 Для эффективной безотказной работы вычислительного устройства в непрерывном режиме необходимо часть оперативной памяти иметь энергонезависимой, т. е. сохраняющей информацию при отключении (отказе) электропитания. Для этого применяется резервное батарейное электропитание с логическими схемами переключения или размещение в одном корпусе со статическим ОЗУ схемы контроля питающего напряжения и небольшого теневого ЭРПЗУ для хранения основной информации.
8.2. Оперативные запоминающие устройства
Оперативное ЗУ предназначено для хранения быстро и непрерывно изменяющихся данных в ходе выполнения процессором вычислительных операций. Под управлением процессора из ОЗУ считываются данные и код команды, результаты выполнения которой (новые данные) пересылаются и записывается в ОЗУ. Измененные данные могут быть размещены в тех же ячейках памяти, что и исходные, т.е. за цикл обращения к памяти происходит обновление содержимого ОЗУ. Такой режим работы обеспечивают ЗУ с произвольной выборкой (Random Access Memory), обладающих примерно одинаковыми интервалами времени записи и чтения данных.
Оперативное ЗУ, используемое для размещения выбираемых кодов программных команд и обрабатываемых данных, непосредственно взаимодействует с процессором и определяет скорость выполнения операций вычислительным устройством. Увеличение объема памяти расширяет функциональные возможности вычислителя, но рост емкости ЗУ влечет за собой возрастание времени обращения (записи и выдачи данных), что снижает производительность системы. Для рациональной организации процесса обработки данных в вычислительных системах используют иерархическую структуру памяти, включающую несколько видов ЗУ разной емкости и быстродействия:
оперативную память большого объема для хранения кодов команд и используемых при вычислениях данных (собственно ОЗУ, функционирующее в темпе работы магистрали);
сверхоперативную память (СОЗУ) небольшой емкости и высокого быстродействия, работающую непосредственно с центральным процессорным элементом, для хранения промежуточных данных и адресной информации;
быстродействующее ЗУ небольшого объема, в котором по мере работы процессора накапливается наиболее актуальная, т.е. часто используемая информация.
Последний вид ЗУ, называемый КЭШ – памятью (cache означает что-либо припрятанное), позволяет повысить производительность вычислений за счет быстрого выбора повторяющихся команд и данных (на порядок быстрее, чем из ОЗУ).
Выбор типов ОЗУ и их сопоставление осуществляют с помощью набора свойств и определяющих базовых параметров:
характер хранения (вид доступа, особенности сопряжения с внешними устройствами);
быстродействие (время доступа или частота выборки);
общая емкость и организация накопителя;
организация управления данными;
электрические параметры (напряжение электропитания, потребляемый ток, уровни логических напряжений и токов);
технологическое и конструктивное исполнение (элементная база, тип корпуса);
условия эксплуатации (температура, влажность).
|