Наши партнеры

UnixForum

Библиотека сайта rus-linux.net

На главную -> MyLDP -> Электронные книги по ОС Linux
Назад Введение в мир программирования
Глава 2. Архитектура компьютера		 Вперед

Запоминающие устройства

Технические средства, реализующие функции памяти компьютера, называются запоминающими устройствами (ЗУ).

К основным узлам ЗУ можно отнести:

  • дешифратор адреса;
  • набор ячеек памяти, объединённый в матрицу памяти;
  • схема управления режимами работы ЗУ;
  • схема сопряжения с внешними устройствами.

Классификация запоминающих устройств

В современной специальной литературе и в Интернет достаточно сложно найти подробную классификацию ЗУ. Из тех материалов, что нам удалось обнаружить, лучше всех смотрится учебное пособие М.В. Копейкина, В.В. Спиридонова, и Е.О. Шумовой. В их книге предложена классификация ЗУ по двум основаниям: функциональному назначению и принципу организации. Нас более всего интересует классификация по принципу организации.

По принципу организации ЗУ можно разбить на группы, исходя из их

  • функциональных возможностей (простые и многофункциональные);
  • возможности замены информации (с однократной записью, односторонние [ЗУ с перезаписью, где скорость чтения значительно выше скорости записи, например, компакт-диски] или перепрограммируемые [например, электрически перепрограммируемая флэш-память], двухсторонние [ЗУ с перезаписью, где скорость чтения и записи приблизительно равны. Например, ЗУ на жёстких дисках.]);
  • способа подключения (стационарные и съёмные);
  • возможности смены носителя (постоянные и сменные);
  • организации носителя (подвижные и неподвижные);
  • способности осуществлять (или эмулировать) параллельную работу блоков памяти (одноблочные и многоблочные [с последовательным назначением адресов и с расслоением адресов]);
  • способа доступа к данным (адресный [произвольный, прямой, последовательный (сюда входит стековая организация памяти)] и ассоциативный [применяется, например, в маршрутизаторах для ускорения управляемой пересылки пакетов]).

Разумеется, ЗУ допустимо классификацировать и по другим признакам (например, физическому принципу реализации).

Любой персональный компьютер содержит огромное количество ЗУ. К примеру, если посмотреть на самый обычный винчестер (накопитель на жёстком диске), можно обнаружить, что в его состав входит специальная плата, на которой находится целая микропроцессорная система (центральный микропроцессор, постоянное запоминающее устройство, оперативная память и порты ввода/вывода). Для того, чтобы было легче разобраться во всём этом многообразии, удобно использовать концепцию многоуровневой памяти, о которой речь пойдёт далее.

Трёхуровневая организация памяти

Память компьютера можно условно разделить на три уровня:

  • сверхоперативный (память малая по объёму, работающая на скорости близкой к скорости ЦПУ и хранящая наиболее часто используемые фрагменты программ и данных);
  • оперативный (память значительная по объёму, более медленная, чем сверхоперативная, хранящая программу, подлежащую выполнению и обрабатываемые данные);
  • внешний (память потенциально неограниченная по объёму, недоступная для непосредственного использования ЦПУ, хранящая программы и данные, которые могут быть помещены в оперативную память и только потом обработаны ЦПУ).

Если обозначенные выше уровни памяти рассматривать в контексте конструктивной иерархии электронной аппаратуры (см. [2, с. 58-82]), то станет гораздо легче разобраться во всём многообразии различных устройств, реализующих функции памяти ЭВМ. Однако, учитывая, что наша книга больше о программировании, чем об электронике, мы не будем останавливаться на этом вопросе подробнее.

Литература для самообразования

  1. Жмакин А. П. Архитектура ЭВМ. СПб.: БХВ-Петербург, 2006. С. 125-139.
  2. Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры: Учебник для вузов / К. И. Билибин, А. И. Власов, Л. В. Журавлёва и др. Под общ. ред. В. А. Шахнова. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. 528 с.
  3. Копейкин М. В., Спиридонов В. В., Шумова Е. О. Организация ЭВМ и систем. (Память ЭВМ): Учеб. пособие. СПб.: СЗТУ, 2004. 153 с. URL: http://ord.com.ru/files/book3/index.html (дата обращения: 19.01.2012).
  4. Pagiamtzis K. Content-Addressable Memory Introduction. URL: http://www.pagiamtzis.com/cam/camintro/ (дата обращения: 19.01.2012).
  5. Pagiamtzis K., Sheikholeslami A. Content-addressable memory (CAM) circuits and architectures: A tutorial and survey. IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 41, no. 3, pp. 712. URL: http://www.pagiamtzis.com/pubs/pagiamtzis-jssc2006.pdf (дата обращения: 19.01.2012).
Предыдущий раздел: Оглавление Следующий раздел:
Ячейки памяти и позиционные системы счисления   Представление двоичных чисел в компьютере