Свойства внутренней памяти компьютера: Внутренняя память компьютера, ее свойства и характеристики :: SYL.ru — ПКРЕГИОН компьютерный магазин в Екатеринбурге недорогой техники каталог и цены с доставкой

Содержание

Внутренняя память компьютера, ее свойства и характеристики :: SYL.ru

Каждый пользователь знает, что существует внутренняя память компьютера, но мало кто понимает, насколько она разнообразна, сколько существует различных её подтипов. Разбирая ПК, максимум, на что сможет указать неопытный человек, — это ОЗУ и жесткий диск. Давайте разберёмся, какие устройства внутренней памяти компьютера существуют.

Что это такое

Для начала введём определение. Внутренняя память компьютера — это устройство для хранения программ и данных, которые в конкретный момент времени участвуют в вычислении процессором. Говоря простым языком, когда вы запускаете на персональном компьютере какое-либо приложение, процессор пользуется ОЗУ, как листком бумаги, записывая на него исходные данные и промежуточные вычисления. Выделяют следующие виды внутренней памяти компьютера — постоянную и оперативную.

Особенности

Независимо от того, о чем идёт речь, нам необходимы критерии для определения качества запоминающего устройства. Назовём главные характеристики внутренней памяти компьютера:

Общий объём. Он играет немаловажную роль. От него зависит, сколько информации можно разместить одновременно в кэше, а значит, и быстродействие компьютера. Иногда процессору нужно хранить обширные объёмы данных. При малых размерах памяти они просто не поместятся, и приложение будет «тормозить».
Быстродействие. Оно же — время доступа. Определяет, насколько быстро происходит взаимодействие центрального процессора и памяти. От этого параметра зависит, как скоро будет проходить процесс записи-считывания байт данных в запоминающее устройство. В отличие от объёма памяти, пользователь не способен повышать этот параметр сверх конретного уровня, поскольку он определяется конструктивными особенностями, а также существующими технологиями и интерфейсом подключения.

Свойства

При рассмотрении темы статьи нельзя не упомянуть про свойства внутренней памяти компьютера. Информатика выделяет несколько критериев, по которым можно характеризовать ее.

Дискретность. Это такое свойство, позволяющее определить структуру любого вида памяти на компьютере. Внутренняя память состоит из множества ячеек, каждая из которых хранит всего 1 бит информации — минимальный неделимый объём. Ячейки объединяются в группы разрядов, хранящие по 8 бит, что равно 1 байту данных.
Адресуемость. Каждая ячейка памяти компьютера имеет свой адрес, к которому обращается процессор при работе, при необходимости извлечения данных.
Энергозависимость и энергонезависимость. В зависимости от типа рассматриваемой памяти, можно выделить эти подгруппы. Зависимость от электропитания означает, что при выключении компьютера все данные из памяти удаляются.

К внутренней памяти компьютера относятся ОЗУ, ПЗУ, кэш, CMOS и видеопамять, рассмотрим их поподробнее.

ПЗУ

Постоянное запоминающее устройство. Было названо так, потому что данные, хранящиеся в нём, не подлежат изменению и предназначены исключительно для считывания. Содержимое этой памяти заполняется непосредственно при изготовлении, сюда могут входить программы для обслуживания персонального компьютера, поддержки операционной системы и устройств ввода-вывода, поэтому её называют ROM BIOS.

Однако эта память соответствовала своему названию исключительно на первом этапе своего создания. С развитием технологий стали выпускаться перепрограммируемые ПЗУ, для того чтобы можно было изменять их содержание в условиях эксплуатации.

Оперативная память

ОЗУ (оперативное записывающее устройство) по объёму является основным представителем внутренней памяти и служит для работы с информацией. Название приходит из функционала. Скорость взаимодействия с процессором настолько высока, что проходят доли секунды между запросом и ответом. Обозначается оперативная память как RAM — Random Access Memory.

ОЗУ хранит в себе все данные работающей программы. Поэтому и процессор способен работать с ней только после того, как она будет записана в оперативную память (ОП). Для взаимодействия с жестким диском ЦПУ обращается к буферу — еще одному виду ОП.

Главным недостатком (или конструктивной особенностью) оперативной памяти является её энергозависимость. То есть при выключении питания персонального компьютера все данные, которые в ней записаны, теряются. Основными характеристиками RAM являются:

объем;
разрядность;
быстродействие.

Внутренняя память компьютера недостаточного объёма сильно снижает производительность. При недостатке RAM некоторые программы могут работать медленно, а некоторые откажутся запускаться вовсе.

Кэш

Ещё один вид памяти персонального компьютера, являющийся самым быстродействующим. Кэш является посредником между центральным процессором и оперативной памятью. В нем хранятся наиболее часто используемые фрагменты RAM. Поскольку время обращения ЦПУ к нему намного меньше, то и среднее время работы процессора с «оперативкой» уменьшается.

CMOS-RAM

Специально выделенный участок внутренней памяти персонального компьютера для хранения его конфигурации. Своё название он получил от одноимённой технологии, которая обладает невысоким энергопотреблением. Эта память считается энергонезависимой, поскольку информация в ней не теряется при отключении питания ПК. Однако это не совсем так. Если вы вдруг забыли свой пароль от компьютера, вам достаточно снять крышку с системного блока, найти на материнской плате батарейку-таблетку и вынуть её. Без этого аккумулятора все настройки компьютера, включая пароль, будут обнулены.

Видео

Ещё одна внутренняя память персонального компьютера, служащая для хранения графической информации. В персональном компьютере существует 2 способа её реализации.

Первый — это встроенная видеокарта. В этом случае память реализуется на материнской плате. Второй вариант реализации видеопамяти — на встраиваемой видеокарте. Как и при работе с оперативкой, от объёма зависит количество информации, обрабатываемой центральным процессором, и скорость её вывода на экран. От объёма видеопамяти зависит быстродействие мощных графических редакторов, высококачественного видео и современных игр.

Развитие

Внутренняя память компьютера развивалась постепенно, проходя множество этапов. Говоря об ОП, можно выделить следующие её виды в порядке совершенствования:

SIMM — самый первый прообраз оперативной памяти персонального компьютера. Имел 30 контактов общей длиной в 89 миллиметров. В настоящий момент найти такую планку практически невозможно.
SIMM на 72 контакта являлась следующим шагом в развитии, но имела ещё большие размеры — примерно 103 миллиметра.
DIMM — оперативная память, которую застали обычные пользователи. Была популярна вплоть до 2001 года.
После всех предыдущих этапов наступила эра памяти формата DDR (184 контакта). Эта технология в корне меняет подход к проектированию. Вместо ускорения частоты обмена данными в ней увеличивается количество данных, передаваемых за один такт.
DDR2 — имеющая 204 контакта, она должна была увеличить скорость работы и взаимодействия с процессором в 2 раза по сравнению со своим предшественником.
DDR3 — очередной виток эволюции памяти, имеющей повышенные характеристики.
DDR4 — вышедшая во втором квартале 2014 года в массовые продажи оперативная память. Имеет 288 контактов и увеличенную в 2 раза пропускную способность.

Вывод

Прочитав эту статью, вы узнали, что такое внутренняя память компьютера, каково её строение, виды и характеристики. В жизни это может мало пригодиться, разве что для сдачи экзаменов в университете или общего самообразования.

Функции внутренней памяти компьютера

Каждый пользователь знает, что существует внутренняя память компьютера, но мало кто понимает, насколько она разнообразна, сколько существует различных её подтипов. Разбирая ПК, максимум, на что сможет указать неопытный человек, – это ОЗУ и жесткий диск. Давайте разберёмся, какие устройства внутренней памяти компьютера существуют.

