Основные понятия. Программы и обрабатываемые ими данные хранятся в оперативной памяти компьютера

Программы и обрабатываемые ими данные хранятся в оперативной памяти компьютера. Для размещения в ОП больших программ необходима память соответствующего объема, при этом скорость выполне­ния программ напрямую зависит от скорости передачи данных между процессо­ром и памятью.

Идеальная память должна обладать высокой скоростью чтения- записи информации, иметь большой объем и быть недорогой. Удовле­творить всем трем требованиям одновременно невозможно. Чем больше память и чем быстрее она работает, тем дороже она стоит.

Обычно память разрабатывается с учетом того, что данные записываются и счи­тываются не только байтами, но и словами. Само понятие длины слова, чаще всего определя­ется как количество бит, сохраняемых или считываемых за одно обращение (шинный цикл) к памяти.

Максимальный размер оперативной памяти, который может использоваться процессором, оп­ределяется разрядностью его шин адреса и данных. Если разрядность шины адреса процессора - n бит, а шины данных - k бит, то максимальный размер памяти составляет 2ⁿ k -разрядных слов. За один шинный цикл обращения к памяти в процессор пересылается k бит данных. Поэтому процессор с 16-разрядной шиной адреса, может адресовать память объемом до 2¹⁶ - 64 К k -разрядных слов, процессор, генерирующий 32-раз­рядные адреса, может использовать память объемом до 2³² = 4 Г k-разрядных слов, а для процессоров с 40-разрядными адресами доступна память объемом до 2⁴⁰ = 1 Т единиц памяти.

Кроме шин адреса и данных для обмена информацией процессора и памяти используется шина управления. В простейшем случае она должна содержать линию для управления типом передачи данных: чтение или запись- Чт/Зп (Read/Write# - R/W#), которая часто дополняется линией готовности памяти к обмену (RDY или REDY). Могут использоваться и другие линии, с помощью которых, например, задается количество пересылаемых за один шинный цикл байт данных. Соединение процессора и ОП схематически показано на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1- Организация связи ОП с процессором

Чтобы считать данные из ОП, процессор сначала выставляет адрес на шину адреса и устанавливает (с некоторой задержкой) линию R/W# в состояние “Лог. 1”. В ответ память помещает содержимое адресованной ячейки на линии данных и сообщает об этом процессору активизацией сигнала RDY. После получе­ния сигнала RDY k -разрядное слово с шины данных вводится в процессор.

Для того чтобы записать данные в память, процессор выставляет адрес на ША, а данные- на ШД после чего устанавливает линию R/W# в состояние “Лог. 0” (знак # показывает, что активным уровнем сигнала W является “Лог. 0” или низкий уровень), указывая таким образом, что выполняется операция записи в память.

Если в операциях чтения (записи) производится обращение по последовательным ад­ресам ОП, может быть выполнена операция блочной (пакетной) пересылки, при которой за один шинный цикл осуществляется пересылка нескольких (обычно 4-х) k -разрядных слов. При пакетных передачах повышается скорость обмена, при этом можно ограничиться выдачей на ША только адреса первого слова пакета.

Дата добавления: 2014-11-29