Сохранения информации при отключении ЭВМ.

В некоторых видах запоминающих устройств происходит потеря информации при отключении питающего напряжения. Такие ЗУ называют энергозависимыми. В энергонезависимых ЗУ информация сохраняется.

Классы запоминающих устройств. Общая классификация.

Память ЭВМ состоит из огромного числа элементов памяти, каждый из которых может находиться в одном из двух состояний, кодируемых двоичной цифрой 0 или 1. Элементы памяти (точнее, биты кодирующие состояния элементов памяти) группируются в более крупные единицы хранения информации – байты, слова, двойные слова. Вне зависимости от модели ЭВМ длина байта информации фиксирована и составляет 8 бит (двоичных разрядов). Ячейка памяти объемом 1 байт (8 бит). В ячейках указана нумерация битов в байте.

Однако длина машинного слова в различных моделях ЭВМ (в процессорах ЭВМ) различна (8 бит, 16 бит, 32, 64, 128) и зависит от соответствующей характеристики шины данных. Таким образом, длина машинного слова определяется разрядностью процессора, то есть стандартной порцией информации, которую можно разместить на его регистрах (регистрах общего назначения, аккумуляторе, и т. д.) и обработать, используя одну команду ЭВМ.

По функциональному назначению ЗУ можно разделить на следующие классы:

· Регистровые ЗУ (РЗУ),

· Оперативные ЗУ (ОЗУ),

· Внешние ЗУ (ВЗУ).

Внутренняя память ПК делится на оперативную - ОЗУ (оперативное запоминающее устройство), постоянную - ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) и сверхоперативную (кэш-память).

Оперативная память обычно имеет байтовую организацию, то есть адрес памяти является адресом ее соответствующего байта. Адресом слов и двойных слов является адрес байта, с которого он располагается в памяти. В дальнейшем будем называть хранилище информации объемом 1 байт или несколько байтов - ячейкой памяти.

ОЗУ - устройство, предназначенное для хранения и текущего изменения информации при работе ПК. Оперативная память (ОП) - это совокупность ОЗУ, объединенных в одну систему, управляемую процессором.

1. Структура памяти ЭВМ.Традиционное деление памяти ЭВМ: оперативная память (ОП, ОЗУ), к которым добавлялись, иногда сверхоперативная память на регистрах (СОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ); внешние запоминающие устройства (ВЗУ) - перфоленты, перфокарты, память на магнитных лентах (НМЛ), барабанах (НМД), дисках (НМД, НГМД, НЖМД).

2. Оперативные запоминающие устройства. Оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) вычислительных систем фон-неймановской архитектуры - основная память, которая является одной из составляющих элементов стратификационной цепочки конструктивов памяти, приводимой ниже.

Иерархическая структура памяти современных ЭВМ:

3. Доступ к оперативной памяти. Единицами программно адресуемых данных в памяти ЭВМ - могут быть: байт, полуслово (16 бит), слово (32 бита), двойное слово (64 бита). Для представления вещественных чисел, чисел с плавающей точкой обычно используются два последних формата, для целых чисел, логических данных, масок, текстовых величин могут использоваться все форматы.

4. Адресация информации и обработка адресов. Для расширения операционных возможностей и увеличения производительности процессора применяются различные способы адресации информации, отличающиеся порядком использования и обработки адресного поля в команде (ПА), посредством которого организуется доступ к информации, хранящейся в оперативной памяти (ОП) или ПЗУ ЭВМ.

4.1.Непосредственная адресация.В коде команды (в коде одного или нескольких адресов) размещается непосредственный операнд, если число значащих цифр операнда не превышает длины адресной части команды. Такая адресация используется для хранения различного рода констант и находит широкое применение в универсальных ЭВМ в целях экономии ячеек ОП и уменьшения времени выполнения команды.

4.2. Прямая адресация. Исполнительный адрес - адрес ячейки ОП, в которой храниться адресуемое слово, совпадает с адресной частью команды. Этот метод используется в ЭВМ в комбинации с другими методами адресации.

4.3. Модификация адресов.Процедура изменения адреса в командах называется модификацией адреса. Модификация адресов команд основана на возможности выполнения над кодами команд или их частями арифметических и логических операций

4.3. Относительная адресация. При динамическом распределении памяти базовые адреса массивов изменяются в процессе выполнения программы, в результате адреса не могут быть зафиксированы в программе. Для обеспечения динамического распределения памяти используют способ относительной адресации.

Относительный адрес (рис.1) состоит из двух полей: B, указывающего базовый адрес А_б массива D. Поле D представляющего собой относительный адрес A_отн. Поле D принято называть смещением D операнда относительно начала массива. Исполнительный адрес вычисляется по формуле А_исп=(B)+D. Для хранения базовых адресов в целях повышения быстродействия ЭВМ используют так называемые базовые регистры СОЗУ.

При формировании А_исп на суммирование в сумматоре затрачивается некоторое время. В целях уменьшения этого времени используют так называемый метод совмещения. В этом случае в базовом регистре B (рис.2) содержаться старшие разряды, а в поле D записывают младшие разряды исполнительного адреса А_исп, которые выдаются непосредственно в регистр адреса оперативной памяти (РОАП). При совмещении, очевидно, базовый адрес А_б не может принимать значение адреса любой ячейки ОП, а только тех адресов, которые содержат в младших разрядах нули, соответствующие количеству разрядов поля D.