3.6. Устройство памяти компьютера

Память компьютера построена из двоичных запоминающих элементов — битов, объединенных в группы по 8 битов, которые называются байтами. (Единицы измерения памяти совпадают с единицами измерения информации). Все байты пронумерованы. Номер байта называется его адресом.

Байты могут объединяться в ячейки, которые называются также словами. Для каждого компьютера характерна определенная длина слова — два, четыре или восемь байтов. Это не исключает использования ячеек памяти другой длины (например, полуслово, двойное слово). Как правило, в одном машинном слове может быть представлено либо одно целое число, либо одна команда. Однако, допускаются переменные форматы представления информации. Разбиение памяти на слова для четырехбайтовых компьютеров представлено в таблице 3.1

Разбиение памяти на слова для четырехбайтовых компьютеров

Таблица 3. 1.

Байт 0	Байт 1	Байт 2	Байт 3	Байт 4	Байт 5	Байт 6	Байт 7
ПОЛУСЛОВО		ПОЛУСЛОВО		ПОЛУСЛОВО		ПОЛУСЛОВО
СЛОВО				СЛОВО
ДВОЙНОЕ СЛОВО

Современные компьютеры имеют много разнообразных запоминающих устройств, которые сильно отличаются между собой по назначению, временным характеристикам, объёму хранимой информации и стоимости хранения одинакового объёма информации.  Различают два основных вида памяти — внутреннюю (оперативную - ОЗУ) и внешнюю (ВЗУ).

Оперативная память с произвольным доступом — это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.

Внешняя память (ВЗУ) предназначена для длительного хранения программ и данных, и целостность её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер. В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором. Информация от ВЗУ к процессору и наоборот циркулирует, примерно, по следующей цепочке (рис. 3.6):

Рис. 3. 6. Циркуляция информации от ВЗУ к процессору и обратно

Перечень устройств, принципы работы внутренней и внешней памяти будет подробно рассмотрены в следующей четвертой главе.

Далее перейдем к рассмотрению устройства современного компьютера на примере персонального компьютера.

3.7. Вопросы для повторения и самоконтроля

1. Что подразумевается под термином "компьютер"?

2. На какие два основных класса делятся все компьютеры? В чем их различие?

3. Как расшифровывается термин "HardWare"?

4. Как расшифровывается термин "SoftWare"?

5. Что такое система команд крмпьютера?

6. Перечислите основные устройства компьютера.

7. Попробуйте нарисовать общую схему компьютера.

8. Основные функции памяти компьютера – это…?

9. Основные функции процессора компьютера – это…?

10. Что такое процессор, и из каких основных устройств он состоит?

11. Каким образом между собой связаны регистры и тригеры?

12. Специализированные регистры и их назначение?

13. Назовите основные принципы построения компьютера, сформулированные Фон Нейманом.

14. Расскажите о принципе программного управления компьютером.

15. Расскажите о принципе однородности памяти компьютера.

16. Расскажите о принципе адресности памяти компьютера.

17. Существуют ли компьютеры, принципы работы которых, отличаются от Фон Неймановских?

18. Какая информация содержится в команде компьютера?

19. Опишите основные варианты выполнения операции в одно, двух и трехадресных компьютерах. В каких компьютерах (с одинаковой тактовой частотой) вычислительные операции выполняются быстрее и почему?

20. Опишите процесс выполнения команды процессора.

21. Что такое "архитектура", а что "структура" компьютера?

22. Классическая архитектура компьютера.

23. Многопроцессорная архитектура компьютера.

24. Многомашинная архитектура компьютера.

25. Архитектура компьютера с параллельным процессором.

26. Что такое машинное слово?

27. Нарисуйте схему разбиения памяти на слова для четырехбайтового компьютера.

28. В чем различие оперативной и внешней памяти? Нарисуйте схему циркуляции информации от внешних запоминающих устройств к процессору и обратно.