Вопрос № 23 II. Внутренняя память компьютера

Внутренняя память ЭВМ обладает двумя основными свойствами: дискретностью и адресуемостью, т.е. она состоит из отдельных «частиц», ячеек, каждая из которых имеет свой адрес.

{«Частица» памяти называется бит (так же как единица информации). Итак, память компьютера – это упорядоченная последовательность двоичных разрядов (бит). Эта последовательность делится на группы по 8 разрядов; каждая такая группа образует байт памяти. Следовательно, слова «бит» и «байт» обозначают не только названия единиц измерения количества информации, но и структурные единицы памяти ЭВМ.}

Ячейка памяти – это группа последовательных байтов внутренней памяти, вмещающая в себя информацию, доступную для обработки отдельной командой процессора. Содержимое ячейки памяти называется машинным словом. {Подчеркнем: ячейка – это вместилище информации, машинное слово – это информация в ячейке.} Разрядность ячейки памяти и размер машинного слова в битах равны разрядности процессора. Обмен информацией между процессором и внутренней памятью производится машинными словами (из регистра в ячейку и обратно). У разных типов компьютеров размер машинного слова бывает разным: 1, 2, 4, 8… (байт). {У самых простых типов ПК (бытовых, учебных) машинное слово равно 1 байту (8 бит). Такие машины называются восьмиразрядными («Агат», «Корвет», «Ямаха»). Двухбайтовое машинное слово (16 бит) у школьного компьютера УКНЦ, а также у профессиональных ПК IBM PC/86, 286. У машин типа IBM PC/386, 486 машинное слово равно 4 байтам (32 бита).}

Адрес ячейки памяти равен адресу ее младшего байта (байта с наименьшим номером). Адресация ячеек начинается с нуля. {Адреса ячеек кратны количеству байтов в машинном слове (изменяются через 1, или через 2, или через 4 и т.д.).}

Внутренняя память состоит из оперативного запоминающего устройства (ОЗУ, RAM), или оперативной памяти (ОП), и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ, ROM)³.

ОЗУ – быстрая, полупроводниковая, энергозависимая память, используемая как для чтения, так и для записи информации. В ОЗУ хранятся исполняемые в данный момент программы и данные, с которыми они непосредственно работают. {При отключении электропитания информация в ОЗУ исчезает (энергозависимость).} Объем ОП современных ЭВМ измеряется в мегабайтах и гигабайтах.

ПЗУ – быстрая, энергонезависимая память, предназначенная только для чтения. Информация заносится в нее один раз (обычно в заводских условиях) и сохраняется постоянно (при включенном и выключенном компьютере). В ПЗУ хранится информация, присутствие которой постоянно необходимо в компьютере (например, программы контроля оборудования, программа первоначальной загрузки ЭВМ и пр.).

Еще один вид быстрой памяти – это видеопамять. Видеопамять хранит код изображения, выводимого на дисплей. В IBM PC видеопамять является компонентой контроллера (видеоадаптера, видеокарты), управляющего работой дисплея.

Для ускорения доступа к данным используется специальное устройство, называемое кэш-памятью. Кэш-память – это «сверхоперативная» память сравнительно небольшого объема (обычно до 4 Мб), построенная на иной элементной базе, чем оперативная память. В кэш-памяти хранятся наиболее часто используемые участки оперативной памяти. При обращении процессора к памяти сначала производится поиск нужных данных в кэш-памяти. {Поскольку время доступа к кэш-памяти в несколько раз меньше, чем к оперативной памяти, то среднее время доступа к памяти уменьшается.}