Лечит узап j

*ДОСТ *дост *дост•

В качестве продолжительности цикла обращения к памяти принимается величина

/_06р = тах(Ср^Т.Ср)- <⁴'³>

В зависимости от реализуемых в памяти операций обраще­ния различают: а) память с произвольным обращением (воз­можны считывание и запись данных в память); б) память только для считывания информации («постоянная» или «односторон­няя»). Запись информации в постоянную память производится в процессе ее изготовления или настройки^I.

По способу организации доступа различают устройства па­мяти с непосредственным (произвольным), с прямым (цикличе­ским) и последовательным доступами.

В памяти с непосредственным (произвольным)доступом время доступа, а поэтому и цикл обращения не зависят от места расположения участка памяти, с которого производится считы­вание или в который записывается информация. В большинстве случаев непосредственный доступ реализуется при помощи элек­тронных (полупроводниковых) ЗУ. В подобных памятях цикл обращения обычно составляет 1 мкс или всего несколько сотен или десятков наносекунд. Число разрядов, считываемых или записываемых в памяти с непосредственным доступом парал­лельно во времени за одну операцию обращения, называетсяшириной выборки.

В двух других типах памяти используются более медленные электромеханические процессы. В устройствах памяти с прямым доступом, к которым относятся устройства с магнитными бара­банами и дисками, благодаря непрерывному вращению носителя информации возможность обращения к некоторому участку но­сителя для считывания или записи циклически повторяется. В такой памяти время доступа составляет обычно от нескольких долей секунды до нескольких десятков миллисекунд.

В памяти с последовательным доступомпроизводится по­следовательный просмотр участков носителя информации, пока нужный участок носителя не займет некоторое исходное положе­ние. Характерным примером является ЗУ на магнитных лентах. Время доступа может в неблагоприятных случаях расположения информации достигнуть нескольких минут.

Запоминающие устройства различаются также по выпол­няемым в ЭВМ функциям, зависящим в частности, от места расположения ЗУ в структуре ЭВМ.

Требования к емкости и быстродействию памяти являются противоречивыми. Чем больше быстродействие, тем технически труднее достигается и дороже обходится увеличение емкости памяти. Стоимость памяти составляет значительную часть об­щей стоимости ЭВМ. Поэтому память ЭВМ организуется в виде иерархической структуры запоминающих устройств, обладаю­щих различными быстродействием и емкостью (рис. 4.1). В об­щем случае ЭВМ содержит сверхоперативную память(СОП)

Процессор

Сверхоперативная или местная память

К аппаратуре процессора

Гпамять^ I канала |

| | памятьj

Оперативная память

Ядра ЭВМ

LП

1

li

II

ЗУ на лентах

ssi *

|S§J ЗУ

\ * £ \ на барабанах

m I¹—

Память с по следа ва- ^

тельным доступом

ЗУ на дисках

Рис. 4.1. Иерархическая структура памяти ЭВМ

или местную память, оперативнуюилиосновную память(ОП),память с прямым доступомна магнитных барабанах и на маг* нитных дисках,память с последовательным доступомна магнит­ных лентах. Порядок перечисления устройств соответствует убы­ванию их быстродействия и возрастанию емкости. Каждый уро­вень иерархии может содержать несколько экземпляров (моду­лей) соответствующих устройств для получения нужной емкости данного уровня памяти. На рис. 4.1 сплошными и штриховыми линиями показаны соответственно обычно и сравнительно редко реализуемые пути передачи данных между отдельными ступеня­ми иерархической памяти. Иерархическая структура памяти позволяет экономически эффективно сочетать хранение больших объемов информации с быстрым доступом к информации в про­цессе обработки.

Оперативной или основной памятью(ОП) называют устрой­ство, которое служит для хранения информации (данных про­грамм, промежуточных и конечных результатов обработки), не­посредственно используемой в процессе выполнения операций в арифметическо-логическом устройстве и устройстве управле­ния процессора.

В процессе обработки информации осуществляется тесное взаимодействие процессора и ОП. Из ОП в процессор поступают команды программы и операнды, над которыми производятся предусмотренные командой операции, а из процессора в ОП на­правляются для хранения промежуточные и конечные результа­ты обработки.

Характеристики ОП непосредственно влияют на основные показатели ЭВМ и в первую очередь на скорость ее работы. Оперативная память высокопроизводительных ЭВМ имеет ем­кость несколько миллионов байт и цикл обращения около 0,5 мкс (и менее). Запоминающие устройства ОП, ранее выпол­нявшиеся на магнитных (ферритовых) сердечниках и тонких магнитных пленках, в настоящее время изготовляются на интег­ральных микросхемах с большой степенью интеграции (полупро­водниковые ЗУ).

В ряде случаев быстродействие ОП оказывается недоста­точным, и в состав машины приходится включать СОП (буфер­ную или кэш-память на несколько сотен или тысяч машинных слов с циклом обращения, составляющим несколько десятков наносекунд. Такие СОП выполняются на быстродействующих интегральных микросхемах. Быстродействие СОП должно со­ответствовать скорости работы арифметическо-логических и уп­равляющих устройств процессора. Сверхоперативная (буфер­ная) память используется для промежуточного хранения считы­ваемых процессором из ОП участков программы и групп данных, в качестве рабочих ячеек программы, индексных регистров, для хранения служебной информации, используемой при управлении вычислительным процессом. Она выполняет роль согласующего звена между быстродействующими логическими устройствами процессора и более медленной ОП (см. гл. 14).

В качестве ОП и СОП используются быстродействующие ЗУ с произвольным обращением и непосредственным доступом.

Понятие оперативной памяти выше определялось, исходя из выполняемых ею функций. Поскольку всегда в качестве ОП (как, впрочем, и СОП) используются ЗУ с произвольным обра­щением и непосредственным доступом, то часто последние неза­висимо от выполняемых функций называют оперативными памя­тями (оперативными ЗУ).

Обычно емкость ОП оказывается недостаточной для хране­ния всех необходимых данных в ЭВМ. Поэтому ЭВМ содержит в своем составе несколько ЗУ с прямым доступом на дисках (емкость одного ЗУ на дисках 10 — 300 Мбайт) и несколько ЗУ с последовательным доступом на магнитных лентах (емкость одного ЗУ 20—200 Мбайт).

Оперативная память вместе с СОП и некоторыми другими специализированными памятями процессора образуют внутрен­нюю памятьЭВМ (рис. 4.1). Электромеханические ЗУ образуютвнешнюю памятьЭВМ, а сами они поэтому называютсявнешни­ми запоминаю и {ими устройствами(ВЗУ).

Современные ЭВМ содержат ряд специализированных быстродействующих памятей: памяти каналов, ключей защиты памяти, отдельных типов терминалов (дисплеев и др.), различ­ные буферные памяти для промежуточного хранения информа­ции при обмене ею между устройствами машины, работающими с различными скоростями. Наряду с этим используются также постоянные памяти, в основном для хранения микропрограмм, а в специализированных ЭВМ — и для хранения основных про­грамм.

Запоминающее устройство любого типа состоит из запо­минающего массива, хранящего информацию, и блоков, служа­щих для поиска в массиве, записи и считывания (а в ряде случа­ев и для регенерации) информации.