20. Назначение и основные элементы центрального процессора.

Предыдущий вопрос.

21. Организация и структура памяти.

Память компьютера предназначена для кратковременного и долговременного хранения информации - кодов команд и данных. Информация в памяти хранится в двоичных кодах, каждый бит - элементарная ячейка памяти - может принимать значение «0» или «1». Каждая ячейка памяти имеет свой адрес, однозначно ее идентифицирующий в определенной системе координат. Минимальной адресуемой единицей хранения информации в памяти обычно является байт, состоящий, как правило, из 8 бит.

Со времени появления больших (по размерам) компьютеров деление памяти произошло на внутреннююивнешнюю.

Внутренняя память подразделяется:

- на основную (оперативную), информация в которой может изменяться процессором в любой момент времени;

- постоянную, информацию с которой процессор может только считывать.

Обращение (по чтению или по записи) к ячейкам оперативной памяти может происходить в любом порядке. В связи с этим оперативную память называют памятью с произвольным доступом - Random Access Memory (RAM), в отличие от постоянной памяти (Read Only Memory, ROM).

Внешняя память адресуется более сложным образом - каждая ее ячейка имеет свой адрес внутри некоторого блока, который, в свою очередь, имеет многомерный адрес. Во время физических операций по обмену данными блок может быть считан или записан только полностью.

Для решения задач пользователя ЭВМ должна обладать системой памяти, удовлетворяющей компромиссу ряда критериев:

– максимальный объем, требуемый для решения задачи;

– высокое быстродействие;

– низкая стоимость.

(микропроцессорная память - МПП)

– чем больше объем памяти ЭВМ, тем ниже ее быстродействие и ниже относительная стоимость запоминающих устройств, входящих в систему памяти;

– чем выше быстродействие, тем выше относительная стоимость запоминающих устройств в пересчете на единицу хранимой в памяти информации.

22. Элементы памяти, их назначение, возможности и принцип работы.

Любые ЗУ состоят из элементов (ячеек) памяти (ЭП) – минимальных частей устройства памяти, используемых для запоминания (хранения) наименьшей единицы данных (бит или байт).

Ячейки памяти имеют адрес (порядковый номер, число) по которому к ним могут обращаться команды процессора. Существует несколько различных систем адресации памяти.

Ячейки памяти, построенные на полупроводниковых технологиях, могут быть статическими (SRAM), то есть не требующими регулярного обновления, и динамическими (DRAM), требующими периодической перезаписи для сохранения данных. Как правило, при помощи статических ячеек организуются кэши, при помощи динамических — ОЗУ.

ЭП статического ЗУ, реализованного на асинхронном RS-триггере, построенного на основе логических элементов И–НЕ на многоэмиттерных транзисторах типа n-p-n.

(ША – шина адреса; РШ - разрядная шина)

Величина тока в РШ определяет состояние ЭП: наличие тока соответствует состоянию логической «1», а отсутствие – состоянию логического «0»

23. Структура памяти пэвм.

Оперативная память (ОЗУ) – реализуется, как правило, на модулях (микросхемах) динамической памяти. ОЗУ служит для хранения программы, исходных данных задачи, промежуточных и конечных результатов решения задачи.

Кроме оперативной, память включает также и постоянную (ПЗУ), из которой можно только считывать команды и данные, и некоторые виды специальной памяти (например видеопамять графического адаптера).

Все узлы не входящие в ядро называются периферийными. Они обеспечивают расширение возможностей, облегчают пользование ими. В состав периферийных (внешних) устройств могут входить следующие узлы.

Внешняя память (устройства хранения данных, например, дисковые) – память, имеющая относительно невысокое быстродействие, но по сравнению с ОЗУ существенно более высокую емкость.

Ключевым принципом построения памяти ПЭВМ является ее иерархическая организация (принцип, сформулированный еще Джоном фон Нейманом), которая предполагает использование в системе памяти компьютера запоминающих устройств (ЗУ) с различными характеристиками.

Запоминающие устройства (ЗУ) характеризуются рядом параметров, определяющих возможные области применения различных типов таких устройств. К основным параметрам, по которым производится наиболее общая оценка ЗУ, относятся их информационная емкость (E), время обращения (T) и стоимость (C).

Под информационной емкостью ЗУ понимают количество информации, измеряемое в байтах, килобайтах, мегабайтах или гигабайтах, которое может храниться в запоминающем устройстве.