6.Структура памяти эвм, ее состав и принцип действия
Для совр. ЭВМ характерна модульность и децентрализация управления. Вследствие этого является магистральность, т.е. шинный принцип организации структуры на основе иерархии построения и управления ЭВМ, обеспечивающие согласованные, т.е. скоординированные устройства ЭВМ и выполнение требуемых операций снизу вверх при управлении сверху.
иерархическая структура памяти ЭВМ
Ядро ЭВМ
ОЗУ
ПЗУ
СОЗУ2
ВЗУ
Иерархический принцип построения и управления характерен не только для ЭВМ в целом, но и для отдельных ее подсистем, в частности для памяти, это объясняется тем, что для пользователей желательно иметь ЭВМ с ОЗУ большой емкости и высоким быстродействием, однако одноуровневое построение памяти не позволяет одновременно удовлетворять этим параметрам, поэтому память совр. ЭВМ строится по многоуровневому пирамидальному принципу. Ядро процессора (ЦП) ЭВМ образует процессор и процессорную память, состоящую из ОЗУ и ПЗУ.
Для повышения быстродействия в состав ЦП может входить СОЗУ (сверхоперативное ЗУ) с небольшой емкостью и образованная из нескольких десятков регистров с быстрым временем доступа.
В СОЗУ хранятся данные, используемые в обработке. Время считывания в 10-20 раз меньше, чем в ОЗУ. По назначению используемые регистры делятся на регистры хранения и регистры сдвига.
Регистры может быть объединены в единую структуру, возможности которых зависят от способа доступа и адресации регистров. Если к любому регистру можно обратиться для записи или чтения по его адресу, то такая регистровая память называется СОЗУ с произвольным доступом.
Безадресные регистровые структуры могут образовывать 2 вида устройств памяти:
-
память магазинного типа
-
память с выборкой по содержанию (ассоциативная)
Память магазинного типа образуется из последовательно соединенных регистров. Запись данных в регистровую структуру можно осуществлять через один регистр. Такая память является аналогом линии задержки (FIFO)
При записи слова в стековую память, содержимое смещается в сторону последнего регистра
Если стек полностью заполнен, то число из последнего регистра теряется. Затем записывается число в вершину стека (RG1), считывается с RG1. После того, как число считано, содержимое стека смещается в сторону RG1.
1.Стековая память получила широкое распространение. Она может быть реализована как с помощью специальных м\м, так и эмулировать в ОЗУ программным способом, для этого в основной памяти выделяется некоторая ее часть.
2. Ассоциативная память. В безадресной памяти с выборкой по содержанию обращение происходит с помощью специальной маски, которая содержит поисковый образ. Информация считывается из памяти в том случае, если определенная ее часть соответствует поисковому образу, зафиксированному в маске. В МП ассоциативные ЗУ используют в составе КЭШ-памяти (память блокнотного типа).
-
С непосредственной адресацией. В п/п ЗУ адресного типа можно выделить 2 части:
1)матрица запоми. элементов для хранения данных
2)схема выборки для записи и считывания информации
M – информационная емкость, m – разрядность слов, k – число слов. Одноименные разряды ячеек памяти образуют столбцы памяти, соедиенные внутренними линиями данных. Если осуществляется операция чтения, то состояние ЗЭ выбр. сторки транслируются на внешние шины данных. При увеличении адреса, возрастает разрядность DC, для этого, вместо DC во внутренней шине данных применяются MUX
