Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Пособие по курсу Информатика NEW.doc
Скачиваний:
60
Добавлен:
26.02.2016
Размер:
6.33 Mб
Скачать

4.5. Организация памяти компьютера

Памятью компьютера называется совокупность устройств для хранения программ, вводимой информации, промежуточных результатов и выходных данных.

Комплекс технических устройств, реализующих функцию памяти, называется запоминающем устройством (ЗУ). ЗУ необходимы для размещения в них команд и данных. Они обеспечивают центральному процессору доступ к программам и информации. ЗУ делятся на основную память, сверхоперативную (РОН) и внешние запоминающие устройства.

Основная память включает два типа устройств:

а) оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) или RAM-Random Access Memory и б) постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) или Rom-Read Onty Memory.

ОЗУ предназначена для хранения переменной информации, работает в режимах записи, чтения и хранения.

Оперативная память (RAM — Random Access Memory, ОЗУ) — устройство, предназначенное для хранения обрабатываемой ин­формации (данных) и программ, управляющих процессом обработ­ки информации. Конструктивно оперативная память изготавлива­ется в виде небольших печатных плат с рядами контактов, на кото­рых размещаются интегральные схемы памяти (модули памяти), различающиеся по размеру и количеству контактов (SIMM или DIMM), по быстродействию, по объему.

Важнейшей характеристикой модулей оперативной памяти яв­ляется быстродействие — частота, с которой считывается или запи­сывается информация в ячейки памяти. Современные модули па­мяти имеют частоту 133 МГц и выше.

Для того чтобы какая-либо программа начала свое выполнение, она должна быть загружена в оперативную память. Оперативная па­мять является энергозависимой, т. е. хранит информацию, пока ком­пьютер включен (подано питание на модуль оперативной памяти). В оперативную память программа и данные для ее работы попадают из других устройств, т. е. загружаются из энергонезависимых уст­ройств внешней памяти (жесткий диск, компакт-диск и т. д.). Та­ким образом, «загрузить» программу означает прочесть ее из файла, находящегося на одном из устройств внешней памяти и поместить в оперативную память, после чего микропроцессор начнет ее выпол­нение.

Оперативная память хранит загруженную, выполняющуюся в данный момент, программу и данные, которые с ее помощью об­рабатываются. Если после обработки предполагается дальнейшее использование данных, то копию документа из оперативной памяти можно записать на одном из устройств внешней памяти (например, на жестком диске), создав файл, хранящий документ.

Основными характеристиками памяти являются объем, время доступа и плотность записи информации.

Объем памяти определяется максимальным количеством ин­формации, которая может быть помещена в эту память, и выражает­ся в кило-, мега- или гигабайтах. Типичный современный компью­тер имеет 512 Мб оперативной памяти и выше.

Время доступа к памяти (секунды) представляет собой мини­мальное время, достаточное для размещения в памяти единицы ин­формации.

Плотность записи информации (бит/см2) представляет собой количество информации, записанной на единице поверхности но­сителя.

Важнейшей характеристикой компьютера в целом является его производительность, т. е. возможность обрабатывать большие объе­мы информации. Производительность ПК во многом определяется быстродействием процессора, а также объемом оперативной памя­ти и скоростью доступа к ней.

Для ускорения доступа к оперативной памяти используется кэш­память (cache (англ.) — запас). Это сверхбыстрая оперативная па­мять, предназначенная для временного хранения данных и поме­щенная между оперативной памятью и процессором. Специальные программно-аппаратные средства обеспечивают опережающее копирование данных из опе­ративной в кэш-память и обратное копирование данных по оконча­нии их обработки. Обработка данных в кэш-памяти производится быстрее, что приводит к увеличению производительности ПК. Не­посредственного доступа из программы в кэш-память нет.

Запись в кэш-память осуществляется параллельно с запросом процессора к ОЗУ. Данные, выбираемые процессором, одновремен­но копируются и в кэш-память. Если процессор повторно обратит­ся к тем же данным, то они будут считаны уже из кэш-памяти. Та­кая же операция происходит и при записи процессором данных в память. Они записываются в кэш-память, а затем в интервалы, ког­да шина свободна, переписываются в ОЗУ. Современные процессо­ры имеют встроенную кэш-память, которая находится внутри про­цессора, кроме этого есть кэш-память и на системной плате. Чтобы их различать, кэш-память делится на уровни. На кристалле самого процессора находится кэш-память первого уровня, она имеет объем порядка 16—128 Кбайт и самую высокую скорость обмена данными. В корпусе процессора, но на отдельном кристалле находится кэш­-память второго уровня, которая имеет объем порядка 256 Кбайт — 4 Мбайта. И, наконец, кэш-память третьего уровня расположена на системной плате, ее объем может составлять 2—24 Мбайта.

Управление записью и считыванием данных в кэш-память вы­полняется автоматически. Когда кэш-память полностью заполняется, то для записи последующих данных устройство управления кэш­-памяти по специальному алгоритму автоматически удаляет те данные, которые реже всего использовались процессором на текущий момент. Использование процессором кэш-памяти увеличивает производи­тельность процессора, особенно в тех случаях, когда происходит по-следовательное преобразование относительно небольшого числа данных, которые постоянно во время преобразования хранятся в кэш-памяти.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.