Что это такое

Для начала введём определение. Внутренняя память компьютера – это устройство для хранения программ и данных, которые в конкретный момент времени участвуют в вычислении процессором. Говоря простым языком, когда вы запускаете на персональном компьютере какое-либо приложение, процессор пользуется ОЗУ, как листком бумаги, записывая на него исходные данные и промежуточные вычисления. Выделяют следующие виды внутренней памяти компьютера – постоянную и оперативную.

Особенности

Общий объём. Он играет немаловажную роль. От него зависит, сколько информации можно разместить одновременно в кэше, а значит, и быстродействие компьютера. Иногда процессору нужно хранить обширные объёмы данных. При малых размерах памяти они просто не поместятся, и приложение будет «тормозить».
Быстродействие. Оно же – время доступа. Определяет, насколько быстро происходит взаимодействие центрального процессора и памяти. От этого параметра зависит, как скоро будет проходить процесс записи-считывания байт данных в запоминающее устройство. В отличие от объёма памяти, пользователь не способен повышать этот параметр сверх конретного уровня, поскольку он определяется конструктивными особенностями, а также существующими технологиями и интерфейсом подключения.

Свойства

Дискретность. Это такое свойство, позволяющее определить структуру любого вида памяти на компьютере. Внутренняя память состоит из множества ячеек, каждая из которых хранит всего 1 бит информации – минимальный неделимый объём. Ячейки объединяются в группы разрядов, хранящие по 8 бит, что равно 1 байту данных.
Адресуемость. Каждая ячейка памяти компьютера имеет свой адрес, к которому обращается процессор при работе, при необходимости извлечения данных.
Энергозависимость и энергонезависимость. В зависимости от типа рассматриваемой памяти, можно выделить эти подгруппы. Зависимость от электропитания означает, что при выключении компьютера все данные из памяти удаляются.

К внутренней памяти компьютера относятся ОЗУ, ПЗУ, кэш, CMOS и видеопамять, рассмотрим их поподробнее.

Оперативная память

CMOS-RAM

Видео

Первый – это встроенная видеокарта. В этом случае память реализуется на материнской плате. Второй вариант реализации видеопамяти – на встраиваемой видеокарте. Как и при работе с оперативкой, от объёма зависит количество информации, обрабатываемой центральным процессором, и скорость её вывода на экран. От объёма видеопамяти зависит быстродействие мощных графических редакторов, высококачественного видео и современных игр.

Развитие

SIMM – самый первый прообраз оперативной памяти персонального компьютера. Имел 30 контактов общей длиной в 89 миллиметров. В настоящий момент найти такую планку практически невозможно.
SIMM на 72 контакта являлась следующим шагом в развитии, но имела ещё большие размеры – примерно 103 миллиметра.
DIMM – оперативная память, которую застали обычные пользователи. Была популярна вплоть до 2001 года.
После всех предыдущих этапов наступила эра памяти формата DDR (184 контакта). Эта технология в корне меняет подход к проектированию. Вместо ускорения частоты обмена данными в ней увеличивается количество данных, передаваемых за один такт.
DDR2 – имеющая 204 контакта, она должна была увеличить скорость работы и взаимодействия с процессором в 2 раза по сравнению со своим предшественником.

DDR3 – очередной виток эволюции памяти, имеющей повышенные характеристики.
DDR4 – вышедшая во втором квартале 2014 года в массовые продажи оперативная память. Имеет 288 контактов и увеличенную в 2 раза пропускную способность.

Вывод

Компью́терная па́мять (устройство хранения информации, запоминающее устройство) — часть вычислительной машины, физическое устройство или среда для хранения данных, используемая в вычислениях в течение определённого времени. Память, как и центральный процессор, является неизменной частью компьютера с 1940-х годов. Память в вычислительных устройствах имеет иерархическую структуру и обычно предполагает использование нескольких запоминающих устройств, имеющих различные характеристики.

В персональных компьютерах «памятью» часто называют один из её видов — динамическая память с произвольным доступом (DRAM), — которая используется в качестве ОЗУ персонального компьютера.

Задачей компьютерной памяти является хранение в своих ячейках состояния внешнего воздействия, запись информации. Эти ячейки могут фиксировать самые разнообразные физические воздействия. Они функционально аналогичны обычному электромеханическому переключателю и информация в них записывается в виде двух чётко различимых состояний — 0 и 1 («выключено»/«включено»). Специальные механизмы обеспечивают доступ (считывание, произвольное или последовательное) к состоянию этих ячеек.

Процесс доступа к памяти разбит на разделённые во времени процессы — операцию записи (сленг. прошивка, в случае записи ПЗУ) и операцию чтения, во многих случаях эти операции происходят под управлением отдельного специализированного устройства — контроллера памяти.

Также различают операцию стирания памяти — занесение (запись) в ячейки памяти одинаковых значений, обычно 00₁₆ или FF₁₆.

Наиболее известные запоминающие устройства, используемые в персональных компьютерах: модули оперативной памяти (ОЗУ), жёсткие диски (винчестеры), дискеты (гибкие магнитные диски), CD- или DVD-диски, а также устройства флеш-памяти.

Содержание

Функции памяти [ править | править код ]

Компьютерная память обеспечивает поддержку одной из функций современного компьютера, — способность длительного хранения информации. Вместе с центральным процессором запоминающее устройство являются ключевыми звеньями так называемой архитектуры фон Неймана, — принципа, заложенного в основу большинства современных компьютеров общего назначения.

Первые компьютеры использовали запоминающие устройства исключительно для хранения обрабатываемых данных. Их программы реализовывались на аппаратном уровне в виде жёстко заданных выполняемых последовательностей. Любое перепрограммирование требовало огромного объёма ручной работы по подготовке новой документации, перекоммутации, перестройки блоков и устройств и т. д. Использование архитектуры фон Неймана, предусматривающей хранение компьютерных программ и данных в общей памяти, коренным образом переменило ситуацию.

Любая информация может быть измерена в битах и потому, независимо от того, на каких физических принципах и в какой системе счисления функционирует цифровой компьютер (двоичной, троичной, десятичной и т. п.), числа, текстовая информация, изображения, звук, видео и другие виды данных можно представить последовательностями битовых строк или двоичными числами. Это позволяет компьютеру манипулировать данными при условии достаточной ёмкости системы хранения (например, для хранения текста романа среднего размера необходимо около одного мегабайта).

К настоящему времени создано множество устройств, предназначенных для хранения данных, основанных на использовании самых разных физических эффектов. Универсального решения не существует, у каждого имеются свои достоинства и свои недостатки, поэтому компьютерные системы обычно оснащаются несколькими видами систем хранения, основные свойства которых обуславливают их использование и назначение.

Физические основы функционирования [ править | править код ]

В основе работы запоминающего устройства может лежать любой физический эффект, обеспечивающий приведение системы к двум или более устойчивым состояниям. В современной компьютерной технике часто используются физические свойства полупроводников, когда прохождение тока через полупроводник или его отсутствие трактуются как наличие логических сигналов 0 или 1. Устойчивые состояния, определяемые направлением намагниченности, позволяют использовать для хранения данных разнообразные магнитные материалы. Наличие или отсутствие заряда в конденсаторе также может быть положено в основу системы хранения. Отражение или рассеяние света от поверхности CD, DVD или Blu-ray-диска также позволяет хранить информацию.

