Виды запоминающих устройств, их параметры конструктивные особенности.
3. Принципы построения устройств памяти.
1. Общие сведения и классификация устройств памяти.
Памятью ЭВМ называется совокупность устройств, служащих для запоминания, хранения и выдачи информации. Отдельные устройства, входящие в эту совокупность, называются запоминающими устройствами или памятями того или иного типа. Термин «запоминающее устройство» (ЗУ) обычно употребляют, когда речь идёт о принципе построения некоторого устройства памяти (например, п.п. 34, ЗУ на магнитных дисках), а термин «память» - когда хотят подчеркнуть выполняемую устройством памяти логическую функцию или место расположения в составе оборудования ЭВМ (например, оперативная память, внешняя память и т.д.).
Основными операциями в памяти в общем случае является занесение информации в память – запись и выборка информации из памяти – считывание. Обе эти операции называются обращением к памяти, или, подробнее, обращением при считывании и обращением при записи.
При обращении к памяти производится считывание или запись некоторой единицы данных – байт (машинное слово, блок данных).
По способу организации доступа различают устройства памяти с непосредственным (произвольным) доступом, с прямым (циклическим) и последовательным доступом.
В памяти с произвольным доступом время доступа не зависит от места расположения участка памяти, с которого производится считывание или в который записывается информация. Число разрядов считываемых или записываемых в память с непосредственным доступом параллельно во времени за одну операцию обращения, называется шириной выборки.
В устройствах памяти с прямым доступом, к которым относится устройства на магнитных барабанах и дисках, благодаря непрерывному вращению носителя возможность обращения к некоторому участку памяти циклически повторяется.
В памяти с последовательным доступом производится последовательный просмотр участков носителя информации, пока нужный участок носителя не займёт некоторое исходное положение. Пример – ЗУ на МЛ.
Память ЭВМ организуется в виде иерархической структуры ЗУ, обладающих различным быстродействием и ёмкостью.
Иерархическую структуру приведём на рисунке:
Error: Reference source not found
В общем случае ЭВМ содержит СОЛ, ОП, ППД на МБ, МД, ППОД на МЛ. Порядок перечисления устройств соответствует убыванию их быстродействия и ёмкости. На рисунке штриховыми линиями обозначены сравнительно редкие пути обмена данных. Иерархическая структура позволяет экономически эффективно сочетать хранение больших объёмов информации с быстрым доступом в процесс обработки.
Оперативной памятью называют устройство, которое служит для хранения информации (данных программ, промежуточных и конечных результатов обработки), непосредственно используемой в процессе выполнения операций в АЛУ и УУ процессора.
В процессе обработки информации осуществляется тесное взаимодействие процессора и ОП. Из ОП в процессор поступают команды программы и операнды, над которыми производятся предусмотренные командой операции, а из процессора в ОП направляются на хранение промежуточные и конечные результаты обработки.
В ряде случаев быстродействие ОП оказывается недостаточным и в состав машины приходиться включать СОП (буферную или кэш память на несколько сотен или тысяч машинных слова с циклом обращения, составляющим несколько десятков н.сек.). Быстродействие СОП должно соответствовать скорости работы АЛУ и УУ процессора. СОП не пользуется для промежуточного хранения считываемых процессоров из ОП участков программы и групп данных, в качестве рабочих ячеек программы, индексных регистров, для хранения служебной информации, не пользуемой при управлении вычислительным процессом. Она выполняет роль согласующего звена между быстродействующими логическими устройствами процессора и более медленной ОП.
В качестве ОП и СОП используются быстродействующие ЗУ с произвольным обращением и непосредственным доступом.
Так как ёмкость ОП оказывается не достаточной для хранения всех необходимых данных в ЭВМ и ОП энергозависима. Поэтому ЭВМ содержит в своём составе несколько ЗУ с прямым доступом на дисках и МЛ.
ОП вместе с СОП и некоторыми другими специализированными памятями процессора образует внутреннюю память ЭВМ. Электромеханические ЗУ образуют внешнюю память ЭВМ.