Pamięd
Podstawowe własności komputerowych systemów
pamięciowych:
" Położenie: procesor, wewnętrzna (główna), zewnętrzna (pomocnicza);
" Pojemnośd: rozmiar słowa, liczba słów;
" Jednostka transferu: słowo, blok
" Sposób dostępu: sekwencyjny, bezpośredni, swobodny, skojarzeniowy
" Wydajnośd: czas dostępu, czas cyklu, szybkośd transferu
" Rodzaj fizyczny: półprzewodnikowa, magnetyczna
" Własności fizyczne: ulotna/nieulotna, wymazywalna/niewymazywalna
Pamięd
Pamięć podręczna (cache memory)  szybka pamięć półprzewodnikowa
typu SRAM (static random access memory), tymczasowo przechowująca
dane, względnie niewielkiej pojemności, zwykle zintegrowana w strukturze
jednostki centralnej.
Pamięć główna (main memory)  pamięć półprzewodnikowa typu DRAM
(dynamic random access memory) najczęściej synchroniczna SDRAM lub
DDR (double data rate) SDRAM, tymczasowo przechowująca dane, zwykle
pobierane z pamięci masowej.
Pamięć masowa (mass storage)  pamięć trwała dużej pojemności, z
wykorzystaniem różnych typów nośników, np. dysk twardy, dysk optyczny,
taśma magnetyczna.
Pamięć wirtualna ( virtual memory)  pamięć widziana przez procesor jako
pamięć operacyjna, złożona ze stosunkowo niewielkiej pamięci głównej i
dużej pamięci dyskowej.
Dostęp do pamięci
Dostęp sekwencyjny  pamięć jest zorganizowana za pomocą jednostek
zwanych rekordami. Dostęp jest możliwy w określonej sekwencji liniowej.
Przykład: pamięć taśmowa.
Dostęp bezpośredni  jest realizowany przez bezpośredni dostęp do
najbliższego otoczenia, po którym następuje sekwencyjne poszukiwanie w
celu osiągnięcia lokalizacji finalnej. Przykład: pamięć dyskowa.
Dostęp swobodny  każda adresowanla lokalizacja w pamięci ma
unikatowy, fizycznie wbudowany mechanizm adresowania.. Przykład:
pamięć główna.
Dostęp skojarzeniowy  dostęp swobodny, który umożliwia porównywanie i
badanie zgodności wybranych bitów wewnątrz słowa. Ta procedura jest
prowadzona dla wszystkich słów jednocześnie. Przykład:. pamięć
podręczna.
Pamięd
Hierarchia pamięci opiera się na  oddaleniu od procesora, gdzie
odległość określa czas dostępu do danych.
Rodzaje pamięci
Rodzaje pamięci RAM
RAM dynamiczna
Komórki pamięci przechowują ładunek elektryczny. Obecnośd lub brak
ładunku są interpretowane jako 0 lub 1. Okresowe odświezanie ładunku
w celu zachowania danych.
RAM statyczna
Dane są przechowywane za pomocą przerzutnikowych konfiguracji
bramek logicznych. Statyczne pamięci RAM zachowują dane tak długo,
jak długo są zasilane.
Blok pamięci RAM
WE - zezwolenie zapisu
OE  zezwolenie na
Pojemnośd 16 Mbit
odczyt
211 = 2048 - 11 linii potrzebnych
do wybrania jednego z 2048
wierszy (towarzyszy im sygnał
wyboru wiersza RAS
sygnały potrzebne do wyboru
kolumny też doprowadzane są
tymi samymi liniami, towarzyszy
im sygnał CAS
w czasie gdy komórki są
odświeżane, to nie można
czytad/wpisywad danych
Bloki pamięci
Vcc  napięcie zasilania układu
Vss  uziemienie układu
Vpp  napięcie programowania
układu (operacja zapisu)
a) pamięd EPROM 8Mbit
b) Pamięd DRAM 16 Mbit
Korekcja błędów
W systemach pamięci półprzewodnikowych występują błędy:
stałe i przypadkowe
Błędy stałe  permanentny defekt fizyczny powodujący, ze uszkodzona
komórka lub komórki pamięci pozostają stale w stanie 0 lub 1 lub błędnie
przeskakują pomiędzy 0 i 1.
Błędy przypadkowe  wywołane losowymi nieniszczącym zjawiskiem , które
zmienia zawartośd 1 lub wielu komórek. Np. jonizacja wywołane przez
cząstkę ą
Układ korekcyjny
Jeśli ma byd zapisane
M bitowe słowo
danych a kod
korekcyjny ma K
bitów, to musimy
zapisad M+K bitów
Porównywanie prowadzi do jednego z trzech wyników:
" nie wykryto żadnych błędów. Pobierane bity są wysyłane.
" wykryto błąd, którego korekta jest możliwa. Korektor tworzy poprawiony zestaw M
bitów do wysłania.
" korekta jest niemożliwa. Jest generowany sygnał błędu.
