Запоминающие устройства ЭВМ, страница 3

Буферная память, реализуемая в виде отдельных или встроенных  буферных ЗУ, предназначена для временного промежуточного хранения данных при обмене информацией между устройствами с существенно различным быстродействием. Основная идея – согласование по скорости ВЗУ и ОЗУ. В этом случае соответственно промежуточными должны быть объем и быстродействие. Однако в современных вычислительных системах назначение буферных ЗУ существенно видоизменилось: накопление информации от ВЗУ и последующая «подкачка» информации для поддержания высокой производительности ядра ЭВМ. А тогда требования такие: промежуточный объем,  достаточно высокая скорость работы.

<39>

Теперь о классификации ЗУ.

По специфике использования в ЭВМ (функциональному назначению):

1)  ЗУ со сменой информации в процессе работы (СОЗУ, ОЗУ, БЗУ, ВЗУ);

2)  ЗУ без смены информации (ПЗУ или односторонние ЗУ);

3)  ЗУ с медленной сменой информации (ППЗУ или ЗУ БРИ – ЗУ без разрушения информации при считывании) – запись возможна, но специальными средствами и медленно.

Заметим, что ЗУ 2-й и 3-й групп не требует регенерации информации.

По способу размещения и способу поиска информации:

1)  адресные;

2)  безадресные:

a)  ассоциативные;

b)  стековые;

c)  магазинные;

d)  ортогональные.

По способу обращения к ячейкам запоминающей среды:

1)  ЗУ с произвольным доступом;

2)  ЗУ с последовательным доступом:

a)  периодические (циклические), ещё их именуют ЗУ с прямым доступом;

b)  апериодические или  ЗУ с последовательным доступом.

В (1) – время выборки из любой ячейки одинаково. Носитель запоминающей среды неподвижен относительно средств записи и считывания. ЗУ с произвольным доступом по своим совокупным возможностям наиболее гибкие, эффективные.

В (2), в частности в (2-а) ЗУ информация хранится так, что обращение требует некоторого механического движения (с одновременным убыванием или возрастанием адресов).  При этом информация, записанная в  нужной ячейке (дорожке), периодически появляется под записывающей/считывающей головкой. Следовательно запись и считывание могут быть выполнены лишь в определенные интервалы времени. Соответствующий интервал называется циклом работы ЗУ. В (2-b) носитель подвижен относительно головки для записи/считывания , но в движении нет периодичности.

<40>

Есть и другие классификации.

В заключение заметим, что модификации систем памяти по сравнению с иерархической структурой возможны и характерны для новых поколений ЭВМ и областей применения вычислительной техники.

1.2. Оперативные запоминающие устройства.

1.2.1. Общие принципы организации ОЗУ.

Ныне ОЗУ строятся на принципах СБИС. Какие-либо другие типы ОЗУ – почти абсолютная экзотика.

В современных полупроводниковых интегральных схемах обеспечен режим считывания без разрушения информации, но для сохранения информации зачастую необходимо постоянное питание.

<41>

Элемент физической среды, использующийся для хранения единицы информации, именуется элементом памяти.

В этом определении неявно подразумевается, что элемент памяти хранит 1 (всего один!)  бит.

Совокупность элементов памяти  называется запоминающей средой или запоминающим массивом. В этом понятии не определена структура совокупности, правила распределения элементов в массиве.

В настоящее время в подавляющем большинстве случаев  используются элементы памяти (ЭП), пригодные для запоминания двоичного кода. Именно этим в главной степени и определяется применение в ЦВМ двоичных систем счисления.

ЭП объединяются в ячейки памяти (ЯП), служащие для хранения машинного слова определенной длины. Количество битов в ЯП называется разрядностью памяти. ЯП объединяются обычно в конструктивную единицу, именуемую блоком памяти.        Предполагается, что в каждый момент времени обращение может производиться только к одной ячейке блока памяти.