Организация основной памяти - Проблема организации и хранения данных
Основная память в современных компьютерах представляет собой следующий уровень иерархии памяти. Основная память удовлетворяет запросы кэш-памяти и служит в качестве интерфейса ввода (вывода), поскольку является местом назначения для ввода и источником для вывода. Для оценки производительности основной памяти используются два основных параметра: задержка и полоса пропускания.
Задержка памяти традиционно оценивается двумя параметрами: временем доступа (access time) и длительностью цикла памяти (cycle time). Время доступа представляет собой промежуток времени между выдачей запроса на чтение и моментом поступления запрошенного слова из памяти. Длительность цикла памяти определяется минимальным временем между двумя последовательными обращениями к памяти.
Основная память современных компьютеров реализуется на микросхемах статических и динамических запоминающих устройств с произвольной выборкой (ЗУПВ). Микросхемы статических ЗУПВ (СЗУПВ) имеют меньшее время доступа и не требуют циклов регенерации. Микросхемы динамических ЗУПВ (ДЗУПВ) характеризуются большей емкостью и меньшей стоимостью, но требуют схем регенерации и имеют значительно большее время доступа.
В отличие от динамических статические ЗУПВ не требуют регенерации, и время доступа к ним совпадает с длительностью цикла. Для микросхем, использующих примерно одну и ту же технологию, емкость ДЗУПВ в 4-8 раз превышает емкость СЗУПВ, но последние имеют в 8-16 раз меньшую длительность цикла и большую стоимость.
Согласование производительности современных процессоров со скоростью основной памяти вычислительных систем остается одной из важнейших проблем.
Для организации кэш-памяти в большей степени важно уменьшение задержки памяти, чем увеличение полосы пропускания. Однако при увеличении полосы пропускания памяти возможно увеличение размера блоков кэш-памяти без заметного увеличения потерь при промахах.
Увеличение разрядности основной памяти. Кэш-память первого уровня во многих случаях имеет физическую ширину шин данных, соответствующую числу разрядов в слове, поскольку большинство компьютеров выполняют обращения именно к этой единице информации. В системах без кэш-памяти второго уровня ширина шин данных основной памяти часто соответствует ширине шин данных кэш-памяти. Удвоение или учетверение ширины шин кэш-памяти и основной памяти удваивает или учетверяет соответственно полосу пропускания системы памяти.
Память с расслоением. Наличие в системе множества микросхем памяти позволяет использовать потенциальный параллелизм, заложенный в такой организации. Одна из общих методик, используемых для этого, называется расслоением памяти. При расслоении банки памяти обычно упорядочиваются так, чтобы JV последовательных адресов памяти i, i+1, i+2, ..., i+(N-1) приходились на N различных банков. В i-м банке памяти находятся только слова, адреса которых имеют вид kN + i, где k=М-1 (М - число слов в одном банке).
Можно достичь в N раз большей скорости доступа к памяти в целом, чем у отдельного ее банка, если обеспечить при каждом доступе обращение к данным в каждом из банков.
Обобщением идеи расслоения памяти является возможность реализации нескольких независимых обращений, когда несколько контроллеров памяти позволяют банкам памяти (или группам расслоенных банков памяти) работать независимо.
Если система памяти разработана для поддержки множества независимых запросов (как это имеет место при работе с кэш-памятью, при реализации многопроцессорной и векторной обработки), эффективность системы будет в значительной степени зависеть от частоты поступления независимых запросов к разным банкам.
С целью увеличения производительности все современные микросхемы памяти обеспечивают возможность подачи сигналов синхронизации, которые позволяют выполнять последовательные обращения к буферу без дополнительного времени обращения к строке. Имеются три способа подобной оптимизации:
Блочный режим;
Страничный режим;
Режим статического столбца.
Блочный режим (nibble mode) может обеспечить выдачу четырех последовательных ячеек для каждого сигнала RAS.
При страничном режиме (page mode) буфер работает как статическое ЗУПВ; при изменении адреса столбца возможен доступ к произвольным битам в буфере до тех пор, пока не поступит новое обращение к строке или не наступит время регенерации.
