หน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ทำงานอย่างไร

ทุกครั้งที่เราใช้อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ของเราเราใช้หน่วยความจำ แต่ในความเป็นจริงเราไม่ทราบว่าแต่ละคำสั่งการดำเนินการหรือการเคลื่อนไหวที่เรากระทำนั้นได้รับการลงทะเบียนในหน่วยความจำพร้อมใช้ตลอดเวลาอีกครั้ง

ในเอกสารนี้เราจะพยายามขจัดความสงสัยนั้นและในทำนองเดียวกันก็มีความรู้ว่าการสื่อสารเกิดขึ้นภายในคอมพิวเตอร์ได้อย่างไร

พัฒนา

หน่วยความจำหลักเป็นชุดหรือคอลเลกชันของเซลล์ขนาดเล็กที่จัดเก็บข้อมูล (ข้อมูลและคำแนะนำ) ที่จะมีการระบุเอกลักษณ์โดยที่อยู่

ในการเข้าถึงที่อยู่ที่เฉพาะเจาะจง CPU ส่งสัญญาณบนบัสที่อยู่ซึ่งมีขนาดประมาณ 32 บิตและสิ่งเหล่านี้ช่วยให้เราสามารถระบุที่อยู่หน่วยความจำที่แตกต่างกัน 4,296,967,296 (232) หน่วยกับ CPU

ในการเริ่มต้นเราจะทำให้ชัดเจนว่าการเป็นตัวแทนของตำแหน่งหน่วยความจำจะถูกแสดงด้วยระบบเลขฐานสิบหก; เหตุผลในการนี้เป็นเพราะต่อไปนี้

เมื่อพูดถึงบัสแอดเดรส 8 บิตจะสามารถเข้าถึงตำแหน่งได้ 256 ตำแหน่ง (ช่วง 00-FFh)

บนบัสแอดเดรสที่มี 20 บิตความเป็นไปได้คือ 1,048,576 (ช่วง 00000-FFFFFh)

หากเราจัดการกับที่อยู่ 16 บิตเราสามารถเข้าถึงตำแหน่ง 65,536 ตำแหน่ง (ช่วง 0000-FFFFh)

การทำงานของหน่วยความจำคล้ายกับวิธีที่ใช้ในการสั่งซื้อจดหมายโต้ตอบในที่ทำการไปรษณีย์ บิตข้อมูลที่แต่ละคนจะได้รับมอบหมายให้ที่อยู่และแต่ละที่อยู่ตรงกับตำแหน่งในหน่วยความจำ

กระบวนการจัดเก็บข้อมูลในหน่วยความจำเกิดขึ้นดังนี้:

หน่วยประมวลผลส่งที่อยู่สำหรับข้อมูล

ตัวควบคุมหน่วยความจำค้นหาตำแหน่งที่เหมาะสม

ในที่สุดโปรเซสเซอร์จะส่งข้อมูลเพื่อเขียน

การอ่านข้อมูลต้องผ่านกระบวนการที่คล้ายกัน:

หน่วยประมวลผลส่งที่อยู่ของข้อมูลที่ร้องขอ

ตัวควบคุมหน่วยความจำค้นหาบิตข้อมูลที่มีอยู่ในที่อยู่นั้น

จากนั้นส่งไปยังบัสข้อมูลของโปรเซสเซอร์

1 ประเภทของการกำหนดหน่วยความจำ

การจัดสรรหน่วยความจำสำหรับแต่ละระเบียนใหม่สามารถพิจารณาได้จาก 2 คะแนนซึ่งมีดังต่อไปนี้: ทางกายภาพและตรรกะ

ภายในนักฟิสิกส์เราสามารถเข้าถึงตำแหน่งหน่วยความจำที่แตกต่างกันผ่านวิธีการทางอิเล็กทรอนิกส์

ภายในสื่อที่เป็นตรรกะเราจะค้นหาวิธีแสดงและจัดเก็บที่อยู่

1.1 การจัดสรรเชิงตรรกะของหน่วยความจำ

หากเราพูดถึงการจัดสรรทางตรรกะเราจะพบว่ามีสิ่งต่อไปนี้อยู่:

การจัดสรรแบบไดนามิกการจัดสรรแบบคงที่

ตัวอย่างเช่นเมื่อเราทำงานในภาษาการเขียนโปรแกรมเราต้องการการจัดสรรหน่วยความจำและจะทำในวิธีต่อไปนี้ซึ่งมักจะเริ่มต้นด้วยตัวอักษรต่อไปนี้บางส่วนที่เป็นส่วนหนึ่งของหน่วยความจำ: CS, SS, DS และ มันคือ

1.2 การจัดสรรหน่วยความจำทางกายภาพ

บันทึกสามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภท:

