Классическая четырехуровневая система памяти

 

 

Рг – регистры центрального процессора

ВнЗУ – внешние запоминающие устройства

ДП – дисковая память

ОП – оперативная память

 

Быстродействие возрастает снизу вверх, объем увеличивается сверху вниз

 

Число регистров – порядка 10 ¸100 слов; время обращения единицы нс

СОЗУ – размер сотни Кбайт ¸единицы Мбайт; время обращения в 2 раза медленнее; внешний КЭШ – время обращения до десятка нс

ОП – 10 Мбайт¸Гбайт; быстродействие 10n¸100n нс

ДП – емкость десятки¸сотни ГБ; быстродействие сотни мкс 10n*100 мс

ВЗУ – объем не ограничен

 

Все вычисления в той или иной мере конвейеризируются; уменьшение времени доступа к ДП – попытаться прочитать что-то заранее

Встает вопрос о быстром буфере между ДП и ОП (процессором) – в результате возникает идея организовывать буфер в основной памяти машины

 

 

 

Трехуровневая схема памяти

 

Д. КЭШ – дисковый КЭШ

КЭШ I – КЭШ первого уровня как собственная память процессора

КЭШ II – КЭШ второго уровня

ЖМД – жесткий магнитный диск

Любое устройство может иметь двухуровневую память

- память процесса

- память текущих слов

 

 

Простейшие ЗУ и модульная организация памяти. Организация простейших ЗУ

 

 

 

D_I - входные данные

D_O - выходные данные

 

две шины данных – входная и выходная

 

Данное ЗУ основано на использовании адреса хранения слова. Адресом служит номер ячейки запоминающего массива, в которой это слово размещается.

 

Адрес подается на вход ДШ А (дешифратора адреса), в ЗУ по данному адресу считываются данные D_О или записываются данные D_I

 

 

Можно объединить шину входных данных и шину выходных данных и использовать двунаправленную шину данных

 

D_I/O двунаправленная шина данных

 

 

 

ЗУ с линейной выборкой

ЗУ типа 2D (от английского dimention - размерность)

 

 

Организация ЗУ типа 2D обеспечивает двухкоординатную выборку каждого запоминающего элемента ячейки памяти. Основу ЗУ составляет плоская матрица из запоминающих элементов, сгруппированных в 2kячеек по n разрядов. Обращение к ячейке задается k-разрядным адресом, выделение разрядов производится разрядными линиями записи и считывания. ЗУ типа 2D являются быстродействующими и достаточно удобными для реализации. Однако они неэкономичны по объему оборудования из-за наличия в них дешифратора с 2k выходами. В настоящее время структура типа 2D используется в основном в ЗУ небольшой емкости

 

Типы выборки

 

1. Линейная выборка

ЗУ с линейной выборкой

 

2. Координатная выборка