Эем-нің негізгі функционалдық элементтері, I бөлім

31
ЕСТЕ САҚТАУ ҚҰРЫЛҒЫСЫ
Есте  сақтау құрылғысының негізгі  сипаттамасы,  олардың классификациясы,
қазіргі кездегі  ЭЕМ-нің есте  сақтау құрылғысының иерархиялық  құрылымы, әртүрлі
типті  басқару құрылғыларының  Үлкен  Интегралдық Схемаларында  (БИС)  есте  сақтау
құрылғысын құрылу қарастырылады.
ЭЕМ-нің жады деп  ақпаратты  сақтауға  және  беруге  арналған құрылғылар
жиынтығын айтады.
Осы  жиынтыққа  кіретін  бөлек құрылғылар қандай  да  бір  типтегі  есте  сақтау
құрылғылары деп аталады.
Қандай да  бір  жады құрылғысын құру  принципі  туралы  айтылғанда  (мысалы,
жартылайөткізгіштік  есте  сақтау құрылғысы, қатты  магнитті  дисктегі  есте  сақтау
құрылғысы  және  т.с.с.) әдетте  "есте сақтау құрылғысы"  термині қолданылады,  ал
"жады"  термині - жад құрылғысы  арқылы  орындалатын  логикалық функцияға  немесе
ЭЕМ құрылғылар құрамындағы  орналасуын  орынна  ерекше  көңіл  аудару  кезінде
(мысалы, оперативтік жады, сыртқы жады және т.с.с.) қолданылады. Бұл айырмашылық
маңызды  болмаған  жағдайда  сұрақтардағы  айырмашылығы  негізгі  мағынасы  жоқ
терминдерді    "жады"  және  "есте сақтау құрылғысы"  терминдерін  синоним  ретінді
қолданамыз.
Кейбір бағалау бойынша компьютер өнімділігі әртүрлі класстарда 40-50% оның
құрамына  кіретін
әртүрлі  типті  есте  сақтау
құрылғысының
сипаттамасымен
анықталады.
Есте  сақтау құрылғысын  сипаттайтын    негізгі  параметрлерге  көлем  және
жылдамдық жатады.
Жады көлемі бұл – онда сақталатын деректердің максимал саны.
Қазірі
кезде  көбінесе  барлық
есте  сақтау құрылғыларында  минималды
адрестелетін элемент ретінде 1 байт қолданылады (1байт = 8 екілік разряд (бит)).  Сол
себептен  жады  көлемі әдетте  байтпен,  килобайтпен    (1Кбайт=2
10
байт),  мегабайтпен
(1Мбайт = 2
20
байт), гигабайтпен  (1Гбайт = 2
30
байт) және т. с. с. анықталады.
Есте  сақтау құрылғысына  бір  айналым  жасалу  кезінде  деректердің сөз деп
аталатын қандай да бір бірлігін оқу немесе жазу жүргізіледі. Бұл өз кезегінде жадыны
әртүрлі ұйымдастыруды анықтайды.  Мысалы,  1  мегабайт  сыйымдылықты  жады  1
байт  бойынша  1М  сөз  ретінде,  немесе әрқайсысы  2  байт  бойынша  512К  сөз  ретінде,
немесе 4 байт бойынша 256К сөз т.с.с. ретінде ұйымдастырылуы мүмкін.
Сонымен қатар әрбір ЭЕМ-де өзінің машиналық сөзі түсінігі қолданылады. Ол
компьютердің архитектурасын,  соның ішінде  компьютерді  программалау  кезінде
анықталатын, және жады сөзінің өлшемінен тәуелсіз берілген ЭЕМ-ді құрау барысында
қолданылады.  Мысалы,  IBM  PC  архитектуралы  компьютер  2  байт ұзындықты
машиналық сөзге ие.
Жады  жылдамдығы  айналым  операциясының  ұзақтығымен  анықталады,  яғни
жадыдан  керекті  ақпаратты  іздеуге  кеткен  және  оны  оқуға  кеткен  уақыт  бойынша
анықталады, немесе жадыда берілген ақпаратты сақтауға орын іздеуге және оны жазуға
кеткен уақытпен анықталады:
T
айналым
= max(t
оқу. айналым
, t
жазу. айналым
)
мұндағы t
оқу. айналым
– ақпаратты оқу кезіндегі ЕҚ-ның жылдамдығы; t
жазу. айналым
–
ақпаратты жазу кезіндегі ЕҚ-ның жылдамдығы.
Есте сақтау құрылғысының классификациясы
Есте  сақтау құрылғысын  бірнеше  параметр  бойынша  классификациялауға
болады.
5.1
суретте  айналым  типі  және  ЕҚ-ның  ұяшығына  рұқсатты ұйымдастыру
бойынша классификациялау көрсетілген.

32
Сурет 5.1. Есте сақтау құрылғысының классификациясы
Айналым  типі  бойынша  есте  сақтау құрылғысы  ақпаратты  жазуды  да  оқуды  да
жүзеге  асыра  алатын  және  тек қана  оқуды  жүзеге  асыра  алатын  (ROM - read  only
memory)  болып  бөлінеді.  Есте  сақтау құрылғысының бірінші  типі  процессордың
жұмыс істеу процесінде орындалып жатқан программаны, алғашқы деректерді, аралық
және  соңғы  нәтижелерді  сақтау үшін қолданылады. Әдетте  тұрақты  есте  сақтау
құрылғысында  компьютерді  іске
қосуға
қажетті  жүйелік  программалар  және
константалар сақталады. Мысалы өзгертілмейтін алгоритм бойынша басқару жүйесінде
жұмыс  жасау үшін  арналған  кейбір  ЭЕМ-де  барлық программалық  қамтамасыз  ету
тұрақты есте сақтау құрылғысында сақталуы мүмкін.
Кез-келген рұқсатты  есте  сақтау құрылғысы  (RAM - random  access  memory)
рұқсат  етілу  уақыты  жады  бөлігінің орналасу  орнынан  тәуелсіз  (мысалы,  Оперативті
есте сақтау құрылғысы)
Ақпаратты тасымалдаушының үнемі айналуының арқасында тұрақты (цикльдік)
рұқсатты  есте  сақтау құрылғысында  ақпаратты  тасымалдаушының кейбір  бөлікке
цикльдік  түрде  айналу  мүмкіндігі  бар.  Рұқсат  ету  уақыты  осы  бөлік  пен  оқу/жазу
ұшының  өзара  орналасуынан  тәуелді  және  көп  жағдайда  ақпаратты  тасымалдаушыға
айналу жылдамдығымен анықталады.
Тізбекті  рұқсатты есте  сақтау құрылғысында қажетті  бөлік  оқу/жазу ұшына
қарама-қарсы
қандай  да  бір
қажетті  орналасуда  орналаспағанша  ақпаратты
тасымалдаушының бөліктерін тізбектей қарау жүргізледі (мысалы, магниттік ленталар
– МЛ).
Жоғарыда  атап  айтқандай,  есте  сақтау құрылғысының негізгі  сипаттамасы – ол
көлемі және жылдамдығы. Идеалды есте сақтау құрылғысы шексіз үлкен көлемге және
айналымның шексіз  аз  уақыттына  ие  болуы  керек. Қолданыста  бұл  параметрлер    бір-
біріне қарама қайшылықта  болады:  белгілі  бір  типті  есте  сақтау құрылғысының бір
параметрін жақсарту, екіншісінің нашарлануына алып келеді. Сонымен қатар, еске алар
нәрсе  ол  технологиялық осындай  даму  деңгейіде қандай  да  бір  сипатты  есте  сақтау
құрылғысын  жасаудың экономикалық тиімділігі.  Сондықтан қазіргі  таңда, Нейман
болжағандай,  компьютердің есте  сақтау құрылығысы  иерархиялық принциппен
құрылады. (Сурет 5.2)