วงจรการทำงาน: สามารถรวบรวมข้อมูลไบนารีใน flip-flop และมีประตูที่สามารถทำงานการประมวลผลข้อมูลได้

Storage register: ใช้สำหรับการจัดเก็บข้อมูลไบนารี่ชั่วคราวเท่านั้นซึ่งไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้เมื่อมันถูกถ่ายโอนเข้าหรือออกจากรีจิสเตอร์

ที่หน่วยความจำคือชุดของการจัดเก็บลงทะเบียนพร้อมกับวงจรที่เกี่ยวข้องที่จำเป็นสำหรับการถ่ายโอนข้อมูลซึ่งเรียกว่าการลงทะเบียนหน่วยความจำ วิธีนี้จะเก็บข้อมูลในกลุ่มที่เรียกว่าคำและแต่ละคำจะถูกเก็บไว้ในการลงทะเบียนหน่วยความจำ

ข้อมูลที่ถ่ายโอนไปยังองค์ประกอบเอาต์พุตจะถูกนำมาจากรีจิสเตอร์ในหน่วยความจำที่ส่งไปยังรีจิสเตอร์การดำเนินงานและผลลัพธ์ของสิ่งนี้จะถูกส่งกลับไปยังรีจิสเตอร์หน่วยความจำ

1.2.1 คุณสมบัติพื้นฐานของส่วนประกอบที่ประกอบขึ้นเป็นเซลล์ไบนารีในหน่วยความจำ

คุณสมบัติที่พึ่งพาสองสถานะสำหรับการแทนแบบไบนารีมีขนาดเล็กราคาประหยัดต่อบิตของการจัดเก็บเวลาเข้าถึงที่มีประสิทธิภาพ

ตัวอย่างเช่น: แกนแม่เหล็กไอซีเซมิคอนดักเตอร์และพื้นผิวแม่เหล็กของเทปกลองและดิสก์

คำคือเอนทิตี x-bit ที่ย้ายเข้าและออกจากที่เก็บข้อมูลเป็นหน่วยมันสามารถแสดงโอเปอแรนด์คำสั่งหรือกลุ่มของตัวอักษรและตัวเลขหรือข้อมูลรหัสไบนารี

การสื่อสารระหว่างหน่วยความจำและสภาพแวดล้อมสามารถทำได้สองสัญญาณ:

สัญญาณควบคุม: ระบุทิศทางของการถ่ายโอนที่ต้องการเมื่อต้องรวบรวมคำในการลงทะเบียนหน่วยความจำหรือเมื่อต้องถ่ายโอนคำที่จัดเก็บไว้ก่อนหน้านี้ออกจากการลงทะเบียนหน่วยความจำ

การลงทะเบียนภายนอก: หนึ่งระบุการลงทะเบียนหน่วยความจำที่เลือกจากหลักพันที่มีอยู่ อื่นระบุการกำหนดค่าบิตของคำนั้น

การลงทะเบียนที่อยู่หน่วยความจำระบุคำของหน่วยความจำที่เลือก แต่ละอันจะถูกกำหนดหมายเลขประจำตัวเริ่มต้นจาก 0 ถึงจำนวนสูงสุดของคำที่มีอยู่จากนั้นที่ตั้งหรือหมายเลขที่อยู่จะถูกถ่ายโอนไปยังที่อยู่ที่ลงทะเบียน

สัญญาณควบคุมสองสัญญาณที่ใช้กับหน่วยความจำเรียกว่าอ่านและเขียนแต่ละสัญญาณอ้างอิงโดยหน่วยความจำ

วงจรหน่วยความจำภายในยอมรับที่อยู่นี้จากการลงทะเบียนและเปิดเส้นทางที่จำเป็นเพื่อเลือกคำ

หลังจากยอมรับสัญญาณตัวใดตัวหนึ่งแล้ววงจรควบคุมภายในภายในหน่วยความจำก็มีฟังก์ชั่นที่ต้องการ ข้อมูลหลักจะถูกทำลายเมื่อมีการเขียนข้อมูลใหม่ ลำดับของการควบคุมภายในในหน่วยความจำการอ่านที่สามารถทำลายได้จะต้องจัดเตรียมสัญญาณควบคุมที่สามารถทำให้คำเรียกคืนในเซลล์ไบนารี

ข้อมูลที่ถ่ายโอนเข้าและออกจากการลงทะเบียนในหน่วยความจำและไปยังสภาพแวดล้อมภายนอกมีการสื่อสารผ่านการลงทะเบียนที่เรียกว่าการลงทะเบียนบัฟเฟอร์หน่วยความจำ เมื่อหน่วยความจำได้รับสัญญาณควบคุมการเขียนการควบคุมภายในจะตีความเนื้อหาของ register separator เป็นการตั้งค่าบิตของคำที่จะเก็บไว้ใน memory register ด้วยสัญญาณควบคุมการอ่านการควบคุมภายในจะส่งคำจากหน่วยความจำลงทะเบียนไปยังตัวคั่นเรคคอร์ด

