Занятие 13. Организация и режимы работы памяти imb-совместимых пэвм.

Изучив эту тему, вы узнаете:

• каким образом происходит размещение и обработка информации в оперативной памяти (ОП);

• как осуществляется прямой доступ к содержимому ОП;

• режимы работы микропроцессора при обращении к ОП.

Изучая тему, необходимо акцентировать внимание на следующих понятиях:

• адрес;

• адресное пространство;

• байтовая адресация;

• система прямого доступа к памяти;

• режимы процессора;

Теоретическая часть

К оманды, исполняемые ЭВМ при выполнении программы, равно как и числовые и символьные операнды, хранятся в памяти ком­пьютера. Память состоит из многих миллионов ячеек, в каждой из которых содер­жится один бит информации, имеющий значение 0 или 1. Поскольку один бит способен представить очень маленькое количество информации, биты редко обра­батываются поодиночке. Как правило, их обрабатывают группами фиксированного размера. Для этого память организуется таким образом, что группы по п бит могут записываться и считываться за одну базовую операцию. Группа из п бит называ­ется словом информации, а значение п — длиной слова. Схематически память ком­пьютера можно представить в виде набора слов.

Д лина слова современных компьютеров составляет от 16 до 64 бит. Если дли­на слова компьютера равна 32 битам, в одном слове может храниться 32-разряд­ное число в дополнительном коде

и ли четыре символа ASCII, занимающих по 8 бит.

Восемь идущих подряд битов называются байтом. Для пред­ставления машинной команды требуется одно или несколько слов.

Для доступа к памяти с целью записи или чтения отдельных элементов ин­формации, будь то слова или байты, необходимы имена или адреса, определяю­щие их расположение в памяти. В качестве адресов традиционно используются числа из диапазона от 0 до 2^k-1 со значением k, достаточным для адресации всей памяти компьютера. Все 2^k адресов составляют адресное пространство компью­тера. Следовательно, память состоит из 2^k адресуемых элементов. Например, ис­пользование 24-разрядных (как в процессоре 80286) адресов позволяет адресовать 2²⁴ (16777216) элемен­тов памяти. Обычно это количество адресуемых элементов обозначается как 16 М (16 мега), где 1М - 2²⁰ (1048576) (адресное пространство МП 8086 и 80186). 32-разрядным адресам (у процессоров 80386, 80486, Pentium и их аналогов) соответствует адресное пространство из 2³², или 4 Г (4 гига), элементов, где 1 Г - 2³⁰. Кроме того, часто используются обозначения К (кило), соответствующее 2¹⁰(1024), и Т (тера), со­ответствующее 2⁴⁰.

Байтовая адресация

Итак, у нас есть три основные единицы информации: бит, байт и слово. Байт все­гда равен 8 битам, а длина слова обычно колеблется от 16 до 64 бит. Отдельные биты, как правило, не адресуются. Чаще всего адреса назначаются байтам памяти. Именно так адресуется память большинства современных компьютеров, и имен­но этот способ адресации мы будем использовать. Память, в которой каждый байт имеет отдельный адрес, называется памятью с байтовой адресаци­ей. Последовательные байты имеют адреса 0, 1, 2 и т. д. Таким образом, при ис­пользовании слов длиной 32 бита последовательные слова имеют адреса 1,4,8,..., и каждое слово состоит из 4 байт.