Вопрос 8. Ассоциативная организация: регистровая косвенная адресация со смещением

Этот вид адресации является дополнением предыдущего и предназначен для доступа к данным с известным смещением относительно некоторого базового адреса. Этот вид адресации удобно использовать для доступа к элементам структур данных, когда смещение элементов известно заранее, на стадии разработки программы, а базовый (начальный) адрес структуры должен вычисляться динамически, на стадии выполнения программы. Модификация содержимого базового регистра позволяет обратиться к одноименным элементам различных экземпляров однотипных структур данных.

К примеру, команда mov ax,[edx+3h] пересылает в регистр ах слова из области памяти по адресу: содержимое edx + 3h.

Команда mov ax,mas[dx] пересылает в регистр ах слово по адресу: содержимое dx плюс значение идентификатора mas (не забывайте, что транслятор присваивает каждому идентификатору значение, равное смещению этого идентификатора относительно начала сегмента данных).

Вопрос 9. Стековая память

Стековая память также как и ассоциативная, является безадресной, она представляет собой совокупность ячеек, образующих одномерный массив, в котором соседние ячейки связаны друг с другом разрядными цепями передачи слов. Запись слов всегда производится в верхнюю нулевую ячейку. При этом все ранее записанные слова сдвигаются вниз на одну ячейку. 

Слово, находившееся ранее в 0-ой ячейке, переходит в 1-ую, из 1-ой во 2-ую и так далее.

Чтение также производится из верней ячейки. Если чтение производится с удалением слова из стека ячейки с меньшим номером. В такой последовательности порядок чтения слов соответствует правилу: «последним поступил – первым обслужен». Чтение производится в порядке обратном порядку записи.

На практике часто стековую память организуют, используя обычную адресную память. Архитектура большинства ЭВМ позволяет легко организовать стеки с так называемой скользящей вершиной. 

При записи в стек байта или слова используется команда с адресацией типа «автодекрементная прямая». Выполняя такую команду, процессор автоматически уменьшает УС на единицу и только после этого записывает байт или слово.

Таким образом, при записи слова указатель вершины стека УС будет смещаться вверх на 2 байта, указывая всегда на ячейку ОЗУ, в которой записано последнее слово.

При чтении информации из стека необходимо использовать команды с адресацией типа «автоинкрементная прямая». Выполняя такую команду, процессор вначале  читает байт или слово из ОЗУ по адресу, содержащемуся в УС, и только после этого увеличивает содержимое УС на 1 и 2, указывая на ячейку, в которой находится следующий байт или слово. Таким образом, в свободной области памяти можно организовать стек со скользящей вершиной.

Вопрос 10. Динамическая память. Статическая память

Современные микросхемы ОЗУ бывают двух видов - статические и динамические.

Базовым элементом статической памяти служит триггер. Одно из двух его устойчивых состояний принимается за 0, другое - 1. Эти состояния при отсутствии внешних воздействий могут сохраняться сколь угодно долго.

Динамические элементы памяти представляют собой конденсатор: заряженный конденсатор - 1, незаряженный - 0. Недостатком динамической памяти является самопроизвольный разряд, что ведет к потере информации. Чтобы этого не происходило, конденсаторы динамической памяти необходимо периодически подзаряжать. Такой процесс называют регенерацией ОЗУ.

Оба вида ОЗУ конкурируют между собой. Статическая память проще в эксплуатации (не требует регенерации) и приближается по быстродействию к процессорным микросхемам. С другой стороны, она имеет меньший информационный объем и большую стоимость (изготовление конденсатора проще, чем триггерной схемы и требует на кремниевой пластине меньше места), сильнее нагревается при работе. В данный момент выбор микросхем для построения ОЗУ решается в пользу динамической памяти.

Кэш-память

Существует противоречие между быстродействующей, но дорогой статической памятью и худшей по характеристикам, но более дешевой динамической. Компромиссом для построения экономичных и производительных систем является использование кэш-памяти.

Кэш представляет собой "быструю" статическую память небольшого объема, которая служит для ускорения доступа к полному объему "медленной" динамической памяти.

Cache - "тайник". Кэш невидим для пользователя и данные, хранящиеся в нем, недоступны для прикладного программного обеспечения.

Основная идея работы кэш-памяти заключается в том, что извлеченные из ОЗУ данные копируются в кэш; одновременно в специальный каталог адресов запоминается, откуда информация была извлечена. Если эти данные потребуются повторно, то уже не надо будет терять время на обращение к ОЗУ - их можно получить из кэш-памяти значительно быстрее. Поскольку объем кэш существенно меньше объема оперативной памяти, его контроллер следит за тем, какие данные следует сохранять в кэш: удаляется та информация, которая используется реже или совсем не используется. Он же обеспечивает своевременную запись измененных данных из кэш обратно в основное ОЗУ.

В современных компьютерах кэш-память обычно реализуется по двухуровневой схеме: первичный кэш встроен непосредственно внутрь процессора, а вторичный устанавливается на системной плате. Увеличение объема кэш повышает эффективность работы компьютерной системы