Классификация памяти ЭВМ

Память является одним из основных элементов любой вычислительной сис­темы. Элементы памяти в том или ином виде присутствуют в каждом конст­руктивном модуле ЭВМ.

Чтобы CPU мог выполнять программы, они должны быть загружены в опе­ративную рабочую память, т. е. в память, доступную для программ пользова­теля. К данным, находящимся в оперативной памяти {Random Access Memory, RAM — Память с произвольным доступом), CPU имеет непосредственный доступ, а к периферийной, или внешней памяти (жестким дис­кам) — через буфер, являющийся также разновидностью оперативной памяти, недоступной пользователю. Только после того, как программа будет загру­жена в RAM с внешнего носителя данных, возможна дальнейшая ее работа

Наиболее важная часть работы ЭВМ зависит от оперативной памяти.

Оперативная па­мять — временная память, т. е. данные хранятся в ней только до выключе­ния ЭВМ. Для долговременного хранения информации служат винчестеры, компакт-диски и т. п.

Конструктивно они выполнены в виде модулей, так что при желании можно сравнительно просто заменить их или установить дополнительные и тем са­мым изменить (скорее всего, увеличить) объем оперативной памяти ЭВМ.

16. Иерархическая структура памяти ЭВМ. Подсистема памяти имеет иерархическую, «многослойную» структуру: при переходе по слоям «сверху - вниз» (от процессора) – увеличивается объем и падает скорость.«слои» памяти ЭВМ: Регистры процессора – это составная часть процессора, которая, однако, выполняет функцию (временного) хранения программных объектов: элементов программного кода, обрабатываемых операндов и их адресов; Кэш – память (может быть многоуровневая) Самым быстрым является кэш первого уровня — L1 cache (level 1 cache) расположена на одном кристалле с процессором, Вторым по быстродействию является кэш второго уровня — L2 cache, который обычно, как и L1, расположен на одном кристалле с процессором. Кэш третьего уровня наименее быстродействующий, но он может быть очень большим — более 24 Мбайт. предназначен для синхронизации данных различных L2.(подробнее о Кеш смотрите 20 вопрос).; Оперативное запоминающее устройство, ОЗУ (Random Access Memory, RAM) – память с произвольной адресацией;В нешние ЗУ (диски) – это память с последовательным доступом Сеть – с точки зрения хранения данных, сеть ЭВМ, к которой подключен компьютер, может рассматриваться, как огромное, но медленное хранилище информации (Интернет).

17. Основные характеристики памяти. Способы повышения быстродействия. Основные пользовательские характеристики: Ёмкость: количество байтов памяти. Быстродействие: время обращения к ячейкам памяти. (наносекунды)(10-10с). Разрядность: количество линий ввода-вывода, которые имеют микросхемы оперативной и постоянной памяти или внешние накопители. 1. Очистка жесткого диска. Обычный жесткий диск содержит массу ненужных вам файлов. Чем больше свободного места на вашем жестком диске, тем быстрее работает ваш компьютер.. Утилитой Windows® Disk Cleanup (Очистка диска). Пуск -> Все программы -> Стандартные ->Служебные -> Очистка диска. 2. Устранение визуальных эффектов. ОС Windows предлагает впечатляющие визуальные эффекты, на которые может потребоваться значительная часть системных ресурсов. Отключение ряда подобных эффектов повысит производительность вашего ПК. Отключение: Пуск, Панель управления > Система и ее обслуживание > Счетчики и средства производительности> Настройка визуальных эффектов. 3. Обнаружение вирусов и программ-шпионов. Одной из причин низкой производительности ПК является вредоносное ПО: вирусы, программы-шпионы, троянские программы, программы-черви и т.д. 4. Увеличение ОЗУ.Например с помощью программы Windows ReadyBoost использовать устройства флэш-памяти, например USB флэш-накопители или карты-памяти Secure Digital (SD), в качестве дополнительной кэш-памяти.5. Использование программы дефрагментации.
Это утилита Windows, которая позволяет объединить файлы и папки на вашем жестком диске таким образом, чтобы они были расположены в одном месте. Пуск > Все программы >Стандартные > Служебные > Дефрагментация диска.

18. Расширение основной памяти IBM PC/ Виртуальная память. Виртуальная память представляет собой программно-аппаратное средство расширения пространства памяти, предоставляемой программе в качестве оперативной. Эта память физически реализуется в оперативной и дисковой памяти под управлением соответствующей операционной системы. Требуется так организовать работу процессора с дисковой памяти, чтобы возникала иллюзия работы только с оперативной памятью. Пошаговой инструкцией. (Для Windows XP): Пуск, Панель управления, Производительность и обслуживание, Система, Дополнительно, Быстродействие, Параметры, Дополнительно,Виртуальная память, Изменить, выберите диск, содержащий файл подкачки,Нажмите кнопку «Задать», Перезагрузите компьютер.

19. Стековая память. Стековая память. Память образованная из связанных между собой ячеек памяти, в которых информация при записи в стек нового слова смещается вниз. Обмен информацией осуществляется только через верхнюю ячейку памяти. При считывании слов из стека, слово может удаляться из стековой памяти или сдвигаться по кольцу, в зависимости от организации стека. Режим чтения –последним вошел, первым вышел- называют LIFO (Last In First Out). Аппаратная реализация такой памяти не всегда целесообразна и зачастую стековая память организуется в основной памяти компьютера программно, что позволяет изменять объем стека в зависимости от необходимости. Стековая память используется обычно для сохранения состояния текущей программы при обработке прерывания. После выполнения прерывающей программы состояние всех регистров, существовавшие в момент прерывания программы восстанавливается в последовательности, обратной последовательности записи. Можно сохранять в стеке и данные программы, это удобно тем, что при обращении к стеку не требуется указывать в программе адреса ячейки памяти, извлечение информации из стека так же происходит без указания адреса.

20. КЭШ память. Кэш: промежуточный буфер с быстрым доступом, содержащий информацию, которая может быть запрошена с наибольшей вероятностью. Доступ к данным в кэше осуществляется быстрее, чем выборка исходных данных из более медленной памяти или удаленного источника, однако её объем существенно ограничен по сравнению с хранилищем исходных данных.

Кэш центрального процессора разделён на несколько уровней.

Самым быстрым является кэш первого уровня — L1 cache (level 1 cache). По сути, она является неотъемлемой частью процессора, поскольку расположена на одном с ним кристалле и входит в состав функциональных блоков. В современных процессорах обычно L1 разделен на два кэша — кэш команд (инструкций) и кэш данных.

Вторым по быстродействию является кэш второго уровня — L2 cache, который обычно, как и L1, расположен на одном кристалле с процессором. В ранних версиях процессоров L2 реализован в виде отдельного набора микросхем памяти на материнской плате. Объём L2 от 128 кбайт до 1−12 Мбайт. В современных многоядерных процессорах кэш второго уровня, находясь на том же кристалле, является памятью раздельного пользования — при общем объёме кэша в nM Мбайт на каждое ядро приходится по nM/nC Мбайта, где nC — количество ядер процессора.

Кэш третьего уровня наименее быстродействующий, но он может быть очень большим — более 24 Мбайт. L3 медленнее предыдущих кэшей, но всё равно значительно быстрее, чем оперативная память. В многопроцессорных системах находится в общем пользовании и предназначен для синхронизации данных различных L2.

Существует четвёртый уровень кэша, применение которого оправдано только для многопроцессорных высокопроизводительных серверов и мейнфреймов. Обычно он реализован отдельной микросхемой.

21. Способы повышения производительности МП: технические и архитектурные.

Дата добавления: 2015-11-28