Определение памяти, ячейки памяти, машинного слова.
ЛЕКЦИЯ 15
Тема Организация памяти.
Знать:
- способы организации и адресации информации;
- особенности организации внутренней памяти современных
ЭВМ.
Уметь:
- пользоваться справочной информацией ;
- выбирать ИМС ОЗУ и ПЗУ с необходимыми характеристиками.
Внутренняя память состоит из оперативного запоминающего устройства ОЗУ и постоянного запоминающего устройства ПЗУ.
Память ЭВМ – совокупность запоминающих устройств (ЗУ), предназначенных для записи, хранения и выдачи информации, представленной в виде цифровых кодов.
Она строится на двухпозиционных элементах памяти, каждый из которых обеспечивает хранение бита информации.
В структурном отношении ЗУ можно представить в виде множества ячеек памяти.
Ячейка памяти – фиксированная совокупность элементов памяти, обращение к которым при записи и чтении информации производится одновременно.
Определенное число битов информации, хранимых в одной ячейке, называется словом памяти. Слово памяти может не совпадать с машинным словом, являющимся информационной единицей. Так, при длине слова в 32 двоичных разряда слово памяти может иметь длину 16 или 64 бит. В первом случае машинное слово размещается в двух ячейках памяти, во втором – в одной ячейке памяти хранится два машинных слова.
Основными характеристиками ЗУ являются емкость, быстродействие, надежность и экономичность.
объём памяти;
время доступа к информации;
потребление мощности. Динамическое ОЗУ потребляет меньше мощности, а статическое больше.
надежность. Она характеризуется следующими показателями: время наработки на отказ, вероятность безотказной работы. Предприятие изготовитель устанавливает гарантийный срок исхода этих показателей.
Конструктивные особенности, дизайн, габариты, вес.
Емкость ЗУ – максимальное количество информации, которое одновременно может в нем храниться. В настоящее время емкость ЗУ принято измерять в битах, байтах и записывать в килоединицах К = 1024 бит и мегаединицах М = 1024 × 1024 = 1 048 576 бит. Например, Q = 512 Кбаит = 4 Мбит.
Быстродействие ЗУ оценивают его временными характеристиками. К таким характеристикам относят время обращения к ЗУ и время цикла обращения.
Адресация памяти
Как производить поиск нужной информации?
Поиск информации может происходить:
1) по адресу (задается двоичный код - адрес ячейки памяти)
2) по признакам (ассоциативная память - по определенному признаку двоичного кода,находящегося в ячейке памяти ).
Организация ОЗУ на ПК
В современных ПК ОЗУ организуется сочетанием статической и динамической памяти.
Статистическая память реализуется на биполярных транзисторах, а
динамическая - на полевых.
Статистическая память обозначается - SRAM.,
динамическая память – DRAM.
Быстродействия у SRAM больше чем у DRAM.
У современных ПК ,где быстродействие микропроцессора высокое ,
расстояние между элементами схемы влияет на общее
быстродействие выполнения операций.
Поэтому ОЗУ организуется следующим образом :
1) имеется основное ОЗУ большой емкости на DRAM ,где
хранятся исходные данные и выполняемые в данный момент времени
программы.
2) организуется КЭШ память,который состоит из двух уровней,
реализующихся на SRAM:
- КЭШ память 1-ого уровня – внутри микропроцессора;
- КЭШ память 2-ого уровня – в виде отдельной ИМС, которая
располагается рядом с микропроцессором.
При этом выполнение программ и использование данных происходит по частям ( конвейерным способом).Это означает , что часть программы и
данных, обрабатываемых микропроцессором в данный момент
времени должны , находится в КЭШ - памяти 1-го уровня; следующая
часть - в КЭШ – памяти 2 – го уровня, а остальная часть -
в основной памяти. После завершения данной части программы , в КЭШ
1- уровня загружается следующая часть из КЭШ 2-го уровня.
|
 |
Модули памяти.
В последнее время появилось несколько новых стандартов памяти. Конструктивно все они выполнены в виде модулей памяти SIMM и DIMM.
Модули SIMM - 72-контактные. Этот более старый стандарт применяется во всех современных платах, а также во многих адаптерах, принтерах и прочих устройствах.
Модуль памяти DIMM– 168-контактный модуль памяти, похожий на SIMM, но с раздельными контактами (обычно 2х84), за счет чего увеличивается разрядность или число банков памяти в модуле. Эти модули получают все большее распространение на новых Pentium-системах. На модули DIMMустанавливается более быстрая память SDRAM (на модули SIMM обычно устанавливают память EDO DRAM).
Оперативная память для компьютера может быть различного конструктивного исполнения. В современных компьютерных платах используются только ОЗУ в виде SIMM , DIMM ,RIMMи кэш– память (cache) в P и COAST корпусах.
В последненее время появились новые типы микросхем динамической оперативной памяти – EDO DRAM, BEDO DRAM, SDRAM, DDR SDRAM , которые отличаются несколько лучшими характеристиками, чем память FPM. В EDO RAM добавлен набор регистров – “защелок”, благодаря которым данные на выходе могут удерживаться даже в течении следующего запроса к микросхеме. Такого эффекта можно добиться на обыкновенных FPM DRAM только в режиме чередования адресов. Немаловажным фактором использования такой памяти является то, что она полностью совместима по выводам с современными SIMM– модулями стандартной FPM DRAM.
Контрольные вопросы.
Определение памяти, ячейки памяти, машинного слова.
2.Виды адресации памяти.
3.Характеристики памяти.
4.Что из себя представляет адрес ячейки памяти.
5. Назначение кэш – памяти.
6.Какие модули памяти используются в современных ПК?