Сб. Фев 24th, 2024

Память ЭВМ — функциональная часть ЭВМ, предназначенная для записи, хранения и выдачи данных. В соответствии с этим разли­чают три режима работы памяти:

  • хранения;
  • записи;
  • счи­тывания.

Запоминающее устройство — устройство, реализующее функ­цию памяти данных. В ЗУ хранятся числа, над которыми должны быть произведены определенные действия, и числа — коды команд, определяющие характер этих действий. Запись в ЗУ или считыва­ние из него информации иначе называют обращением к ЗУ. Важ­нейшими характеристиками памяти (запоминающих устройств) ЭВМ являются ее емкость и быстродействие.

Емкость памяти определяет количество слов, которые могут храниться в памяти, и выражается в битах или байтах. Например» если память ЭВМ составляет 64 К байт, это означает, что она может хранить 64×1024 восьмиразрядных слов (К=1024). В настоящее время выпускаются БИС ОЗУ с емкостью в 256, 1024, 4096, 16 К бит.

Быстродействие памяти (ЗУ) определяется продолжительностью операции обращения к ЗУ. Время обращения t0 при записи инфор­мации складывается из времен поиска числа tп стирания ранее записанной  информации tст (при необходимости) и записи нового числа tзп т.е. t0=tп+tст+tзп. При считывании информации время цикла обращения складывается из времен поиска tп , считывания tвосст и восстановления t считанных кодов (при необходимости), t0=tп+tсч+tвосст.

Запоминающие устройства разделяют: по использова­нию — на внешние и внутренние (или оперативные); по назначению — сверхоперативные, оперативные, постоянные, бу­ферные и внешние; пофизическим принципам дей­ствия — на магнитные и полупроводниковые; по способу хранения информации — на статические и динамиче­ские; по способу доступа к заданной ячейке (для адресных ЗУ) — с последовательным, циклическим и произ­вольным доступом; по характеру обращения — с ад­ресным обращением (или адресной выборкой) и с ассоциативным обращением (ассоциативной выборкой).

В статических ЗУ цифровой код остается неподвижным относительно носителя информации в течение всего времени хранения информации; в динамических ЗУ цифровые коды находятся в непре­рывном движении относительно носителя информации.

В ЗУ с адресным обращением поиск необходимой информации производится по адресу — номеру запоминающей ячейки, в кото­рую во время записи была помещена эта информация.

В статических ЗУ адрес ячейки определяется ее местоположением в пространстве.

В ЗУ с ассоциативным обращением (в ассоциативных ЗУ) вы­борка информации происходит не по адресу, а по некоторому приз­наку, содержащемуся в самом хранимом слове, т. е. по содержанию.

В ЗУ с последовательным доступом осуществляется последова­тельное обращение к ячейкам до тех пор, пока не произойдет обра­щение к заданной ячейке. Примером такого ЗУ может служить накопитель на магнитной ленте (НМЛ). Здесь зона с нужной ин­формацией находится путем последовательного просмотра номеров зон при перемотке ленты.

В ЗУ с циклическим доступом информация из заданной ячейки считывается только в определенные моменты, разделенные интерва­лом времени. Интервал времени между считыванием двух слов на­зывается циклом работы такого ЗУ.

В ЗУ с произвольным доступом информация записывается и счи­тывается по любому адресу. В этих ЗУ время обращения к требуе­мой ячейке не зависит от того, к какой именно ячейке обращаются, а зависит от быстродействия коммутационных схем, обеспечиваю­щих выбор заданной ячейки. Запоминающие устройства с произволь­ным доступом наиболее быстродействующие.

Для получения в ЭВМ одновременно большой информационной емкости и высокого быстродействия используется иерархический принцип построения ЗУ.

Техническая реализация иерархических структур обеспечивает большую емкость памяти и малое время обращеных и программ текущих вычислений, а также программ, к которым следует быстро перейти, если в ходе вычислительного процесса воз­никло прерывание. Оперативные ЗУ современных ЭВМ имеют ем­кость от нескольких тысяч до сотен тысяч слов и период обращения от долей до нескольких микросекунд. Оперативное ЗУ может быть связано с процессором как непосредственными связями, так и через СОЗУ.

В качестве элементов памяти ОЗУ и СОЗУ используются ферритовые сердечники, полупроводниковые элементы, тонкие магнит­ные пленки и др.

Внешние ЗУ (ВЗУ). Они предназначены для хранения больших массивов информации. Объем данных, которые могут одновременно храниться в таких ЗУ, обычно превышает сотни миллионов слов, однако период обращения к ним составляет от нескольких миллисекунд до нескольких десятков секунд. Данные, хранящиеся во внешних ЗУ, непосредственно не используются в вычислительном процессе, а передаются из ВЗУ в ОЗУ. В качестве внешних ЗУ чаще всего используют накопители информации на магнитных лен­тах (НМЛ) и дисках (НМД).

