11.4. Доступ до пам'яті

За доступом до пам'яті розрізняють пам'ять магазинного і стекового типів.

Пам'ять магазинного типу утворюється з послідовно сполучених регістрів (рис. 11.6, a).

Якщо запис в регістрову структуру (рис. 11.6, а) проводиться через один регістр, а зчитування – через інший, то така пам'ять є аналогом лінії затримки і працює за принципом “першим увійшов – першим вийшов” (FIFO – first input, first output).

Якщо ж запис і читання здійснюються через один і той же регістр (рис. 11.6, б), такий пристрій називається стековою пам'яттю, що працює за принципом “першим увійшов – останнім вийшов” (FILO – first input, last output). При записуванні числа в стекову пам'ять спочатку вміст стека зсовується у бік останнього, к-го регістру (якщо стек був повністю заповнений, то число з к-го регістру втрачається), а потім число заноситься до вершини стека – в регістр 1. Читання здійснюється теж через вершину стека, після того, як число з вершини прочитане, стек зсовується у бік регістра 1.

а б

Рис. 11.6. Регістрова структура пам’яті: а – типу FIFO; б – типу FILO

Стекова пам'ять набула широкого розповсюдження. Для її реалізації в комп’ютері розроблені спеціальні мікросхеми. Але часто робота стекової пам'яті емулюється в основній пам'яті комп’ютера: за допомогою програм операційної системи виділяється частина пам'яті під стек (в IBM PC для цієї мети виділяються 64 Кб). Спеціальний регістр мікропроцесора (покажчик стека) постійно зберігає адресу комірки ОП, виконуючої функції вершини стека. Читання числа завжди проводиться з вершини стека, після чого вміст покажчика стека змінюється і вказує на черговий елемент стекової пам'яті (тобто фактично стек залишається нерухомим, а переміщується вершина стека). При записуванні числа в стек спочатку модифікується номер комірки в покажчику стека так, щоб він указував на чергову вільну комірку, після чого проводиться записування числа за цією адресою. Така робота покажчика стека дозволяє реалізувати принцип “першим увійшов – останнім вийшов”. У стек може бути завантажений в певній послідовності ряд даних, які згодом прочитуються із стека вже в зворотному порядку. За цією властивістю побудована система арифметичних перетворень інформації, відома під назвою “логіка Лукашевича”.

Елементами внутрішньої пам'яті є комірки місткістю, кратною одному байту. Кожна комірка має адресу. Внутрішня пам'ять комп’ютера і пристроїв є послідовністю адресованих елементів (байтів, слів, подвійних слів, четверних слів, сегментів, сторінок і т.п.). Фізично, за винятком кеш-пам'яті, біти пам'яті організовані в матрицю, що складається з рядків і стовпців. Повна адреса містить адресу стовпця (перша частина) і адресу рядка (друга частина). Керування доступом до пам'яті виконує контролер пам'яті.