352

Cartridge tape) і відоміший під назвою стример. Відомі стримери, що забезпечують збе­рігання від 15 до 525 МБ інформації. Залежно від інформаційної місткості і фірми-ви-готовлювача змінюються і характеристики таких картриджів. Так, число доріжок може варіюватися в діапазоні від 4 до 28, довжина стрічки - від 36 до 300 м і т.д.

9.8. Короткий зміст розділу

У даному розділі розглянуті питання організації роботи з пам'яттю комп'ютера. В комп'ютері використовуються різні типи пам'яті, які, залежно від способу доступу до інформації, можуть бути класифіковані наступним чином: пам'ять з довільним досту­пом, із впорядкованим доступом та з асоціативним доступом. Кожний тип пам'яті має свої переваги та недоліки, які визначають місце його використання в комп'ютері.

Розглянута структура пам'яті комп'ютера та типи пам'яті, які входять до складу вну­трішньої та зовнішньої пам'яті комп'ютера. Приведено основні характеристики пам'яті: ємність пам'яті, організація пам'яті, швидкодія пам'яті, час доступу до пам'яті, період звернення до пам'яті, вартість. Названо типи пам'яті залежно від технології виготовлен­ня, енергозалежності, за методом доступу до даних.

Проаналізовано можливі варіанти організації регістрових файлів процесорів. По­казано обмеження, які спричиняє використання багатопортового регістрового файла. Розглянуто ряд нових структур регістрового файла: інтегрованого регістрового файла, розподіленого регістрового файла, кластерного розподіленого регістрового файла, роз­поділеного регістрового файла з керованою комутацією, розподіленого регістрового файлу з віконною організацією, ієрархічного регістрового файла. Розглянута динамічна та статична організація даних в регістрових файлах. Описана робота регістрового файла на базі черги з програмованою затримкою.

Описано галузі ефективного використання пам'яті з асоціативним доступом та принципи її роботи, зокрема, як реалізується запис нової інформації та як реалізується зчитування інформації з пам'яті з асоціативним доступом. Показано які види пошуку можна здійснювати в пам'яті з асоціативним доступом. Описано чотири основні елемен­ти організації пам'яті з асоціативним доступом: з повним паралельним асоціативним до­ступом, з неповним паралельним асоціативним доступом, з послідовним асоціативним доступом, з частково асоціативним доступом.

Описано види запам'ятовуючих пристроїв, які може містити основна пам'ять. При­ведено можливі варіанти побудови блокової пам'яті та можливості по скороченню часу доступу до інформації, які надає блокова організація пам'яті. Пояснено чим обумовле­на ефективність розшарування пам'яті. Показано як здійснюється нарощування роз-рядності основної пам'яті. Описано топологію запам'ятовуючих елементів, яка лежить в основі організації напівпровідникових ЗП. Дано пояснення призначення керуючих сигналів в мікросхемі пам'яті. Описано як побудовано ПЗП, що запрограмований при виготовленні, одноразово запрограмований після виготовлення та багаторазово програ-мовний ПЗП.

---

Приведено порядок розміщення інформації на магнітному диску. Описані типи су­часних дискових систем. Пояснено для чого використовуються масиви магнітних дисків з надлишковістю та робота шести базових типів дискових масивів RAID: RAID 0,

---

353

RAID 1,..., RAID 5 та дискових масивів, створених на їх основі. Описана робота оптич­ної пам'яті та пам'яті на магнітних стрічках.

9.9. Література для подальшого читання

Структура пам'яті комп'ютера та типи пам'яті, які входять до складу внутрішньої та зовнішньої пам'яті комп'ютера приведені в книгах [1-3,5, 7-11]. Тут же приведено основні характеристики пам'яті: ємність, організація, швидкодія, час доступу, період звернення, вартість. Класифікація різних типів пам'яті залежно від способу доступу до даних приведена в [5]. В роботі [6] було запропоновано новий тип пам'яті, яка за спо­собом доступу до даних відноситься до пам'яті з впорядкованим доступом. Принципи побудови та організації роботи пам'яті з довільним доступом детально розглянуті в літе­ратурі [8-11].