Классификация типов памяти [ править | править код ]

Следует различать классификацию памяти и классификацию запоминающих устройств (ЗУ). Первая классифицирует память по функциональности, вторая же — по технической реализации. Здесь рассматривается первая — таким образом, в неё попадают как аппаратные виды памяти (реализуемые на ЗУ), так и структуры данных, реализуемые в большинстве случаев программно.

Доступные операции с данными [ править | править код ]

Память только для чтения (read-only memory, ROM)
Память для чтения/записи

Память на программируемых и перепрограммируемых ПЗУ (ППЗУ и ПППЗУ) не имеет общепринятого места в этой классификации. Её относят либо к подвиду памяти «только для чтения» [1] , либо выделяют в отдельный вид.

Также предлагается относить память к тому или иному виду по характерной частоте её перезаписи на практике: к RAM относить виды, в которых информация часто меняется в процессе работы, а к ROM — предназначенные для хранения относительно неизменных данных [1] .

Метод доступа [ править | править код ]

Последовательный доступ (англ. sequential access memory, SAM ) — ячейки памяти выбираются (считываются) последовательно, одна за другой, в очерёдности их расположения. Вариант такой памяти — стековая память.
Произвольный доступ (англ. random access memory, RAM ) — вычислительное устройство может обратиться к произвольной ячейке памяти по любому адресу.

Организация хранения данных и алгоритмы доступа к ним [ править | править код ]

Адресуемая память — адресация осуществляется по местоположению данных.
Ассоциативная память (англ. associative memory, content-addressable memory, CAM ) — адресация осуществляется по содержанию данных, а не по их местоположению (память проверяет наличие ячейки с заданным содержимым, и если таковая(ые) присутствует(ют) возвращает её(их) адрес(а) или другие данные с ней(ними) ассоциированные).
Магазинная (стековая) память (англ. pushdown storage ) — реализация стека.
Матричная память (англ. matrix storage ) — ячейки памяти расположены так, что доступ к ним осуществляется по двум или более координатам.
Объектная память (англ. object storage ) — память, система управления которой ориентирована на хранение объектов. При этом каждый объект характеризуется типом и размером записи.
Семантическая память (англ. semantic storage ) — данные размещаются и списываются в соответствии с некоторой структурой понятийных признаков.

Назначение [ править | править код ]

Буферная память (англ. buffer storage ) — память, предназначенная для временного хранения данных при обмене ими между различными устройствами или программами.
Временная (промежуточная) память (англ. temporary (intermediate) storage ) — память для хранения промежуточных результатов обработки.
Кеш-память (англ. cache memory ) — часть архитектуры устройства или программного обеспечения, осуществляющая хранение часто используемых данных для предоставления их в более быстрый доступ, нежели кэшируемая память.
Корректирующая память (англ. patch memory ) — часть памяти ЭВМ, предназначенная для хранения адресов неисправных ячеек основной памяти. Также используются термины relocation table и remap table.
Управляющая память (англ. control storage ) — память, содержащая управляющие программы или микропрограммы. Обычно реализуется в виде ПЗУ.
Разделяемая память или память коллективного доступа (англ. shared memory, shared access memory ) — память, доступная одновременно нескольким пользователям, процессам или процессорам.

Организация адресного пространства [ править | править код ]

Реальная или физическая память (англ. real (physical) memory ) — память, способ адресации которой соответствует физическому расположению её данных;
Виртуальная память (англ. virtual memory ) — память, способ адресации которой не отражает физического расположения её данных;
Оверлейная память (англ. overlayable storage ) — память, в которой присутствует несколько областей с одинаковыми адресами, из которых в каждый момент доступна только одна.

Удалённость и доступность для процессора [ править | править код ]

Первичная память (сверхоперативная, СОЗУ) — доступна процессору без какого-либо обращения к внешним устройствам.

регистры процессора (процессорная или регистровая память) — регистры, расположенные непосредственно в АЛУ;
кэш процессора — кэш, используемый процессором для уменьшения среднего времени доступа к компьютерной памяти. Разделяется на несколько уровней, различающихся скоростью и объёмом (например, L1, L2, L3).

Вторичная память — доступна процессору путём прямой адресации через шину адреса (адресуемая память). Таким образом доступна оперативная память (память, предназначенная для хранения текущих данных и выполняемых программ) и порты ввода-вывода (специальные адреса, через обращение к которым реализовано взаимодействие с прочей аппаратурой).

Третичная память — доступна только путём нетривиальной последовательности действий. Сюда входят все виды внешней памяти — доступной через устройства ввода-вывода. Взаимодействие с третичной памятью ведётся по определённым правилам (протоколам) и требует присутствия в памяти соответствующих программ. Программы, обеспечивающие минимально необходимое взаимодействие, помещаются в ПЗУ, входящее во вторичную память (у PC-совместимых ПК — это ПЗУ BIOS).

Положение структур данных, расположенных в основной памяти, в этой классификации неоднозначно. Как правило, их вообще в неё не включают, выполняя классификацию с привязкой к традиционно используемым видам ЗУ [2] .

Рассмотрим память компьютера, которая по отношению к процессору является внутренней. Внутренняя память компьютера – это место хранения информации, с которой он работает. Внутренняя память компьютера является временным рабочим пространством. Информация во внутренней памяти не сохраняется при выключении питания. Такая память в свою очередь также различается по типам:

ОЗУ (оперативное запоминающие устройство)

ПЗУ (постоянное запоминающие устройство)

Оперативная память или ОЗУ

Оперативная память (RAM – Random Access Memory) – это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. Иными словами, в ОЗУ хранится информация, с которой ведется работа в данный момент времени.

В ячейку можно записать только 0 или 1, т.е. 1 бит информации. Такая ячейка так и называется – «бит». Это наименьшая частица памяти компьютера и в связи с этим память имеет битовую структуру, которая определяет такое свойство оперативной памяти, как дискретность .

Оперативную память в компьютере размещают на стандартных панельках, называемых модулями. Модули вставляются в соответствующие разъемы на материнской плате. Такая конструкция облегчает процесс замены или наращивания памяти. Количество модулей зависит от нужного вам объема ОЗУ. Важнейшей характеристикой модулей оперативной памяти является быстродействие, которое зависит от максимально возможной частоты операций записи или считывания информации из ячеек памяти. Современные модули памяти обеспечивают частоту до 800 МГц, а их информационная емкость достигает 2 Гб. Hynix разработала модули памяти DDR2-800 объемом в 2 Гб

Рис.1 Модуль памяти

Мы знаем, что ОЗУ энергозависима, поэтому в целях сохранения, хранимой в ней информации необходимо подзаряжать ячейки этой памяти, этот процесс называется регенерация ОЗУ. Иными словами под регенерацией понимается восстановление заряда ячеек.

Различают динамическую память (DRAM) и статическую память (SRAM).

Память типа DRAM

DRAM (Dynamic Random Access Memory, динамическая оперативная память с произвольным доступом) – тип памяти, содержимое которой может сохраняться только в том случае, если оно будет обновляться через короткие интервалы времени. Динамическому ОЗУ нужна регенерация. DRAM применяется для производства модулей оперативной памяти.

Основное преимущество этого типа памяти состоит в том, что ее ячейки упакованы очень плотно, т.е. в небольшую микросхему можно упаковать много битов, а значит, на их основе можно построить память большей емкости. Ячейки памяти в микросхеме DRAM – это крошечные конденсаторы, которые удерживают заряды.

