Организация памяти ЭВМ. Иерархия памяти. Кэш — память. Виртуальная память. Распределение и защита памяти. Методы повышения быстродействия памяти.


1. а)Произведение времени доступа на стоимость хранения бита Д-х является величиной постоянной. б)Чем более быстродействующее ЗУ, тем больше стоимость хранения бита Д-х . в)Среднее время доступа такой памяти будет равна времени доступа к самому медленному ЗУ. г)При одновременном использовании различных типов ЗУ и при произвольном дотупе в их адресное пространство среднее время доступа == времени доступа к самому медленному ЗУ. д)Повышение бвстродействия памяти и увеличение её ёмкости без увеличения стоимости хранения бита возможно только архитектурными методами путём использования 2-х или более типов ЗУ в рамках иерархической организации доступа.

Учёт локальности потоков к-д Д-х как в пространстве, так и во времени (частота их использования позволяет построить иерархическую память).

Подсистема памяти

а).частотный Наиболее часто используемые Д-е распологаются в наиболее быстродействующей памяти. б).принцип локальности Используется блочная пересылка м/у уровнями памяти, позволяющая получить следующие, возможно необходимые Д-е для последующей обработки, распологаемые в более быстродействующем ЗУ.

Подсистема памяти — это совокупность тех-их средств для организации доступа к Д-м.

Доступ: а) хранение; б) чтение; в) запись Д-х;

Конструктивно её организовать в ЭВМ невозможно. Она включает:1 процессор 2системный интерфейс 3модули памяти 4специальные схемы 5схемы контроля за достоверностью Д-х (при хранении ипри пересылке) 6сх. регенерации 7сх. защиты памяти (часть расположена в процессоре, часть на материнке. в модулях. подсистема прерываний).

Введём несколько определений:

Адресация — это установление соответствия м/у множеством однотипных объетов (ячеек памяти) и множеством их адресов Это метод идентификации места положение в пространстве.

Физический адрес — число, однозначно идентифицирующее ячейку памяти.

Физическое адрсное пространство (совокупность адресов ячеек памяти) — это такое адресное пространство, кот. доступно процессору ч/з его интерфейс — host.

Логический адрес — число, содержащееся (вычисляемое) в полях (вычисляемое по содержимому полей к-ды), однозначно идентифицирующее ячейку памяти, доступную программе.

Логическое адресное пространство — это адресное прос-во, доступное посредством выполнения к-д процессора.

Эволюция принципов построения подсистемы памяти. 1Логическое адресное пространство = физическому. 2Лог. адр. пр-во меньше физического. 3Лог.адр. пр-во больше физического (виртуализация памяти ). Виртуализация или виртуальная адресация памяти (используется ВЗУ). Виртуализация памяти — это метод автоматического управления иерархической памятью, позволяющий реализовать единую быстродействующую память большого объёма. Вводится понятие доступной памяти (доступное адр. пр-во). 4.Примеры нестандартного подхода к построению подсистем памяти. а). Спулинг — виртуализация принтера (создаётся вместо принтера область на ВЗУ и каждой задаче выделяется по ‘виртуальному принтеру’, но реально существует 1 принтер), создаётся очередь для вывода на печать. б). Физ. адр. пр-во меньше, чем объём физ. памяти. (Страничная организация доступа к памяти LIM EMS 4.1.) в). Физ. память за пределами физ-ого. адр. пр-ва. XMS 2.0 Extended ms (драйвера). При наличии соответствующего ПО можно обмениваться участками памяти м/ у доступной и недоступной процессору.

EMM 386 драйвер поддерживает и XMS и ms.

Сущ-ет 2 подхода для решения проблемы согласования пропускной способности процессора с основной памятью. Они основываются на 2-х уровнях: а) архитектурном (принцип лок-ти и час-ти) б)техническом (как улучшить память EDO, BEDO, SDRAM).

Архитектурные методы рассматривают повышение быстродействия. Технические — рассм-ют улучшение динамич. и статич. памяти.