В праці [26] проведена класифікація та детально розглянуті структури та принципи організації використовуваних у комп'ютерах регістрових файлів. У роботі [22] описано віконну організацію регістрового файла. Структуру ієрархічного регістрового файла за­пропоновано в роботі [14]. У роботах [14, 15] пропонується дворівнева модель регістро­вого файла для динамічних суперскалярних архітектур, яка дозволяє зменшити кіль­кість регістрів та кількість портів. Така дворівнева організація зменшує кількість портів у три рази, а також покращує час доступу до даних на 46%. Регістровий файл процесора SPARC є також ієрархічний, оскільки містить безпосередньо регістрові вікна та асоціа­тивний регістровий кеш [16, 23]. В роботі [25] пропонується будувати регістровий файл на основі черг за принципом FIFO.

В роботах [25, 26] пропонується організувати регістровий файл на основі черги з програмованою затримкою.

Асоціативна пам'ять описана в [1]. Існує цілий ряд алгоритмів, що дозволяють орга­нізувати впорядковану вибірку даних з цієї пам'яті. Детальний 'їх опис і порівняльний аналіз можна знайти в [11].

У 1987 році Паттерсон (Patterson), Гібсон (Gibson) і Катц (Katz) з каліфорнійського університету Берклі опублікували статтю [ЗО]. У цій статті описувалися різні типи дис­кових масивів, що позначаються скороченням RAID.

9. 1 0. Література до розділу 9

1. Искусственный интеллект: В 3-х книгах. Кн. 3. Программные и аппаратные средства: Спра-вочник / Под ред. В Н. Захарова, В Ф. Хорошевского. - М.: Радио и связь, 1990. - 191 с

2. Каган Б М. Электронные вычислительные машины и системы. - М: Энергия, 1979.- 528 с

3. Каган Б М., Каневский М М. Цифровые вычислительные машины и системи. - М.: Энер­гия, 1974. - 680 с

4. Мельник А О. Програмовані процесори обробки сигналів. - Львів: Видавництво Націо­нального університету "Львівська політехніка", 2000. - 55 с

5. Угрюмов Е П. Цифровая схемотехника. - СГІб.: БХВ - Санкт-Петерберг, 2000. - 528 с

6. Мельник А О. Принципи побудови буферної сортувальної пам'яті. Вісник Державного уні­верситету "Львівська політехніка" "Комп ютерна інженерія та інформаційні технології", N 307, 1996. - С. 65-71.

---

354

7. Б Н Малиновский и др. Справочник по цифровой вычислительной технике. - К Техніка, 1980. - 320 с

8. Шигин А Г., Дерюгин А А. Цифровые внчислительные машины (память ЦВМ). - М.: Энер-гия, 1975. - 536 с

9. D. Patterson, J. Hennessy. Computer Architecture. A Quantitative Approach. Morgan Kaufmann Publishers, Inc. 1996.

10. Patterson, D. A., & Hennessy, J. L. Computer Organization and Design, The Hardware/Software Interface, 2nd ed , San Mateo, CA: Morgan Kaufmann, 1997.

11. Метлицкий Б А., Каверзнев В В. Системи параллельной памяти. Теория, проектирование, применение. Под ред. В И. Тихонова. - Л., 1989.

12. David J. Kuck. The Structure of Computers and Computations. John Wiley & Sons, Pittsburgh, Pennsylvania, 1978.

13. S.Y. Kung, VLSI Array Processors, Prentice Hall, 1988.

14. Marcio Merino Fernandes, Josep Llosa, Nigel Topham. Using Queues for Register File Organiz­ation in VLIW Architectures. Technical Report ECS-CSG 29-97, Dept of Computer Science, University of Edinburgh, 1997.

15. Henk Corporaal, Microprocessor Architectures: From VLIW to TTA, John Wiley & Sons, Inc., New York, NY, 1997.

16. Greg Blank and Steve Krueger. SuperSPARC: A fully integrated superscalar processor. In Hot Chips III. A Symposium on High-Performance Chips, IEEE, August 1991.

17. CEVA: CEVA-X1620 Datasheet. CEVA, 2005.

18. Texas Instruments: TMS320C64x Technical Overview. 2005. - www.ti.com

19. S. Rixner, W. Dally, B. Khailany, P. Mattson, U. Kapasi. Register organization for media processing. International Symposium on High Performance Computer Architecture (HPCA), pp. 375-386, 2000.

20. Balasubramonian, R., Dwarkadas, S., Albonesi, D. Reducing the Complexity of the Register File in Dynamic Superscalar Processor. In Proceedings of the 34th International Symposium on Microarchi­tecture, December 2001.

