10.1 Основные характеристики полупроводниковых запоминающих устройств.

Основными элементами МПС являются микропроцессор, память и устройства ввода/вывода — это так называемые “три источника и три составные части компьютера”.

Память представляет собой комплекс технических средств, предназначен ных для записи, хранения и воспроизведения цифровой информации. Практически все МПС используют три вида памяти: оперативную, постоянную и внешнюю.

Внешняя память предназначена для хранения больших объемов информации и обычно реализуется на магнитных или оптических носителях.

Оперативная и постоянная память в настоящее время, как правило, реализуются на полупроводниковых запоминающих устройствах, выпускаемых в виде отдельных БИС.

К основным характеристикам ЗУ МПС относятся:

- информационная емкость памяти определяемая максимально возможным количеством бит хранимой информации;

- ширина выборки (разрядность), представляющая собой количество разрядов, записываемых в ЗУ и извлекаемых из него за одно обращение. При указании емкости ЗУ, как правило, пользуются системой обозначений, которая указывает в явной форме сколько и какой длины ячеек памяти может содержать данное ЗУ. Например, ЗУ объемом 256*4 бит содержит 256 ячеек памяти по 4 бита каждая;

- быстродействие, характеризуется временем цикла обращения к ЗУ, отсчитываемым от момента поступления кода адреса ячейки памяти до завершения всех процессов считывания/записи информации;

- потребляемая мощность, указывается исходя из расчета на один бит, она может быть различной для режимов хранения и обращения;

- стоимость одного бита информации - она определяется отношением стоимости памяти к ее информационной емкости.

Иерархическая структура памяти. Идеальная память должна обеспечивать процессор командами и данными так, чтобы не вызывать простоев процессора. При этом память должна иметь большую емкость. В современных условиях уменьшение времени доступа достигается введением многоуровневой иерархии памяти. Время доступа зависит от объема и типа используемой памяти.

Типовая современная иерархия памяти имеет следующую структуру:

- регистры 64 - 256 слов с временем доступа 1 такт процессора;

- кэш 1 уровня - 8к слов с временем доступа 1-2 такта;

- кэш 2 уровня - 256к слов с временем доступа 3-5 тактов;

- основная память - до 4 Гигаслов с временем доступа 12-55тактов.

- Постоянная память – до 1 Мбайта.

- Внешняя память – накопители на магнитных дисках, лентах, оптических дисках и т.д. Объем внешней памяти практически не ограничен благодаря возможности применения сменных дисков, естественно при этом время доступа существенно больше времени –доступа к электронной памяти.

В настоящем разделе основное внимание будет уделено изучению принципов построения и элементной базы основной и постоянной памяти. Основная и постоянная память в настоящее время реализуется , как правило, на полупроводниковых запоминающих устройствах, выпускаемых либо в виде отдельных БИС, либо в виде электронных модулей, включающих в себя несколько БИС ЗУ.