Базовая структура вычислительной системы. Память ЭВМ. Классификация запоминающих устройств

Запоминающее устройство (ЗУ) – устройство, физически реализующее функцию памяти данных и программ.

Устройства памяти подразделяются по двум основным критериям: по функциональному назначению и принципу организации.

Память вычислительной машины представляет собой иерархию Запоминающих устройств (внутренние регистры процессора, различные типы сверхоперативной и оперативной памяти, диски, ленты), отличающихся средним временем доступа и стоимостью хранения данных в расчете на один бит.

Верхнее место в иерархии занимают регистровые ЗУ, которые входят в состав процессора и часто рассматриваются не как самостоятельный блок ЗУ, а просто как набор регистров процессора.

Следующую позицию в иерархии занимают буферные ЗУ(кэш-память). Их назначение состоит в сокращении времени передачи информации между процессором и более медленными уровнями памяти компьютера.

Еще одним уровнем памяти являются служебные ЗУ. Они могут иметь различное назначение. Одним из примеров таких устройств являются ЗУ микропрограмм выполнения команд процессора, а также различных служебных операций (например, хранение таблиц адресов данных в кэше процессора).

Следующим уровнем иерархии памяти является операвтиная память. Оперативное ЗУ (ОЗУ) является основным запоминающим устройством ЭВМ, в котором хранятся выполняемые в настоящий момент процессором программы и обрабатываемые данные, резидентные программы, модули операционной системы и т.п.

Еще одним уровнем иерархии ЗУ может являться дополнительная память, которую иногда называли расширенной или массовой. Эта ступень использовалась для наращивания емкости оперативной памяти до величины, соответствующей адресному пространству с помощью подключения более дешевого и емкого, чем ОЗУ, но более медленного запоминающего устройства.

В состав памяти ЭВМ входят также ЗУ, принадлежащие отдельным функциональным блокам компьютера. Формально эти устройства непосредственно не обслуживают основные потоки данных и команд, проходящие через процессор.

Следующей ступенью памяти, являются жесткие диски. В этих ЗУ хранится практически вся информация, начиная от операционной системы и основных прикладных программ и кончая редко используемые пакетами и справочными данными.

Основная память включает два типа устройств:

• 
  ОЗУ предназначено для хранения переменной информации. Оно допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения процессором вычислительных операций с данными и может работать в режимах записи, чтения и хранения.
  

• 
  ПЗУ содержит информацию, которая не должна изменяться в ходе выполнения процессором вычислительных операций, например стандартные программы. Эта информация заносится в ПЗУ перед установкой микросхемы в ЭВМ. Основными операциями, которые может выполнять ПЗУ, являются чтение и хранение.