Классификация устройств основной памяти.

Основная память это единственный вид памяти, к которой ЦП может обращаться непосредственно. Информация, хранящаяся на внешних ЗУ, доступна процессору только после записи ее в основную память.

Основную память образуют запоминающие устройства с произвольным доступом двух типов (рис.5.3): оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) и постоянные запоминающие устройства (ПЗУ). Такие ЗУ образованы как массив ячеек, произвольный доступ означает, что обращение к любой ячейки занимает одно и то же время и может производиться в произвольной последовательности. Каждая ячейка содержит фиксированное число запоминающих элементов и имеет уникальный адрес, позволяющий однозначно различать ячейки при обращении к ним.

Преимущественную долю основной памяти образует ОЗУ, называемое оперативным (RAM – Random Access Memory-память с произвольным доступом). Оно допускает запись и считывание информации. Логическая структура оперативной памяти достаточно определена. Первый мегабайт оперативной памяти имеет следующее распределение: в самом начале находятся таблица векторов прерываний (IVT), данные для BIOS или DOS, операционная система. Затем следует область памяти, используемая для пользовательских программ. Область памяти от 0 до 640 Кбайт называют стандартная базовая память или Base Memory (доступна DOS и программам реального времени). Область памяти от 640 Кбайт до 1 Мбайта (UMA – Upper Memory Area, верхняя область памяти) выделена для видеобуфера BIOS и других целей операционной системы. Область памяти от 1 Мбайта до 4 Гбайт – XMA (Extended Memory Area, область расширенной памяти) непосредственно доступна только в защищенном режиме. Область памяти в несколько килобайт выделена для постоянной памяти адресах до или после 1Мбайта.

 

	Рис.4.3. Классификация основной памяти

Постоянная память обычно содержит такую информацию, которая не должна меняться в ходе выполнения микропроцессором различных программ. Постоянная память имеет собственное название – RОМ (Read Only Memory), которое указывает на то, что обеспечиваются только режимы считывания и хранения. Постоянная память обладает тем преимуществом, что может сохранять информацию и при отключенном питании. Это свойство получило название энергонезависимости. Все микросхемы постоянной памяти по способу занесения в них информации (программированию) делятся на масочные (RОМ), программируемые изготовителем, однократно программируемые пользователем (Programmable RОМ) и многократно программируемые пользователем ЕРRОМ (Erasable PRОМ). Последние, в свою очередь, подразделяются на стираемые электрически или с помощью ультрафиолетового облучения. К элементам ЕРRООМ с электрическим стиранием информации относятся и микросхемы флэш-памяти (flash). От обычных ЕРRОМ они отличаются высокой скоростью доступа и быстрым стиранием записанной информации. Данный тип памяти сегодня широко используется для хранения ВIOS.

4.2.2. Блочная организация основной памяти

Емкость основной памяти современных ВМ слишком велика, чтобы ее можно было реализовать на базе единственной интегральной микросхемы (ИМС). Число битов, которое можно вместить на одну микросхему постоянно увеличивается, обычно в два раза каждые 18 месяцев (закон Мура), но оно может не совпадать с разрядностью слов ВМ.

Увеличение разрядности ЗУ осуществляется за счет объединения адресных входов объединяемых микросхем ЗУ.Полученную совокупность микросхем называют модулем памяти. Один или несколько модулей образуют банк памяти.

Для получения требуемой емкости ЗУ несколько банков меньшей емкости объединяют определенным образом. В общем случае основная память ВМ практически всегда имеет блочную структуру. На рис.4.4 приведен пример памяти емкостью 512 слов (2⁹), построенной из четырех банков по 128 слов в каждом. Для обращения к ОП используется 9-разрядный адрес. Номер банка памяти определяют два старших разряда (А₈, А₇), выбор банка обеспечивается дешифратором номера банка. Семь младших разрядов (А₆-А₀) поступают параллельно на все банки памяти и выбирают в каждом из них одну ячейку. Емкость ЗУ равна суммарной емкости составляющих, быстродействие – быстродействие отдельного банка.