Устройства памяти

Повышение производительности МС

Для повышения производительности многопроцессорной системы функции центрального процессора могут распределяться между несколькими процессорами. В помощь центральному процессору в компьютер часто вводят сопроцессоры, ориентированные на эффективное исполнение каких-либо специфических функций. Широко распространены математические и графические, сопроцессоры ввода-вывода, разгружающие центральный процессор от несложных, но многочисленных операций взаимодействия с внешними устройствами.

На современном этапе основным направлением повышения производительности является разработка многоядерных процессоров, т.е. объединение в одном корпусе двух и более процессоров, с целью выполнения нескольких операций параллельно (одновременно).

Лидирующими компаниями по разработке и изготовлению процессоров являются Intel и AMD.

Память МС или запоминающие устройства (ЗУ) — это совокупность технических средств, служащих для запоминания, хранения и выдачи информации, представленной в виде цифровых кодов.

Память предназначена для кратковременного и долговременного хранения информации — кодов команд, данных и адресов. Информация в памяти хранится в двоичных кодах. Элементарная ячейка памяти – бит – может принимать значение «0» или «1». Каждая ячейка памяти имеет свой адрес, однозначно ее идентифицирующий в пространстве системы. Стандартным размером ячейки памяти обычно является байт.

Основными характеристиками систем памяти являются:

- емкость — максимально возможное количество байтов хранимой информации.

Так как эта емкость может быть очень велика, то обычно используют более крупные единицы, образованные присоединением приставок К (кило), М (мега) или Г (гига). При этом надо учитывать, что в двоичной системе приставки К, М и Г соответственно равны 2¹⁰ =1024, 2²⁰ = 1 048 676 и 2³⁰ = 1 073 741 824;

- быстродействие — характеризуется временем цикла обращения к памяти;

- способность сохранения информации при отключении питания (энергонезависимость).

Обычно для памяти характерно правило — устройства, обладающие большим объемом памяти, обладают меньшим быстродействием и наоборот. Внешние запоминающие устройства обладают практически неограниченным объемом памяти и наименьшим быстродействием.

Классификация запоминающих устройств:

1) Память делят на внутреннюю и внешнюю.

Внутренняя память — электронная (полупроводниковая) — стационарная (не носимая); внешняя память — память, реализованная в виде устройств с различными принципами хранения информации и обычно с подвижными носителями: магнитная (дисковая), полупроводниковая (флэш-память), оптическая.

2) Пофункциональному назначению различают сверхоперативные ЗУ (СОЗУ), оперативные ЗУ (ОЗУ), постоянные ЗУ (ПЗУ), стековые ЗУ.

- СОЗУ (КЭШ – память) — встроено в микропроцессор или находится в непосредственной близости возле него и предназначено для хранения команд, операндов и результатов промежуточных вычислений. Обладает наибольшим быстродействием и самой малой емкостью.

- ОЗУ (оперативная память) предназначено для хранения оперативной (переменной) информации, требующейся в процессе обработки. ОЗУ не сохраняет информацию при отключении питания.

- ПЗУ — энергонезависимый тип памяти. Обладает невысоким быстродействием и неограниченной емкостью.

- Стековые ЗУ — способ организации памяти для временного хранения данных, работающей по принципу «первый вошел - последний вышел». Стек организуется в обычной памяти данных. Для этого применяется регистр - указатель стека (SP), в котором записан адрес, называемый вершина стека. При записи в стек нового слова содержимое указателя слова увеличивается на 1, при считывании уменьшается на 1. Преимущество такого построения в том, что процессор должен «помнить» только один адрес – записанный в вершине стека.