Studopediya

КАТЕГОРИЯ:


Физическа и логическа организация на системи за компютърни памети

Преди това, на физическото организацията на технологията за памет в компютъра, трябва да обърнете внимание на следното:

1. памет в компютър е организация с много нива.

2.Pamyat класифицирани по метода на достъп до данните.

- Всички видове спомени, които имат адрес модели, работещи на принципа на реципрочност към едно съответствие между всеки елемент от набор адресно пространство, и всеки елемент от множеството от данни, съхранени в паметта.

- Памет със сериен достъп премахва възможността за произволен достъп елемент памет, достъпът до което се определя от последователността на алгоритъма в структурата на паметта с хомогенна организация или алгоритъм последователен достъп от най-високата към най-ниското ниво в организацията на няколко нива (файлова система).

- Използва асоциативна памет като елемент на търсене на данни в асоциативен атрибут памет (етикет, чийто код като ключ, адрес или адрес част от паметта, която съхранява копие може да се използва). Благодарение на тези данни може да се намира навсякъде в паметта, нарушаване на принципа на едно-към-едно кореспонденция, типични за целенасочени спомените на конструкциите.

3. Що се отнася до метод за съхранение.

-staticheskie

- динамичен

- постоянен

-Flash памет

4.Pamyat в компютъра има модулна структура. Който се основава на модулен принцип, което позволява образуването на променлива единица за съхранение обем чрез увеличаване или намаляване на броя на модулите в конфигурацията.

Физическата памет на компютърната система е разделена на външна и оперативно. Външна памет е предназначен за дългосрочно съхранение на информация и се съхраняват в пасивно състояние на компютърна система, дори в изключено състояние.

Външна памет в съвременните компютърни системи, прилагани предимно върху магнитни ленти и дискове, както и различни видове енергонезависима памет.

Външна памет е физически се прилага като устройства входно-изходна система, които са в комуникация с процесора и паметта чрез изход интерфейс вход, функционирането на която се основава на два различни архитектурни решения: автобусна система и вход изходни канали.

Що се отнася до паметта, физическата и логическа организация, която е предмет на разглеждане на тази тема, структурно разделен на две части: устройство за съхранение и контролното устройство или контролера на паметта.

Контролерът на паметта е координатор на паметта, тя е свързана с интерфейси към процесор и входно изходна система, получаваме от тях, търсене на данни за записване на техните спомени, така че четенето от него.

След получаване на искането, контролерът го на свой ред се отнася до устройство за съхранение (памет), в съответствие с приоритета поставя, предпочитайки вход изходна система, организира комуникация с интерфейс на паметта в съответствие с протокола, който ги свързва.



Функционални възможности на контролера на паметта са в пряка зависимост от сложността на функционалността на системата. Например, в симетрични многопроцесорни системи и контролера на паметта е искания за координатор за данни от всички процесори на системата, като ги с изпълнението на временно блокиране или ако данните вече са обработени по друг процесор, като по този начин дава възможност на кохерентността на данните в системата.

Modern памет в компютърните системи за съхранение метод се отнася в повечето случаи до динамична памет, която изисква периодично по време на работа в режим на паметта на възстановяване, т.е. регенерация цикли по време на които от страна на външни агенти блокирани с достъп до паметта. Организирането на тези цикли и тяхната честота е включена във функциите на контролера.

За да се намали влиянието на цикъла на регенерация на капацитета на паметта на работа стомана различни методи. Това е, от една страна, използването на модулна технология за изграждане на паметта с организацията на банките и разслояване, тоест, с поставяне на данни с дори и нечетни адреси в различни модули (чипове) памет, която може едновременно да допаднат на цикъла на паметта, като по този начин комбиниране на данни проба един модул към друг регенерация цикъл, при липсата на режим пакет за вземане на проби, т.е. едновременно вземане на проби за четните и нечетните адресни данни.

Също така започва да се използва за автоматично клетките на паметта режим регенерация, за да бъдат достъпни за данни за четене и вътрешен режим регенерация на всички клетки на паметта на чип. Но за тази цел във всеки чип памет трябваше да се изгради вътрешен контролер и го повери с гореспоменатите и други функции, освобождавайки външен контролер за Bole други важни задачи.

Що се отнася до самите архитектура на паметта, които са предназначени за съхранение,

запис на данни и четене е възможно да се отбележи следното.