Память типа sram

SRAM (Static RAM, статическая память) – после записи данных в ячейки статической памяти они могут сохранять свое значение сколько угодно (в отличие от динамической памяти). SRAM имеет более высокое быстродействие, чем динамическая оперативная память, и может работать на той же частоте, что и современные процессоры. Время доступа SRAM не более 2 нс, это означает, что такая память может работать синхронно с процессорами на частоте 500 МГц или выше. Все это определило использование ее в качестве буферной кэш-памяти.

Подведём итоги сравнения оперативной памяти:

малое число элементов на одну ячейку, откуда высокая плотность упаковки, большой объем памяти на одном кристалле;

малое потребление мощности.

необходимость периодического перезаряда элементов памяти, а это: уменьшает быстродействие, усложняет схемы обслуживания памяти;

при отсутствии питания стирается вся информация.

в связи с дороговизной память типа SRAM используется, в основном только как КЭШ L1 и L2 1

маленькая плотность упаковки

Постоянная память или ПЗУ

Первую свою команду процессор находит в памяти, которая в отличие от магнитных и оптических дисков является внутренней и, в отличие от ОЗУ, энергонезависимой, т.е. хранит информацию постоянно, даже после выключения компьютера.

Такая память действительно существует и называется ПЗУ (ROM – Read Only Memory, память только для чтения) – постоянное запоминающее устройство. Микросхема ПЗУ устанавливается так, что ее память занимает нужные адреса. Поэтому процессор, когда начинает свою работу, в постоянную память, заготовленную для него заранее. Из ПЗУ можно только читать информацию.

В постоянной памяти хранятся программы, необходимые для запуска компьютера и «зашитые» в нее при изготовлении. Основное назначение этих программ состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособной компьютерной системы сразу после включения.

Итак, в ПЗУ хранится информации об устройствах компьютера, т.е. параметры и характеристики монитора, жесткого диска, мыши и т.д. для того, чтобы при включении компьютера, прежде чем начать работу, можно было убедиться, что все они работоспособны.

Необходима такая память, в которую можно было бы записывать информацию (в отличие от ПЗУ) и которая была бы энергонезависимой (отличие от ОЗУ). И такая память действительно существует и по технологии изготовления называется она CMOS.

CMOS – это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки, расположенной на материнской плате. Заряда батарейки хватает на несколько лет. CMOS используется для хранения информации о составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы. Наличие этого вида памяти позволяет отслеживать время и календарь, даже если компьютер выключен. Таким образом, программы записанные в ПЗУ, считывают информацию о составе оборудования компьютера из микросхемы CMOS, после чего выполняют тестирование устройств ПК.

Cash (запас) обозначает быстродействующую буферную память между процессором и основной памятью. Кэш служит для частичной компенсации разницы в скорости процессора и основной памяти – туда попадают наиболее часто используемые данные. Когда процессор первый раз обращается к ячейке памяти, ее содержимое параллельно копируется в кэш, и в случае повторного обращения в скором времени может быть с гораздо большей скоростью выбрано из кэша [1, С.39-40].

Она увеличивает производительность, поскольку хранит наиболее часто используемые данные и команды «ближе» к процессору, откуда их можно быстрее получить. Кэш-память напрямую влияет на скорость вычислений и помогает процессору работать с более равномерной загрузкой.

Новинки имеют кэш-память емкостью до 32 Мб

Еще один вид памяти – это видеопамять, то есть память, используемая для хранения изображения, выводимого на экран монитора. Эта память обычно входит в состав видеоконтроллера – электронной схемы, управляющей выводом изображения на экран. Он обычно выполняется в виде специальной платы, вставляемой в разъем системной шины компьютера, но на многих компьютерах он входит в состав системной (материнской) платы. Видеоконтроллер получает от микропроцессора компьютера команды по формированию изображения, конструирует это изображение в своей служебной памяти – видеопамяти, и одновременно преобразует содержимое видеопамяти в сигнал, подаваемый на монитор-видеосигнал.

В видеопамяти размещаются данные, отображаемые адаптером на экране дисплея. Видеопамять обычно имеет объем 256 Кбайт, на некоторых моделях видеоадаптера объем видеопамяти может быть увеличен до 512 Мбайт.

Память компьютера — Информатика — Уроки

Урок № 8. Тема: Компьютерная память.

Цели урока:

Учебная: сформировать понятие компьютерная память, изучить основные виды компьютерной памяти, ее назначение и свойства.
Развивающая: развитие логического мышления, расширение кругозора.
Воспитательная: развитие познавательного интереса, воспитание информационной культуры.

Ход урока

Внутренняя и внешняя память.

Работая с информацией, человек использует не только свои знания, но и книги, справочники и другие внешние источники. На прошлых уроках было отмечено, что информация хранится в памяти и на внешних носителях. Заученную информацию человек может забыть, а записи сохраняются надежнее.

У ПК тоже есть два вида памяти: внутренняя (оперативная) и внешняя (долговременная) память.

Внутренняя память – это электронное устройство, которое хранит информацию, пока питается электроэнергией. При отключении ПК от сети информация из оперативной памяти исчезает. Программа во время ее выполнения хранится во внутренней памяти компьютера.

Условно внутреннюю память можно разделить на две части = ОЗУ + ПЗУ

В ПЗУ хранятся программы, необходимые для запуска компьютера и «зашитые» в нее при изготовлении. Основное назначение этих программ состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособность компьютерной системы сразу после включения. Эта часть памяти называется память только для чтения.

Структура внутренней памяти компьютера.

Все устройства ПК производят определенную работу с информацией (программами и данными). А как же представляется в ПК сама информация? Для ответа на этот вопрос заглянем внутрь компьютерной памяти. Структуру внутренней памяти можно условно изобразить в виде таблицы

биты
0	1	0	1	1	0	0	0
0	1	0	0	1	1	0	1
1	0	1	1	0	0	0	1

Наименьший элемент памяти ПК называется битом памяти. В нашей таблице каждая клетка изображает бит. Можно понять, что у слова «бит» есть два значения: единица измерения информации и частица памяти ПК. Эти понятия связаны между собой.

По таблице видно, что в каждом бите может храниться в данный момент одно из двух значений: единица или ноль. Использование двух знаков для представления информации называется двоичным кодированием. Так вот данные и программы в памяти ПК хранятся в виде двоичного кода. Мы с вами уже знаем. Что один символ двоичного алфавита несет 1 бит информации. Значит. Что в одном бите памяти содержится 1 бит информации.

Битовая структура определяет первое свойство внутренней памяти – Дискретность.

Дискретные объекты, это те объекты которые составлены из отдельных частиц. Например, песок дискретен, так как состоит из песчинок. (Сахар, Соль, крупы) «песчинками» компьютерной памяти являются биты.

Второе свойство внутренней памяти ПК – адресуемость. Восемь расположенных подряд битов памяти образуют байт. Мы уже знаем, что это слово так же обозначает единицу количества информации, равную 8 битам. Следовательно, в одном байте памяти хранится один байт информации. Во внутренней памяти все байты пронумерованы. Нумерация начинается с нуля. Порядковый номер байта называется его адресом. Принцип адресуемости означает, что: запись информации в память, а так же чтение ее из памяти производится по адресам. Память можно представить как многоквартирный дом, в котором каждая квартира это байт, а номер квартиры это адрес. Для того чтобы почта дошла по назначению нужно точно и правильно указать адрес. Именно так, по адресам обращается процессор к внутренней памяти ПК.

Внешняя память – это устройство хранения информации на внешних магнитных носителях (лентах, дисках), оптических дисках. Сравнительно новым видом внешней памяти является флэш-память. Сохранение информации на внешних носителях не требует постоянного электропитания.

