17. Память с последовательным доступом. Принцип построения стека.
В памяти с последовательным доступом предполагается строгая последовательность обращения к каждой следующей ячейке. Эта последовательность устанавливается с помощью счетчиков
Стек (англ. stack — стопка) — структура данных, в которой доступ к элементам организован по принципу LIFO (англ. last in — first out, «последним пришёл — первым вышел»). Чаще всего принцип работы стека сравнивают со стопкой тарелок: чтобы взять вторую сверху, нужно снять верхнюю.
Обращение к ячейкам регулируется с помощью реверсивного счётчика.
Добавление элемента, называемое также проталкиванием (push), возможно только в вершину стека (добавленный элемент становится первым сверху). Удаление элемента, называемое также выталкиванием (pop), тоже возможно только из вершины стека, при этом второй сверху элемент становится верхним.
Стеки широко применяются в вычислительной технике. Например, для отслеживания точек возврата из подпрограмм используется стек вызовов, который является неотъемлемой частью архитектуры большинства современных процессоров. Языки программирования высокого уровня также используют стек вызовов для передачи параметров при вызове процедур.
Арифметические сопроцессоры, программируемые микрокалькуляторы и язык Forth используют стековую модель вычислений.
В ЦВК стек называется магазином — по аналогии с магазином в огнестрельном оружии (стрельба начнётся с патрона, заряженного последним)
FIFO - first in — first out
Структура stack-памяти
18. Адресная память. Принцип построения статических озу.
Оперативная память может быть как динамическая (DRAM) так и статическая (SRAM).
Статическая оперативная память с произвольным доступом (SRAM, static random access memory) — полупроводниковая оперативная память, в которой каждый двоичный или троичный разряд хранится в схеме с положительной обратной связью, позволяющей поддерживать состояние сигнала без постоянной перезаписи, необходимой в динамической памяти (DRAM). Тем не менее, сохранять данные без перезаписи SRAM может только пока есть питание, то есть SRAM остается энергозависимым типом памяти. Произвольный доступ (RAM — random access memory) — возможность выбирать для записи/чтения любой из битов (тритов) (чаще байтов (трайтов), зависит от особенностей конструкции), в отличие от памяти с последовательным доступом (SAM — sequential access memory).
В SRAM ячейки накопителя – триггеры. Регенерация не требуется. Обновление информации происходит почти мгновенно.
Структура SRAM:
CS – вход выбора кристалла (вход адресного пространства)
W/R – 1 вход/2 входа – выбор режима
Вывод Di/o может быть одиночный или в виде шины в зависимости от количества матриц накопителя внутри кристалла.
Преимущества
Быстрый доступ. SRAM — это действительно память произвольного доступа, доступ к любой ячейке памяти в любой момент занимает одно и то же время.
Простая схемотехника — SRAM не требуются сложные контроллеры.
Возможны очень низкие частоты синхронизации, вплоть до полной остановки синхроимпульсов.
Низкое энергопотребление.
Недостатки
Невысокая плотность записи (шесть-восемь элементов на бит[4], вместо двух у DRAM).
Вследствие чего — дороговизна килобайта памяти.
Тем не менее, высокое энергопотребление не является принципиальной особенностью SRAM, оно обусловлено высокими скоростями обмена с данным видом внутренней памяти процессора. Энергия потребляется только в момент изменения информации в ячейке SRAM.
Применение
SRAM применяется в микроконтроллерах и ПЛИС, в которых объём ОЗУ невелик (единицы килобайт), зато нужны низкое энергопотребление (за счёт отсутствия сложного контроллера динамической памяти), предсказываемое с точностью до такта время работы подпрограмм и отладка прямо на устройстве.
В устройствах с большим объёмом ОЗУ рабочая память выполняется как DRAM. SRAM’ом же делают регистры и кеш-память.