ลำดับของการดำเนินการที่จำเป็นในการสื่อสารกับหน่วยความจำเพื่อถ่ายโอนคำภายนอกไปยัง BR คือ:

ถ่ายโอนบิตแอดเดรสของคำที่เลือกไปที่ AR เปิดใช้งานอินพุตควบคุมการอ่าน

ลำดับของการดำเนินการที่จำเป็นสำหรับการจัดเก็บใหม่

โอนบิตที่อยู่ของคำที่เลือกไปที่ MAR โอนบิตข้อมูลของคำไปยัง MBR เปิดใช้งานอินพุตควบคุมการเขียน

คุณสมบัติหน่วยความจำ:

สร้างขึ้นด้วยสารกึ่งตัวนำ IC พวกเขาเก็บข้อมูลในการลงทะเบียนหน่วยความจำในระหว่างกระบวนการอ่านเพื่อไม่ให้เกิดการสูญเสีย

แกนแม่เหล็กสูญเสียข้อมูลไบนารีที่จัดเก็บในระหว่างกระบวนการอ่านเนื่องจากต้องมีฟังก์ชั่นการควบคุมเพิ่มเติมเพื่อรีเซ็ตคำให้เป็นการลงทะเบียนหน่วยความจำ

ที่อยู่วิธีการ

โดยทั่วไปการเรียนการสอนประกอบด้วยส่วนการดำเนินงานและส่วนทิศทาง

ส่วนที่อยู่มีที่อยู่ของตัวถูกดำเนินการที่ใช้ในการดำเนินการตามคำสั่งหรือที่อยู่ที่อยู่ของตัวถูกดำเนินการอยู่; ในกรณีแรกทิศทางคือทิศทางโดยตรงที่สองคือการดำเนินการทางอ้อม

โดยตรง. คำสั่งประกอบด้วยที่อยู่ของตำแหน่งหน่วยความจำที่ตัวถูกดำเนินการอยู่ INDIRECT มีที่อยู่ซึ่งเป็นที่อยู่ของตัวถูกดำเนินการ มันมีหมายเลข N ในหน่วยความจำที่อยู่ของตัวถูกดำเนินการพบได้โดยการเพิ่มจำนวน N ไปยังหมายเลขของตัวนับของโปรแกรม มีตัวเลข N ที่สามารถเป็นบวกหรือลบได้ทันที มีตัวถูกดำเนินการเดียวกันในหมู่คนอื่น ๆ

เข้าถึงโหมด

โหมดการเข้าถึงของระบบหน่วยความจำนั้นพิจารณาจากประเภทของส่วนประกอบที่ใช้

หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่มระเบียนจะถูกแยกในอวกาศโดยแต่ละเร็กคอร์ดมีสถานที่เฉพาะในหน่วยความจำของแกนแม่เหล็กหน่วยความจำเข้าถึงตามลำดับข้อมูลที่เก็บไว้ในสื่อบางอย่างไม่สามารถเข้าถึงได้ทันที ของเวลา

สรุปผลการศึกษา

การระบุที่อยู่ไม่เพียง แต่ประกอบด้วยการดำเนินการในระดับตรรกะเพื่อให้บรรลุถึงประเภทของฮาร์ดแวร์ที่เครื่องมีความสำคัญมากและความเร็วในการดำเนินการนี้จะขึ้นอยู่กับมัน

การจัดสรรหน่วยความจำได้รับการพิจารณาจากหลายมุมมองโดยที่หนึ่งในนั้นคือการจัดสรรแบบคงที่ซึ่งหมายถึงกระบวนการจัดสรรหน่วยความจำ ณ เวลารวบรวมก่อนที่โปรแกรมที่เกี่ยวข้องจะถูกดำเนินการและในทางกลับกันเราพบการจัดสรรแบบไดนามิกหรือ โดยอัตโนมัติที่จัดสรรหน่วยความจำเมื่อจำเป็นที่รันไทม์

ด้วยวิธีนี้คุณสามารถมีความคิดที่ชัดเจนและแม่นยำมากขึ้นเกี่ยวกับวิธีการจัดสรรหน่วยความจำซึ่งเป็นหัวข้อที่ค่อนข้างน่าสนใจ

บรรณานุกรม

www.monografias.com/trabajos/memoria/memoria.shtml

es.wikipedia.org/wiki/Asignaci%C3%B3n_de_memoria#Asignaci.C3.B3n_din.C3.A1mica_de_memoria

es.wikipedia.org/wiki/Asignaci%C3%B3n_de_memoria

es.wikipedia.org/wiki/Direcci%C3%B3n_de_memoria