Внутренняя память

Память

Память, также называемая основной памятью или первичной памятью, тесно связана с центральным процессором и напрямую подключена к нему. Память хранит инструкции программы и данные непосредственно до или после регистра. Чтобы понять функционирование процесса работы и взаимодействия между CPU и памятью, проследим путь выполнения команд программы в компьютере.

Выполнение любой команды, поданной в машинном коде, включает две стадии: стадию выборки команды и стадию ее выполнения. В течение стадии выборки имеет место следующее (Рис.3):

Шаг (1). Извлечение команды. Команду, которая должна будет выполнена, извлекают из памяти с помощью УУ.

Шаг (2). Расшифровка команды. Команда расшифровывается (декодируется), так, чтобы центральный процессор смог понять, что должно быть сделано. Cоответствующие данные перемещаются из памяти в область регистров для хранения и определяется местоположение следующей команды.

Шаги 1 и 2 называются стадией выборки, а время, которое требуется, чтобы выполнить эту стадию, называется временем выборки команды (I-time).

Вторая стадия - стадия выполнения. В течение этой стадии выполняются следующие шаги:

Шаг (3). Выполнение команды. АЛУ делает то, что предписано командой. Это может быть выполнение арифметических вычислений или логических сравнений.

Шаг (4).Сохранение результатов. Результаты сохраняются в регистре или памяти.

Шаги 3 и 4 называются стадией выполнения. Время, которое требуется, чтобы закончить стадию выполнения, называется временем выполнения (E-time).

После того, как обе стадии были закончены для одной команды, они снова выполняются для следующей команды и так далее. Стадия выборки, сопровождаемая стадией выполнения команды, вместе составляю один цикл выполнения команды (машинный цикл).

Некоторые центральные процессоры могут ускорять обработку данных, используя конвейерную обработку, при которой СPU (ЦП) одновременно получает одну инструкцию, расшифровывает другую и выполняет третью. Процессор Pentium, например, использует два канала для одновременной конвейеризации. Это дает процессору способность выполнять две команды одновременно во время одного машинного цикла.

Компоненты, ответственные за обработку данных –CPU (ЦП) и память - размещены вместе в одном блоке, называемом системным блоком или блоком управления. Все другие устройства компьютерной системы, типа монитора и клавиатуры, связаны непосредственно или косвенно с названной единицей.

Имеются несколько форм памяти.

Команды или данные могут быть временно сохранены в оперативном записывающем устройстве ОЗУ (RAM). Оперативная память - временная и энергозависимая - она существует, пока поддерживается электрический ток. Чипы ОЗУ потеряют свое содержание, если ток выключен или прерван. Чипы ОЗУ установлены непосредственно на главной (материнской) плате компьютера или на периферийных устройствах, которые подключаются к материнской плате. ОЗУ (RAM) – предназначено только для временного хранения данных.

Все компьютеры требуют определенных команд, чтобы начать работу после того, как они были включены, а такие команды содержатся в ROM – постоянном запоминающем устройстве ПЗУ. Часть программного обеспечения системы, которое хранится в ROM, передает в RAM дополнительные команды, требуемые для работы компьютера. Это, например, тот же процесс запуска компьютера, который называется начальной загрузкой. ROM также содержит другие программы, которые облегчают работу с компьютером.

ROM обычно энергонезависима. В ROM комбинации состояния электросхем зафиксированы и поэтому данные, представленные этой комбинацией, не будут потеряны при прекращении подачи тока. ROM обеспечивает постоянное хранение данных и команд, которые не изменяются, такие как программы и данные, заложенные в компьютер его производителем. Таким образом, в пределах компьютера ROM является и энергонезависимой и не перезаписываемой, а данные, хранимые в ней, не изменяется при подаче или выключении электроэнергии. Важно понять, что компьютер не может записывать на ROM, а регистр данных памяти (MDR), может только перемещать данные из ROM в CPU, но не может переместить данные из CPU в ROM. В остальном, ROM работает подобно другим формам памяти.

Кэш-память - является самой быстрой промежуточной памятью. Представляет маленький блок быстродействующей памяти, которая находится "между" СPU и основной памятью и используется, чтобы содержать текущие данные и команды.

RAM, ROM и кэш-память размещаются на системной плате компьютера и их называют основной памятью или внутренней памятью компьютера.

Дата добавления: 2014-01-05