33. Память эвм

Память ЭВМ, совокупность технических устройств и процессов, обеспечивающих запись, хранение и воспроизведение информации в ЭВМ. Память — основная часть любой вычислительной системы или отдельной вычислительной машины, она реализуется аппаратурно — в виде комплекса взаимосвязанных запоминающих устройств (ЗУ) — и программными средствами. Максимальное количество информации, которое может храниться в П. ЭВМ (ёмкость), определяется суммарной ёмкостью всех ЗУ, а быстродействие П. ЭВМ зависит как от быстродействия отдельных ЗУ, так и от принципов их организации в единую систему памяти и способов обмена информацией внутри этой системы. С увеличением ёмкости П. ЭВМ её быстродействие, как правило, снижается за счёт возрастания времени, необходимого для поиска нужной информации в больших массивах, а также вследствие увеличения времени пробега импульсов по электрическим цепям.

Основными характеристиками отдельных устройств памяти (запоминающих устройств) являются емкость памяти, быстродействие и стоимость хранения единицы информации (бита).

Быстродействие (задержка) памяти определяется временем доступа и длительностью цикла памяти. Время доступа представляет собой промежуток времени между выдачей запроса на чтение и моментом поступления запрошенного слова из памяти. Длительность цикла памяти определяется минимальным временем между двумя последовательными обращениями к памяти.

Память современной ЭВМ строится в виде многоступенчатой иерархической системы, в которую вхдят обычно входят: внешняя память очень большой ёмкости (сотни миллионов слов), в которой массивы информации хранятся на магнитных лентах; ещё одна ступень внешней памяти, меньшей ёмкости и более высокого быстродействия, — на магнитных барабанах и магнитных дисках; внутренняя, или оперативная, память, которая в ЭВМ 3-го поколения чаще называется главной памятью, с ёмкостью до сотен тыс. и млн. слов и циклом обращения от десятых долей до нескольких мксек (быстродействие оперативной памяти, входящей в состав процессора, должно быть соизмеримо с быстродействием последнего, так как выполнение любой арифметической или логической операции связано с извлечением информации из оперативной памяти и записью туда полученных результатов); сверхоперативная память, объединяющая наиболее часто используемые ячейки оперативной памяти и имеющая ёмкость в несколько десятков или сотен слов и цикл обращения от сотых до десятых долей мксек; регистры — ЗУ ёмкостью в одно слово в различных блоках процессора; постоянная память (долговременная, односторонняя) для хранения табличных данных, коэффициентов, подпрограмм и микропрограмм; буферная память как промежуточное звено при обмене между ЗУ различных уровней П. ЭВМ.

Память является одной из самых главных функциональных частей машины, предназначенной для записи, хранения и выдачи команд и обрабатываемых данных. Следует сказать, что команды и данные поступают в ЭВМ через устройство ввода, на выходе которого они получают форму кодовых комбинаций 1 и 0. Основная память как правило состоит из запоминающих устройств двух видов оперативного (ОЗУ) и постоянного (ПЗУ).

Очень важным элементом компьютера является оперативная память. Именно из нее процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нее он записывает полученные результаты. Название оперативная эта память получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору практически не приходиться ждать при чтении данных из памяти и при записи в память. Однако данные, содержащиеся в ней, храниться только пока компьютер включен. При выключении компьютера содержимое оперативной памяти стирается. От количества памяти зависит с какими программами вы сможете на нем работать.

Кэш-память. Для ускорения доступа к оперативной памяти используется сверхбыстродействующая кэш-память, которая хранит копии наиболее часто используемых участков оперативной памяти. При обращении микропроцессора к памяти сначала производиться поиск нужных данных в кэш-памяти. Поскольку время доступа к кэш-памяти в несколько раз меньше, чем к обычной памяти, а большинстве случаев необходимые данные уже содержаться в кэш-памяти, среднее время доступа к памяти уменьшается.

BIOS (постоянная память) это память в которую данные занесены при ее изготовлении. Как правило эти данные не могут быть изменены, выполняемые на компьютере программы могут только их считывать. Такой вид памяти называется память только для чтения или ПЗУ. В постоянной памяти хранятся программы для проверки оборудования компьютера, инициирования загрузки операционной системы и выполнения базовых функций по обслуживанию устройств компьютера. Поскольку большая часть программ связана с обслуживанием ввода-вывода, часто содержимое постоянной памяти называется базовой системой ввода-вывода. В BIOS содержится также программа настройки конфигурации компьютера SETUP. Она позволяет установить некоторые характеристики устройств компьютера.

Видеопамять это память, используемая для хранения изображения выводимого на монитор. Эта память обычно входит в состав видеоконтроллера. Видеоконтроллер получает от микропроцессора компьютера команды на формирование изображения, конструирует это изображение в видеопамяти и одновременно преобразует содержимое видеопамяти в сигнал, подаваемый на монитор.

ПЗУ содержит такой вид информации, которая не должна изменяться в ходе выполнения процессором программы. Такую информацию составляют стандартные подпрограммы, табличные данные, коды физических констант и постоянных коэффициентов. Эта информация заносится в ПЗУ предварительно, и блокируется путем пережигания легкоплавких металлических перемычек в структуре ПЗУ. В ходе работы процессора эта информация может только считываться. Таким образом ПЗУ работает только в режимах хранения и считывания.