WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаІнформатика, Компютерні науки → Пам'ять - Реферат

Пам'ять - Реферат


Реферат на тему:
Пам'ять
План
1. Оперативна пам'ять.
2. Синхронна динамічна пам'ять - SDRAM.
3. Постійна пам'ять.
4. Кеш.
Усім комп'ютерам необхідна пам'ять декількох видів на кожному кроці виконання програм. Пам'ять потрібна як для вихідних даних, так і для зберігання результатів, для взаємодії з периферією комп'ютера і навіть для підтримки образу, який видно на екрані.
Уся пам'ять комп'ютера поділяється на внутрішню й зовнішню.
У комп'ютерних системах робота з пам'яттю ґрунтується на дуже простих концепціях. Основна вимога до комп'ютерної пам'яті - це зберігати один біт інформації так, щоб потім він звідтіля міг бути витягнутий.
Сьогодні розповсюдженими є пристрої динамічної пам'яті, що базуються на здатності зберігати електричний заряд. Ці пристрої називаються конденсаторами.
На перший погляд конденсатор не задовольняє основну вимогу до пристроїв пам'яті. Він не здатен зберігати заряд протягом тривалого проміжку часу, але він дозволяє робити це протягом декількох мілісекунд, що цілком достатньо, щоб використовувати це в електроніці. За цей час спеціальні ланки комп'ютера забезпечують підзарядку конденсатора, тобто відновлення інформації. Через неперервну природу цього процесу така пам'ять називається динамічною.
У сучасних персональних комп'ютерах динамічна пам'ять реалізується на базі спеціальних ланцюгів провідників, що замінили звичайні конденсатори. Велика кількість таких ланцюгів поєднується в корпусі одного динамічного чіпа. Однак, як і пам'ять на конденсаторах, вона повинна постійно освіжатися.
У той час як динамічна пам'ять, одержавши заряд електрики, утримує його, так звана статична пам'ять дозволяє потокові електронів циркулювати у ланцюзі. Напруга, що прикладається, може змінити напрямок руху електронів. Причому існує тільки два напрямки руху потоку, що дозволяє використовувати дані ланцюги як елементи пам'яті. Статична пам'ять працює на зразок вимикача, що переключає напрямок електронного потоку.
Еволюція мікросхем ОЗП тісно пов'язана з еволюцією персональних комп'ютерів. Для успіху настільних комп'ютерів були потрібні мініатюрні чіпи ОЗП. В міру збільшення обсягу пам'яті ціна стрибкоподібно зростала, але потім постійно зменшувалася в міру вдосконалення технології й зростання обсягів виробництва.
Динамічні мікросхеми пам'яті маркуються спеціальним числом, що вказує на їхні швидкісні можливості. Зазначене на корпусі число відбиває час доступу в наносекундах без останнього нуля.
Час доступу не є, однак, єдиною або найважливішою характеристикою мікросхем пам'яті. Більш значущим є таке поняття, як час циклу, що говорить про те, як швидко можна зробити повторне звертання. У динамічних мікросхемах цей час більший, ніж час доступу, у статичних чіпах ці періоди часу однакові, що говорить про більш швидкісні режими останніх.
Щоб упоратися з обмеженням по швидкості, були використані спеціальні рішення щодо організації пам'яті. Найпростіше з них - це використання звичайної архітектури з необхідним числом циклів очікування.
Гарна альтернатива попередньому методові - використання кеш-пам'яті, що Дозволить уникнути повного заповнення всієї машини швидкою RAM- пам'яттю. Зазвичай програма використовує пам'ять якої-небудь обмеженої області, зберігаючи потрібну інформацію в кеш-пам'яті, робота з якою дозволяє процесору обходитися без циклів очікування.
Але не кожна кеш-пам'ять рівнозначна. Велике значення має той факт, як багато інформації може містити кеш-пам'ять. Чим більша кеш-пам'ять, тим більше інформації може бути в ній розміщено, а отже, тим більша імовірність, що потрібний байт буде міститися в цій швидкій пам'яті. Очевидно, що найкращий варіант - це коли обсяг кеш-пам'яті відповідає обсягу всієї оперативної пам'яті. У цьому випадку вся інша пам'ять стає непотрібною. Протилежна ситуація - і байт кеш-пам'яті - теж не має практичного значення, тому що ймовірність того, що потрібна інформація виявиться в цьому байті, близька до нуля. Практично діапазон використовуваної кеш-пам'яті коливається в межах 16-64 КБ.
Насправді реалізація кеш-систем не така проста, як це може здатися з першого погляду. Мікропроцесор повинен не тільки читати з пам'яті, але й писати в неї. Що трапиться, якщо процесор занесе нову інформацію в кеш-пам'ять, а перед використанням цієї інформації вона буде змінена в основній пам'яті. Для запобігання подібної ситуації іноді реалізується метод, названий записом через кеш-пам'ять. Можливо, що цей метод знижує швидкодію системи, оскільки доводиться писати не тільки в кеш-пам'ять. Більше того, мікропроцесору може знадобитися інформація, яку він щойно записав і яка ще не була перезавантажена в кеш-пам'ять.
Цілісність пам'яті - це одна з найбільших проблем розробників кеш-пам'яті.
Усі питання щодо подолання цих проблем були покладені на окрему мікросхему - кеш-контролер.
Ще один різновид архітектури оперативної пам'яті комп'ютера - це її розбивка на окремі секції і робота з цими секціями як із малою кеш-пам'яттю. Велика швидкість доступу до обмежених областей пам'яті є особливістю деяких специфічних мікросхем, що дозволяють деякому обсягу, але не всій пам'яті, обчислюватися без циклу очікування. Цей підхід вимагає спеціальних RAM-мікросхем, що поділяють свої адреси за сторінками. Така технологія одержала назву режиму сторінкового доступу. Ці спеціальні мікросхеми забезпечують дуже швидкий доступ в одному з двох напрямків їхніх організацій. Якщо потрібним є читання або запис інформації, що зберігається на певній сторінці пам'яті, і попередня команда щодо роботи з пам'яттю використовувала інформацію з тієї ж сторінки, циклу очікування не потрібно. Однак при переході з однієї сторінки на іншу цикли очікування неминучі.
Ще одна цікава технологія, названа interleaved memory, дуже схожа на ОЗП сторінкового режиму. "Вона суттєво підвищує швидкість звертання до пам'яті, але не має обмежень щодо сторінкової розбивки. При використанні цієї технології вся оперативна пам'ять розбивається на два або більше банків. Послідовність бітів зберігається в різних банках, тому мікропроцесор звертається то до одного, то до іншого банку при читанні цієї послідовності. Під час звертання до одного банку інший реалізує цикл обновлення, і тому процесору не доводиться чекати. І тільки якщо мікропроцесору доводиться читати несуміжні біти, цикл очікування неминучий, але ймовірність його появи зменшується.
Найбільш типова реалізація цієї технології - це розбивання оперативної пам'яті на два банки. Отже, імовірність виникнення очікування - 50 %. Чотирибанкова організація зменшує цю ймовірність до 25 %.
Через те що дана технологія не вимагає застосування спеціальних мікросхем 1 пам'яті, вона є найзручнішою для підвищення швидкості системи. Крім того, вона може поєднуватися з ОЗП сторінкового режиму, ще більше підвищуючи оперативність.
Крім оперативної пам'яті, існує ще й постійнапам'ять (ПЗП). її головна відмінність від ОЗП - неможливість у процесі роботи змінити стан комірок ПЗП. У свою чергу і ця пам'ять поділяється на постійну і репрограмовану. Принципи її функціонування зрозумілі з назви.
Оперативна пам'ять
З мікросхем пам'яті (RAM - Random Access Memory, пам'ять із довільним доступом) використовуються два основних типи: статична (SRAM - Static RAM) і динамічна (DRAM - Dynamic RAM).
У статичній пам'яті елементи (комірки) побудовані на різних варіантах тригерів - схем із двома стійкими станами. Після запису біта в таку комірку вона може перебувати в цьому стані як завгодно - необхідна тільки наявність живлення. При звертанні до мікросхеми статичної пам'яті на неї подається повна
Loading...

 
 

Цікаве