Запоминающее устройство

Запоминающее устройство ЭВМ состоит из блоков памяти, которые обычно представляют собой набор блоков магнитных сердечников или БИС полупроводни ковой памяти.

Память предназначена для хранения двоичных переменных.

Память организована по байтам, которые являются наименьшей адресуемой группой битов, е которой ЭВМ может одновременно оперировать, или по словам, имеющим такой же формат в битах, что и рабочие регистры, шина данных и арифметическое устройство ЭВМ.

Байт обычно состоит из 8 бит, в то время как слово может иметь дли-ну от 4 до 64 бит.

Память организована в массив ячеек, каждая из которых имеет свой собственный адрес. Адрес слова в памяти не следует путать с его содержимым. Например, ячейка памяти 0 может содержать любое число. Когда ссылаемся на содержимое ячейки памяти, ее адрес помещаем в круглые скобки. Так, если X — адрес, то (X) — содержимое ячейки памяти по этому адресу.

На рис. 2.2 приведена организация типичной памяти.



Дешифратор адреса получает адрес из ЦП и выбирает соответствующую ячейку памяти.



На рис. 2.3 показан простой однолинейный дешифратор. Если на входной линии 0, то на выходной линии ЛО, а на выходной"линии В 1; если на входной линии 1, то на выходной линии Л 1, а на выходной линии В 0. Таким образом, одна линия адресации может осуществлять выборку из двух ячеек памяти: 0 из ячейки памяти В, а 1 из ячейки памяти А.

Выборка нужной ячейки памяти и извлечение ее содержимого требуют определенного времени, которое называется временем доступа к памяти.

Время доступа влияет на быстродействие ЭВМ, так как ЭВМ получает команды и большинство данных из памяти. Память ЭВМ обычно является оперативной, так что все ячейки памяти имеют одинаковое время доступа. Как правило, ЭВМ должна переходить в режим ожидания всякий раз, когда ЦП обращается к памяти; время доступа обычно находится в пределах от 100 не до нескольких микросекунд.

Запоминающие устройства часто подразделяются на блоки, называемые страницами. Все устройство может иметь емкость миллионы слов, в том время как страница содержит от 256 до 4 Кбайт.

Электронно-вычислительная машина может получить доступ к ячейке памяти, выбрав сначала определенную страницу, а затем уже ячейку на этой странице. Этот процесс показан на рис. 2.4. Преимущество страничной организации памяти состоит в том, что ЭВМ может иметь доступ к нескольким ячейкам памяти на одной и той же странице, указав только адрес на странице. Этот процесс похож на адресацию домов на улице — сначала называется улица, а потом указываются номера домов.

Центральный процессор осуществляет обмен данными в ЭВМ следующим образом:

1) управляющее устройство пересылает адрес в память;

2) управляющее устройство генерирует сигнал СЧИТЫВАНИЕ/ ЗАПИСЬ и передает его в блок памяти для указания направления передачи;

3) управляющее устройство ожидает завершения пересылки. Эта задержка при вводе предшествует пересылке самих данных, а при выводе следует за ней.

Процессор и запоминающее устройство связываются несколькими шинами (рис. 2.5). Шина адреса передает адрес ячейки памяти, к которой происходит обращение. Сигнал СЧИТЫВАНИЕ/ЗАПИСЬ определяет направление передачи. Шина дйнных пересылает данные между блоками. Некоторые из шин могут быть общими, например одна шина может пересылать данные в разных направлениях или передавать данные и адреса в различные периоды времени. Шина, используемая более чем для одной цели, называется мультиплексированной. Дополнительные сигналы управления определяют, что именно находится на этой шине в данный момент времени.



Важной особенностью памяти ЭВМ является то, что она может содержать либо данные, либо команды, причем и то, и другое представлено в двоичном коде. Машина, которая пользуется одним и тем же форматом памяти для данных и команд, называется машиной Фон-Неймана, по имени математика, первым предложившим такие машины. Каким образом ЦП узнает, имеет он дело с командой или с единицей данных? Ответ заключается в том, что ЦП только знает, что он рассчитывает получить в определенный момент времени. Если программист сделает ошибку, то ЦП может принять данные за команду или наоборот.


 



Магазин аксессуаров мужских - darbrent интернет магазин стильных мужских humanpark.ru. . Зеленые и белые искусственные елки http://елки.kiev.ua купить с сертификатом качества.