Доповідь - запам'ятовуючі пристрої ЕОМ
Химия

Доповідь — запам’ятовуючі пристрої ЕОМ


Завантажити доповідь: запам’ятовуючі пристрої ЕОМ

Запам’ятовувачі класифікують:

1. За типом елементів, що запам’ятовують (напівпровідникові, магнітні, конденсаторні, оптоелектронні, голографічні, кріогенні).

2. За функціональним призначенням (оперативні (ОЗУ), буферні (БЗУ), надоперативні (СОЗУ), зовнішні (ВЗУ), постійні (ПЗУ)).

3. За способом організації поводження (з послідовним пошуком, з прямим доступом, адресні, асоціативні, стікові, магазинні).

4. За характером зчитування (з руйнуванням чи руйнування інформації).

5. За способом зберігання (статичні чи динамічні).

6. За способом організації (однокоординатні, двокоординатні, трикоординатні, двох/трикоординатні).

ПАМ’ЯТЬ ЕОМ — сукупність всіх пристроїв, що входять до складу ЕОМ. Зазвичай до складу ЕОМ входить кілька різних типів ЗП.

Продуктивність та обчислювальні можливості ЕОМ значною мірою визначаються складом та характеристиками її ЗП.

Основними операціями у пам’яті у випадку є занесення інформації на згадку — запис і вибірка інформації з пам’яті — зчитування. Обидві операції називаються зверненням до пам’яті або, докладніше, зверненням при зчитуванні і зверненням під час запису.

При зверненні до пам’яті виробляється зчитування чи запис деякої одиниці даних — різної пристроїв різного типу.

Такою одиницею може бути біт, байт, машинне слово чи блок даних.

Найважливішими характеристиками окремих пристроїв пам’яті є ємність пам’яті, питома ємність, швидкодія.

ЄМНІСТЬ ПАМ’ЯТІ визначається максимальною кількістю даних, які можуть зберігатися в ній. Місткість вимірюється в двійкових одиницях (бітах), машинних словах, але переважно в байтах.

ПІДДІЛЬНА ЄМНІСТЬ є відношення ємності ЗУ до його фізичного обсягу.

ШВИДКОДІЯ ПАМ’ЯТІ визначається тривалістю операцій звернення, тобто. часом, що витрачається на пошук одиниці інформації в пам’яті та на її зчитування, або часом на пошук місця у пам’яті, призначеного для зберігання цієї одиниці інформації, та на її запис.

У деяких пристроях пам’яті зчитування інформації супроводжується її руйнуванням (пранням). У разі цикл звернення повинен містити операцію відновлення (регенерації) ліченої інформації на колишньому місці у пам’яті.

Таким чином, тривалість звернення до пам’яті під час зчитування

tобр_с = tдост_с + tрахує + tрег,

де tдост_с — проміжок часу між моментом початку операції зчитування та моментом, коли стає можливим доступ до даної одиниці інформації; tсчитає — тривалість самого фізичного процесу зчитування; tрег — час, що витрачається на регенерацію інформації (одночасно нулю для ЗУ, яким регенерація не потрібна).

Тривалість звернення під час запису

tобр_з = tдост_з + tпідг + tзап,

де tдост_з — проміжок часу між моментом початку операції запису і моментом, коли стає можливим доступ до елементів, що запам’ятовують; tподг — час підготовки, що витрачається на приведення у вихідний стан запам’ятовуючих елементів для запису заданої одиниці інформації; tзап 0 — час занесення інформації.

Як тривалість циклу звернення до пам’яті приймається величина

tобр = max (tобр_с, tобр_з).

Прийнято розділяти всі пристрої на два основних типи: оперативні і зовнішні. Основним критерієм для такого поділу є швидкість доступу до інформації.

ОЗУ (оперативний пристрій) — запам’ятовуючий пристрій, призначений для інформації, що безпосередньо бере участь у процесі виконання операцій, що виконуються процесором. ОЗУ має забезпечувати надходження нової інформації до процесора з тією ж швидкістю, з якою він її обробляє.

ВЗУ (зовнішній пристрій) — запам’ятовуючий пристрій, призначений для тривалого зберігання масивів інформації та обміну ними з ОЗУ. Зазвичай будуються з урахуванням магнітних носіїв інформації. Сама назва цього класу пристроїв має історичний характер і походить від великих ЕОМ, в яких всі ВЗП, як повільніші і громіздкі, розміщувалися у власному корпусі, а не в корпусі основного модуля.

