Структура оперативной памяти.
Для хранения данных в компьютере содержится огромное количество схем, каждая из которых способна хранить 1 бит информации. Это хранилище битов называют оперативной памятью машины. Запоминающие схемы в оперативной памяти компьютера объединены в управляемые единицы, называемые ячейками памяти, при этом стандартный размер ячейки равен восьми битам. Совокупность из 8 битов называется байтом. Небольшие компьютеры, применяемые в бытовой технике (например, в микроволновых печах) могут содержать оперативную память, насчитывающую только несколько сотен ячеек, в то время как большие компьютеры, используемые для хранения и обработки огромных массивов данных, могут содержать миллиарды ячеек в своей оперативной памяти. Хотя понятия «право» и «лево» не применимы по отношению к внутреннему строению машины, обычно считается, что биты внутри ячейки памяти упорядочены в строке. Левый конец этой строки называют старшим концом, правый конец – младшим. Последний бит старшего конца называется старшим битом, так как если содержимое ячейки представляет собой число, то этот бит будет его старшим разрядом. Также бит, расположенный на правом конце, называется младшим битом.
Для того чтобы идентифицировать ячейки в оперативной памяти, каждой из них приписывается уникальное имя, которое называется адресом. Считается, что ячейки памяти расположены в ряд и пронумерованы в этом порядке, начиная с нуля. Такая система адресации не только позволяет единственным образом определить ячейку памяти, но также упорядочить их, позволяя употреблять по отношению к ним такие выражения, как «следующая ячейка» или «предыдущая ячейка».
Рис. 4.1. Ячейки памяти, упорядоченные по адресу.
Важным следствием того, что и ячейки оперативной памяти, и биты в каждой ячейке упорядочены, является тот факт, что все биты в оперативной памяти, по существу, выстроены в длинный ряд. Следовательно, части этого ряда могут использоваться для хранения последовательностей битов, длина которых больше длины одной ячейки памяти. В частности, даже если память разделена на ячейки размером 1 байт, то мы можем хранить цепочку из 16 битов в двух последовательно расположенных ячейках. Байты могут объединяться в ячейки, которые называются также словами. Для каждого компьютера характерна определенная длина слова — два, четыре или восемь байтов. Это не исключает использования ячеек памяти другой длины (например, полуслово, двойное слово). Как правило, в одном машинном слове может быть представлено либо одно целое число, либо одна команда. Однако, допускаются переменные форматы представления информации. Разбиение памяти на слова для четырехбайтовых компьютеров представлено в таблице:
Другим следствием представления оперативной памяти в виде упорядоченных ячеек с адресом является возможность индивидуального доступа к каждой, то есть данные, хранящиеся в оперативной памяти компьютера, могут обрабатываться в произвольном порядке. Это объясняет то, что оперативную память часто называют памятью с произвольным доступом (RAM - Random Access Memory). Для заполнения оперативной памяти схема, которая хранит биты, объединяется со схемой, необходимой для того, чтобы остальные схемы могли хранить и получать данные из ячеек памяти. Таким образом, другие схемы могут получить данные из памяти, запрашивая содержимое ячейки по определенному адресу (операцией чтения), или они могут записывать информацию в память, требуя, чтобы определенная последовательность битов была помещена в ячейку по определенному адресу (операцией записи). Функции памяти:
|
