ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
Запоминающее устройство ЭВМ состоит из блоков памяти, БИС полупроводниковой памяти.
Для хранения небольших массивов кодовых слов используются регистры. Но уже при необходимости хранить десятки слов применение регистров приводит к неоправданно большим аппаратурным затратам.
Для хранения больших массивов слов строят запоминающие устройства (ЗУ) с использованием специальных микросхем, в каждой из которых может храниться информация объемом в тысячи байтов.
По выполняемым функциям различают следующее типы запоминающих устройств: оперативное запоминающее устройство (ОЗУ),
постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), м ожет быть перепрограммируемым- (ППЗУ)
Оперативное ЗУ используется в условиях, когда необходимо выбирать и обновлять хранимую
информацию в высоком темпе работы процессора цифрового устройства.
В цифровых устройствах ОЗУ используются для хранения данных (исходных данных, промежуточных и конечных результатов обработки данных) и программ.
|
|
В ОЗУ предусматриваются три режима работы:
- режим хранения при отсутствии обращения к ЗУ,
- режим чтения хранимых слов и
- режим записи новых слов.
При этом в режимах чтения и записи ОЗУ должно функционировать с высоким быстродействием (обычно время чтения или записи слова в ОЗУ составляет десятые и сотые доли микросекунды
Постоянное ЗУ предназначено для хранения некоторой однажды записанной в него информации, не нару шаемой и при отключен ии источников питания.
В ПЗУ предусматриваются два режима работы: режим хранения и режим чтения с высоким быстродействием. Режим записи не предусматривается.
Используются ПЗУ для хранения программ в таких специализированных цифровых устройствах, которые, функционируя длительное время, многократно выполняют действия по одному и тому же алгоритму при различных исходных данных.
Перепрограммируемое ПЗУ в процессе функционирования цифрового устройства используется как ПЗУ. Оно отличается от ПЗУ тем, что допускает обновление однажды занесенной информации, т.е. в нем предусматривается режим записи. Однако в отличие от ОЗУ запись информации требует отключения ППЗУ от цифрового устройства.
Память организована по байтам, которые являются наименьшей адресуемой группой
битов, с 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 состоит из 8 бит, а слово может иметь длину от 4 до 64 бит.
Память организована в массив ячеек, каждая из которых имеет свой собственный адрес.
|
|
Рис.1.1.3
Дешифратор адреса (рис.1.1.3) получает адрес из ЦП и выбирает соответствующую ячейку памяти.
Если организовать несколько матриц (например 8) то можно, при одном и том же значении адреса обрабатывать слово (байт).
Выборка нужной ячейки памяти и извлечение ее содержимого требует определенного времени, которое называется временем доступа к памяти.
Время доступа влияет на быстродействие ЭВМ, так как ЭВМ получает команды и большинство данных из памяти.
Время доступа обычно находится в пределах от единиц до нескольких сотен наносекунд.
Запоминающие устройства часто подразделяются на блоки, называемые страницами.
Память ЭВМ 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.
ЦП должен знать, что он рассчитывает получить в определенный момент времени. Если программа сделает ошибку, то ЦП может принять данные за команду или наоборот.