7. Иерархическая организация памяти компьютера. Назначение и характеристики устройств памяти.

Обмен информацией производится через дополнительные буферные устройства, то есть память ЭВМ имеет иерархическую многоуровневую структуру. Чем больше быстродействие ЗУ, тем выше стоимость хранения 1 байта, тем меньшую емкость имеет ЗУ.

Четырехуровневая организация памяти

1) регистры микропроцессорной памяти, а также кэш-память первого и второго уровня;

2) внутренняя память ПЗУ, ОЗУ;

3) внешняя память;

4) массовая или архивная память.

Микропроцессорная память – высокоскоростная память небольшой емкости, используемая АЛУ для хранения промежуточных результатов вычислений.

КЭШ-память –не доступная для пользователя память, автоматически используемая компьютером для ускорения операций с информацией, хранящейся в медленно действующих запоминающих устройствах.

Внутренняя память состоит из ПЗУ. ПЗУ состоит из установленных на материнской плате микросхем и используется для хранения неизменяемой информации: загрузочных программ операционной системы , программ тестирования устройств компьютера и некоторых драйверов базовой системы ввода-вывода (BIOS) . Это энергонезависимая память, – при отключении ЭВМ информация сохраняется.

Внешняя память относится к внешним устройствам ЭВМ и используется для долговременного хранения любой информации, которая может потребоваться. В ВЗУ хранится программное обеспечение ЭВМ. Внешняя память: магнитный диск, CD-ROM и DVD-дисков.

7. Организация хранения информации в памяти компьютера. Основные принципы иерархической организации хранения информации во внешней памяти компьютера.

Внутренняя память компьютера - место хранения информации, с которой он работает, является временным рабочим пространством; в отличие от нее внешняя память, предназначена для долговременного хранения информации. Информация во внутренней памяти не сохраняется при выключении питания.

Каждая ячейка памяти имеет адрес, который используется для ее нахождения. Поскольку адреса - это те же числа, компьютер может использовать арифметические операции для вычисления адресов памяти.

Память компьютера используется для различных целей - часть ее занимает программа, другая часть используется для хранения данных, с которыми в данный момент работает программа. Поэтому два регистра сегмента выделены для программы и для данных. Для указания базового адреса программного или кодового сегмента используется регистр DC. Еще одна область памяти, используемая для специальных целей, называется стеком, и ее адрес указывается регистром стека SS. Для обеспечения дополнительных возможностей адресации имеется регистр дополнительного сегмента (или сегмента расширения), ES.

Верхняя четверть общего объема памяти, начиная с ячейки C 000 и до конца, практически всегда занимается постоянным запоминающим устройством или ПЗУ.

Ниже области ПЗУ располагается большой сегмент памяти, предназначенный для поддержки экранного режима дисплеев.

Оперативная память -энергозависимая часть системы компьютерной памяти, в которой временно хранятся данные и команды, необходимые процессору для выполнения им операции, всегда занимает нижние адреса пространства, а постоянная память - в верхних адресах. Между ними располагается экранная память.

Основные принципы иерархической организации памяти.

Иерархический подход к организации памяти компьютера означает, что память представляет совокупность запоминающих устройств. В простейшем случае иерархичная структура памяти рассматривает состояние из четырех уровней (уровни нумеруются по степени и близости к ЦП):

1 Регистровая память ЦП(CPU).

2 Кэш-память.

3 Основная память.

4 Внешняя память на жестких магнитных дисках.

Ниже уровня четвертого может использоваться дополнительно архивная память на сменных носителях.

Промежуточный уровень между третьим и четвертым в виде дискового кэша.

Внешние запоминающие устройства образуют внешнюю память компьютера, основным назначением этих устройств является долговременное хранение большого объема программ, данных и другой информации, необходимой для обеспечения функционирования в течение длительного времени. Во внешней памяти хранится практически все программное обеспечение компьютера.