Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

Организация памяти

 

В памяти хранятся программы обработки данных и сами данные. Для достижения высокой скорости обработки необходимо, что бы память содержала большие объемы перерабатываемой информации, и что бы к этой информации обеспечивался быстрый доступ. Память принято характеризовать емкостью, быстродействием и стоимостью хранения информации.

 

Емкость памяти - количество информации (бит или байт) которая может храниться в ней. Её измеряют в кило, мега, гига или терабайтах. Быстродействие памяти определяется временем доступа и длительностью цикла. Важной характеристикой служит так же скорость передач.

Время доступа- это интервал между поступлением запроса на чтение или запись и моментом выдачи запрошенных данных.

Длительность цикла - минимально возможное время между двумя последовательными обращениями к памяти.

 

Метод доступа

 

1. Последовательный доступ. Пример: магнитная лента. Чтобы прочитать требуемую информацию необходимо прочитать все предшествующие записи. Время доступа зависит от места расположения записи на ленте.

 

1. Прямой доступ. Пример: жесткий диск. Магнитная головка перемещается к началу записи, а затем производится последовательное чтение данных из этой записи.

 

1. Произвольный доступ. Пример: оперативная память. Каждое слово хранится в ячейке с уникальным адресом.

 

1. Ассоциативный доступ. Пример: кэш память. Поиск нужной информации осуществляется путем сравнения отдельных битов каждого хранящегося в памяти слова с образцом.

 

1. КЭШ память - промежуточный буфер (область) памяти с быстрым доступом, содержащий информацию, которая может быть запрошена процессором с наибольшей вероятностью.

Память имеет иерархическую структуру, в которой часто используемая процессором информация переносится на более высокий уровень иерархии.

 

Уровни:

 

1. Сверх оперативный (регистры, КЭШ память).
2. Оперативный (состоит из основной памяти, которая делится на оперативную память и постоянную).
3. Внешний (жесткие диски).
4. Архивный (магнитная лента)

 

 

По мере продвижения сверху вниз по иерархии меняются 3 параметра:

 

1. Увеличивается время доступа. Доступ к регистрам производится за нано секунду.

• Доступ к кеш памяти немного больше.
• Доступ к основной памяти десятки нано секунд.
• Доступ к дискам 10 микро секунд.
• К оптическим дискам доступ измеряется в секундах.

 

1. Растет объем памяти

• Регистры могут содержать 128 байт
• Кеш память несколько мегобайтов.
• Основная память 10-ки тысяч мегобайтов.
• Магнитные диски 100-ни гигобайтов.
• Магнитные ленты хранятся автономно, и их совокупный оббьем не ограничен.

 

1. Увеличивается количество битов за 1 рубль.

 

Процессор производит непосредственную обработку только той информации, которая хранится на первых 2-х уровнях.

 

Система управления памятью осуществляет обмен информационными блоками между уровнями памяти, причем при обращении к блоку, находящемуся на низком уровне он перемещается на более высокий. Это делается для того, что бы при обращении второй раз к этому же блоку проводить выборку запоминающему устройству, обладающего большим быстродействием. Основная память является адресуемой, это значит, что вся основная память представляет собой множество ячеек, отличающихся друг от друга только адресами. Если процессору нужно воспользоваться каким-либо словом, он должен передать в память его адрес. Все множество адресов образуют адресное пространство, но не все адреса принадлежат основной памяти. Эти адреса могут использоваться для обращения:

1. В постоянную память.
2. В оперативную память.
3. В память дисплея, монитора (видео память)
4. К регистрам периферийных устройств.

 

Распределение исполнительных адресов, а следовательно и объемов памяти по конкретному устройству и образует адресное пространство.

 

Виды основной памяти:

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).