Примеры построения ЗУ на интегральных микросхемах (ИМС) разного типа

выдачи информации.

памятями того или иного типа.

и характеристи­ками ее ЗУ.

в память — запись и выборка информации из памяти —

считывание. Обе эти операции называются обращением к памяти, или, подробнее, обращением при считывании и обращением при записи           

данных — различной для устройств разного типа. Такой единицей может

быть, например, байт, машинное слово или блок данных.

удель­ная емкость, быстродействие.

храниться.
Емкость измеряется в двоичных единицах (битах), машинных словах, но

большей частью в байтах (1 байт = 8 бит), при этом часто емкость памяти выражают через число К1024: Кбит (килобит), Кслов (кило­слов) или Кбайт (килобайт), при этом 1024 Кбайт обозначают как 1 Мбайт (мегабайт)

памяти определяется продолжительностью операции обращения, т. е. временем, затрачиваемым на

поиск нужной единицы информации в памяти и на ее считывание (время обращения при считывании), или временем на поиск места в памяти, предназначаемого для хранения данной едини­цы информации, и на ее запись в память (время обращения при записи).

память с произвольным обращением (воз­можны считывание и запись данных в

память); б) память только для считывания информации («постоянная» или «односторон­няя»). Запись информации в постоянную память производится в процессе ее изготовления или настройки1.

с прямым (цикличе­ским) и последовательным доступами. В памяти с непосредственным (произвольным)

доступом время доступа, а поэтому и цикл обращения не зависят от места расположения участка памяти, с которого производится считы­вание или в который записывается информация. В большинстве случаев непосредственный доступ реализуется при помощи элек­тронных (полупроводниковых) ЗУ. В подобных памятях цикл обращения обычно составляет 1 мкс или всего несколько сотен или десятков наносекунд

с магнитными бара­банами и дисками, благодаря непрерывному вращению носителя информации

возможность обращения к некоторому участку но­сителя для считывания или записи циклически повторяется. В такой памяти время доступа составляет обычно от нескольких долей секунды до нескольких десятков миллисекунд

информации, пока нужный участок носителя не займет некоторое исходное положе­ние.

Характерным примером является ЗУ на магнитных лентах. Время доступа может в неблагоприятных случаях расположения информации достигнуть нескольких минут.

быстродействие, тем технически труднее достигается и дороже обходится увеличение емкости

памяти. Стоимость памяти составляет значительную часть об­щей стоимости ЭВМ. Поэтому память ЭВМ организуется в виде иерархической структуры запоминающих устройств, обладаю­щих различными быстродействием и емкостью

прямым доступом на магнитных барабанах и на маг­нитных дисках, память

с последовательным доступом на магнит­ных лентах. Порядок перечисления устройств соответствует убы­ванию их быстродействия и возрастанию емкости. Каждый уро­вень иерархии может содержать несколько экземпляров (моду­лей) соответствующих устройств для получения нужной емкости данного уровня памяти. На рис. 4.1 сплошными и штриховыми линиями показаны соответственно обычно и сравнительно редко реализуемые пути передачи данных между отдельными ступеня­ми иерархической памяти.

хранения информации (данных про­грамм, промежуточных и конечных результатов обработки), не­посредственно

используемой в процессе выполнения операций в арифметическо-логическом устройстве и устройстве управле­ния процессора.

Из ОП в процессор поступают команды программы и операнды, над

которыми производятся предусмотренные командой операции, а из процессора в ОП на­правляются для хранения промежуточные и конечные результа­ты обработки.

первую очередь на скорость ее работы. Оперативная память высокопроизводительных ЭВМ

имеет ем­кость несколько миллионов байт и цикл обращения около 0,5 мкс (и менее). Запоминающие устройства ОП, ранее выпол­нявшиеся на магнитных (ферритовых) сердечниках и тонких магнитных пленках, в настоящее время изготовляются на интег­ральных микросхемах с большой степенью интеграции (полупро­водниковые ЗУ).

машины приходится включать СОП (буфер­ную или кэш-память на несколько сотен

или тысяч машинных слов с циклом обращения, составляющим несколько десятков наносекунд. Такие СОП выполняются на быстродействующих интегральных микросхемах.

процессора. Сверхоперативная (буфер­ная) память используется для промежуточного хранения считы­ваемых процессором

из ОП участков программы и групп данных, в качестве рабочих ячеек программы, индексных регистров, для хранения служебной информации, используемой при управлении вычислительным процессом. Она выполняет роль согласующего звена между быстродействующими логическими устройствами процессора и более медленной ОП (см. гл. 14). В качестве ОП и СОП используются быстродействующие ЗУ с произвольным обращением и непосредственным доступом.

процессора образуют внутрен­нюю память ЭВМ . Электромеханические ЗУ образуют внешнюю

память ЭВМ, а сами они поэтому называются внешни­ми запоминающими устройствами (ВЗУ).

как правило, содержит множество одинаковых запоминающих эле­ментов, образующих запоминающий массив

(ЗМ). Массив разделен на отдельные ячейки; каждая из них предназначена для хранения двоичного кода, число разрядов в котором определяет­ся шириной выборки памяти (в частности, это может быть одно, половина или несколько машинных слов). Способ организации памяти зависит от методов размещения и поиска информации в запоминающем массиве. По этому признаку различают адрес­ную, ассоциативную и стековую (магазинную) памяти.

информации в ЗМ основаны на использовании адреса хранения слова (числа,

команды и т. п.). Адресом служит номер ячейки ЗМ, в которой это слово размещается. При записи (или считывании) слова в ЗМ инициирующая эту операцию команда должна указывать адрес (номер ячейки), по которому производится запись (считывание).

не по адресу, а по ее содержанию (по ассоциативному признаку).

При этом поиск по ассоциативному признаку (или последовательно по отдельным разрядам этого признака) происходит параллельно во времени для всех ячеек запоминающего массива. Во многих случаях ассоциативный поиск позволяет существенно упростить и ускорить обработку данных. Это достигается за счет того, что в памяти этого типа операция считывания информации совмещена с выполнением ряда логических операций.    

память (рис. 4.4) можно рассматривать как совокупность ячеек, образующих одномерный

массив, в ко­тором соседние ячейки связаны друг с другом разрядными цепя­ми передачи слов. Запись нового слова производится в верхнюю ячейку (ячейку 0), при этом все ранее записанные слова (вклю­чая слово, находившееся в ячейке 0), сдвигаются вниз, в со­седние ячейки с большими на 1 номерами. Считывание возможно только из верхней (нулевой) ячейки памяти, при этом, если производится считывание с удалением, все остальные слова в памяти сдвигаются вверх, в соседние ячейки с большими номе­рами. В этой памяти порядок считывания слов соответствует правилу: последним поступил — первым обслуживается.