Носители и устройства внешней памяти Устройства внешней памяти – это устройства чтения и записи информации на внешние носители. Информация на внешних носителях хранится в виде файлов. Что такое файл, вы узнаете позже.

Важнейшим устройством внешней памяти на современных ПК являются накопители па магнитных дисках (НМД), или дисководы.

Прочитайте в учебнике на странице 38.

Другим видом носителя являются оптические диски (другое их название – лазерные диски). Сначала появились лазерные диски, на которые информация записывается только один раз. Стереть или перезаписать ее невозможно. Это CD-ROM диски. Позже были изобретены перезаписываемые лазерные диски – CD-RW. На них можно записывать и стирать информацию, и снова записывать. Носители, которые пользователь может извлекать из дисковода называются сменными. Наибольшей информационной емкостью из сменных носителей обладают лазерные диски типа DVD. Объем информации на таких дисках измеряется в гигабайтах. И если ваш дисковод поддерживает этот формат, то ваш ПК можно использовать как DVD плеер.

Карты памяти (также называют flash-карта, или просто flash) — самый современный носитель информации. Это небольшая коробочка или пластинка, которая запоминает информацию на flash-микросхеме. Информация на ней пишется и читается очень быстро.

Домашнее задание: параграф № 6. вопросы 1,7.

Структура внутренней памяти компьютера — Студопедия

Наименьший элемент памяти компьютера называется битом памяти.

В каждом бите памяти может храниться в данный момент одно из двух значений: нуль или единица. Использование двух знаков для представления информации называется двоичной кодировкой.

Данные и программы в памяти компьютера хранятся в виде двоичного кода.

Один символ двухсимвольного алфавита несёт 1 бит информации. В одном бите памяти содержится один бит информации.

В информатике часто используется величина, называемая байтом и равная 8 битам. И если бит позволяет выбрать один вариант из двух возможных, то байт, соответственно, 1 из 256 (28). Наряду с байтами для измерения количества информации используются и более крупные единицы:

1 Кбайт (один килобайт) = 2¹⁰ байт = 1024 байта;
1 Мбайт (один мегабайт) = 2¹⁰ Кбайт = 1024 Кбайта;
1 Гбайт (один гигабайт) = 2¹⁰ Мбайт = 1024 Мбайта.

Например, книга содержит 100 страниц; на каждой странице – 35 строк, в каждой строке – 50 символов. Объем информации, содержащейся в книге, рассчитывается следующим образом:

Страница содержит 35 × 50 = 1750 байт информации. Объем всей информации в книге (в разных единицах):

1750 × 100 = 175 000 байт.
175 000 / 1024 = 170,8984 Кбайт.
170,8984 / 1024 = 0,166893 Мбайт.

Битовая структура определяет первое свойство внутренней памяти компьютера — дискретность.

Второе свойство внутренней памяти компьютера — адресуемость.

Восемь расположенных подряд битов памяти образуют байт. Нумерация байтов во внутренней памяти пронумерована и начинается с нуля. Порядковый номер байта называется его адресом.

Принцип адресуемости означает, что запись информации в память, а также чтение её из памяти производится по адресам.

Основные характеристики модулей оперативной памяти:

· объем памяти,

· время доступа.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ или RAM)

ОЗУ — быстрая, полупроводниковая, энергозависимая память. ОЗУ имеет сравнительно небольшой объем — обычно от 64 до 512 Мбайт, тем не менее, центральный процессор имеет оперативный (быстрый) доступ к данным, записанным в ОЗУ (на извлечение данных из ОЗУ требуется не более нескольких наносекунд). В ОЗУ хранятся исполняемая в данный момент программа и данные, с которыми она непосредственно работает. Это значит, что когда мы запускаем какую-либо компьютерную программу, находящуюся на диске, она копируется в оперативную память, после чего процессор начинает выполнять команды, изложенные в этой программе. Часть ОЗУ, называемая «видеопамять», содержит данные, соответствующие текущему изображению на экране. ОЗУ — это память, используемая как для чтения, так и для записи информации. При отключении электропитания информация в ОЗУ исчезает, что объясняется энергозависимостью.

От количества установленной в компьютере оперативной памяти напрямую зависит возможность, с какими программами вы сможете на нем работать. При недостаточном количестве оперативной памяти многие программы вовсе не будут работать, либо станут работать очень медленно.

Часто для оперативной памяти используют обозначение RAM (Random Access Memory), то есть память с произвольным доступом.

Виды компьютерной памяти и их сравнение. Свойства оперативной памяти

1. Виды компьютерной памяти и их сравнение. Свойства оперативной памяти.

Память ЭВМ
Внутренняя память
ОЗУ
ПЗУ
Внешняя память
Носители
магнитные
оптические
ОЗУ — оперативное запоминающее
устройство (энергозависимая память для
чтения и записи информации)
ПЗУ — постоянное запоминающее
устройство (энергонезависимая память
только для чтения информации)

3. Внутренняя память

Процессор компьютера может работать
только с теми данными, которые хранятся
в ячейках его оперативной памяти.
Рассмотрим принципиальную схему ее
организации (не путать с техническими
элементами) .
Память можно представить наподобие
листа из тетради в клеточку. В каждой
клетке может храниться в данный момент
только одно из двух значений: нуль или
единица.

4. Структура внутренней памяти

Байты
Биты
0-й байт
0
1
0
1
1
0
0
0
1-й байт
1
1
0
0
1
1
0
1
2-й байт
1
0
1
0
1
1
1
1
3-й байт
0
0
1
0
1
0
0
1
…

5. Бит

• Ячейка памяти, хранящая один двоичный
знак, называется «бит».
• Бит – наименьшая частица памяти
компьютера.
Следовательно, у слова «бит» есть два
смысла: это единица измерения
количества информации и частица памяти
компьютера. Оба эти понятия связаны
между собой следующим образом:
В одном бите памяти хранится один
бит информации.

6. Свойства внутренней памяти:

• Дискретность
Дискретные объекты состоят из отдельных частиц.
Например, песок дискретен, т.к. состоит из песчинок.
Память состоит из отдельных ячеек – битов.
• Адресуемость
Во внутренней памяти компьютера все байты
пронумерованы. Нумерация начинается с нуля.
Порядковый номер байта называется его адресом.
Занесение информации в память, а также извлечение
ее из памяти, проводится по адресам.
Память можно представить как и многоквартирный дом, в
котором каждая квартира – это байт, а номер квартиры
– это адрес. Для того, чтобы почта дошла по
назначению, необходимо указать правильный адрес.
Именно так, по адресам, обращается к внутренней
памяти процессор компьютера.
Внешняя
память
Магнитные
устройства
Оптические
устройства
НМЛ
(стриммеры)
НМД
(дисководы)
кассетные
накопители на
магнитной ленте
накопители на
магнитных дисках
накопители на
гибких дисках
накопители на
жестком диске
(винчестер)
CD-ROM
оптические
(лазерные) диски

8. Внешняя память

функцией
внешней
памяти
ВОсновной
накопителях
на гибких
магнитных
дисках
компьютера
является
способностьна жестких
(НГМД
или дискетах)
и накопителях
долговременно
большой
объем в
магнитных
дисках хранить
(НЖМД или
винчестерах),
информации
(программы,
документы, аудиооснову
записи, хранения
и считывания
и видеоклипы
и т. д.).
информации
положен
магнитный принцип, а в
лазерных
дисководах
— оптический принцип.
Устройство,
которое обеспечивает
запись/считывание информации, называется
накопителем или дисководом, а хранится
информация на носителях (например,
дискетах).

