Классификация памяти

Память ЭВМ - это совокупность всех запоминающих устройств, входящих в состав машины. Запоминающие устройства классифицируют по следующим признакам:

• по физическому типу (электронная память, магнитные носители, оптоэлектронная, голографические, криогенные и т.д.);

• по функциональному назначению (ОЗУ, буферные - БЗУ, сверхоперативные – СОЗУ, внешние – ВЗУ, постоянные – ПЗУ, и т.д.);

• по организации доступа -с последовательным доступом, при котором информация как записывается, так и считывается последовательно (ЗУ на магнитных лентах, перфолентах, линиях задержки, CD-ROM);

- с циклическим доступом, при котором место чтения или записи периодически повторяется (НГМД, НЖМД, магнитные барабаны);

- с произвольным (прямым) доступом, при котором чтение и запись могут осуществляться в любой момент времени в любую ячейку (ПЗУ, ППЗУ, ОЗУ и кэш).

• по способам поиска информации различают адресные и ассоциативные ЗУ. В адресных ЗУ каждая ячейка имеет свой номер – адрес, по которому осуществляется обращение к ней. В ассоциативных ЗУ поиск ячейки ведется по некоторым закодированным признакам – запросам, т.е. «по содержанию». Таким признаком может быть, например, содержание части разрядов любой ячейки, передаваемой в ЗУ как ключ для обнаружения тех ячеек, где он имеется [12]. Адресные ЗУ для поиска одной искомой ячейки используют дешифраторы. Ассоциативные осуществляют поиск по всему массиву ЗУ схемами сравнения;

• по способу хранения и возможности записи информации различают:

- ПЗУ – постоянные ЗУ с неизменяющейся в процессе всей эксплуатации информацией;

- ППЗУ – полупостоянные ЗУ с возможностью многократного перепрограммирования содержания ячеек;

- ОЗУ – оперативные ЗУ с обменом в режиме записи / считывания по запросу системной шины;

СОЗУ – сверхоперативные ЗУ – регистровая память на триггерах с высоким быстродействием.

Важнейшие характеристики – емкость, удельная емкость (плотность записи), быстродействие (продолжительность операции быстродействия, т.е. время затрачиваемое на поиск единицы информации), пропускная способность (количество данных, предаваемых в секунду).

Распределение системной памяти

Электронная память выступает в качестве оперативной памяти, кэш-памяти, постоянной памяти, полупостоянной памяти, регистровая память, буферной памяти, внешней памяти.

Оперативная память или память с произвольным доступом - Random Access Memory или ОЗУ предназначена для хранения информации, к которой приходится часто обращаться, и обеспечивает режимы ее записи, считывания и хранения. Произвольность доступа подразумевает возможность операций записи в любую ячейку или и считывания из любой ячейки в произвольном порядке. ОЗУ обладает адресным пространством, разделенным на несколько областей. Некоторые из них используются самой системой, другие предназначены для специальных целей. В первых процессорах семейства х86 память представлялась в виде сегментов размером по 64 Кбайт, а суммарный объем адресуемой памяти не превышал 1 Мбайт. При этом архитектура РС ограничивала размер собственно оперативной памяти объемом 640 Кбайт, начиная с нулевых адресов. Эта область называется основной памятью или стандартной (conventional memory). Основная память была предназначена для прикладных программ (400 -550 Кбайт), а остальное съедала операционная система вместе с разными драйверами. Потребности решаемых задач быстро переросли эти ограничения и в процессоры ввели средства организации виртуальной памяти. Было снято ограничение на 64-килобайтный размер сегмента, теперь любой сегмент может иметь почти произвольный (до 4 Гбайт) размер. Во-вторых, был введен механизм страничной трансляции адресов. С его помощью можно было реализовать не только виртуальную память размером 4 Гбайт без сегментации, но и формировать физический адрес с разрядностью 36 бит (64 Гбайт адресуемой памяти). С появлением 64-битных расширений размер виртуальной памяти увеличился до 2⁶⁴ байт.