14.3 Физическая структура основной памяти

Основная память (ОП) содержит оперативное (RAM – Random Access Memory) и постоянное (ROM – Read Only Memory) запоминающие устройства.

При матричной организации адрес ячейки, поступающий в регистр адреса, например, по 20-разрядным кодовым шинам адреса, делится на две 10-разрядные части, поступающие, соответственно, в Регистр адреса X и Регистр адреса Y. Из этих регистров коды полуадресов поступают в дешифратор X и дешифратор Y, каждый из которых в соответствии с полученным адресом выбирает одну из 1024 шин. По выбранным шинам подаются сигналы записи (считывания) (в ПЗУ только считывания) в ячейку памяти, находящуюся на пересечении этих шин. Таким образом адресуется 10⁶ (точнее, 1024²) ячеек.

Куб памяти содержит набор запоминающих элементов – собственно ячеек памяти.

Считываемая или записываемая (в ПЗУ только считываемая) информация поступает в регистр данных, непосредственно связанный с кодовыми шинами данных. Управляющие сигналы, определяющие, какую операцию следует выполнить, поступают по кодовым шинам инструкций.

14.4 Оперативные запоминающие устройства

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) предназначено для хранения информации (программ и данных), непосредственно участвующей в вычислительном процессе в текущий интервал времени.

ОЗУ – энергозависимая память: при отключении напряжения питания информация, хранящаяся в ней, теряется. Как уже говорилось ранее, при выполнении сложных задач, для которых не хватает емкости оперативной памяти для размещения сразу всей информации, необходимой для их решения, увеличение объема ОЗУ приводит и к увеличению производительности ПК. Происходит это потому, что непосредственно в процессе решения приходится дополнительно обращаться к ВЗУ, и на это тратится много времени (быстродействие ВЗУ в миллионы раз меньше быстродействия ОЗУ).

Основу ОЗУ составляют микросхемы динамической памяти DRAM. Это большие интегральные схемы, содержащие матрицы МОП-транзисторов, использующих для хранения информации либо собственные паразитные емкости между затвором и истоком, либо дополнительные конденсаторы. Наличие заряда в конденсаторе обычно означает «1», отсутствие заряда – «0».

Конструктивно элементы оперативной памяти выполняются в виде отдельных модулей памяти – небольших плат с напаянными на них одной или, чаще, несколькими микросхемами. Эти модули вставляются в разъемы – слоты на системной плате. На СП может быть несколько групп разъемов – банков для установки модулей памяти; в один банк можно ставить лишь блоки одинаковой емкости, например, только по 16 Мбайт или только по 64 Мбайт; блоки разной емкости можно устанавливать только в разных банках.

Модули памяти характеризуются конструктивом, емкостью, временем обращения и надежностью работы. Важным параметром модуля памяти является его надежность и устойчивость к возможным сбоям. Надежность работы современных модулей памяти весьма высокая – среднее время наработки на отказ составляет сотни тысяч часов, но тем не менее предпринимаются и дополнительные меры повышения надежности.