Kody korekcyjne
kod Hamminga
słowo 4-bitowe
Wykres Venna
a) przypisujemy 4 bity danych
przedziałom wewnętrznym
b) pozostałe przedziały wypełniamy
bitami parzystości. Bity parzystości
wybieramy tak, że całkowita liczba 1
w każdym okręgu jest parzysta.
c) powstaje błąd
d) sprawdzamy bity parzystości. Jest
sprzecznośd w okręgach A i C. Dobrze
w B. Znamy pozycję złego bitu
możemy go poprawi d
tutaj powstał błąd
Kody korekcyjne
Wzrost długości słowa po uwzględnieniu bitów korekcyjnych
Liczba Poprawienie błędu Poprawienie błędu
bitów pojedynczego pojedynczego , wykrycie błędu
danych podwójnego
Bity % wzrostu Bity % wzrostu
kontrolne kontrolne
8 4 50 5 62.5
16 5 31.25 6 37.5
32 6 18.75 7 21.87
64 7 10.94 8 12.5
128 8 6.25 9 7.03
256 9 3.52 10 3.91
Pamięd podręczna
Pamięd podręczna
- liczba
adresowalnych słów
/K liczba
bloków
Pamięd podręczna
zawiera C wierszy
zawierających K
słów: C<Zjawisko lokalności odniesieo: jeśli blok
danych został pobrany do pamięci
Znacznik zawiera
podręcznej w celu zaspokojenia
informację o tym,
pojedynczego odniesienia do pamięci, to
który blok
jest prawdopodobne, że przyszłe
przechowywany jest
odniesienia będą dotyczyły innych słów
w danym wierszu
zawartych w tym samym bloku
Operacja odczytu z pamięci podręcznej
A
adowanie bloku z pamięci głównej
do wiersza pamięci podręcznej
Dostarczenie słowa
RA do CPU
Pamięci podręczne
Funkcje odwzorowania:
Bezpośrednia, skojarzeniowa, sekwencyjno-skojarzeniowa
Rozważmy przykład pamięci podręcznej o następujących parametrach:
" 64 kB = 65536 B
" dane są przenoszone pomiędzy pamięcią główną a pamięcią
podręczną w blokach po cztery bajty
" pamięd podręczna ma więc 16 k = 16 348 wierszy po 4 bajty każdy
" pamięd główna ma 16 MB adresowalnych za pomocą 24 bitowych
adresów (224 = 16 M).
" można ją traktowad jako 4 M bloków po 4 bajty każdy
Odwzorowanie bezpośrednie
Każdy adres pamięci głównej można widzied jako składający
się z trzech pól:
" najmniej znaczące bity określają położenie bajtu w bloku
pamięci
" pozostałe s bitów określa jeden z 2s bloków pamięci
głównej.
" układy logiczne pamięci podręcznej interpretuja te s bitów
jako:
znacznik - s-r bitów
pole linii - r bitów
" to ostatnie pole identyfikuje jeden z m = 2r wierszy
pamięci podręcznej
Odwzorowanie bezpośrednie
wiersz pamięci podręcznej przypisane bloki pamięci głównej
0 0, m, & , 2s -m
1 1, m+1, & , 2s  m +1
& . & .
m-1 m  1, 2m  1, & , 2s - 1
Odwzorowanie bezpośrednie
" pamięd podręczna: 16 k = 65 384 wierszy po 4
bajty każdy - 64KB (214 )
" pamięd główna ma 16 MB adresowalnych za
pomocą 24 bitowych adresów (224 = 16 M =
znacznik wiersz słowo
FF FFFF).
s-r = 8 r = 14 2 " można ją traktowad jako 4 M = 4 194 304 bloków
po 4 bajty każdy
wiersz pamięci podręcznej przypisane bloki pamięci głównej
0 00 0000, 01 0000, & , FF 0000
1 00 0001, 01 0001, & , FF 0001
& . & .
3FFF 00 FFFC, 01 FFFC, & , FF FFFC
żadne dwa bloki FF FFFC = 16 777212  pierwszy bajt
odwzorowania w tym samym ostatniego bloku
wierszu nie maja takiego
samego znacznika FF FFFF = 16 777 215  ostatni bajt
ostatniego bloku
Pojemnośd i liczba pamięci podręcznych
Pojemnośd : optymalna wielkośd 1 k  512 k słów
Liczba:
" zastosowanie pamięci podręcznej wewnątrz procesora L1 (on-
chip cache) pozwala na ograniczenie komunikacji procesora z
pamięcią główną oraz na skrócenie czasu wykonywania
operacji;
" pamięd podręczna zewnętrzna L2
Jednolita a podzielona pamięd podręczna: obecnie słało się
powszechne dzielenie pamięci podręcznej na dwie. Jedną
przeznaczoną na rozkazy , druga zaś na dane.
Pamięd
Hierarchia pamięci procesora Pentium


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
archi wykl
archi wykl
archi wykl
archi wykl
archi wykl
archi wykl
archi wykl
archi wykl
archi wykl
archi wykl
wykl 03
wykl 12
PS YCHOTERAPIA wykŁ l
Wprowadzenie do psychologii wykł UG

więcej podobnych podstron