Внутрішня пам’ять ЕОМ організується як взаємопов’язана сукупність кількох типів ЗП. До її складу, крім ОЗУ, можуть входити такі типи ЗУ:

ПОСТОЯННИЙ ЗАПАМ’ЯТУВАЛЬНИЙ ПРИСТРІЙ (ПЗУ) — запам’ятовуючий пристрій, з якого може проводитися тільки видача інформації, що зберігається в ньому. Занесення інформації в ПЗУ проводиться при його виготовленні.

НАПІВПОСТОЯНЕ (ПРОГРАМУЄМО) ЗУ (ППЗУ) — ЗУ, в якому інформація може оновлюватися за допомогою спеціальної апаратури перед режимом автоматичної роботи ЕОМ. Якщо можливе багаторазове оновлення інформації, то інколи таке ППЗУ називають репрограмованим (РППЗУ).

БУФЕРНИЙ ЗАМОВЛЮВАЛЬНИЙ ПРИСТРІЙ (БЗУ) — запам’ятовуючий пристрій, призначений для проміжного зберігання інформації при обміні даними між пристроями ЕОМ, що працюють з різними швидкостями. Конструктивно може бути частиною будь-якого з функціональних пристроїв.

Місцева пам’ять (зверхоперативне ЗУ, СОЗУ) — буферний пристрій, що запам’ятовується, що включає між ОЗУ і процесором або каналами. Розрізняють місцеву пам’ять процесора та місцеву пам’ять каналів.

СТЕК (магазин) — спеціально організоване ОЗП, блок зберігання якого складається з регістрів, з’єднаних один з одним у ланцюжок, за яким їх вміст при зверненні до ЗУ передається (зсувається) у прямому або зворотному напрямку.

Кеш-пам’ять — різновид стека, у якому зберігаються копії деяких команд із ОЗУ.

ВІДЕОПАМ’ЯТЬ — область ОЗУ ЕОМ, в якій розміщені дані, видимі на екрані дисплея.

АДРЕСНА, АСОЦІАТИВНА ТА СТЕКОВА ОРГАНІЗАЦІЯ ПАМ’ЯТІЇ

Запам’ятовуючий пристрій, як правило, містить безліч однакових елементів, що запам’ятовують, що утворюють запам’ятовуючий масив. Масив розділений окремі осередки; кожна з них призначена для зберігання двійкового коду, кількість розрядів у якому визначається шириною вибірки пам’яті (байт, машинне слово або кілька слів). Спосіб організації пам’яті залежить від методів розміщення і пошуку інформації в масиві, що запам’ятовує. За цією ознакою розрізняють адресну, асоціативну та стекову пам’ять.

АДРІСНА ПАМ’ЯТЬ

При адресній організації пам’яті розміщення і пошук інформації в масиві, що запам’ятовує, засновані на використанні адреси зберігання слова. Адресою є номер осередку масиву, в якому це слово розміщується.

При записі (або зчитуванні) слова в масив, що ініціює цю операцію, команда повинна вказувати адресу, за якою проводиться запис (зчитування).

                                    г====================¬
                             -------¦------¬             ¦
                             ¦     БУС     ¦             ¦
                             ¦ 0       n-1 ¦<¬           ¦
                             L-------------- ¦           ¦
                                    ^        ¦           ¦
                                    ¦        ¦           ¦  ШИВх
       --------¬       ------T------¦------¬ ¦           ¦   ¦
       ¦    k-1¦       ¦ БАВ ¦ 0  ...  n-1 ¦ ¦           ¦   ¦
       ¦       ¦       ¦     ¦             ¦ ¦           V   V
ША     ¦       ¦       ¦     ¦ .           ¦ ¦    --------------¬
======>¦  РгА  ¦=====> ¦     ¦ .    ЗМ     ¦ ¦ -->¦     РгИ     ¦
              ¦       ¦       ¦     ¦ .           ¦ ¦ ¦->¦ 0       n-1 ¦
       ¦       ¦       ¦     ¦             ¦ ¦ ¦¦ L------T---T---
       ¦     0 ¦       ¦     ¦ N-1         ¦ ¦ ¦¦        ¦   ¦
       L--------       L-----+-------------- ¦ ¦¦        ¦   ¦
     ПрРгА ^     Выборка  ^         ^        ¦ ¦¦        ¦   V
           ¦ --------------         ¦        ¦ ¦¦        ¦ ШИВых
Обра-  ----+-+-¬ Считывание         ¦        ¦ ¦¦        ¦
щение  ¦       +--------------------+--------- ¦¦        ¦
------>¦       ¦ ПрРгИ              ¦          ¦¦        ¦
              ¦       +--------------------+-----------¦        ¦
Опе-   ¦  БУП  ¦ ПрШИВых            ¦           ¦        ¦
рация  ¦       +--------------------+------------        ¦
------>¦       ¦ Запись      -------¦------¬             ¦
       ¦       +------------>¦     БУЗ     ¦             ¦
       L--------             ¦ 0       n-1 ¦             ¦
                             L--------------             ¦
                                    ^                    ¦
                                    L====================-

