Общие сведения. Лекция 7. Структурная организация ЭВМ - память

Лекция 7. Структурная организация ЭВМ - память

Память ЭВМ - это совокупность всех запоминающих устройств, входящих в состав машины. Запоминающие устройства классифицируют по следующим признакам:

· по типу (полупроводниковые, магнитные, конденсаторные, оптоэлектронные, голографические, криогенные и т.д.);

· по функциональному назначению (ОЗУ, буферные - БЗУ, сверхоперативные – СОЗУ, внешние – ВЗУ, постоянные – ПЗУ, и т.д.);

· по способу организации обращения (с последовательным поиском, с прямым доступом, адресные, стековые, страничные, ассоциативные и т.д.);

· по характеру считывания (с разрушением или без);

· по способу хранения (статические или динамические);

· этим классификация не исчерпывается, но мы рассмотрим только основные типы.

Важнейшие характеристики – емкость, удельная емкость (плотность записи), быстродействие (продолжительность операции быстродействия, т.е. время затрачиваемое на поиск единицы информации), пропускная способность (количество данных, предаваемых в секунду).

Архитектура памяти компьютера – система иерархическая, состоящая из нескольких уровней. Типы памяти отличаются по своему функциональному назначению, способам хранения информации, методам доступа, логической организации и конструктивно (см. рисунок ниже).

Внутренняя память

Внешняя

Рег- ая память

ОЗУ RAM

ПЗУ ROM BIOS

На маг. ленте

ЖМД

Маг.Опт.  

CD-ROM DVD

Верхняя UMA 128 Кбайт видеопам.   128 Кбайт BIOS   128 Кбайт системный BIOS

Расширенная EMS, дополнительная

Основная CM

Для OS

Для пользователя программ

Все компьютеры используют четыре вида памяти: оперативную, постоянную, регистровую и внешнюю.

Оперативная память или память с произвольным доступом - Random Access Memory или ОЗУ предназначена для хранения информации, к которой приходится часто обращаться, и обеспечивает режимы ее записи, считывания и хранения. ОЗУ обладает адресным пространством, разделенным на несколько областей. Некоторые из них используются самой системой, другие предназначены для специальных целей. В первых процессорах семейства х86 память представлялась в виде сегментов размером по 64 Кбайт, а суммарный объем адресуемой памяти не превышал 1 Мбайт. При этом архитектура РС ограничивала размер собственно оперативной памяти объемом 640 Кбайт, начиная с нулевых адресов. Эта область называется основной памятью или стандартной (conventional memory). Основная память была предназначена для прикладных программ (400 -550 Кбайт), а остальное съедала операционная система вместе с разными драйверами. Потребности решаемых задач быстро переросли эти ограничения и в процессоры ввели средства организации виртуальной памяти. Было снято ограничение на 64-килобайтный размер сегмента, теперь любой сегмент может иметь почти произвольный (до 4 Гбайт) размер. Во-вторых, был введен механизм страничной трансляции адресов. С его помощью можно было реализовать не только виртуальную память размером 4 Гбайт без сегментации, но и формировать физический адрес с разрядностью 36 бит (64 Гбайт адресуемой памяти). С появлением 64-битных расширений размер виртуальной памяти увеличился до 2⁶⁴ байт.

	Расширенная (Extended) память для организации виртуальной памяти разбита на блоки по 1 Мбайт   Верхняя (Upper Memory Area) Системное ПЗУ BIOS Видеопамять   Основная, базовая память(Conventional) ОС и программы пользователя

Верхняя граница определяется

всем адресным пространством процессора

1 Мбайт

640 Кбайт

Распределение адресного пространства памяти (Intel – совместимые)

Для оценки производительности основной памяти используются два основных параметра: задержка и полоса пропускания. Задержка памяти традиционно оценивается двумя параметрами: временем доступа (access time) и длительностью цикла (cycle time). Время доступа – промежуток времени между запросом на чтение и выдачей запрошенного слова из памяти. Длительность цикла – определяется минимальным временем между двумя последовательными обращениями к памяти.

Верхняя память (Upper Memory Area) – это 384 Кбайт, зарезервированных у верхней границы системной памяти. Верхняя память разделена на несколько частей:

· первые 128 Кбайт являются областью видеопамяти и предназначены для использовании видеоадаптерами, когда на экран выводится текст или графика, в этой области хранятся образы изображений;

· следующие 128 Кбайт отведены для программ BIOS адаптеров, которые записаны в микросхемах ПЗУ;

· последние 128 Кбайт зарезервированы для системной программы BIOS.

Дата добавления: 2014-01-04