- •Глава 13 Интерфейсная часть пк
- •13.1 Интерфейсы
- •13.2 Классификация интерфейсов
- •13.3 Шины расширений
- •13.4 Локальные шины
- •13.5 Периферийные шины
- •13.6 Универсальные последовательные интерфейсы
- •13.7 Прикладные программные интерфейсы
- •13.8 Беспроводные интерфейсы
- •13.9 Прочие интерфейсы
- •8 Дополнительные интегральные микросхемы
- •9 Элементы конструкции пк
- •10 Функциональные характеристики эвм
- •Глава 10 Системы команд и соответствующие классы процессоров
- •10.1 Классы команд
- •10.2 Классы процессоров
- •Глава 12 Системные платы и чипсеты
- •12.1 Разновидности системных плат
- •12.2 Чипсеты системных плат
- •14.6 Логическая структура основной памяти
- •Глава 17 Информационно-вычислительные системы
- •17.1 Классификация информационно-вычислительных систем
- •17.2 Функциональная и структурная организация информационно-вычислительных систем
- •Глава 14 Запоминающие устройства пк
- •14.1 Статическая и динамическая оперативная память
- •14.3 Физическая структура основной памяти
- •14.4 Оперативные запоминающие устройства
- •14.5 Постоянные запоминающие устройства
- •14.6 Логическая структура основной памяти
- •Глава 15 Внешние запоминающие устройства
- •15.1 Файлы, их виды и организация
- •15.2 Атрибуты файлов
- •15.3 Накопители на жестких магнитных дисках
- •15.4 Накопители на гибких магнитных дисках
- •15.5 Накопители на оптических дисках
- •15.6 Накопители на магнитооптических дисках
- •15.7 Накопители на магнитной ленте
- •15.8 Устройства флэш-памяти
- •Часть 1 создание и эволюция эвм
- •Глава 1 Научные предпосылки создания эвм
- •1.1 Управление и информация
- •1.2 Информация и ее особенности
- •Глава 2 Технические предпосылки и практические потребности создания эвм
- •2.1 Механические счетные машины
- •2.2 Электромеханические счетные машины
- •2.3 Электронные вычислительные машины
- •Глава 3 Эволюция эвм
- •3.1 Первое поколение эвм: 1950-1960 годы
- •3.2 Второе поколение эвм: 1960-1970 годы
- •3.3 Третье поколение эвм: 1970-1980 годы
- •3.4 Четвертое поколение эвм: 1980-1990 годы
- •3.5 Пятое поколение эвм: 1990 год – настоящее время
- •3.6 Шестое и последующие поколения эвм
- •Глава 4 Основные классы современных эвм
- •4.1 Большие компьютеры
- •4.2 Малые компьютеры
- •4.3 Микрокомпьютеры
- •4.4 Суперкомпьютеры
Глава 14 Запоминающие устройства пк
Персональные компьютеры имеют три основных уровня памяти:
микропроцессорная память (МПП);
основная память (ОП);
внешняя память (ВЗУ).
К этим уровням добавляется промежуточная буферная или кэш-память. Кроме этого, многие устройства ПК имеют собственную локальную память.
14.1 Статическая и динамическая оперативная память
Оперативная память может формироваться из микросхем динамического (Dynamic Random Access Memory – DRAM) или статического (Static Random Access Memory – SRAM) типа.
Память статического типа обладает существенно более высоким быстродействием, но значительно дороже DRAM. В статической памяти элементы (ячейки) построены на различных вариантах триггеров – схем с двумя устойчивыми состояниями. После записи бита в такую ячейку она может пребывать в этом состоянии сколь угодно долго – необходимо только наличие питания. При обращении к микросхеме статической памяти на нее подается полный адрес, который при помощи внутреннего дешифратора преобразуется в сигналы выборки конкретных ячеек. Ячейки SRAM имеют малое время срабатывания (единицы наносекунд), однако микросхемы на их основе отличаются низкой удельной емкостью (единицы мегабит на корпус) и высоким энергопотреблением. Поэтому статическая память используется в основном в качестве микропроцессорной и буферной (кэш-память).
В динамической памяти ячейки построены на основе полупроводниковых областей с хранением зарядов – своеобразных конденсаторов, – занимающих гораздо меньшую площадь, нежели триггеры, и практически не потребляющих энергии при хранении. Конденсаторы расположены на пересечении вертикальных и горизонтальных шин матрицы; запись и считывание информации осуществляется подачей электрических импульсов по тем шинам матрицы, которые соединены с элементами, принадлежащими выбранной ячейке памяти.
14.2 Кэш-память
Кэш-память имеет несколько уровней. Уровни L1, L2 и L3 – это регистровая кэш-память, высокоскоростная память сравнительно большой емкости, являющаяся буфером между ОП и МП и позволяющая увеличить скорость выполнения операций. Регистры кэш-памяти недоступны для пользователя, отсюда и название «кэш» (cache), что в переводе с английского означает «тайник».
По принципу записи результатов в оперативную память различают два типа кэш-памяти:
в кэш-памяти «с обратной записью» результаты операций прежде, чем быть записанными в ОП, фиксируются, а затем контроллер кэш-памяти самостоятельно перезаписывает эти данные в ОП;
в кэш-памяти «со сквозной записью» результаты операций одновременно, параллельно, записываются и в кэш-память, и в ОП.
Использование кэш-памяти существенно увеличивает производительность системы. Чем больше размер кэш-памяти, тем выше быстродействие, но эта зависимость нелинейная. Имеет место постепенное уменьшение скорости роста общей производительности компьютера с ростом размера кэш-памяти. Для современных ПК рост производительности, как правило, практически прекращается после 1 Мбайт кэш-памяти L2.