Типова структура адресної пам’яті містить запам’ятовуючий масив з N n-розрядних осередків (зазвичай n дорівнює 1, 4, 8 або 16) та його апаратурне обрамлення, що включає регістр адреси РгА, що має k розрядів (k більше або дорівнює логарифму на підставі 2 від N) , інформаційний регістр РДІ, блок адресної вибірки БАВ, блок підсилювачів зчитування БУС, блок розрядних підсилювачів-формувачів сигналів запису БУЗ та блок управління пам’яттю БУП.

За кодом адреси в регістрі адреси блок адресної вибірки формує у відповідній комірці пам’яті сигнали, що дозволяють зчитувати або записувати слова в комірку.

Цикл звернення до пам’яті ініціюється надходженням до блоку управління пам’яттю сигналу «Звернення». Загальна частина циклу звернення включає:

1) прийом у регістр адреси з шини адреси ША адреси звернення;

2) прийом блоком керування та розшифровку керуючого сигналу «Операція», що вказує вид операції (зчитування або запис).

Далі, при зчитуванні:

3) блок адресної вибірки дешифрує адресу та посилає сигнали зчитування в задану комірку, при цьому код записаного в комірці слова зчитується підсилювачами зчитування та передається в інформаційний регістр РДІ;

4) у пам’яті з руйнівним зчитуванням (при зчитуванні всі запам’ятовують комірки встановлюються в нульовий стан) проводиться регенерація інформації в комірці шляхом запису в неї з інформаційного регістру РДІ ліченого раніше слова;

5) лічене слово видається з інформаційного регістру на вихідну інформаційну шину ШИВих.

Під час запису:

3) проводиться прийом записуваного слова з вихідної інформаційної шини ШІВх в інформаційний регістр;

4) блок адресної вибірки здійснює вибірку та очищення осередку, заданої в регістрі адреси (у пам’яті з руйнівним зчитуванням для цього проводиться зчитування без запису в інформаційний регістр);

5) у вибрану комірку записується слово з інформаційного регістру.

Блок управління БУП генерує необхідні послідовності керуючих сигналів, що ініціюють роботу окремих вузлів.
пам’яті.

АСОЦІАТИВНА ПАМ’ЯТЬ

У пам’яті цього пошуку потрібної інформації проводиться не за адресою, а за її змістом (за асоціативною ознакою). При цьому пошук за асоціативною ознакою (або послідовно за окремими його розрядами) відбувається паралельно в часі для всіх осередків масиву, що запам’ятовує. У багатьох випадках асоціативний пошук дозволяє суттєво спростити та прискорити обробку даних. Це досягається за рахунок того, що в пам’яті цього операція зчитування інформації поєднана з виконанням низки логічних операцій.

Пам’ять цього застосовується у спеціалізованих обчислювальних машинах — машинах баз даних.

СТЕКОВА ПАМ’ЯТЬ

Стьова пам’ять, як і асоціативна, є безадресною.

У стіковій пам’яті осередки утворюють одномірний масив, у якому сусідні осередки пов’язані один з одним розрядними ланцюгами передачі слів. Запис нового слова проводиться у верхню комірку (комірку 0), при цьому всі раніше записані слова зрушуються вниз, у сусідні комірки з більшими на 1 номери. Зчитування можливе лише з верхньої комірки пам’яті. Якщо відбувається зчитування з видаленням, решта слів у пам’яті зрушуються вгору, в комірки з меншими номерами. У цій пам’яті порядок прочитування слів відповідає правилу FIFO: останнім надійшов, першим обслуговується. У ряді пристроїв, що розглядається, передбачається також операція простого зчитування слова з нульової комірки без його видалення та зсуву слів у пам’яті.

Іноді стікова пам’ять забезпечується лічильником стека, що показує кількість занесених на згадку слів.

У обчислювальних машинах часто стекову пам’ять організують, використовуючи адресну пам’ять і спеціальний регістр — покажчик стека.

© Реферат плюс



Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *