Основная память компьютера: назначение, типы запоминающих устройств, способы организации
ОП - единственный вид памяти (за исключением регистров), к которой ЦП может обращаться непосредственно. Информация, хранящаяся на внешних ЗУ, становится доступной процессору только после того, как будет переписана в основную память. Реализуется на основе запоминающих устройств с произвольным доступом.
Типы ЗУ:
- оперативное ЗУ (ОЗУ, RAM – random access memory – некорректное название):
Свойства:
= допускает как запись, так и считывание информации;
= обе операции выполняются однотипно, практически с одной и той же скоростью;
= операции производятся с помощью электрических сигналов.
ОЗУ может быть энергозависимым (большинство) и энергонезависимым. Энергозависимые ОЗУ, по сравнению с энергозависимыми, имеют бОльшую емкость, небольшое энергопотребление и высокое быстродействие.
Энергозависимые ЗУ:
- динамическая память (DRAM – Dynamic Random, Access Memory) – хранит информацию короткий промежуток времени, по истечение которого информация должна быть восстановлена, запоминающий элемент выполнен из конденсатора или запирающего транзистора.
- статическая память (SRAM – Static Random Access Memory) – при наличии питания хранит информацию неограниченно долго, выполняется на основе триггера (4/6 транзисторов);
Энергонезависимые ОЗУ - NVRAM – Non-Volatile RAM. От перепрограммируемых ПЗУ отличаются отсутствием этапа стирания информации.
- постоянное ЗУ (ПЗУ) – энергонезависимая память. Обеспечивает только считывание информации. Некоторые ПЗУ позволяют изменение информации но процесс записи –
«программирование» - сильно отличается от считывания и требует значительно больше времени. По возможности программирования ПЗУ бывают:
- программируемые при изготовлении;
- однократно программируемые (после изготовления);
- многократно программируемые.
Способ организации памяти зависит от методов размещения и поиска информации в запоминающем массиве. По этому признаку различают память:
- адресную;
- ассоциативную;
- стековую.
Адресная организация памяти компьютера.
Размещение и поиск информации в запоминающем массиве (ЗМ) основаны на использовании адреса хранения слова. Адресом служит номер ячейки ЗМ, в которой это слово размещается. При записи (или считывании) слова в ЗМ инициирующая эту операцию команда должна указывать адрес, по которому производится запись (считывание).
Адресная память с произвольной выборкой содержит запоминающий массив из N n-разрядных ячеек и его аппаратурное обрамление, включающее в себя:
- регистр адреса РгА, имеющий k (k ≥ log2N) разрядов;
- информационный регистр РгИ;
- блок адресной выборки БАВ;
- блок усилителей считывания БУС;
- блок разрядных усилителей формирователей сигналов записи БУЗ;
- блок управления памятью БУП.
По коду адреса в РгА БАВ формирует в соответствующей ячейке памяти сигналы, позволяющие произвести в ячейке считывание или запись слова. БУП генерирует необходимые последовательности управляющих сигналов, инициирующих работу отдельных узлов памяти.