Память Иерархическая структура памяти. Ключевой принцип построения памяти эвм и его иерархическая организация.

Использование в системе памяти запоминающих устройств с различными характеристиками для обеспечения максимально эффективного решения задачи при минимальных затратах.

		Время доступа тактов		Объем байт
Первичная	Регистры АЛУ		~1 L1: единицы L2:десятки L3:сотни		~10 ~10к ~0,5М ~1М
	КЭШ
Вторичная	ОЗУ, ПЗУ		~102-103		~1Г
Третичная	Жесткий диск		~106		~1Т
	Др Внешние ЗУ		Секунды, минуты		неограниченно

Классификация запоминающих устройств

По удаленности и доступности для процессора.

Первичная память (сверхоперативная) – находится внутри процессора. Доступна без каких либо обращений к внешним устройствам, не доступна для программиста.

Вторичная (адресуемая память) – доступна процессору через шину адреса. (основная память, а так же порты ввода/вывода). Ввод/вывод через память – часть адресов памяти направляется на ввод/вывод.

Третичная вся внешняя память, доступ к ней осуществляется через ОЗУ.

По функциональному назначению.

Регистровые запоминающие устройства – имеют ограниченный объем, при минимальном времени доступа. Позволяют уменьшить время выполнения программы за счет операций пересылки типа регистр – регистр.

Сверхоперативное (буферное) запоминающее устройство (кэш-память) – сокращает время передачи информации между процессором и более медленными запоминающими устройствами. В буфере располагается только та часть информации из более медленного запоминающего устройства, которая используется в настоящий момент (будет использоваться в ближайшее время). И я является программно доступной осуществляет обмен между ОЗУ и сверх ОЗУ осуществляется аппаратными средствами и ОС.

ПЗУ – хранит код программы всей микропроцессорной системы, пуска всей по включению питания. Характеризуется более низкой по сравнению ОЗУ скоростью, но тк используется лишь в момент запуска процессорной системы не влияет на ее производительность. Хранит коды управляемых команд, обрабатываемых данных, стоится на базе интегральных микросхем статического запоминающего устройства и динамического ЗУ с произвольной выборкой.

Статическое устройство имеет меньшее время доступа, но потребляет больше мощности и тк реализуется на нескольких триггерах, (а это несколько транзисторов), занимает больше места, те меньше плотность хранения информации. Динамическое ЗУ имеет большую плотность запоминающих элементов (предназначенных для 1 бита информации). Реализуется всего на 1 транзисторе и на 1 конденсаторе.

НЖМД – накопители на жестких магнитных дисках. Первый накопитель представлял собой 50 дисков диаметром 61 см, покрытых железом объем 3,5 Мб. В 2009 г вышла модель Western Digital объемом 2 Тб за 250.

Другие внешние запоминающие устройства. (накопители на гибких магнитных лентах, на магнитной проволоке, оптические диски, голографические диски, SSD-накопители (RAM-SSD)).

По способу доступа

С произвольным доступом. Выбор места хранения информации производится непосредственным подключением входов и выходов элементов памяти входым выходным шинам запоминающим устройствам.

С последовательным доступом. Для доступа к блоку данных необходимо перенести носитель так что нужный блок данных располагался под блокам головок чтения/записи. (накопитель на магнитной ленте, оптические диски).

С прямым (циклическим) доступом. Возможность обратится к любому элементу за равные промежутки времени, сочетается с необходимостью механического перемещения носителя относительно головок чтения.

По используемому физическому эффекту

Механические.

Магнитные.

Магнитно-оптические.

Оптические.

Полупроводниковые.

Кэш-память

Темы увеличения быстродействий процессора и основной памяти не соответствуют друг другу. Добавление кэш памяти это одно из решений указанной проблемы.