╥хъёЄ ЁхЇхЁрЄр: ёЄЁрэшЎр 1
ВТОРОЙ СЕМЕСТР ЛЕКЦИЯ N 1 ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ЭВМ. Запоминающие устройства классифицируют: 1. По типу запоминающих элементов (полупроводниковые, магнит-ные, конденсаторные, оптоэлектронные, голографические, криоген-ные). 2. По функциональному назначению (оперативные (ОЗУ), буферные(БЗУ), сверхоперативные (СОЗУ), внешние (ВЗУ), постоянные (ПЗУ)). 3. По способу организации обращения (с последовательным поис-ком, с прямым доступом, адресные, ассоциативные, стековые, мага-зинные). 4. По характеру считывания (с разрушением или без разрушенияинформации). 5. По способу хранения (статические или динамические). 6. По способу организации (однокоординатные, двухкоординатные,трехкоординатные, двух/трехкоординатные). ПАМЯТЬ ЭВМ - совокупность всех запоминающих устройств, вхо-дящих в состав ЭВМ. Обычно в состав ЭВМ входит несколько различ-ных типов ЗУ. Производительность и вычислительные возможности ЭВМ в значи-тельной степени определяются составом и характеристиками ее ЗУ. Основными операциями в памяти в общем случае являются зане-сение информации в память - запись и выборка информации из памя-ти - считывание. Обе эти операции называются обращением к памятиили, подробнее, обращением при считывании и обращением при запи-си. При обращении к памяти производится считывание или записьнекоторой единицы данных - различной для устройств разного типа.Такой единицей может быть бит, байт, машинное слово или блок дан-ных. Важнейшими характеристиками отдельных устройств памяти явля-ются емкость памяти, удельная емкость, быстродействие. ЕМКОСТЬ ПАМЯТИ определяется максимальным количеством данных,которые могут в ней храниться. Емкость измеряется в двоичных еди-ницах (битах), машинных словах, но большей частью в байтах. УДЕЛЬНАЯ ЕМКОСТЬ есть отношение емкости ЗУ к его физическомуобъему. БЫСТРОДЕЙСТВИЕ ПАМЯТИ определяется продолжительностью опера-ций обращения, т.е. временем, затрачиваемым на поиск единицыинформации в памяти и на ее считывание, или временем на поискместа в памяти, предназначенного для хранения данной единицы ин-формации, и на ее запись.. - 2 - В некоторых устройствах памяти считывание информации сопро-вождается ее разрушением (стиранием). В таком случае цикл обраще-ния должен содержать операцию восстановления (регенерации) счи-танной информации на прежнем месте в памяти. Таким образом, продолжительность обращения к памяти при счи-тывании t 4обр_с 0 = t 4дост_с 0 + t 4счит 0 + t 4рег 0,где t 4дост_с 0 - промежуток времени между моментом начала операциисчитывания и моментом, когда становится возможным доступ к даннойединице информации; t 4счит 0 - продолжительность самого физическогопроцесса считывания; t 4рег 0 - время, затрачиваемое на регенерациюинформации (равно нулю для ЗУ, которым регенерация не требуется). Продолжительность обращения при записи t 4обр_з 0 = t 4дост_з 0 + t 4подг 0 + t 4зап 0,где t 4дост_з 0 - промежуток времени между моментом начала операциизаписи и моментом, когда становится возможным доступ к запоминаю-щим элементам; t 4подг 0 - время подготовки, расходуемое на приведе-ние в исходное состояние запоминающих элементов для записизаданной единицы информации; t 4зап 0 - время занесения информации. В качестве продолжительности цикла обращения к памяти прини-мается величина t 4обр 0 = max(t 4обр_с 0,t 4обр_з 0). Принято разделять все запоминающие устройства на два основ-ных типа: оперативные и внешние. Основным критерием для такогоразделения служит скорость доступа к информации. ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) - запоминающееустройство, предназначенное для информации, непосредственноучаствующей в процессе выполнения операций, выполняемых процессо-ром. ОЗУ должно обеспечивать поступление новой информации впроцессор с той же скоростью, с какой он ее обрабатывает. ВЗУ (внешнее запоминающее устройство) - запоминающее устрой-ство, предназначенное для длительного хранения массивов информа-ции и обмена ими с ОЗУ. Обычно строятся на базе магнитных носи-телей информации. Само название этого класса устройств имеетисторический характер и произошло от больших ЭВМ, в которых всеВЗУ, как более медленные и громоздкие, размещались в собственномкорпусе, а не в корпусе основного модуля.. - 3 - Внутренняя память ЭВМ организуется как взаимосвязанная сово-купность нескольких типов ЗУ. В ее состав, кроме ОЗУ, могутвходить следующие типы ЗУ: ПОСТОЯННОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (ПЗУ) - запоминающее уст-ройство, из которого может производиться только выдача хранящейсяв нем информации. Занесение информации в ПЗУ производится при егоизготовлении. ПОЛУПОСТОЯННОЕ (ПРОГРАММИРУЕМОЕ) ЗУ (ППЗУ) - ЗУ, в котороминформация может обновляться с помощью специальной аппаратуры пе-ред режимом автоматической работы ЭВМ. Если возможно многократноеобновление информации, то иногда такое ППЗУ называют репрограмми-руемым (РППЗУ). БУФЕРНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (БЗУ) - запоминающее уст-ройство, предназначенное для промежуточного хранения информациипри обмене данными между устройствами ЭВМ, работающими с различ-ными скоростями. Конструктивно оно может быть частью любого изфункциональных устройств. Местная память (cверхоперативное ЗУ, СОЗУ) - буферное запо-минающее устройство, включаемое между ОЗУ и процессором иликаналами. Различают местную память процессора и местную памятьканалов. СТЕК (магазин) - специально организованоое ОЗУ, блок хране-ния которого состоит из регистров, соединенных друг с другом вцепочку, по которой их содержимое при обращении к ЗУ передается(сдвигается) в прямом или обратном направлении. Кеш-память - разновидность стека, в котором хранятся копиинекоторых команд из ОЗУ. ВИДЕОПАМЯТЬ - область ОЗУ ЭВМ, в которой размещены данные,видимые на экране дисплея. АДРЕСНАЯ, АССОЦИАТИВНАЯ И СТЕКОВАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПАМЯТИ Запоминающее устройство, как правило, содержит множествоодинаковых запоминающих элементов, образующих запоминающий мас-сив. Массив разделен на отдельные ячейки; каждая из них предназ-начена для хранения двоичного кода, число разрядов в которомопределяется шириной выборки памяти (байт, машинное слово илинесколько слов). Способ организации памяти зависит от методовразмещения и поиска информации в запоминающем массиве. По этомупризнаку различают адресную, ассоциативную и стековую память.. - 4 - АДРЕСНАЯ ПАМЯТЬ При адресной организации памяти размещение и поиск информа-ции в запоминающем массиве основаны на использовании адресахранения слова. Адресом служит номер ячейки массива, в которойэто слово размещается. При записи (или считывании) слова в запоминающий массивинициирующая эту операцию команда должна указывать адрес, покоторому производится запись (считывание). ╔════════════════════╗ ┌──────╨──────┐ ║ │ БУС │ ║ │ 0 n-1 │<┐ ║ └─────────────┘ │ ║ ^ │ ║ ║ │ ║ ШИВх ┌───────┐ ┌─────┬──────╨──────┐ │ ║ ║ │ k-1│ │ БАВ │ 0 ... n-1 │ │ ║ ║ │ │ │ │ │ │ V VША │ │ │ │ . │ │ ┌─────────────┐══════>│ РгА │═════> │ │ . ЗМ │ │ ┌─>│ РгИ │ │ │ │ │ . │ │ │┌>│ 0 n-1 │ │ │ │ │ │ │ ││ └──────╥───╥──┘ │ 0 │ │ │ N-1 │ │ ││ ║ ║ └───────┘ └─────┴─────────────┘ │ ││ ║ ║ ПрРгА ^ Выборка ^ ^ │ ││ ║ V │ ┌────────────┘ ║ │ ││
