24. Иерархия зу Основные положения

Одним из базовых компонентов средств вычислительной техники является память, представленная в виде иерархии запоминающих устройств (ИЗУ), предназначенных для кратковременного и долговременного хранения информации, представляемой соответствующими кодами команд и данных.

Информация в ИЗУ хранится в двоичных кодах, каждый бит – элементарная ячейка памяти – может принимать значение «0» или «1».Каждая ячейка памяти имеет свой адрес, однозначно её идентифицирующий в определенной системе координат.

Для обозначения устройств хранения информации используют два термина: «память» и «запоминающее устройство», в большой степени эквивалентных по смыслу.

Память – это совокупность устройств, предназначенных для ввода, хранения и вывода информации. Термин употребляется при подчеркивании выполняемой устройством памяти логической функции или места расположения в ИЗУ.

Запоминающее устройство (ЗУ)– это отдельное устройство ИЗУ, входящее в эту совокупность. Термин употребляется при описании конструкции или внутреннего устройства хранения информации. Отдельное устройство ИЗУ называется также памятью того или иного типа. Основными операциями в памяти являются запись информации в память и считывание информации из памяти. Обе операции называются обращением к памяти, соответственно обращением к памяти при записи и обращением к памяти при считывании.

Для хранения небольшихмассивов информации могут использоваться регистры.

Для хранения большого объемаинформации применяются специальные микросхемы, соединенные в соответствующие устройства.

Требования к объему памяти определяются структурой и функциональным назначением вычислительной системы (ВС) и поэтому могут меняться в широких пределах. Увеличение объема памяти позволяет расширить функциональные возможности ВС, что, в свою очередь, требует непрерывного роста объема ЗУ. Однако при этом возрастает как время записи информации в ЗУ, так и ее выдачи, что приводит к снижению производительности ВС. Чтобы этого избежать, в системах с большим объемом памяти, применяется иерархическая структура ЗУ. При этом в ВС включается несколько видов ЗУ разного объема и быстродействия, информация между которыми распределяется в зависимости от частоты ее использования.

По использованиюЗУ делят навнутренние (или оперативные),буферныеивнешние.

По назначениювнутренние ЗУ делят насверхоперативные (СОЗУ, кэш-память),оперативные (ОЗУ) ипостоянные (ПЗУ).

По методу доступа разделяют ЗУ спрямым,последовательным,ассоциативным ипроизвольным доступом.

По способу поискаинформации различают ЗУадресные,безадресные иассоциативные

По способу храненияинформации ЗУ классифицируют какстатические идинамические

По элементной базе, на которой строятся накопители, ЗУ подразделяются:

на биполярных транзисторах(ЭСЛ, ТТЛ и др.): хранение информации производится в электронных элементах с двумя устойчивыми состояниями;

на униполярных транзисторах (технологии МОП, КМОП): хранение информации производится в запоминающих полупроводни- ковых емкостях;

на основе магниточувствительных материалов: для хранения информации применяется эффект намагничивания локальной области (домена) магнитного поверхностного слоя носителя;

на оптических дисках: применяется лазерный луч для чтения или записи-чтения информации с дисков со специальным покрытием и отражающим слоем.