9. Гибкие магнитные диски

Гибкие магнитныеёмкость
диски (floppy
disk)
Информационная
дискеты
помещаются
в пластмассовый
корпус.
невелика
и составляет
всего 1.44 Мбайт.
Такой носитель
Скорость
записи и информации
считывания
называетсятакже
дискетой
. Дискета
информации
мала (около
50
вставляется
в дисковод, вращения
вращающий
Кбайт/с)
из-за медленного
диск
с постоянной
диска
(360
об./мин). угловой скоростью.
Магнитная
головка
дисковода гибкие
В целях
сохранения
информации
устанавливается
на определенную
магнитные
диски следует
предохранять
концентрическую
дорожку
диска,полей
на
от воздействия
сильных
магнитных
которую и записывается
(или привести
и нагревания,
так как это может
считывается) информация.
к размагничиванию
носителя и потере
информации.

10. Жесткий диск

Жесткий диск (HDD — Hard Disk Drive) относится к
несменным дисковым магнитным накопителям.
Первый жесткий диск был разработан фирмой
IBM в 1973 г. и имел емкость 16 Кбайт.
Жесткие магнитные диски представляют собой
один или несколько дисков, покрытых слоем
ферромагнитного материала, размещенных на
одной оси, заключенных в металлический корпус
и вращающихся с высокой угловой скоростью.
За счет множества дорожек на каждой стороне
дисков и большого количества дисков
информационная емкость жестких дисков может
в десятки тысяч раз превышать
информационную емкость дискет и достигать
сотен Гбайт. Скорость записи и считывания
информации с жестких дисков достаточно
велика (около 300 Мбайт/с) за счет быстрого
вращения дисков (7200 об./мин).

11. Винчестер

Часто жесткий диск называют винчестер. Бытует
легенда, объясняющая, почему за жесткими дисками
повелось такое причудливое название.
Первый жесткий диск, выпущенный в Америке в начале
70-х годов, имел емкость по 30 Мб информации на
каждой рабочей поверхности. При его разработке
инженеры использовали краткое внутреннее
название «30-30». В то же время, широко известная в
той же Америке магазинная винтовка О. Ф.
Винчестера «Winchester 30-30» имела калибр — 0.30;
может грохотал при своей работе первый винчестер
как автомат или порохом от него пахло — не ясно, но с
той поры стали называть жесткие диски
винчестерами.

12. Лазерные диски и дисководы

Лазерные дисководы используют
оптический принцип чтения
информации.
На лазерных дисках CD (CD —
Compact Disk, компакт диск) и DVD
(DVD — Digital Video Disk,
цифровой видеодиск) информация
записана на одну спиралевидную
дорожку (как на грампластинке),
содержащую чередующиеся
участки с различной отражающей
способностью. Лазерный луч
падает на поверхность
вращающегося диска, а
интенсивность отраженного луча
зависит от отражающей
способности участка дорожки и
приобретает значения 0 или 1.

13. Устройства на основе flash-памяти

Устройства на основе flashпамяти
Flash-память — это энергонезависимый
тип памяти, позволяющий
записывать и хранить данные в
микросхемах. Устройства на основе flash-
памяти не имеют в своём составе
движущихся частей, что обеспечивает
высокую сохранность данных при их
использовании в мобильных устройствах.
Флеш-память была открыта Фудзи Масуока,
когда он работал в Toshiba в 1984.
В последнее время устройства на основе флешпамяти (флеш-карты, флеш-накопители)
вытеснили из употребления дискеты.
USB Flash Drive(флэшка или флеш-накопитель)
— носитель информации, подключаемый к
компьютеру или иному считывающему
устройству через стандартный разъём USB.

14. Файловая организация

Информация на внешних носителях имеет
файловую организацию. В переводе с
английского слово «файл(file)» означает
«папка».
Файл – это информация, хранящаяся на
внешнем носителе и объединённая общим
именем.
Файлы имеют свои названия, из называют
именами файлов.

15. Вопросы

• В чем заключается дискретность внутренней памяти?
• Какие два смысла имеет слово «бит»? Как они
связаны?
• В чем заключается свойство адресуемости
внутренней памяти?
• Сколько страниц текста (37 строк, 50 символов в
строке) можно сохранить на обычную дискету?
• В чем разница между магнитным, оптическим и
магнитооптическим диском?
• В чем разница между CD-R и CD-RW, DVD-R и DVDRW? Можно ли перезаписать записанный на заводе
CD или DVD?
• Какое из устройств внешней памяти, на ваш взгляд,
наиболее удобное?

16. Домашнее задание

§ 8 – читать, готовить пересказ.
Ответить устно на вопросы 1-6 к § 8.

Структура внутренней памяти компьютера

Наименьший элемент памяти компьютера называется битом памяти.

Данные и программы в памяти компьютера хранятся в виде двоичного кода.

1 Кбайт (один килобайт) = 2 10 байт = 1024 байта;
1 Мбайт (один мегабайт) = 2 10 Кбайт = 1024 Кбайта;
1 Гбайт (один гигабайт) = 2 10 Мбайт = 1024 Мбайта.

Страница содержит 35 × 50 = 1750 байт информации. Объем всей информации в книге (в разных единицах):

1750 × 100 = 175 000 байт.
175 000 / 1024 = 170,8984 Кбайт.
170,8984 / 1024 = 0,166893 Мбайт.

Битовая структура определяет первое свойство внутренней памяти компьютера — дискретность.

Второе свойство внутренней памяти компьютера — адресуемость.

Основные характеристики модулей оперативной памяти:

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ или RAM)

Часто для оперативной памяти используют обозначение RAM (Random Access Memory), то есть память с произвольным доступом.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 8921 — | 7229 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

§ 6. Компьютерная память

Основные темы параграфа:

• внутренняя и внешняя память;
• структура внутренней памяти компьютера;
• носители и устройства внешней памяти.

Внутренняя и внешняя память

Работая с информацией, человек пользуется не только своими знаниями, но и книгами, справочниками и другими внешними источниками. В главе 1 «Человек и информация» было отмечено, что информация хранится в памяти человека и на внешних носителях. Заученную информацию человек может забыть, а записи сохраняются надежнее.

У компьютера тоже есть два вида памяти: внутренняя (оперативная) и внешняя (долговременная) память.

Внутренняя память — это электронное устройство, которое хранит информацию, пока питается электроэнергией. При отключении компьютера от сети информация из оперативной памяти исчезает. Программа во время ее выполнения хранится во внутренней памяти компьютера. Сформулированное правило относится к принципам Неймана. Его называют принципом хранимой программы.

Внешняя память — это различные магнитные носители (ленты, диски), оптические диски. Сохранение информации на них не требует постоянного электропитания 1 .

1 В современных компьютерах имеется еще один вид внутренней памяти, который называется постоянным запоминающим устройством — ПЗУ. Это энергонезависимая память, информация из которой может только читаться.

На рис. 2.3 показана схема устройства компьютера с учетом двух видов памяти. Стрелки указывают направления информационного обмена.

Структура внутренней памяти компьютера

Все устройства компьютера производят определенную работу с информацией (данными и программами). А как же представляется в компьютере сама информация? Для ответа на этот вопрос «заглянем» внутрь машинной памяти. Структуру внутренней памяти компьютера можно условно изобразить так, как показано на рис. 2.4.

Наименьший элемент памяти компьютера называется битом памяти. На рис. 2.4 каждая клетка изображает бит. Вы видите, что у слова «бит» есть два значения: единица измерения количества информации и частица памяти компьютера. Покажем, как связаны между собой эти понятия.

В каждом бите памяти может храниться в данный момент одно из двух значений: нуль или единица. Использование двух знаков для представления информации называется двоичной кодировкой.