Режим статического столбца (static column) очень похож на страничный режим, за исключением того, что не обязательно переключать строб адреса столбца каждый раз для изменения адреса столбца.
Начиная с микросхем ДЗУПВ емкостью 1 Мбит, большинство ДЗУПВ допускают любой из этих режимов, причем выбор режима осуществляется на стадии установки кристалла в корпус путем выбора соответствующих соединений. Страничный режим и режим статического столбца также могут использоваться, обеспечивая даже большую степень расслоения при несколько более сложном управлении.
Похожие статьи
-
Организация кэш-памяти - Проблема организации и хранения данных
Концепция кэш-памяти возникла раньше, чем архитектура IBM/360. Сегодня кэш-память имеется практически в любом классе компьютеров, а в некоторых...
-
Сегментация памяти - Проблема организации и хранения данных
В системах с сегментацией памяти каждое слово в адресном пространстве пользователя определяется виртуальным адресом, состоящим из двух частей: старшие...
-
Физические модели хранения данных определяют методы размещения данных в памяти компьютера или на соответствующих носителях информации, а также способы...
-
Корпуса и маркировка, Логическая организация памяти - Аппаратные средства IBM PC
Элементы динамической памяти для персональных компьютеров бывают конструктивно выполнены либо в виде отдельных микросхем в корпусах типа DIP (Dual In...
-
Виртуальная память как средство организации защиты данных - Проблема организации и хранения данных
Общепринятая в настоящее время концепция виртуальной памяти появилась достаточно давно. Она позволила решить целый ряд актуальных вопросов организации...
-
Структура записей данных в таких файлах имеет вид, представленный на рис. 4. Рис. 4 Структура записей данных в файлах с неплотным индексном При такой...
-
Назначение и функции программной системы Разработанная база данных "Библиотека" предназначена для использования в учреждениях библиотек. Основной...
-
При этой стратегии файловое пространство не разделяется на области, но для каждой записи добавляются два указателя: указатель на предыдущую запись в...
-
Страничная организация памяти - Проблема организации и хранения данных
В системах со страничной организацией основная и внешняя память (главным образом дисковое пространство) делятся на блоки, или страницы, фиксированной...
-
Заключение, Список использованной литературы - Проблема организации и хранения данных
Таким образом, в процессе проектирования базы данных, можно прийти к выводу, что правильная организация хранения и представления данных является...
-
Отчеты, Макросы - Проблема организации и хранения данных
Отчеты используются для отображения данных таблицы или запроса в удобном для пользователя формате (с заголовками и номерами страниц). Больше всего...
-
Файлы с плотным индексом или индексно-прямые файлы - Проблема организации и хранения данных
В этих файлах основная область содержит последовательность записей одинаковой длины, расположенных в произвольном порядке, а структура индексной записи в...
-
Разрешение коллизии с помощью области переполнения - Проблема организации и хранения данных
При выборе этой стратегии область хранения разбивается на две части: основную область и область переполнения. Для каждой новой записи вычисляется...
-
В основе реализации организации памяти современных компьютеров лежат два принципа: принцип локальности обращений и соотношение...
-
Основная часть, Физические модели таблиц базы данных - Проблема организации и хранения данных
Физические модели таблиц базы данных Физическая модели таблицы базы данных предполагает описание свойств каждого поля таблицы. Для описания свойств полей...
-
Запоминающее устройство (ЗУ) на основе регистров процессорной памяти и кэш-памяти процессора - это внутренняя память процессора. Регистры служат...
-
Основные понятия баз данных. Цели использования баз данных - Разработка базы данных
В широком смысле слова база данных (БД) - это совокупность сведений о конкретных объектах реального мира в какой-либо предметной области. Для удобной...
-
Интерфейсы систем управления. Классификация, основные характеристики интерфейсов. Системные (внутримашинные) интерфейсы. Интерфейсы персональных...
-
Формы - Проблема организации и хранения данных
Работа с данными в режиме таблицы имеет существенный недостаток: если полей слишком много, они не умещаются на экране и приходится прибегать к различным...
-
Введение - Проблема организации и хранения данных
В деловой и личной сфере часто приходится работать с данными из разных источников, каждый из которых связан с определенным видом деятельности. Для...
-
Хранение, кодирование и пpеобpазование данных - Единицы измерения информации в памяти ПК
Хранение информации в памяти ЭВМ - одна из основных функций компьютера. Любая информация хранится с использованием особой символьной формы, которая...
-
ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ, ОСНОВНЫЕ ПЕРЕМЕННЫЕ И СТРУКТУРЫ - Структуры и алгоритмы обработки данных
ОСНОВНЫЕ ПЕРЕМЕННЫЕ И СТРУКТУРЫ Struct BD { char FIO[32]; // фоpмат <Фамилия>_<Имя>_<Отчество> int numberO; char dolzhnost[32]; char dateB[8]; }...
-
Управляющим компонентом многих СУБД является ядро, выполняющее следующие функции: Хоменко А. Д. Основы современных компьютерных технологий /А. Д....
-
Определение методов реинжиниринга информационных систем Основные задачи, которые стоят перед проектировщиком, занимающимся реинжинирингом информационных...
-
В связи с выросшей потребностью в доступе к сети Интернет в настоящее время встает вопрос в грамотной организации сети, способной обрабатывать большие...
-
НОВЫЕ ВИДЫ ПАМЯТИ - Аппаратные средства IBM PC
Резкое повышение быстродействия процессоров и переход на 32-разрядные многозадачные операционные системы существенно поднимают требования и к другим...
-
Запросы - Проблема организации и хранения данных
Запрос представляет собой специальную функцию, позволяющую выводить необходимые поля из таблицы, а также производить операции с данными полями в режиме...
-
- Не требует прокладки новых линий связи. - Непрерывность. После включения питания компьютеры остаются постоянно подключенными к сети, электронная почта...
-
Основные термины теории баз данных - БД (База данных) - совокупность специальным образом организованных данных, хранимых в памяти вычислительной системы...
-
Организация парольной защиты - Проектирование и разработка базы данных "Прокат автомобилей"
По мере того как деятельность организаций все больше зависит от компьютерных информационных технологий, проблемы защиты баз данных становятся все более...
-
Для увеличения производительности графической подсистемы настолько, насколько это возможно, приходится снижать до минимума все препятствия на этом пути....
-
Оперативная память - Аппаратные средства IBM PC
Оперативная память составляет не большую, но, безусловно, важнейшую часть персонального компьютера. Если от типа процессора зависит количество адресуемой...
-
Схема каскадирования. Организация запоминающих устройств. Для запоминания информации в цифровых схемах используется либо триггер, либо конденсатор. В...
-
Файловая организация данных и ее недостатки - Технология создания и управления баз данных
В первые годы автоматизированной обработки информации, в 50-х -- начале 60-х годов, использовалась файловая организация данных. Данные хранились в файлах...
-
Важнейший элемент АИС--информационное обеспечение. Информационное обеспечение предназначено для отражения информации, характеризующей состояние...
-
Теоретические аспекты СУБД, Основные понятия баз данных - Виды и возможности СУБД
Основные понятия баз данных В настоящее время жизнь человека настолько насыщена различного рода информацией, что для ее обработки требуется создание...
-
Начинать следует с определения структуры таблицы, соответствующей предметной области, т. е. с определения полей, которые надо включить в таблицу, типов...
-
Проектирование рабочих мест ПК относится к числу важных проблем эргономического проектирования в области вычислительной техники. Правильная организация...
-
Основные требования и характеристики современных и применение технических средств АИС Автоматизированная информационная система (АИС) представляет собой...
-
Основные типы данных языка Си - Основы программирования
Язык Си относится к языку с жестко определенными типами данных: каждое имя всегда обозначает объект некоторого типа, причем этот тип нельзя изменить до...
Организация основной памяти - Проблема организации и хранения данных