Оперативная память эвм. Структура запоминающего устройства с магазинной организацией
Оперативная память ЭВМ (ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) или RAM (randomaccessmemory — память с произвольным доступом) — энергозависимая часть системы компьютерной памяти, в которой временно хранятся данные и команды, необходимые процессору для выполнения им операции.
Назначение ОЗУ:
Хранение данных и команд для дальнейшей их передачи процессору для обработки. Информация может поступать из оперативной памяти не сразу на обработку процессору, а в более быструю, чем ОЗУ, кэш-память процессора.
Хранение результатов вычислений, произведенных процессором.
Считывание (или запись) содержимого ячеек.
Особенности работы ОЗУ:
Оперативная память может сохранять данные лишь при включенном компьютере. Поэтому при его выключении обрабатываемые данные следует сохранять на жестком диске или другом носителе информации. При запуске программ информация поступает в ОЗУ, например, с жесткого диска компьютера. Пока идет работа с программой она присутствуют в оперативной памяти (обычно). Как только работа с ней закончена, данные перезаписываются на жесткий диск. Другими словами, потоки информации в оперативной памяти очень динамичны.
ОЗУ представляет собой запоминающее устройство с произвольным доступом. Это означает, что прочитать/записать данные можно из любой ячейки ОЗУ в любой момент времени. Для сравнения, например, магнитная лента является запоминающим устройством с последовательным доступом.
Типы оперативной памяти:
Принято выделять два вида оперативной памяти: статическую (SRAM) и динамическую (DRAM). SRAM используется в качестве кэш-памяти процессора, а DRAM - непосредственно в роли оперативной памяти компьютера.
Внешне оперативная память персонального компьютера представляет собой модуль из микросхем (8 или 16 штук) на печатной плате. Модуль вставляется в специальный разъем на материнской плате.
Основными характеристиками ОЗУ являются информационная емкость и быстродействие. Емкость оперативной памяти на сегодняшний день выражается в гигабайтах.
Организация стековых (магазинных) запоминающих устройств
ЗУ со стековой организацией широко используется при построении системы прерываний ЭВМ, а также при программировании алгоритмов, связанных с обработкой данных типа вектор, массив (переменных с индексами). Магазинная () память организуется по принципу “первый пришел, первый вышел” (FIFO). Такая организация памяти является фактически безадресной. Однако регистр адреса в такой памяти имеется и называется указателем стека (УС) (SP-SteakPointer).
В магазине ЗУ (рис 6.18б) ячейки также заполняются последовательно, начиная с ячейки с номером 1, но каждое последующее слово записывается в следующую свободную ячейку. Считываться может только слово, находящееся в первой ячейке: при этом номера всех других слов в магазине уменьшается на единицу, т.к. они сдвигаются вниз в соседние ячейки с меньшими номерами. Таким образом порядок считывания подчиняется правилу первым поступил – первым обслуживается, или алгоритму FIFO(first-in – first-out),рис 6.18а.
Магазинная память используется в ЭВМ для аппаратной организации различных очередей.
Рисунок 6.18 – Структура ЗУ с магазинной организацией
Недостаток ЗУ магазинного типа – большие затраты оборудования и, следовательно, высокая удельная стоимость: сдвиговые регистры сложнее обычных.