51. Методы доступа к данным в памяти компьютера.

1. Последовательный доступ:

Информация хранится в виде последовательных блоков-записей. Обращение: 1) поиск нужной записи 2) поиск элемента в записи. Время доступа зависит от:

- положения требуемой записи;

- позиции элемента внутри записи;

Пример: ЗУ на магнитной ленте.

2. Прямой доступ:

Каждая запись имеет уникальный адрес, который отражает место физического размещения. Обращение: 1) адресный доступ к записи; 2) последовательный доступ к элементу записи. Время доступа колеблется в широких пределах. Пример: ЗУ на магнитных дисках (запись = сектор).

3. Произвольный доступ:

Каждая ячейка памяти имеет уникальный физический адрес. Обращение к любой ячейке занимает одинаковый промежуток времени. Обращение может производиться в любой очередности (не подряд). Пример: ЗУ ОП.

4. Ассоциативный доступ:

Поиск ячеек со значением отдельных битов, совпадающим с одноименными битами в заданном образце. Сравнение осуществляется параллельно для всех ячеек, независимо от емкости памяти. Пример: ассоциативная кэш-память.

52. Параметры оценки быстродействия памяти.

Оценка быстродействия памяти производится по трем параметрам:

1) время доступа (access time, T_А):

1. Для памяти с произвольным доступом – интервал времени от момента поступления адреса до момента, когда данные заносятся в память или становятся доступными.

2. В ЗУ с подвижным носителем информации – время, затрачиваемое на установку головки записи-считывания (или носителя) в нужную позицию.

2) Длительность цикла памяти или период обращения (memory cycle, T_C).

Применимо к памяти с произвольным доступом.

Означает минимальное время между двумя последовательными обращениями к памяти.

Включает в себя время доступа плюс некоторое дополнительное время (для затухания сигналов на линиях, восстановления считанной информации и т.д.).

При чтении: . При записи:

Длительности цикла памяти:

3) Скорость передачи (transfer rate):

Скорость, с которой данные могут передаваться в память или из нее.

Для памяти с произвольным доступом: 1/Т_C.

Для прочих видов памяти: где Т_N – среднее время считывания или записи N битов; Т_A – среднее время доступа; R – скорость пересылки, бит/с.

53. Иерархическая архитектура памяти компьютера: предпосылки внедрения, принципы реализации и функционирования.

Закономерность в используемых ЗУ:

- чем меньше время доступа, тем выше стоимость хранения бита;

- чем больше емкость, тем ниже стоимость хранения бита, но больше время доступа.

Цель разработки системы памяти – обеспечить требуемую емкость и высокое быстродействие за приемлемую цену. Наиболее распространенный подход – построение системы памяти по иерархическому принципу.

Особенности:

1. Состоит из ЗУ различных типов, которые, в зависимости от характеристик, относят к определенному уровню иерархии.

2. Более высокий уровень меньше по емкости, быстрее и имеет бОльшую стоимость в пересчете на бит, чем более низкий уровень.

3. Уровни иерархии взаимосвязаны: все данные на одном уровне могут быть также найдены на более низком уровне, и все данные на этом более низком уровне могут быть найдены на следующем нижележащем уровне и т. д.

Характеристики иерархической системы памяти: по мере движения вниз по иерархической структуре: +Уменьшается соотношение «стоимость/бит». +Возрастает емкость. -Растет время доступа. +Уменьшается частота обращения к памяти со стороны центрального процессора.

Принципы реализации уровней иерархии:

- Уровни иерархии образуют: верхние – внутреннюю память; нижние – внешнюю или вторичную память.

- Все виды внутренней памяти: реализуются на основе полупроводниковых технологий; в основном являются энергозависимыми.

- Внешние ЗУ обеспечивают долговременное хранение больших объемов информации. Наиболее распространены: ЗУ на базе магнитных и оптических дисков; магнитоленточные ЗУ.