Данные и программы в памяти компьютера хранятся в виде двоичного кода.

Один символ двухсимвольного алфавита несет 1 бит информации.

В одном бите памяти содержится один бит информации.

Второе свойство внутренней памяти компьютера — адресуемость. Восемь расположенных подряд битов памяти образуют байт. Вы знаете, что это слово также обозначает единицу количества информации, равную восьми битам. Следовательно, в одном байте памяти хранится один байт информации.

Во внутренней памяти компьютера все байты пронумерованы. Нумерация начинается с нуля.

Порядковый номер байта называется его адресом.

Принцип адресуемости означает, что:

Запись информации в память, а также чтение ее из памяти производится по адресам.

Память можно представить как многоквартирный дом, в котором каждая квартира — это байт, а номер квартиры — адрес. Для того чтобы почта дошла по назначению, необходимо указать правильный адрес. Именно так, по адресам, обращается процессор к внутренней памяти компьютера.

Носители и устройства внешней памяти

Устройства внешней памяти — это устройства чтения и записи информации на внешние носители. Информация на внешних носителях хранится в виде файлов. Что это такое, подробнее вы узнаете позже.

Важнейшими устройствами внешней памяти на современных компьютерах являются накопители на магнитных дисках (НМД), или дисководы.

Кто не знает, что такое магнитофон? На магнитофон мы привыкли записывать речь, музыку, а затем прослушивать записи. Звук записывается на дорожках магнитной ленты с помощью магнитной головки. С помощью этого же устройства магнитная запись снова превращается в звук.

НМД действует аналогично магнитофону. На дорожки диска записывается все тот же двоичный код: намагниченный участок — единица, ненамагниченный — нуль. При чтении с диска эта запись превращается в нули и единицы в битах внутренней памяти.

К магнитной поверхности диска подводится записывающая головка (рис. 2.5), которая может перемещаться по радиусу. Во время работы НМД диск вращается. В каждом фиксированном положении головка взаимодействует с круговой дорожкой. На эти концентрические дорожки и производится запись двоичной информации.

Сначала появились лазерные диски, на которые информация записывается только один раз. Стереть или перезаписать ее невозможно. Такие диски называются СD-RОМ — Соmрасt Disc-Rеаd Оnlу Меmоry, что в переводе значит «компактный диск — только для чтения». Позже были изобретены перезаписываемые лазерные диски — СD-RW. На них, как и на магнитных носителях, хранимую информацию можно стирать и записывать заново.

Носители, которые пользователь может извлекать из дисковода, называют сменными.

Наибольшей информационной емкостью из сменных носителей обладают лазерные диски типа DVD-ROM — видеодиски. Объем информации, хранящейся на них, может достигать десятков гигабайтов. На видеодисках записываются полноформатные видеофильмы, которые можно просматривать с помощью компьютера, как по телевизору.

Коротко о главном

В состав компьютера входят внутренняя память и внешняя память.

Исполняемая программа хранится во внутренней памяти (принцип хранимой программы).

Информация в памяти компьютера имеет двоичную форму.

Наименьшим элементом внутренней памяти компьютера является бит. Один бит памяти хранит один бит информации: значение 0 или 1.

Восемь подряд расположенных битов образуют байт памяти. Байты пронумерованы, начиная с нуля. Порядковый номер байта называется его адресом.

Во внутренней памяти запись и чтение информации происходят по адресам.

Внешняя память: магнитные диски, оптические (лазерные) диски — СD-RОМ, СD-RW, DVD-ROM.

Вопросы и задания

1. Постарайтесь объяснить, зачем компьютеру нужны два вида памяти: внутренняя и внешняя.
2. Что такое «принцип хранимой программы»?
3. В чем заключается свойство дискретности внутренней памяти ЭВМ?
4. Какие два значения имеет слово «бит»? Как они связаны между собой?
5. В чем заключается свойство адресуемости внутренней памяти ЭВМ?
6. Назовите устройства внешней памяти ЭВМ.
7. Какие типы оптических дисков вы знаете?

И. Семакин, Л. Залогова, С. Русаков, Л. Шестакова, Информатика, 8 класс
Отослано читателями из интернет-сайтов

_{Информатика в школе, скачать бесплатно тесты, полный курс информатики, онлайн библиотека с книгами и учебниками по информатике на скачку, планы уроков информатики 8 класс}

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь — Образовательный форум.

Внутренняя память включает все виды запоминающих устройств, расположенных на материнской плате. В состав внутренней памяти входят следующие устройства.

Оперативная память или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) служит для хранения команд и данных, необходимых процессору для выполнения операций. Это память позволяет обратиться к любой ячейке, поэтому называется также памятью с произвольным доступом (RAM— память). Отличается высоким быстродействием. К основному недостатку относится исчезновение данных после выключения электропитания.

Кэш-память или сверхоперативная память – очень быстрое запоминающее устройство, которое сохраняет текущие данные и предоставляет их процессору при необходимости. Отличается значительным быстродействием. К недостаткам относится более сложный процесс изготовления, и соответственно, большая стоимость.

Специальная память имеет несколько составляющих:

постоянная память или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) предназначена только для чтения (ROM-память), энергонезависимая, содержание памяти «зашивается» при изготовлении и в процессе эксплуатации не меняется;

перепрограммируемая постоянная память допускает многократную перезапись, энергонезависимая, содержит базовую систему ввода/вывода (BIOS), которая необходима для автоматического тестирования и загрузки операционной системы при включении компьютера;

память с питанием от батарейки является разновидностью постоянной памяти и служит для хранения времени, даты и данных о конфигурации системы;

видеопамять предназначена для хранения видеоданных, которые доступны одновременно процессору и монитору.

Внешняя память включает устройства (накопители), расположенные вне материнской платы и имеющие носители с разным принципом действия.

Носитель — это физическая среда или материальный объект, структура которых используется для хранения данных, в дисковом магнитном накопителе, например, это ферромагнитный слой на поверхности диска.

Накопители — это запоминающие устройства, предназначенные для долговременного хранения больших объемов данных при отсутствии электропитания. В зависимости от принципиальной основы носителя различают накопители магнитного, оптического и полупроводникового типа.

Накопитель на магнитных дисках (жесткий диск, винчестер) — это основное устройство долговременного хранения данных и программ, основанное на магнитном принципе записи. Магнитный накопитель собирается в герметичном корпусе, внутри которого соосно располагается несколько дисков. Каждый диск с двух сторон покрыт ферромагнитным слоем, поверхность диска разделена на дорожки и сектора (отформатирована). Диск вращается относительно магнитных головок, с помощью которых производится сохранение и считывание данных. Данные сохраняются в форме дорожки микроскопических намагниченных участков – доменов, намагниченность которых регистрируется как последовательность логических единиц.

Накопитель на оптических дисках (CD—ROM) – это устройство для долговременного хранения больших объемов данных, записанных с более высокой плотностью, чем на магнитном диске. Принцип действия основан на считывании данных с помощью лазерного луча, который отражается от поверхности диска. В качестве носителя данных выступает металлизированная поверхность компакт-диска (CD), на которой нанесена спиральная дорожка. Цифровая запись на дорожке компакт-диска сохраняется в виде последовательности участков, которые называются pit (точка, углубление) и land (поверхность). Логическая единица кодируется переходом между углублением и поверхностью. Последовательность углублений, в которой закодирована запись, наносят либо штамповкой с матрицы, либо прижиганием участков дорожки лучом лазера.

