Память Память — устройство ЭВМ которое используется

Память

Память - устройство ЭВМ, которое используется для записи, хранения и выдачи по запросу информации, необходимой для решения задач на ЭВМ. Внешняя – Внутренняя – электронная память, устанавливаемая на системной плате или плате расширения. реализованная в виде устройств с различными принципами хранения информации и обычно с подвижными носителями.

Внутренняя память. ОЗУ RAM – random access memory (память с произвольным доступом)– предназначена для хранения информации (программ и данных), непосредственно участвующей в вычислительном процессе на текущем этапе функционирования ПК. Достоинство ОЗУ – высокое быстродействие. Недостаток – энергозависимость.

По физическому принципу действию ОЗУ делят: преимущества DRAM (динамическая) SRAM (статическая) недостатки Простота реализации, низкая стоимость Медленное чтение и запись данных Большое быстродействие Более сложный процесс изготовления => большая стоимость

Внутренняя память ПЗУ. ROM – read only memory (только для чтения) используется для хранения неизменяемой информации: • загрузочных программ ОС • программ тестирования устройств компьютера и некоторых драйверов базовой системы ввода – вывода (BIOS) и др.

Программы, записанные в BIOS, делят в соответствии со следующими функциями. 1. инициализация и начальное тестирование все основных (стандартных) узлов компьютера расположенных на системной плате. 2. загрузка ОС с внешнего диска (винчестер, дискета и т. п. ) • обслуживание аппаратуры прерываний, например от клавиатуры • обработка программ прерываний BIOS, которые предназначены для управления обменом данных между ОС компьютера и подключенными к нему периферийными устройствами • выполнение базовых функций, например вывод на экран монитора символов и работа с дисковыми устройствами 3. настройка и конфигурирование узлов системной платы и устройств, подключенных к ней, что выполняется с помощью BIOS setup.

CMOS Ее отличие от ОЗУ: ее содержимое не исчезает при отключении ПК. CMOS питается от отдельной батарейки. В ней храниться время, число и данные о конфигурации компьютера. от ПЗУ: ее содержимое можно изменять.

Кэш – память Кэш – cash – «тайник» - кэш невидим для пользователя и данные, хранящиеся там, недоступны для прикладного ПО. Кэш – память – высокоскоростная память, являющаяся буфером между ОП и МП, позволяющая увеличить скорость выполнения операции. В кэш – памяти хранятся данные, которые МП получил и будет использовать в ближайшие такты своей работы.

По принципу записи результатов Кэш делят на: 1. «с обратной записью» - результаты операций, прежде чем их записать в ОП, фиксируются в Кэш, а затем контроллер Кэш – память самостоятельно переписывают их в ОП. 2. «со сквозной записью» - результаты операций одновременно, параллельно записываются в Кэш и в ОП. В современных компьютерах Кэш реализуется по 2 - х уровневой схеме: – Первичный Кэш (1 -й уровень) встроен непосредственно внутрь процессора – Вторичный (2 -ой уровень) устанавливается на системной плате.

Организация внутренней памяти Структурно память состоит из отдельных пронумерованных ячеек. На самом нижнем уровне память можно рассматривать как массив битов. Первые два поколения ЭВМ: память состоит из отдельных ячеек, каждая из которых считывалась и записывалась как единое целое. Любая ячейка имела адрес. Очевидно, соединение ячеек имеют последовательные адреса – целые числа, отличающиеся на единицу Но бит слишком маленькая единица. Процессору неудобно работать с памятью на уровне битов. Поэтому. Группа из 9–ти связанных битов называется байт. Эта группа представляет собой единицу объема информации, хранимой в ОП и внешних устройствах. Каждый байт содержит 8 бит для хранения данных и один для хранения данных проверки честности.

3 -е поколение: введена байтовая структура памяти минимальная порция информации для обмена с ОЗУ установлена – 8 разрядов. Þ возможно обрабатывать разные типы данных – текст (1 б), целые (2 б. ), вещественные (4, 8 б. ) и т. д. Вместо термина ячейка введен термин машинное слово (набор ячеек, обрабатываемых как единое целое). В качестве адреса слова ( несколько байтов) используют адрес байта с наименьшим номером => Адреса слов меняются не на 1, а в зависимости от длины слова.

Модели использования оперативной памяти, поддерживаемые процессором 1. В сегментированной модели программе выделяются непрерывные области памяти (сегменты), а сама программа может обращаться только к данным, которые находятся в этих сегментах. Сегментация – механизм адресации, обеспечивающий существование нескольких независимых адресных пространств как в пределах одной задачи, так и в системе в целом для защиты задач от взаимного влияния. Сегмент- независимый, поддерживаемый на аппаратном уровне блок памяти, определяемый в программе для хранения кода, данных и так называемого стека.

2. Страничная модель – он рассматривается как совокупность блоков фиксированного размера (4 Кбайт и более). Основное применение этой модели связано с организацией виртуальной памяти, что позволяет ОС использовать для работы программ пространство памяти большее, чем объем физической памяти. 3. Гибрид сегментно-страничный

Адресация При обмене информацией с памятью МП обращается к ячейкам ОЗУ по их номерам (адресам). Значит, для того, чтобы извлечь данные из ОЗУ или поместить их туда необходимом где-то задать требуемый адрес. Исполнительный адрес – это номер ячейки памяти, начиная с которой располагаются необходимые для процессора данные и команды (к ней производиться фактическое обращение). Возможные приемы формирования процессором исполнительные адреса называется способами адресации.

Способы адресации 1. Прямая адресация. Адрес находиться в самой команде. Но здесь сильно возрастает длинна команды. 2. Косвенная адресация. Адрес памяти предварительно заноситься в один из регистров МП, а в команде содержится лишь ссылка на этот регистр.

Варианты ссылок на исходную информацию: 1. данные находятся в одном из регистров МП 2. данные входят непосредственно в состав команды (после КОП) - операции с константой. 3. данные находятся в ячейке ОЗУ, адрес которой содержится в одном из регистров МП. 4. данные находятся в ячейке ОЗУ, адрес которой вычисляется по формуле: адрес = базовый адрес + смещение

Стек Используется при вызове подпрограмм временного хранения данных и для передачи параметров. Стек – это неявный способ адресации, когда информация храниться в виде последовательности, в которой доступен последний элемент. Стек имеет единственный вход и выход информации. Для хранения его адреса служит специальный регистр МП – указатель стека. «Первый пришел – последним ушел» . По мере записи в стек он растет в сторону младших адресов. В командах работы со стеком адрес ОЗУ в явном виде не фигурирует.

У IBM PC две основные схемы адресации: • • Абсолютный адрес, представляющий двоичное число, прямо указывающие на определенную ячейку памяти. Адрес в системе сегмент: смещение, состоящий из начального адреса сегмента и значения смещения.

Используются три основных сегмента: • Кодовый – CS. Содержит инструкции, подлежащие выполнению. Первая выполняемая инструкция содержится в начале сегмента. • Данных – DS. Данные программы, константы. • Стека – SS. Содержит любые данные и адреса, которые программе нужно временно сохранить или использовать в собственных подпрограммах

Графическая структура регистров CS, DS, SS и их связь с сегментами кода, данных и стека SS DS CS Адрес ………… Адрес Сегмент стека ……………. Сегмент данных ………………. Сегмент кода

ВЗУ. Классификация ВЗУ Ленточные бобинные Дисковые кассетные оптические смешанные магнитные Сменные носители Несменные носители

Иерархия памяти Регистры Кэш 1 уровень Кэш 2 уровень ОЗУ Внешняя память