Назначение и организация памяти ЭВМ

Память используется для хранения следующих объектов:

1. Компьютерные программы.

2. Состояния всех устройств.

3. Данные (постоянные или переменны).

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

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

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

1. МАЕП – минимально адресуемая единица памяти.

В зависимости от вида данных:

1бит (слово состояние) .

1 байт ( арифметическое данное, команда).

2. Слово – наибольшая длина данного выбираемое за одно обращение (16, 32, 64 бита).

Основные характеристики памяти:

1. Емкость (обозначается С) с диапазоном 1байт (регистр памяти) – 100Гбайт (оптического диска).

2. Быстродействие (обозначается Т) с диапазоном 1n нсек. – 10n секунд (чем больше емкость, тем меньше быстродействие).

3.Надежность – зависит от возникновения сбоев при считывании или записи данных и обеспечивает с помощью контроллера

4.Плотность записи (бит / см²), зависит от типа среды хранения информации, высокая плотность у оптических накопителей.

5.Стоимость хранения одного бита (важна для пользователя с финансовой стороны).

Ключевым принципом построения памяти ЭВМ является ее иерархическая организация (принцип, сформулированный еще Джоном фон Нейманом), которая предполагает использование в системе памяти компьютера запоминающих устройств (ЗУ) с различными характеристиками.

Запоминающие устройства (ЗУ) характеризуются рядом параметров, определяющих возможные области применения различных типов таких устройств. К основным параметрам, по которым производится наиболее

общая оценка ЗУ, относятся их информационная емкость (E), время обращения (T) и стоимость (C).

Обращение в ОП быстрее (матрица из ячеек с адресами), чем в жестком (там головка чтения переходит на нужную головку, ждет пока подойдёт нужный сектор и читает)

1. По возможности изменения информации различают ЗУ:

- постоянные (или с однократной записью);

- односторонние (с перезаписью или перепрограммируемые);

- двусторонние.

2. По способу доступа различают ЗУ:

- произвольный; в RAM

- прямой (циклический); как на жестких

3. По организации носителя различают ЗУ:

- с неподвижным носителем;

- с подвижным носителем.

4. По возможности смены носителя ЗУ могут быть:

- с постоянным носителем;

- со сменным носителем.

12) Иерарх.организация и сравнительные характеристики устройств памяти.

1. Сверх оперативная память, которая реализуется на регистрах (более быстрой не существует).

2. Процессорный кэш (буферная память), служит для согласования скорости процессора и основной памяти. Образует систему буферизованной памяти. Для программиста эта память является прозрачной и называется кэш, реализуется на биполярных элементах (на одном кристалле с процессором, в менее быстрых на одной плате). Делится на несколько уровней и разделяется на кэш команд и кэш данных.

3. Основная память, все то, что представляется программисту для выполнения программ.

4. Дисковая – вспомогательная память на жестком диске (большая емкость).

5. Архивная память, многотомные накопления на магнитных лентах, CD-ROM и т. д., долговременное хранение данных без разрушения.

Чем больше “номер” у памяти, тем ниже ее ценность по быстродействию.

Основная память и дисково-вспомогательная память образуют систему виртуальной памяти, основное назначение - расширение адресного пространства. Доступна программисту до размера дискового пространства.

Дисково-вспомогательная и архивная память образуют дисковую виртуальную память, удобство работы HDD с архивными устройствами.