Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Информатика arrow Информатика
Посмотреть оригинал

Логическая организация основной памяти

Основная память делится на две логические области:

  • ? непосредственно адресуемая память (НАП);
  • ? расширенная память.

Доступ к ячейкам расширенной (дополнительной) памяти возможен при использовании специальных программ (драйверов).

Драйвер — программа, управляющая работой памяти или внешних устройств ЭВМ и организующая обмен информацией между ЦП, ОП и внешними устройствами.

Драйвер, управляющий работой памяти, называется диспетчером памяти.

НАП представляет собой линейную последовательность п-разряд- ных ячеек, в каждой из которых хранится определенное количество информации, кратное байту. С точки зрения ЦП эта область памяти есть последовательность байтов, каждый из которых имеет свой уникальный адрес (см. рис. 4.44). При адресации многобайтовых единиц (слово, двойное слово) их адресом является адрес младшего байта, т.е. младший байт расположен по младшему адресу.

На рисунке 4.46 приведен пример размещения трех единиц данных XI, Х2, ХЗ различных форматов в памяти по адресу A13Eh.

Адресация многобайтовых данных

Рис. 4.46. Адресация многобайтовых данных

Для каждого ЦП или МП существует своя непосредственно адресуемая память, другими словами, свое максимально адресуемое пространство памяти, объем V которой определяется разрядностью ш шины адреса МП и составляет V = 2т ячеек памяти. Вызываемый микропроцессором физический адрес есть адрес байта. Например, регистры МП i8086 и i80286 являются 16-разрядными, и максимальное пространство, которое каждый из них может «видеть», составляет 64 КБ. Для обращения к адресному пространству в 1 или 16 МБ требуется особый механизм — механизм сегментации, при котором адресное пространство разделяют на участки, называемые сегментами (рис. 4.47).

Сегмент памяти

Рис. 4.47. Сегмент памяти

По существу внутри МП вместо 20-разрядного физического адреса формируется так называемый логический (виртуальный) адрес, состоящий из двух частей — сегмента и смещения, каждая из которых хранится в отдельном 16-разрядном регистре (рис. 4.48).

Логический (виртуальный) адрес

Рис. 4.48. Логический (виртуальный) адрес

В регистре сегмента хранится начальный (базовый) адрес сегмента, а в регистре смещенияэффективный (исполнительный) адрес (ЕА) (из регистра IP), используемый для обращения к байтам внутри сегмента. Он указывает на величину смещения байта относительно базы: для первого байта оно равно OOOOh, для последнего — FFFFh.

Таким образом, для обращения к байту адресного пространства в 1 Мб надо задать адрес сегмента и адрес смещения внутри этого сегмента, например ds:43BCh.

Для формирования физического адреса байта (см. рис. 4.47) из двух частей логического адреса надо выполнить два действия:

  • ? значение сегмента сдвинуть влево на четыре двоичных разряда;
  • ? к сдвинутой последовательности прибавить величину смещения (с помощью 20-разрядного сумматора (СМ)) (рис. 4.49).
Вычисление физического адреса

Рис. 4.49. Вычисление физического адреса

Такое вычисление адреса байта выполняется при каждом обращении к памяти. Одновременно можно работать с четырьмя сегментами. Их базовые адреса находятся в четырех регистрах сегментов:

CS — регистр сегмента программ;

DS — регистр сегмента данных;

SS — регистр сегмента стека;

ES — регистр сегмента дополнительных данных.

Если надо работать с большим числом сегментов, например с пятью, содержимое одного из регистров сегмента переносится в обычный регистр, а в освободившийся регистр сегмента записывается начальный адрес пятого сегмента, и далее он используется для доступа к ячейкам памяти пятого сегмента.

Память — основной ресурс ЭВМ

Память ЭВМ относится к основным ресурсам машины. Ее характеристики во многом определяют характеристики всей ЭВМ и ее возможности. Рассмотрим влияние быстродействия памяти на быстродействие ЭВМ в целом на простом примере. Допустим, что быстродействие машины составляет 200 тыс. оп./с, т.е. время выполнения одной операции, например сложения, составляет 5 мкс (tCJI = 5 мкс). За это время необходимо выполнить саму операцию сложения и трижды обратиться к ОП — считать два операнда и записать результат в память.

Для выполнения операции сложения с заданной скоростью (tc„ = = 5 мкс) время обращения к ОП должно составлять порядка 1 мкс (t^ = = 1 мкс = КГ6 с), т.е. в 5 раз меньше, чем время выполнения операции сложения. Таким образом, быстродействие памяти должно превышать быстродействие ЭВМ в 5 раз. В современных ОЗУ время доступа (считывания данных и запись в ОЗУ) составляет

Правило определения адреса операнда называется способом (или режимом) адресации. Он определяет порядок выполнения операций над адресной частью команды и содержимым одного или нескольких регистров процессора для вычисления эффективного ЕА или исполнительного адреса Аисп, по которому хранится операнд в основной памяти или в блоке РОН микропроцессора. Значение адреса Аисп — всегда целое двоичное число без знака:

Число бит адреса ш определяет максимальное адресуемое процессором число ячеек памяти, равное 2т, которое называют адресным пространством памяти (см. подраздел 4.7.4).

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы