Характеристики систем памяти микропроцессорных систем, методы доступа к памяти.

При рассмотрении запоминающих устройств учитывают следующие характеристики:

-

- емкость;

- единица пересылки;

- метод доступа;

- быстродействие;

- физический тип;

- стоимость.

Различают четыре основных метода доступа:

- последовательный доступ, при котором ЗУ ориентировано на хранение информации в виде последовательности блоков данных, называемых записями. Время доступа зависит от положения требуемой записи в последовательности записей на носителе информации и позиции элемента внутри данной записи. Примером может служить ЗУ на магнитной ленте.

- прямой доступ, при котором каждая запись имеет адрес, отражающий ее физическое размещение на носителе информации. Обращение осуществляется как адресный доступ к началу записи, с последующим доступом к определенной единице информации внутри записи. Время доступа является величиной переменной. Такой режим характерен для магнитных дисков.

- произвольный доступ, каждая ячейка памяти имеет физический адрес. Обращение к любой ячейке занимает одно и то же время и может производиться в произвольной очередности. Примером могут служить ЗУ основной памяти.

- ассоциативный доступ позволяет выполнить поиск необходимых ячеек при совпадении отдельных битов в представлении адреса. По этому принципу построены блоки кэш-памяти.

-

Быстродействие ЗУ определяется параметрами:

- время доступа соответствует времени от момента поступления адреса до момента, когда данные заносятся в память или становятся доступными.

- длительность цикла памяти или период обращения.

- скорость передачи

7 Многоуровневая иерархическая архитектура памяти: описание каждого уровня. Основная память.

Рисунок 1 - Иерархическая архитектура памяти

По мере движения вниз по иерархической структуре:

- возрастает емкость

- возрастает время доступа

- уменьшается стоимость хранения бита

- уменьшается частота обращения со стороны центрального процессора

Самый быстрый, но и минимальный по емкости тип памяти – это внутренние регистры центрального процессора. Основная память, значительно большей емкости, располагается несколькими уровнями ниже. Между регистрами ЦП и основной памятью размещают кэш-память, которая по емкости значительно меньше основной, но существенно превосходит последнюю по быстродействию. Между основной памятью и дисками есть еще один уровень – это дисковая кэш-память, которая реализуется в виде самостоятельного ЗУ, включаемого в состав магнитного диска. Дисковая кэш-память улучшает производительность при обмене между дисками и основной памятью.

Основная память представляет собой единственный вид памяти, к которой ЦП может обращаться непосредственно. Информация, хранящаяся на внешних ЗУ, становится доступной процессору только после того, как будет переписана в основную память. Основная память может включать в себя два типа устройств: оперативные запоминающие устройства (ОЗУ-энергозависимость) и постоянные запоминающие устройства (ПЗУ-энергонезависимость).