21. R. M. Russell. The CRAY-1 computer system. Communications oftheACM,21(l):63-72, Jan. 1978.

22. R. Ravindran, R. Senger, E. Marsman, G Dasika, M. Guthaus, S. Ma Alice, and R. Brown. Incr­easing the Number of Effective Registers In a Low-Power Processor Using a Windowed Register File. Proc. 2003

23. David L. Weaver and Tom Germond. The SPARC Architecture Manual, Version9. Sparc Interna­tional and PTR Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1994.

24. Мельник А О. Спеціалізовані системи реального часу: конспект лекцій. - Львів: навч ви­дання, 1996. - 53 с.

25. Мельник А О., Сало А М. Методика проектування паралельного процесора на основі пам'яті з детермінованою вибіркою // Вісник НУ "Львівська політехніка". - № 546, 2005. - С. 96-101.

26. Мельник А О., Сало А М. Регістровий файл.// Вісник НУ "Львівська політехніка", 2007. -С. 96-101.

27. Rolf Hakenes. A novel low-power microprocessor architecture, www.lccd-conference. org/proc-eedlnss/2000/08010 141.pdf

28. Gregory W. A Comparison of Circuits for On-Chip Programmable Crossbar Switches // 10th NASA Symposium on VLSI Design, Albuquerque, NM, March 20-21, 2002.

29. www.xilinx.com

30. Patterson, Gibson, Katz. A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID).

---

355

9.11. Питання до розділу 9

1. Поясніть принципи організації пам яті з довільною вибіркою

2. Як зв язані адреса і ємність пам'яті?

3. Назвіть операції пам'яті

4. Опишіть структуру пам'яті комп'ютера

5. Які типи пам'яті входять до складу внутрішньої пам'яті комп'ютера?

6. Які типи пам'яті входять до складу зовнішньої пам'яті комп'ютера?

7. Які типи пам'яті є в процесорі?

8. Які операції визначає поняття "звернення до пам'яті"?

9. Назвіть основні характеристики пам'яті

10. Які одиниці вимірювання використовуються для вказівки ємності пам яті?

11. Що таке "організація пам'яті"?

12. Якими характеристиками описується швидкодія пам'яті?

13. Що таке час доступу до пам'яті?

14. Що таке період звернення до пам яті?

15. У чому полягає відмінність між часом доступу і періодом звернення до пам'яті?

16. Назвіть типи пам'яті залежно від технології виготовлення

17. Які одиниці використовуються для оцінки вартості пам'яті?

18. Назвіть типи енергонезалежної пам'яті

19. Назвіть типи енергозалежної пам'яті

20. Приведіть класифікацію пам'яті за методом доступу до даних

21. Що таке регістровий файл процесора?

22. Чи є регістри регістрового файла програмно доступними? Як це розуміти?

23. Наведіть типи регістрових файлів

24. Наведіть структуру інтегрованого регістрового файла

25. Як здійснюється запис даних до інтегрованого регістрового файла?

26. Як здійснюється зчитування даних з інтегрованого регістрового файла?

27. На що впливає збільшення кількості портів інтегрованого регістрового файла?

28. Що таке розподілений регістровий файл?

29. Приведіть організацію кластерного розподіленого регістрового файла

30. Яка перевага кластерного розподіленого регістрового файла в порівнянні з інтегрованим регістровим файлом?

31. Як організовано кластерний розподілений регістровий файл процесора TMS320C6xx?

32. Приведіть організацію розподіленого регістрового файла з керованою комутацією

33. Як працює розподілений регістровий файл з віконною організацією?

34. Що дає застосування ієрархічного регістрового файла?

35. Поясніть різницю між динамічною та статичною організацією даних в регістрових файлах

36. Які переваги в динамічній організації збереження даних в регістрових файлах порівняно із статичною?

37. Поясніть роботу регістрового файла на базі черги з програмованою затримкою

38. Де ефективно використовувати пам'ять з асоціативним доступом?

39. Поясніть принципи роботи пам'яті з асоціативним доступом

40. Для чого використовується регістр збігів у пам'яті з асоціативним доступом?

41. Поясніть призначення маски в пам'яті з асоціативним доступом

42. Як реалізується запис нової інформації в пам'ять з асоціативним доступом?

43. Як реалізується зчитування інформації з пам'яті з асоціативним доступом?

44. Які види пошуку можна здійснювати в асоціативному ЗП?

45. Назвіть чотири основні елементи організації пам'яті з асоціативним доступом

---

Смотрите также файлы

• Екологія посібник.doc

• LR3_[5405].doc

• Питання до модуля 1 з АК.doc

• Питання до 1 модуля з КЕ.doc

• ДБН В.3.2-2-2009_Жил_здания_реконст_кап_ремонт.doc