8. Память с произвольным доступом. Структура.

Основная, или оперативная, память (main memory) компьютера используется для оперативного обмена информацией (командами и данными) между процес­сором, внешней памятью (например, дисковой) и периферийными подсистема­ми (графика, ввод-вывод, коммуникации и т. п.). Ее другое название — ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) — примерно соответствует англий­скому термину RAM (Random Access Memory — память с произвольным досту­пом). Произвольность доступа подразумевает возможность операций записи в любую ячейку ОЗУ или чтения любой ячейки ОЗУ в произвольном порядке.

Требования, предъявляемые к основной памяти: ♦   большой (для электронной памяти) объем, исчисляемый даже гигабайтами; ♦   быстродействие и производительность, позволяющие реализовать вычисли­тельную мощность современных процессоров; ♦   высокая надежность хранения данных — ошибка даже в одном бите может привести к ошибкам вычислений, к искажению и потере дан­ных, причем иногда и на внешних носителях.

Организация оперативной памяти

По своей природе это память с произвольным доступом. Каждый элемент имеет свой конкретный адрес и может быть индивидуально и независимо изменен. Используемые компоненты:

- электронные элементы статической памяти;- динамической памяти. Такие компоненты имеют адресные входы, входы данных, управления и выходы данных: Addr – шина, которая имеет некоторую разрядность; Din, Dout – разрядность блока памяти – зависимости от того, как близка память к ПМ(наверно, предельный максимум);

Фазы: 1.Адресация; 2.Управляющие сигналы; 3. Обращение (доступ); 4. Восстановление перед новым циклом (пауза между циклами). 

Реально 4 фазы – это слишком много, поэтому стараются их совместить (управляющие сигналы сформировать вместе с адресом). Это вопрос конвейеризации.

Физически ОЗУ представляет собой просто набор последовательно расположенных ячеек, каждая из которых определяется собственным уникальным адресом. В сумме все ячейки оперативной памяти образуют адресное пространство (address space). В простейшем случае адресом некоторой ячейки памяти является просто ее номер относительно начала адресного пространства - нулевого адреса. В реальности же дело обстоит совсем иначе, поскольку по многим причинам программы не всегда могут использовать простейшую схему адресации оперативной памяти. Поэтому с точки зрения программиста наиболее важна не физическая, а логическая организация памяти. Логическая организация адресного пространства - это совокупность способов использования программами и операционными системами оперативной памяти компьютера.

9. Память с произвольным доступом. Функционирование.

Основная, или оперативная, память (main memory) компьютера используется для оперативного обмена информацией (командами и данными) между процес­сором, внешней памятью (например, дисковой) и периферийными подсистема­ми (графика, ввод-вывод, коммуникации и т. п.). Ее другое название — ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) — примерно соответствует англий­скому термину RAM (Random Access Memory — память с произвольным досту­пом). Произвольность доступа подразумевает возможность операций записи в любую ячейку ОЗУ или чтения любой ячейки ОЗУ в произвольном порядке.

ОЗУ - предназначена для приема, хранения и выдачи информации (чисел, символов, команд, констант), т.е. всей информации необходимой для выполнения операций в ЦП.

 Основной груз оперативного хранения информации ложится на дина­мическую память, на сегодняшний день имеющую наилучшее сочетание объема, плотности упаковки, энергопотребления и цены. Однако ей присуще невысокое (по меркам современных процессоров) быстродействие, и здесь на выручку приходит статическая память, быстродействие которой выше, но достижимая емкость принципиально ниже, чем у динамической памяти.

Передача данных в оперативную память процессором производится непосредственно, либо через сверхбыструю память. Содержащиеся в оперативной памяти данные доступны только тогда, когда компьютер включен. При выключении компьютера содержимое стирается из оперативной памяти.

Поскольку винчестер обладает меньшим быстродействием, чем оперативная память, а оперативная память меньшим, чем сам процессор, то общая производительность будет зависеть от быстродействия самого медленного элемента системы, т.е. «винчестера». Поэтому, чем меньше оперативная память RAM обращается к «винчестеру», тем быстрее работает сам компьютер. Но поскольку данные необходимы, то выход один — наращивать объём оперативной памяти RAM. Производительность оперативной памяти RAM заключается в том, насколько быстро, за единицу времени память передаёт данные процессору, или наоборот, от процессора. То есть сколько мегабайт или гигобайт в секунду передаётся информации. Чем больше, тем оперативная память RAM производительней.