Сохранения информации при отключении ЭВМ

В некоторых видах запоминающих устройств происходит потеря информации при отключении питающего напряжения. Такие ЗУ называют энергозависимыми. В энергонезависимых ЗУ информация сохраняется.

Классы запоминающих устройств. Общая классификация.

Память ЭВМ состоит из огромного числа элементов памяти, каждый из которых может находиться в одном из двух состояний, кодируемых двоичной цифрой 0 или 1. Элементы памяти (точнее, биты кодирующие состояния элементов памяти) группируются в более крупные единицы хранения информации – байты, слова, двойные слова. Вне зависимости от модели ЭВМ длина байта информации фиксирована и составляет 8 бит (двоичных разрядов). Ячейка памяти объемом 1 байт (8 бит). В ячейках указана нумерация битов в байте.

Однако длина машинного слова в различных моделях ЭВМ (в процессорах ЭВМ) различна (8 бит, 16 бит, 32, 64, 128) и зависит от соответствующей характеристики шины данных. Таким образом, длина машинного слова определяется разрядностью процессора, то есть стандартной порцией информации, которую можно разместить на его регистрах (регистрах общего назначения, аккумуляторе, и т. д.) и обработать, используя одну команду ЭВМ.

По функциональному назначению ЗУ можно разделить на следующие классы:

· Регистровые ЗУ (РЗУ),

· Оперативные ЗУ (ОЗУ),

· Внешние ЗУ (ВЗУ).

Внутренняя память ПК делится на оперативную - ОЗУ (оперативное запоминающее устройство), постоянную - ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) и сверхоперативную (кэш-память).

Оперативная память обычно имеет байтовую организацию, то есть адрес памяти является адресом ее соответствующего байта. Адресом слов и двойных слов является адрес байта, с которого он располагается в памяти. В дальнейшем будем называть хранилище информации объемом 1 байт или несколько байтов - ячейкой памяти.

ОЗУ - устройство, предназначенное для хранения и текущего изменения информации при работе ПК. Оперативная память (ОП) - это совокупность ОЗУ, объединенных в одну систему, управляемую процессором.

1. Структура памяти ЭВМ. Традиционное деление памяти ЭВМ: оперативная память (ОП, ОЗУ), к которым добавлялись, иногда сверхоперативная память на регистрах (СОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ); внешние запоминающие устройства (ВЗУ) - перфоленты, перфокарты, память на магнитных лентах (НМЛ), барабанах (НМД), дисках (НМД, НГМД, НЖМД).

2. Оперативные запоминающие устройства. Оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) вычислительных систем фон-неймановской архитектуры - основная память, которая является одной из составляющих элементов стратификационной цепочки конструктивов памяти, приводимой ниже.

Иерархическая структура памяти современных ЭВМ:

Вид памяти	Объем	Время доступа, t	Квант обмена
Регистровая	К-слов	6 нс	гиперслово
Кэш-память	10^4 бит	20-200 нс	10-2 бит/с по 8 слов
Основная память	10^6 бит	200-2 мкс	10-4 бит/с по 4 Кбайт
Вторичная память	10^9 бит	20 мкс
Массовая память	10^11 бит	10с

3. Доступ к оперативной памяти. Единицами программно адресуемых данных в памяти ЭВМ - могут быть: байт, полуслово (16 бит), слово (32 бита), двойное слово (64 бита). Для представления вещественных чисел, чисел с плавающей точкой обычно используются два последних формата, для целых чисел, логических данных, масок, текстовых величин могут использоваться все форматы.

4. Адресация информации и обработка адресов. Для расширения операционных возможностей и увеличения производительности процессора применяются различные способы адресации информации, отличающиеся порядком использования и обработки адресного поля в команде (ПА), посредством которого организуется доступ к информации, хранящейся в оперативной памяти (ОП) или ПЗУ ЭВМ.

4.1. Непосредственная адресация. В коде команды (в коде одного или нескольких адресов) размещается непосредственный операнд, если число значащих цифр операнда не превышает длины адресной части команды. Такая адресация используется для хранения различного рода констант и находит широкое применение в универсальных ЭВМ в целях экономии ячеек ОП и уменьшения времени выполнения команды.

4.2. Прямая адресация. Исполнительный адрес - адрес ячейки ОП, в которой храниться адресуемое слово, совпадает с адресной частью команды. Этот метод используется в ЭВМ в комбинации с другими методами адресации.

4.3. Модификация адресов. Процедура изменения адреса в командах называется модификацией адреса. Модификация адресов команд основана на возможности выполнения над кодами команд или их частями арифметических и логических операций

4.3. Относительная адресация. При динамическом распределении памяти базовые адреса массивов изменяются в процессе выполнения программы, в результате адреса не могут быть зафиксированы в программе. Для обеспечения динамического распределения памяти используют способ относительной адресации.

Относительный адрес (рис.1) состоит из двух полей: B, указывающего базовый адрес А_б массива D. Поле D представляющего собой относительный адрес A_отн. Поле D принято называть смещением D операнда относительно начала массива. Исполнительный адрес вычисляется по формуле А_исп=(B)+D. Для хранения базовых адресов в целях повышения быстродействия ЭВМ используют так называемые базовые регистры СОЗУ.

При формировании А_исп на суммирование в сумматоре затрачивается некоторое время. В целях уменьшения этого времени используют так называемый метод совмещения. В этом случае в базовом регистре B (рис.2) содержаться старшие разряды, а в поле D записывают младшие разряды исполнительного адреса А_исп, которые выдаются непосредственно в регистр адреса оперативной памяти (РОАП). При совмещении, очевидно, базовый адрес А_б не может принимать значение адреса любой ячейки ОП, а только тех адресов, которые содержат в младших разрядах нули, соответствующие количеству разрядов поля D.

Дата добавления: 2014-01-14