Използвайки като елементи за съхранение в начален етап на изчислителната техника, електронни лампи и впоследствие феритни сърцевини и крайния резултат от кликване върху технология, полупроводници, които използват капацитивни свойства стане изолиран източване на БНТ. крайната цел на тези промени е, и ще обърне внимание на следните задачи:

- Увеличаване на капацитета на паметта

-Увеличаване производителност

-Увеличаване Надеждност съхранение и намалена консумация на енергия на паметта.

Ако системата паметта на съвременните 32-битови компютри, с адрес шина за достъп до паметта в 32-битов, ви дава възможност да изградят своя капацитет да 4GBT, компютърът 2 и 3 поколения, с феритни капацитет на паметта дори на суперкомпютри на времето се оценява само на десетки и стотици дължина на кабела, така капацитет памет BESM6 национално суперкомпютър в момента е okolo768kbt, дори преди да достигнат граничните мегабайта.

Скокът в размера на паметта се е появил с въвеждането на технология за производство на устройства за съхранение на полупроводниковата памет, с което капацитета на паметта пристъпи мегабайт линия. Един от първия компютър, който имаше памет е IBM7030 v1961godu.Razmer паметта й беше 2MGBT. Дизайн работа в тази машина се използва по-късно в известния сериал на машина IBM360 и IBM370. Тези машини, с адрес автобуса за достъп до паметта в 24-битов имаха възможност да се увеличи обема на своите спомени за 16 MGBT. С въвеждането на 32-битова шина на компютър, като например ESA370, IBM4381 памет, макар и да не се мести граница гигабайт, но е в състояние да се увеличи с 16 do64mgbt.

Съвременните компютърни системи Zarhitektury като например Z9BC имат възможност да изградят 64GBT като 64-битова шина, а дори и преди EVMZ10 1,5TRBT.

Що се отнася до вътрешния ни компютър RAM машини ЕС Row 3 (ES1046, ES1066) достигна 8Mgbt, машини, които са били, за да продължи своя исторически път на развитие на този етап.

Имаше и компютърен клас суперкомпютър, проектиран за отбранителна система цели за противоракетна отбрана, която имаше по-голям капацитет на паметта, като например проекта M13 (размерът на RAM, че суперкомпютърът е в състояние да разшири do34mgbt).

Друга една от основните характеристики на физическата организация на паметта е времето за вземане на проби на данни, което е за второто поколение на компютри с магнитна сърцевина памет, 10-12mksk. Това беше само с въвеждането на паметта на полупроводници, докато проба данни е намален по поръчка и е 1.5 do0,5mksk.

Динамична памет според техния характер и начин на съхранение, въпреки по-опростена структура от статиката е най-инерция т.е. бавна част от компютърната система и значително намаляване на дори цикъла на лечение към тях такива останки в момента.

Това е причината, за конструиране на памет на няколко нива в компютърните системи, което включва в регистъра файлове и броя на различните нива на буферна памет с висока скорост, се провежда на статични (тригери) елементи за съхранение.

Модерна архитектура изчислителни системи оперира с такива понятия като виртуален картографиране памет за физическа памет, която изглежда ще на оперативна и външна памет. Това е станало възможно в резултат на идеи, представени от британски учени в университета в Манчестър, същността на която е да се разделят на концепциите за размера на адресното пространство на определен размер на адреса на RAM в системата. По този начин, на адресното пространство на системата е станала, независимо от размера на паметта и беше представен в изхвърляне на програмиста като виртуална памет, като му дава достатъчно възможност при писане на програми, не се ограничава размера на RAM.

За изпълнение на тази идея го взе въвеждането на понятия като логически адреси и виртуални страници, които представляват определена област с еднакъв размер, който е трябвало да се прекъсне всички виртуален адрес памет пространство за съхранение.

Real памет започва да пробие в физически страници, размерът на които отговаря на размера на виртуалната страница.

Всъщност, съдържанието на виртуалната памет могат да бъдат в RAM и тогава виртуалната страница придобива статута на физическото, и във всеки оторизиран площ на RAM за операционната система, самостоятелно или в противен случай памет външна памет.

Следователно системата за изчислителна прилагане механизъм за виртуализация съхранение трябва да има механизъм за преместване на съдържанието на виртуални страници с външната памет в оперативната и обратно по време на изпълнението на програмите. Този механизъм е известен като файлова система, динамичен механизъм за пренасочване, например, IBM или механизъм системи страница преобразуване INTEL процесор преобразува виртуални адреси на физически адреси.

Той въвежда понятието за логически адреси. Адресите на инструкции и данни, създадени по време на изпълнение на инструкциите в процесора придобили статут на логика, тъй като е престанала да отговаря на физическите адреси на паметта, а само точка до мястото, в адресното пространство на програмния код.

