АРХИТЕКТУРА МАШИННОЙ ПАМЯТИ

Программирование

АРХИТЕКТУРА МАШИННОЙ ПАМЯТИ

Данные, обрабатываемые СОХИ, хранятся в памяти ЭВМ. Память ЭВМ реализуется запоминающими устройствами (ЗУ) — комплексом технических средств, осуществляющих запись, хра­нение и выдачу информации. Элементы ЗУ ЭВМ являются носителями информации.

Основными техническими характеристиками ЗУ ЭВМ являются ем­кость и быстродействие. Емкость ЗУ определяет предельное количество информации, которое может разместиться в ЗУ, и выражается в битах или байтах, а чаще в более крупных единицах - килобайтах (К байт) или мегабайтах (Мбайт): 1 Кбайт = 1024 байт (2¹⁰ байт), а 1 Мбайт = = 1024 Кбайт (2²⁰ байт). Быстродействие ЗУ оценивается временем обращения (временем цикла), т.е. промежутком времени, требуемым для считывания и записи информации в данном ЗУ (иначе, это минималь­ный промежуток времени между двумя командами считывания).

К ЗУ предъявляются требования большой емкости и высокого быст­родействия. Эти требования противоречивы, так как с увеличением емкости ЗУ их быстродействие уменьшается. В соответствии со значени­ями параметров емкости и быстродействия разделяют память на опера­тивную (ОП), реализуемую оперативными запоминающими устройст­вами (ОЗУ), и внешнюю (ВП), функции которой выполняют разнооб­разные внешние запоминающие устройства (ВЗУ). Однако, несмотря на такое разделение, разница в быстродействии процессора, ОП и ВП остается очень большой. Поэтому обмен информацией между этими структурными единицами ЭВМ осуществляется через дополнительные уровни, называемые буферными, Таким образом, архитектура машин­ной памяти имеет многоуровневую структуру (рис. 4.1). Каждый уро­вень удовлетворяет определенным требованиям емкости и быстродей­ствия.

К первому уровню отно­сятся регистровая память (Рг) и сверхоперативные за­поминающие устройства (СОЗУ). Регистры предназ­начены для хранения малых объемов информации (ем­костью в одно слово). Реги­стровая память обладает очень высоким быстродей­ствием и обычно входит в состав процессора.

СОЗУ хранят информацию, к которой происходит наиболее частое обращение процессора.

Память первого уровня выполняет роль буфера между ОП и процессором, сглаживая разницу в их быстродействии.

Второй уровень в иерархии машинной памяти образует оперативная память. ОЗУ хранят информацию, непосредственно участвующую в рабо­те процессора. Ко второму уровню относятся также постоянные запоминающие устройства (ПЗУ). Они хранят неизменяемую информацию.

К третьему уровню относятся буферные ЗУ (БЗУ), использование которых повышает эффективность обмена между ВП и ОП, имеющими существенно разное быстродействие. В качестве Б ЗУ обычно использует­ся специально выделенная область ОП. Функции Б ЗУ могут выполнять магнитные барабаны и магнитные диски с фиксированными головками.

Четвертый уровень архитектуры машинной памяти образует внеш­няя память. На ВЗУ хранятся данные, не используемые в данный момент времени процессором (не участвующие непосредственно в обработке), а также большие информационные массивы и архивные данные. Наибо­лее распространенными являются ВЗУ с магнитными носителями инфор­мации, а именно накопители на магнитных дисках (НМД), магнитных барабанах (НМБ) и магнитных лентах (НМЛ).

Устройства ВП делятся на устройства с непосредственным (прямым) доступом к данным и последовательным доступом. Во первых время доступа не зависит от места расположения данных на носителе, во вто­рых время, необходимое для доступа к нужным данным, связано с мес­том расположения данных на носителе. В АИС выделяют пятый уровень памяти — массовую память. Уст­ройства массовой памяти характеризуются большой емкостью, малым быстродействием и главное — низкой стоимостью хранения информации. На устройствах массовой памяти в АИС организуются хранилища ин­формации.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: