Организация памяти персонального компьютера

Характеристики процессора

Персональные компьютеры (ПК) строятся на базе микропроцессоров. Микропроцессор – это сверхбольшая интегральная схема, созданная в едином полупроводниковом кристалле с применением микроэлектронной технологии.

Характеристики процессора определяются его типом. В настоящее время персональные компьютеры создаются на базе микропроцессоров различных фирм (DEC, IBM, Motorola и т.д.). Наибольшее распространение при выпуске ПК получили микропроцессоры фирмы Intel (Int egrated El ectronics), первой выпустившей 16-разрядный микропроцессор.

Основными характеристиками процессоров являются аппаратно поддерживаемые типы данных и система (набор) команд, которые процессор может выполнять, обрабатывая эти данные. Современные процессоры имеют разрядность 32 и 64 бита, реже 128 (в основном серверные варианты). Разрядность самых «длинных» данных, которые может обрабатывать процессор, называется его разрядностью.

Еще одна характеристика процессоров – объем памяти, которую они могут адресовать. Чем больше объем памяти, с которой может работать процессор, тем больше команд может содержать выполняемая программа и тем больше объем данных, которые процессор может обработать. Адресное пространство процессора – это количество адресов, к которым может обратиться процессор, используя все разряды шины адреса; это максимальный объем внутренней памяти, с которым может работать машина. Он однозначно определяется разрядностью шины адреса. Обязательным требованием к современным процессорам является аппаратная поддержка виртуальной памяти (расширения оперативной памяти за счет памяти на дисках), мультизадачности (организации параллельного выполнения нескольких программ) и средств защиты.

Еще одна важная характеристика процессоров – тактовая частота, измеряемая в мегагерцах (МГц) и гигагерцах, характеризующая быстродействие процессора. С помощью тактовых сигналов осуществляется согласование работы устройств процессора. Таким образом, чем больше тактовая частота, тем быстрее работает процессор.

Память – это устройство, предназначенное для хранения информации.

Всю информацию можно разбить на несколько типов:

- системная информация – информация о текущем состоянии процессора, таблицы, содержащие информацию, необходимую для управления вычислительным процессом (формируется аппаратно или системными программами);

- программная информация – код программы (набор команд), описывающий алгоритм решения конкретной задачи на компьютере (создается программистом);

- обрабатываемая информация – данные, используемые в ходе вычислительного процесса (исходные данные и результаты вычислений).

В современных вычислительных системах память разбивается на несколько уровней. Процессоры имеют собственные запоминающие устройства (регистры, кэш), используемые для хранения системной информации и промежуточных результатов вычислений. Программы и данные на время выполнения программы переписываются (загружаются) в оперативную память, откуда их может прочитать процессор. А для долговременного хранения информации (данных и программ) используются внешние запоминающие устройства (внешняя память).

Внутренняя (основная) память персонального компьютера делится на несколько типов:

- оперативная память (ОЗУ – оперативное запоминающее устройство, RAM – Random Access Memory, т.е. память с произвольным доступом, доступная как для чтения, так и для записи) содержит команды и данные, с которыми в данный момент работает процессор;

- постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, или ROM – Read Only Memory, т.е. память, доступная только для чтения) предназначено для хранения информации, которая не меняется в ходе вычислительного процесса, но постоянно используется;

- видеопамять – память, в которой хранится информация о выводимом процессором на экран монитора изображении.

Минимальной единицей адресации памяти является байт (8 двоичных разрядов – 8 бит). Так как современные ПК имеют достаточно большой объем памяти, ее принято измерять не в байтах, а в более крупных единицах: 1 Кб (1 килобайт = 1024 байта), 1 Мб (1 мегабайт = 1024 килобайта), 1 Гб (1 гигабайт = 1024 мегабайта).

ОЗУ – одно из центральных устройств, поэтому его характеристики очень важны для организации эффективной, производительной работы компьютера. Основной характеристикой ПК, связанной с ОЗУ, является ее объем. Оперативная память является энергозависимой, то есть при отключении электропитания ее содержимое стирается.

Дата добавления: 2014-01-05