Освен това, системата става възможно съществуване на няколко виртуални адресни пространства, с тяхното схеми преобразуване на логическите адреси на физически такива.

Виртуален memory- е обект система, разгледани на нивото на операционната система, и следователно е по-целесъобразно да се характеризира структура от гледна точка на логическата организация на паметта.

Преди да се даде описание на логическата организация на паметта, трябва да се отбележи, че разглеждането на физическата памет е байт Поради това е минималната адресируема единица е байта, и следователно всички измерения на конструктивните елементи на логическата организация на паметта трябва да е кратна на цяло число от байтове в тях.

Програмата работи с такива понятия като операторът, операнди, константи, променливи, изразени в цифрова или символична форма. В резултат на кода на предаване, са двоични кодове, състоящи се от цяло число от байтове, които са поставени в паметта по време на изпълнение на програмата. Bytes се комбинират в думи, думи на низ, нанизи от страницата, страница сегмент.

За логическата организация на паметта е важно байта по разположение ред в паметта. Приета позициониране последователност от байтове в паметта от ляво на дясно, увеличаване на стойността на техните адреси на устройството.

Разделяне на страници виртуална и физическа памет и сегменти дава възможност не само за картографиране на виртуални страници в физическа памет, но също така и да се описват областта на линейното пространство и физическата памет, в съответствие с тяхното предназначение и правата за достъп от страна на програмите в така наречените дескриптори, съответстващи на всеки сегмент, и всяка страница , По този начин, механизмът за защита се осъществява с достъп до основната памет.

И така, на нивото на операционната система разполага с механизъм дял страници виртуална и физическа памет и сегменти, които той използва като инструмент за формиране на логическа структура на системната памет. Но има области, за които физическо адресиране се използва само в RAM. В тези области, операционната система обикновено поставя таблици, използвани при превръщането на логическите адреси на паметта на физически адреси. A. също различни видове сервизна информация, до която достъпът е разрешен само от нейна страна. Тези области са известни като времето - разпределени области на паметта, размерът на които се определя от системите за системна архитектура и експлоатация.

Налице е плосък и многоизмерен модел на логическата памет. Концепцията за модел с плосък памет, свързана с организацията на RAM предложено от фон Нойман, тоест, с поставянето на команди и данни в широката зона на физическата памет, дава правото на контрол по реда на тяхното настаняване на програмист. Този модел е създаден някои трудности и изисква допълнителни усилия от програмиста при писане на програми. Първият опит за подобряване на модела плосък памет е въвеждането на механизма на сегментацията на отделни зони за инструкции и данни. Този модел става известен като плосък защитени, в който областта на обучението и данни все още може да се намира в рамките на размера на физическата памет, но в нейните различни области, достъп до която е посочена от първоначалните сегмент адрес дескриптори, а размерът е ограничен до стойността, посочена в тях , Така се изпълнява в прост механизъм за защита на паметта. Тази технология е като технология памет модел в архитектурата Harvard, но прилага за цялата физическа памет за инструкции и данни. В бъдеще, мулти сегмент е въведен плосък модел памет, в която различни части са предназначени не само за съхранение на инструкции и данни започнаха да се контролират от механизма на защита.

Моделът на памет се превърна многомерен с въвеждането на виртуалната памет, в която логическите адреси стават разделени на няколко части, всяка от които се подлагат на Справочна таблица. Броят на механизми, участващи в преобразуването определя множеството измерения на логическа памет. Когато паметта страница адреси става едномерен, което се подлага на трансформация в най-простата си образуват групата, състояща се от най-незначителните битове на логически адрес. Броят на цифрите в една група, а по-скоро с мощност от 2, определя, че броят на битовете, определя броя на виртуалните страници в виртуалната памет. LSB логично преобразуване адрес не е изложена и определи отместването, т.е. местоположението на данните във физическия страницата. Тъй като броят на виртуалните страници на паметта е достатъчно голям, старши групови бита на логически адрес се разделят на няколко групи. В резултат, вместо на единен механизъм за реализация на маса използва няколко комплекта от по-малки маси. Броят на таблици в комплекта ще се определя от степента определя от броя на адресните битове в групата след групата на ниски адреси на логическите адреси и номера на комплекта е равен на броя на редовете в селата на каталога, чийто размер зависи от броя на цифрите в групата, която определя размера на директория , Описаната по-горе структура се характеризира в случай на разделяне на старши бита групата логически адрес на три части.

Помислете какъв хардуер е необходима, за да я превърне в логическите адреси на физическите адреси.

