Взаимодействие смежных уровней иерархической организации памяти эвм.
ЭВМ, реализованная по классической фон-неймановской архитектуре, включает в себя:
• процессор, содержащий арифметико-логическое устройство (АЛУ) и центральное устройство управления (ЦУУ);
• память, которая в современных ЭВМ подразделяется на оперативную (ОП или ОЗУ) и сверхоперативную (СОЗУ);
• внешние устройства, к которым относят внешнюю память (ВЗУ) и устройства ввода/вывода (УВВ).
Известно, что память ЭВМ предназначена для хранения программ и данных, причем эффективность работы ЭВМ во многом определяется характеристиками ее памяти. Во все времена к памяти предъявлялись три основных требования: большой объем, высокое быстродействие и низкая (умеренная) стоимость.
Все перечисленные выше требования к памяти являются взаимно-противоречивыми, поэтому пока невозможно реализовать один тип ЗУ, отвечающий всем названным требованиям. В современных ЭВМ организуют комплекс разнотипных ЗУ, взаимодействующих между собой и обеспечивающих приемлемые характеристики памяти ЭВМ для каждого конкретного применения. В основе большинства ЭВМ лежит трехуровневая организация памяти: сверхоперативная (СОЗУ) — оперативная (ОЗУ) — внешняя (ВЗУ). СОЗУ и ОЗУ могут непосредственно взаимодействовать с процессором, ВЗУ взаимодействует только с ОЗУ.
Обоснование принципа локальности при работе созу.
Применение СОЗУ в иерархической памяти ЭВМ может обеспечить повышение производительности ЭВМ за счет снижения среднего времени обращения к памяти Т при условии, что время цикла СОЗУ Тс будет (значительно) меньше времени цикла ОЗУ Т~. Очевидно:
где рc — вероятности обращения к СОЗУ. Обозначим так же: рo — вероятности обращения к ОЗУ.
Из рис. следует, что повышение производительности ЭВМ может осуществляться двумя путями:
уменьшением
отношения — 
увеличением вероятности рc обращения в СОЗУ.
Первый путь связан, прежде всего, с технологическими особенностями производства БИС и здесь не рассматривается.
Если считать, что информация размещается в СОЗУ и ОЗУ случайным образом, то вероятности рc и рo пропорциональны объемам соответствующих ЗУ. В этом случае рc < рo и наличие в ЭВМ СОЗУ практически не влияет на ее производительность.
Стратегии замещения страниц при работе созу.
Преимущества от появления виртуальной памяти.
Виртуа́льная па́мять (англ. Virtual memory) — технология управления памятью ЭВМ, разработанная для многозадачных операционных систем. При использовании данной технологии для каждой программы используются независимые схемы адресации памяти, отображающиеся тем или иным способом на физические адреса в памяти ЭВМ. Позволяет увеличить эффективность использования памяти несколькими одновременно работающими программами, организовав множество независимых адресных пространств (англ.), и обеспечить защиту памяти между различными приложениями. Также позволяет программисту использовать больше памяти, чем установлено в компьютере, за счет откачки неиспользуемых страниц на вторичное хранилище (см. Подкачка страниц).
При использовании виртуальной памяти упрощается программирование, так как программисту больше не нужно учитывать ограниченность памяти, или согласовывать использование памяти с другими приложениями. Для программы выглядит доступным и непрерывным все допустимое адресное пространство, вне зависимости от наличия в ЭВМ соответствующего объёма ОЗУ.
Применение механизма виртуальной памяти позволяет:
упростить адресацию памяти клиентским программным обеспечением;
рационально управлять оперативной памятью компьютера (хранить в ней только активно используемые области памяти);
изолировать процессы друг от друга (процесс полагает, что монопольно владеет всей памятью).
Функционирование виртуальной памяти с точки зрения системы.
Методы и аппаратура преобразования математических и физических адресов.
Назначение и различия адресного кода и исполнительного адреса.
Задачи буферизации данных. Характеристики взаимодействующих устройств.
Буферизация (от англ. buffer) — метод организации обмена, в частности, ввода и вывода данных в компьютерах и других вычислительных устройствах, который подразумевает использование буфера для временного хранения данных. При вводе данных одни устройства или процессы производят запись данных в буфер, а другие — чтение из него, при выводе — наоборот. Процесс, выполнивший запись в буфер, может немедленно продолжать работу, не ожидая, пока данные будут обработаны другим процессом, которому они предназначены. В свою очередь, процесс, обработавший некоторую порцию данных, может немедленно прочитать из буфера следующую порцию. Таким образом, буферизация позволяет процессам, производящим ввод, вывод и обработку данных, выполняться параллельно, не ожидая, пока другой процесс выполнит свою часть работы. Поэтому буферизация данных широко применяется в многозадачных ОС.