Организация вычислительных систем



         

Организация подсистемы памяти в ПК


Запоминающие устройства (ЗУ) подсистемы памяти ПК можно выстроить в следующую иерархию (табл. 9.1):

Таблица 9.1. Иерархия подсистемы памяти ПК

№Тип ЗУ1985 г.2000 г.Время выборкиТипичный объемЦена / байтВремя выборкиТипичный объемЦена / байт
1Сверхоперативные ЗУ (регистры)0,2 5 нс16/32 бит$ 3 - 1000,01 1 нс32/64/128 бит$ 0,1 10
2Быстродействующее буферное ЗУ (кэш)20 100 нс8Кб - 64Кб~ $ 100,5 - 2 нс32Кб 1Мб$ 0,1 - 0,5
3Оперативное (основное) ЗУ~ 0,5 мс1Мб - 256Мб$ 0,02 12 нс 20 нс128Мб - 4Гб$ 0,01 0,1
4Внешние ЗУ (массовая память)10 - 100 мс1Мб - 1Гб$ 0,002 - 0,045 - 20 мс1Гб - 0,5Тб$ 0,001 - 0,01

Регистры процессора составляют его контекст и хранят данные, используемые исполняющимися в конкретный момент командами процессора. Обращение к регистрам процессора происходит, как правило, по их мнемоническим обозначениям в командах процессора.

Кэш используется для согласования скорости работы ЦП и основной памяти. В вычислительных системах используют многоуровневый кэш: кэш I уровня (L1), кэш II уровня (L2) и т.д. В настольных системах обычно используется двухуровневый кэш, в серверных - трехуровневый. Кэш хранит команды или данные, которые с большой вероятностью в ближайшее время поступят процессору на обработку. Работа кэш-памяти прозрачна для программного обеспечения, поэтому кэш-память обычно программно недоступна.

Оперативная память хранит, как правило, функционально-законченные программные модули (ядро операционной системы, исполняющиеся программы и их библиотеки, драйверы используемых устройств и т.п.) и их данные, непосредственно участвующие в работе программ, а также используется для сохранения результатов вычислений или иной обработки данных перед пересылкой их во внешнее ЗУ, на устройство вывода данных или коммуникационные интерфейсы.

Каждой ячейке оперативной памяти присвоен уникальный адрес. Организационные методы распределения памяти предоставляют программистам возможность эффективного использования всей компьютерной системы. К таким методам относят сплошную ("плоскую") модель памяти и сегментированную модель памяти.


Содержание    Вперед