Както бе споменато по-горе, по-младата група от бита на логическия адрес преобразуването не е изложена и се компенсира, че е първият байт данни местонахождението в адресната страница на физическото.

Поетапното механизъм конвертиране логически адрес във физическо (за разделяне на високата част на логическия адрес на две части) в следния ред:

1.Proizvoditsya хареса на реда в таблицата, една група от висши категории определя логично адрес интерпретира като указател страница. Таблица намира в RAM. Адрес линия се образува чрез добавяне на базовия адрес, се посочва началото на таблицата в местоположението на паметта, и предварително заредени в регистъра на системата в процесора. Вторият план е кодът на групата на висшите категории.

2. В резултат на директория се прочита от линията памет, която съдържа атрибути и страница база за маса, адрес, съответстващи на тази линия на стоките.

3. Организира цикъл на лечение в паметта в един ред в таблицата на страниците. Row адрес е образувана чрез добавяне на базовия адрес прочете от указателя, и низ код, съответстваща на стойността на бита в групата след заустването на група директория.

4. Прочетете линия от таблица страница съдържа базовия адрес на физическото страницата в паметта, което идва на лятото, когато чрез добавяне на стойността на групата на младите бита на логически адрес, представляваща изместването в района на страницата се генерира физически адрес на достъп до паметта.

И така, в съответствие с описаната по-горе алгоритъм в хардуера подкрепа за преобразуване на логическите адреси във физически включват:

1. Област на паметта разпределени за съхраняване на масите. Тази зона е пространството, в което не разполага с механизъм преобразуване ефект.

2. Наличие на контрол регистри в процесора, за съхраняване на базовия адрес сочи към началото местоположение на таблицата в паметта.

3. ехидна за извършване на операциите на допълнение и адресна аритметика.

4. Наличието на буферни регистри или напълно асоциативни памети кеш за съхраняване на резултатите от етапа на логическите адреси на физически трансформации.

Последно хардуер, необходими за повишаване на производителността на системата, тъй като не е необходимо да се извършва всеки път, пълен цикъл трансформация, когато се появи на достъп до паметта в рамките на една физическа страница, координатите на които се изчисляват на първо да жалбата си.

Въвеждането на допълнителен механизъм сегментация за конвертиране на логическите адреси прави двумерен модел памет. механизъм сегментация генерира линейно адресно пространство на виртуалната памет, която включва преобразуването на сегментите, които са поставени в програмните кодове и данни, като по този начин се определя логично памет едно измерение, второто измерение определя механизъм преобразуване страница, въвеждане на паметта като набор от виртуални страници.

Трябва да се отбележи, че виртуалната сегментация памет идеология в компютърните системи се третират по различен начин. Например, на сцената на сегментация в процеса на трансформация на логическите адреси на физическите адреси в системите на IBM (IBM360, IBM370, Zarhitektury сървър) е неразделна част от превръщането на етап страница, като предишната стъпка преди етапа на страница за реализация, както и в sistemahINTEL, тя се контролира от само по-старата част на адреса на логически адрес, средняя часть адреса и младшая группа адресов участвует только при страничном преобразовании. Тем самым осуществляя неразделимую логическую связь между этапами, разбивая виртуальную память вначале на сегменты- области большого размера а потом сегменты на страницы.

В серверах Zархитектуры размер виртуального адреса был увеличен до64 разрядов, что дало возможность адресовать виртуальную память объемом до 16 эксабайт. Что же касается многомерности логической памяти в этих серверах, то аппаратная часть их дает возможность иметь до4х типов виртуальных независимых друг от друга адресных пространств с количеством пространств в двух из них по 64К и в двух оставшихся по 16 со своими табличными преобразованиями для каждого типа, которые используются для построения виртуальных логических образований- логических партиций ,в каждой из которых функционирует своя операционная система . Каждый тип виртуальных адресов, связан с типом своей виртуальной памятью подвержен одному и тому же механизму преобразования со своими наборами таблиц. Следовательно, следуя понятиям и терминологии, рассмотренными выше, память в этих серверах можно считать набором из 4х типов одномерных виртуальных памятей с пятиэтапным преобразованием ,имеющими пять видов областей: страница, сегмент, регион1, регион2, регион3.

Схема преобразования виртуальных адресов в серверах Zархитектуры

<== Предишна лекция | На следващата лекция ==>
| Физическа и логическа организация на системи за компютърни памети

; Дата: 03.01.2014; ; Прегледи: 391; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



ailback.ru - Studopediya (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото допълнение , Al IP: 66.102.9.26
Page генерирана за: 0.052 сек.