ХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ

Общая характеристика устройств хранения информации

Хранение является одной из основных операций, осуществляемых над информацией. Под хранением информации понимают ее запись в запоминающее устройство (ЗУ) для последующего использования.

Запоминающее устройство (память) — устройство, способное принимать данные и сохранять их для последующего считывания.

В компьютерных системах обработки информации выделяют следующие основные типы памяти: регистровую, основную, кэш-память и внешнюю (рис. 4.43). Кроме того, в ЭВМ могут присутствовать различные специализированные виды памяти, характерные для тех или иных устройств вычислительной системы, например видеопамять.

Типы памяти

Рис. 4.43. Типы памяти

Регистровая память в составе процессора или других устройств ЭВМ предназначена для кратковременного хранения небольшого объема информации, непосредственно участвующей в вычислениях или операциях обмена (ввода-вывода). Работает в режиме непосредственного обмена с ЦП и по возможности согласована с ним по быстродействию.

Использование регистровой памяти позволяет сократить число обращений к другим типам памяти, требующим большего времени для операций обмена информацией.

Основная память (ОП) предназначена для оперативного хранения программ и данных и обмена данными, непосредственно участвующими в процессе обработки. Отличается малым временем доступа при достаточно больших объемах. Физически ОП реализуется на основе больших полупроводниковых интегральных схем и подразделяется на два вида:

  • ? постоянное запоминающее устройство (ПЗУ);
  • ? оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) или ЗУПВзапоминающее устройство с произвольной выборкой (см. подраздел 4.6.1. Память ЭВМ).

На рисунке 4.44 приведена логическая организация основной памяти ЭВМ в виде последовательности ячеек памяти размером в один байт (значения адресов, кодов команд и данных заданы в 16-ричной СС). Например, команды программы хранятся, начиная с адреса 100h, а данные — с адреса 500h. Байты одной команды размещаются в соседних ячейках памяти. Длина команд, например в МП семейства Intel 80X86, применяемых в персональных компьютерах IBM PC, варьируется от 1 до 6 байт. Первый байт команды располагается по младшему адресу. Младшая часть слова данных также хранится по младшему адресу.

Логическая организация памяти

Рис. 4.44. Логическая организация памяти

Кэш-память служит для хранения копий информации. Это очень быстрое ЗУ небольшого объема, которое служит буфером между устройствами с различным быстродействием. Обычно используется при обмене данными между микропроцессором и основной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью (см. рис. 4.40). Кэш-памятыо управляет специальное устройство — контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору и подкачивает их в кэш-память. При этом возможны как «попадания», так и «промахи». В случае попадания, т.е. если в кэш подкачаны нужные данные, их извлечение из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэш-памяти отсутствует, то процессор считывает ее непосредственно из оперативной памяти. Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования.

Внешняя память (ВП) используется для долговременного хранения больших объемов информации. В качестве устройств ВП наиболее часто применяются:

  • ? накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД);
  • ? накопители на гибких магнитных дисках (НГМД);
  • ? накопители на оптических компакт-дисках (CD-ROM и DVD- ROM);
  • ? магнитооптические накопители (МО), реагирующие как на оптическое, так и на магнитное воздействие;
  • ? ленточные накопители (стримеры).

Время доступа к информации, расположенной на внешних ЗУ, со- ставляет миллисекунды (10 с) в отличие от элементов оперативной памяти со временем доступа в пределах наносекунд (1(Г9 с).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >