ПАМЯТЬ ЭВМ
, совокупность технич.
устройств и процессов, обеспечивающих запись, хранение и воспроизведение
информации в ЭВМ. Память - основная часть любой вычислит. системы или отд.
вычислит. машины, она реализуется аппаратурно - в виде комплекса взаимосвязанных
запоминающих
устройств (ЗУ) - и программными средствами. Максимальное количество
информации, к-рое может храниться в П. ЭВМ (ёмкость), определяется суммарной
ёмкостью всех ЗУ, а быстродействие П. ЭВМ зависит как от быстродействия
отд. ЗУ, так и от принципов их организации в единую систему памяти и способов
обмена информацией внутри этой системы. С увеличением ёмкости П. ЭВМ её
быстродействие, как правило, снижается за счёт возрастания времени, необходимого
для поиска нужной информации в больших массивах, а также вследствие увеличения
времени пробега импульсов по электрич. цепям.
Память совр. ЭВМ строится в виде многоступенчатой
иерархич. системы, что обеспечивает экономически оправданное удовлетворение
противоречивых требований - большой ёмкости и высокого быстродействия.
В иерархию П. ЭВМ обычно входят: внешняя память очень большой ёмкости (сотни
миллионов слов), в к-рой массивы информации хранятся на магнитных лентах;
ещё
одна ступень внешней памяти, меньшей ёмкости и более высокого быстродействия,
- на магнитных барабанах и магнитных дисках; внутренняя,
или оперативная, память, к-рая в ЭВМ 3-го поколения чаще наз. главной памятью,
с ёмкостью до сотен тыс. и млн. слов и циклом обращения от десятых долей
до неск. мксек (быстродействие оперативной памяти, входящей в состав
процессора,
должно
быть соизмеримо с быстродействием последнего, т. к. выполнение любой арифметич.
или логич. операции связано с извлечением информации из
оперативной памяти
и записью туда полученных результатов); сверхоперативная память, объединяющая
наиболее часто используемые ячейки оперативной памяти и имеющая ёмкость
в неск. десятков или сотен слов и цикл обращения от сотых до десятых долей
мксек;
регистры - ЗУ ёмкостью в одно слово в различных блоках процессора;
постоянная память (долговременная, односторонняя) для хранения табличных
данных, коэфф., подпрограмм и
микропрограмм;
буферная память
как промежуточное звено при обмене между ЗУ различных уровней П. ЭВМ.
Существ. ускорение вычислит. процесса за
счёт уменьшения числа обращений к гл. памяти может быть достигнуто использованием
т. н. магазинной (гнездовой, стековой) памяти, представляющей собой набор
отд. словарных регистров, одноимённые разряды к-рых соединены между собой
цепями сдвига. Применение магазинной памяти приводит также к уменьшению
места, отводимого в гл. памяти для хранения программ, и позволяет избегать
запоминания содержимого регистров в главной памяти при переходе к подпрограммам
или при прерывании данной программы внешними сигналами.
Учитывая, что все совр. высокопроизводит.
ЭВМ работают в режиме мультипрограммирования, при к-ром в них реализуется
выполнение неск. программ одновременно, исключительную важность приобретает
вопрос организации обмена информацией между внешней и оперативной памятью.
В системах с простым обменом в оперативной памяти в каждый данный момент
времени размещается только одна программа или часть её, в системах с распределением
оперативной памяти в последней может находиться одновременно неск. целевых
программ или их частей. При этом не надо производить обмен каждый раз,
когда обработка целевой программы заканчивается, т.к. др. целевые программы
или их части уже находятся в П. ЭВМ и готовы к обработке.
Распределением П. ЭВМ называется процесс
размещения информации (блоков данных или команд) в ЗУ различных уровней
для наиболее эффективного использования всей ёмкости П. ЭВМ, рациональной
организации вычислит. процесса и сокращения времени решения задачи. Статич.
распределение П. ЭВМ производится программистом при анализе задачи и составлении
программы, т. е. до начала решения задачи. Однако это существенно затрудняет
работу программиста, к-рый в процессе программирования должен всё время
следить, где на данном этапе находится нужная информация, какие запоминающие
ячейки и поля П. ЭВМ заняты или свободны и Т. д. При работе в режиме мультипрограммирования
статич. распределение П. ЭВМ оказывается практически нереализуемым, т.
к. программист не может заранее предусмотреть всех возможных ситуаций,
возникающих при решении одновременно неск. задач. Поэтому распределение
П. ЭВМ должно выполняться в самой ЭВМ автоматически в процессе исполнения
программ. Такой метод наз. динамич. распределением П. ЭВМ. При этом во
избежание случайного вторжения программой одной задачи в области П. ЭВМ,
занятые информацией, относящейся к другой задаче, предусматривается защита
памяти, благодаря к-рой при попытке обращения к запрещённым блокам
П. ЭВМ происходит автоматич. прерывание программы. При динамич. распределении
П. ЭВМ внутренний обмен информацией между оперативной и внешней памятью
удаётся организовать так, что пользователь (программист) как бы имеет в
своём распоряжении одну оперативную память очень большой ёмкости, ограниченной
только разрядностью адреса в команде. На самом деле эта память- виртуальная
(кажущаяся), т. к. в любой данный момент времени только небольшая часть
информации, содержащейся в виртуальной памяти, физически находится в оперативном
ЗУ.
Для нахождения информации в массиве П.
ЭВМ применяют методы адресного (по номеру ячейки П. ЭВМ) и ассоциативного
(по содержанию самой информации) поисков. Различают следующие виды адресации:
неявную (подразумеваемый адрес), когда в команде не указывается адрес операнда
(адрес подразумевается в коде операции команды); непосредственную, когда
в команде содержится не адрес операнда, а сам операнд; прямую, при к-рой
исполнит. адрес содержится в самой команде; относительную, при к-рой адрес
формируется суммированием адресной части команды с содержанием т. н. базового
регистра; косвенную, когда в команде указывается адрес (номер) ячейки ЗУ,
в к-рой, в свою очередь, содержится адрес операнда. Ассоциативный поиск
осуществляется в ассоциативных запоминающих устройствах. Дальнейшим
развитием последних являются многофункциональные ЗУ, в которых реализуются
не только функции сравнения, как в простых ассоциативных ЗУ, но и некоторые
функции логической и арифметической обработки информации.
Лит.: Ассоциативные запоминающие
устройства, под ред. Л. П. Крайзмера, Л., 1967; Крайзмер Л. П., Устройства
хранения дискретной информации, 2 изд., Л., 1969; Крайзмер Л. П., Матюхин
С. А., Найоркин С. Г., Память кибернетических систем (Основы мнемологии),
М., 1971; Балашов Е. П., Кноль А. И., Многофункциональные запоминающие
устройства, Л., 1972; Каган Б. М., Каневский , Цифровые вычислительные
машины и системы, 2 изд., М., 1973.
А. В. Гусев, Л. П. Крайзмер.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я