Буферные ЗУ (БЗУ). Эти ЗУ используются для промежуточного хранения данных при обмене между устройствами с разным быстро­действием, например между ОЗУ и ВЗУ. По емкости и быстродейст­вию БЗУ занимают промежуточное место между ОЗУ и ВЗУ; они могут быть построены на полупроводниковых элементах, ферритовых сердечниках и магнитных дисках.

Постоянные (односторонние) ЗУ (ПЗУ). Такие ЗУ предназначе­ны только для хранения и считывания информации, которая не изме­няется в процессе вычислений (например, постоянно используемые программы, различные константы, таблицы функций, микропрограм­мы и т. д.), В ПЗУ информация записывается один раз при изготовлении, а при работе только считывается. Такие ПЗУ имеют мень­шую аппаратную сложность, чем ОЗУ.

На рис. 1 (а) приведена обобщенная схема иерархии запоминаю­щих устройств ЭВМ. В конкретных условиях набор ступеней иерар­хии, а также количество блоков ОЗУ, ВЗУ, ПЗУ может быть раз­личным. На уровне I иерархии используются сравнительно небольшие, но быстродействующие СОЗУ, тесно связанные с процессором Пр. К ЗУ уровня 2 относятся ЗУ с произвольной выборкой, обла­дающие большей емкостью, чем ЗУ уровня 1, но имеющие более низкое быстродействие. К уровню 3 иерархии относятся ВЗУ с плавающим временем выборки, низким быстродействием, но с большой емкостью (НМД, НМЛ и т. д.).

Запоминающее устройство содержит следующие узлы, блоки и элементы (рис. 1 (б)). Накопитель информации НИ— часть ЗУ, в которой происходит запись и хранение слов и из которой при необходимости можно считать записанное ранее слово, содержит ячейки памяти (ЯП), каждая из которых может хранить часть слова, слово или несколько слов. Ячейка состоит из запоминающих эле­ментов (ЗЭ), каждый из которых предназначен для хранения одного бита двоичной информации. Как правило, количество ЗЭ в ЯП равно разрядности хранимого слова. Запоминающий элемент может быть выполнен на ферритовых сердечниках, тонких магнитных пленках и на полупроводниковых элементах. Блок коммутации БК Рас­шифровывает код адреса, устанавливает адрес заданного слова в НИ и вырабатывает сигналы требуемой мощности, необходимые Для работы выбранной ЯП. Блок записи БЗп преобразует машинное слово в сигналы, воздействующие на носитель информации при записи. Блок считывания БСч преобразует изменения параметров ЗЭ в процессе считывания в машинное слово. Блок управления БУ управляет в определенной временной последовательности всем блоками ЗУ. Регистр адреса РгА принимает и хранит адрес  к которой производится обращение. Регистр слова РгСл принимает и хранит принятое слово, которое поступает либо из НИ, либо магистрали слов от других устройств ЭВМ. Связь ЗУ с другими устройствами ЭВМ осуществляется при помощи магистралей слов адресов и управления.

При обращении к ЗУ по магистрали управления в БУ поступают управляющие сигналы, определяющие режимы работы ЗУ. При этом по магистрали адресов МА в регистр РгА поступает адрес одной ЯП или группы ЯП и, если необходимо, по магистрали слов МСл в регистр РгСл — одно слово (или группа слов) для записи в НИ. Блок управления БУ выдает определенную последовательность импульсов, управляющих работой всех узлов ЗУ. Код адреса зано­сится в регистр РгА, дешифрируется в Б К. В последнем устанав­ливается адрес заданного слова и формируются управляющие импульсы соответствующей мощности для считывания и записи информации выбранной ЯП.

При считывании информации параметры элементов памяти вы­бранной ячейки под действием импульсов считывания изменяются и преобразуются в блоке считывания БСч в машинное слово, которое поступает в регистр РгСл, а с него—в магистраль слов. При исполь­зовании для ЗЭ ферритовых сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса считывание приводит к разрушению хранящейся в ЯП информации. В этом случае после каждого считывания информация из регистра РгСл должна поступать в блок БЗп для записи ее в ту же ЯП. Этот процесс называют восстановлением или регенерацией. Блок БЗп преобразует машинное слово, поступающее из регистра РгСл, в сигналы, воздействующие на носитель информации, изме­няя согласно записываемому коду параметры соответствующих ЗЭ. Хранение записанной информации в НИ основывается на способности ЗЭ устойчиво сохранять параметры заданных физи­ческих состояний, которое при считывании может быть выделено блоком БСч.

От content

Ads Blocker Image Powered by Code Help Pro

Обнаружен блокировщик рекламы! Пожалуйста, обратите внимание на эту информацию.

We\'ve detected that you are using AdBlock or some other adblocking software which is preventing the page from fully loading.

У нас нет баннеров, флэшей, анимации, отвратительных звуков или всплывающих объявлений. Мы не реализовываем эти типы надоедливых объявлений! Нам нужны деньги для обслуживания сайта, и почти все они приходят от нашей интернет-рекламы.

Пожалуйста, добавьте tehnar.info к вашему белому списку блокирования объявлений или отключите программное обеспечение, блокирующее рекламу.

Powered By
Best Wordpress Adblock Detecting Plugin | CHP Adblock