- •Раздел 2 Организация памяти эвм
- •Тема 1 Архитектура памяти эвм Память эвм
- •Организация памяти эвм
- •Основная память (оп)
- •Характеристики памяти
- •Иерархическая структура памяти
- •Структура памяти эвм
- •Виртуальная память
- •Достоверность хранения данных
- •Тема 2 Организация основной памяти
- •Основная память
- •Организация системы памяти
- •Оперативное запоминающее устройство
- •Dram-память
- •Матричная организация озу
- •Обращение к микросхеме озу
- •Операции с памятью
- •Методы повышения быстродействия
- •Повышение быстродействия ядра микросхем озу
- •Оптимизация доступа к озу
- •Оптимизация доступа к озу Последовательный режим
- •Оптимизация доступа к озу Конвейерный режим
- •Оптимизация доступа к озу Страничный режим
- •Оптимизация доступа к озу Синхронный режим
- •Оптимизация доступа к озу Режим удвоенной скорости
- •Память ddr2 sdram
- •Память ddr3 sdram
- •Оперативная память ddr4
- •Повышенное быстродействие при меньшем энергопотреблении, новая архитектура микросхем, снижение задержек и большая емкость модулей памяти
- •Видеопамять
- •Структурные методы повышения быстродействия оп
- •Пакетная обработка множества доступов к памяти
- •Типы модулей памяти
- •Статическая память
- •Память, доступная только для чтения
- •Пзу, программируемые при изготовлении (rom)
- •Однократно программируемые пзу (prom)
- •Многократно программируемые пзу
- •Флэш-память
- •Постоянные запоминающие устройства
- •Стековая память
- •Ассоциативная память
- •Эффективность кэш-памяти
- •Стратегии размещения (отображения)
- •Прямое отображение
- •Полностью ассоциативное отображение
- •Множественно-ассоциативное отображение
- •Алгоритмы замещения информации
- •Стратегии обновления основной памяти
- •Организация кэш-памяти
- •Уровни кэш-памяти
- •Дисковая кэш-память
- •Виртуальная память
- •Страничная организация памяти
- •Сегментация памяти
- •Сегментно-страничная организация памяти
- •Требования к управлению памятью
- •Тема 3 Внешние запоминающие устройства
- •Накопители на жестких магнитных дисках
- •Современный hdd
- •Производительность диска
- •Интерфейсы подключения
- •Жесткие магнитные диски
- •Оптические диски
- •Флэш-память
- •Сравнение взу
- •Устройства резервного копирования информации
-
Тема 2 Организация основной памяти
-
Основная память
-
Оперативные Запоминающие устройства (ОЗУ) составляют большую часть основной памяти и допускают как считывание, так и изменение информации.
-
Операции чтения и записи выполняются однотипно и производятся с помощью электрических сигналов.
-
В англоязычной литературе аббревиатура ОЗУ обозначается как RAM (Random Access Memory — «память с произвольным доступом»). Большинство современных ОЗУ являются энергозависимыми и должны быть постоянно подключены к источнику питания, в противном случае хранимая информация теряется.
-
Меньшую долю ОП образуют энергонезависимые ПЗУ, обозначаемые ROM (Read-Only Memory — «память только для чтения»). ПЗУ обеспечивают считывание информации, но не допускают ее изменения. В ряде случаев информация в ПЗУ может быть изменена, но этот процесс сильно отличается от считывания и требует значительно большего времени.
-
Организация системы памяти
-
Со стороны процессора запоминающее устройство можно рассматривать как черный ящик.
-
Пересылка данных между памятью и процессором выполняется с помощью двух регистров процессора, обычно называемых регистр адреса (РА) и регистр данных (РД). Если регистр РА содержит k битов, а регистр РД — n битов, память может содержать до 2k адресуемых единиц хранения.
-
За один цикл обращения к памяти между нею и процессором пересылается n бит данных. Данные передаются по шине процессора, имеющей k адресных линий и n линий данных. Кроме того, шина содержит линии для управления передачей данных.
-
Оперативное запоминающее устройство
-
Микросхемы ОЗУ организуются в виде матрицы ячеек, каждая из которых состоит из одного или более запоминающих элементов (ЗЭ) и имеет свой адрес.
-
Каждый ЗЭ способен хранить один бит информации.
-
Для ЗЭ любой полупроводниковой памяти характерны следующие свойства:
-
два стабильных состояния, представляющие двоичные 0 и 1;
-
в ЗЭ может быть произведена запись информации посредством перевода его в одно из двух возможных состояний;
-
для определения текущего состояния ЗЭ его содержимое может быть считано.
-
-
ОП современных ЭВМ реализуется на интегральных полупроводниковых микросхемах статических (Static RAM — SRAM) и динамических (DYNAMIC RAM — DRAM) ОЗУ.
-
Моделью ЗЭ динамической памяти служит конденсатор. Бит информации такой памяти представляется в виде наличия (1) или отсутствия (0) заряда на конденсаторе.
-
Считать значение, не изменив эту информацию, невозможно, поэтому после операции считывания заряд конденсатора необходимо восстановить.
-
Dram-память
-
Чтение уничтожает данные, которые хранились в конденсаторе, поэтому после каждого чтения данные должны быть восстановлены.
-
Если из динамического ОЗУ не считываются данные, из-за саморазряда конденсаторов они должны регенерироваться каждые несколько миллисекунд.
-
Размеры конденсатора в ЗЭ микроскопические, а его емкость порядка 10-15 Ф. На одном конденсаторе накапливается около 40 000 электронов.