I/O двунаправленная шина данных

ЗУ с линейной выборкой

ЗУ типа 2D (от английского dimention - размерность)

Организация ЗУ типа 2D обеспечивает двухкоординатную выборку каждого запоминающего элемента ячейки памяти. Основу ЗУ составляет плоская матрица из запоминающих элементов, сгруппированных в 2kячеек по n разрядов. Обращение к ячейке задается k-разрядным адресом, выделение разрядов производится разрядными линиями записи и считывания. ЗУ типа 2D являются быстродействующими и достаточно удобными для реализации. Однако они неэкономичны по объему оборудования из-за наличия в них дешифратора с 2k выходами. В настоящее время структура типа 2D используется в основном в ЗУ небольшой емкости

Типы выборки

1. Линейная выборка

ЗУ с линейной выборкой

2. Координатная выборка

ЗУ с координатной выборкой

Системы с регенерацией данных (на сердечнике)

Память с линейной выборкой всегда быстрее, чем память с координатной выборкой.

Старшие разряды адреса запомнить во внутренний регистр; при переходе на следующий столбец надо перезаписать регистр.

RAS – сигнал, по которому данные записываются во внутренний регистр

CAS – общий синхросигнал