Компакт-диски изготавливаются из полипропилена, на поверхность которого наносится многослойное покрытие, включающее так называемый активный слой. В зависимости от соотношения покрытий, материала активного слоя, ширины дорожки различают компакт-диски разного устройства и назначения:

CD-R – диски, которые позволяют выполнить однократную запись и неограниченное количество считываний;

CD-RW – диски для многоразовой записи, перезаписи и чтения данных;

DVD – диски для многоразовой записи с повышенной плотностью данных.

Основной недостаток дисковых накопителей выражается в наличии электромеханического привода, который ограничивает надежность, ресурс, вес и размеры устройств.

Флэш-накопитель – устройство полупроводникового типа для долговременного энергонезависимого хранения данных, которое реализовано на основе микросхемы памяти. В качестве носителя данных выступает массив полупроводниковых ячеек, расположенных внутри микросхемы. Принцип действия полупроводникового накопителя основан на записи и стирании электрического заряда в ячейке полупроводниковой структуры. Благодаря компактности, дешевизне, механической прочности и низкому энергопотреблению флеш-накопитель все шире используется в компьютерной технике и успешно заменяет устройства памяти предыдущих поколений.

Компьютерная память. память компьютера внутренняявнешняя

Память ПК
Памятью компьютера называется совокупность устройств для
хранения
программ,
вводимой
результатов и выходных данных.
информации,
промежуточных
Память ПК
Внутренняя
память
ОЗУ
(RAM)
ОЗУ
ПЗУ
(ROM)
Внешняя
память
КЭШ
память
Жесткие Флоппи- СD/ DVDдиски
диски
диски
ZIPдиски
Flash
память
оперативное
запоминающее
устройство.
Это
энергозависимая память с произвольным доступом: RAM – Random
–
Access Memory.

Основные характеристики памяти:

информационная ёмкость(объем)
быстродействие
энергопотребление
Быстродействие памяти зависит от:
полосы пропускания (максимальная
скорость передачи данных х разрядность)
различного рода задержек

Задержки памяти делят на:

время доступа (access time)
длительность цикла памяти (cycle time).
Время доступа представляет собой промежуток
времени между выдачей запроса на чтение и
моментом поступления запрошенного слова из
памяти.
Длительность цикла памяти определяется
минимальным возможным временем между двумя
последовательными обращениями к памяти. То
есть это суммарное время считывания адреса
ячейки и считывания/записи данных в эту ячейку.

Информационная ёмкость

Производные единицы исчисляются
в 2-ичной системе:
1024 б — 1 Кб
210 байт – 1 килобайт
1048576 б — 1024 Кб– 1 Мб
220 байт — 210 килобайт — 1 мегабайт
1073741824 б – 1048576 Кб – 1024 Мб – 1 Гб
230 байт — 220 килобайт — 210 мегабайт — 1 гигабайт

входы

…
…
…
…
сигнал
синхронизации
SRAM память, построенная на триггерах
выход
Статическая память
SRAM

Динамическая память DRAM

столбцы
2
3
1
4
транзистор
«ключ»
конденсатор
T
T
K
T
K
T
K
T
Ячейка памяти (1 бит)
T
T
T
K
T
K
T
K
T
K
T
K
K
K
Линия адреса
T
K
T
K
T
K
Линия данных
K
T
K
K

Быстродействие микросхем ОП

характеризуется тремя видами задержек:
1. Задержка между подачей номера строки и номера
столбца – tRCD
2. Задержка между подачей номера столбца и
получением содержимого ячейки на выходе – tCAC
3. Задержка между чтением последней ячейки и подачей
номера новой строки — tRP

Технологии для RAM

до середины 90-х годов:
DRAM
– Dynamic Random Access Memory динамическая память –
основной вид архитектуры ОЗУ. Суммарная задержка 200 нс
1995 год:
FPM DRAM — Fast-Page
Mode DRAM — динамическая память
быстрого страничного режима
1996 год:
EDO DRAM
— Extend Data Output DRAM – динамическая
память с усовершенствованным выходом
2000 год (до настоящего момента):
SDRAM – Synchronous DRAM синхронная динамическая память
DDR-SDRAM — Double Data Rate SDRAM — SDRAM
удвоенной скорости передачи данных.
DRDRAM — Direct Rambus DRAM
— технология фирмы «Rambus»

Конструктивную основу RAM (ОЗУ)

составляют модули памяти
Соединительные проводники
(линии интерфейса),
объединенные в шины
Чипы памяти на
модуле
Общий вид модуля памяти

Слоты RAM на материнской плате

Выходы микросхемы –
пины (pins)
Чипы с матрицами памяти

DIP модули микросхем RAM

информационная емкость DIP по 64 и 256 Кбайт,1 и 4 Мбайт
Гнездо для установки DIP-корпуса
1. DIP-корпус
Установленные модули
Установка модулей DIP на материнскую плату

SIPP модули микросхем RAM

SIPP – сокращение от Single Inline Package
выходы микросхемы (пины)
основа микросхемы
чипы памяти
(изоляционный слой)

SIММ модули микросхем RAM

30pin модуль
чипы памяти
FPM DRAM
выходы микросхемы (пины)
пластмассовый держатель

SIММ модули микросхем RAM

72pin модуль
чипы памяти
EDO DRAM
выходы микросхемы (пины)
пластмассовый держатель
колодка слота

DIММ модули микросхем RAM

DIMM DDR2 256 Mb, “KINGMAX“
частота шины 533 МГц
DIMM DDR 512 Mb, “SAMSUNG“
частота шины 400 МГц
DIMM DDR 256 Mb, “KINGMAX “
частота шины 400 МГц

RIMM — Rambus In-line Memory Module

радиатор для охлаждения
микросхемы
4-е модуля RIMM,
установленные на
материнской плате

Новые разработки RAM

4 модуля
DIMM по 1 Гб
плата
расширения
Американская компания DDR Drive собирается представить
устройство хранения информации, использующее модули DIMM, в
виде платы расширения. Плата связывается с системой через слот
PCI Express. Новинка способна поддерживать до 8 Гб памяти в
четырёх слотах DIMM.

Новые разработки RAM

чипы памяти по 256 Мб
Компания Elpida Memory в конце 2004 г. сообщила
о выпуске и начале поставок первых 1 Гб модулей DIMM
DDR2 SDRAM для серверов.

Новые разработки RAM

Микросхема АВМ Advanced Memory Buffer
Компания Elpida Memory в 2005 году начала производство
модулей памяти с полной буферизацией (Fully-Buffered Dual in-line
Memory Modules) FB-DIMM емкостью от 512 Мб до 4 Гб, предназначенной для использования в серверах новых поколений.

Новые разработки RAM

Компания OCZ Technology Inc. в декабре 2006г. представила новые
DDR2-модули с улучшенным радиатором (объемом по 1 Гб)
Новый сетчатый корпус радиатора, улучшая циркуляцию воздуха над микросхемами памяти, позволяет
эффективнее
решать
проблему
отвода тепла.

Новые разработки RAM

Компания OCZ Technology Inc. в ноябре 2006г. объявила о выпуске
модулей DDR2 1150 PC-9200 с гибридным радиатором (объемом
по 1 Гб)
Такая конструкция улучшает
климатические условия
работы микросхем памяти,
отводя тепло от контактных
площадок и нижней части
корпуса.
Гибридный
радиатор
несет ответственность за
верхнюю часть, теплопроводящая плата отвечает за нижнюю часть
микросхем и контакты.

Сравнительные характеристики типов SDRAM

SDRAM
DDR
SDRAM
DDR2
SDRAM
DDR3
SDRAM
Частота
системной
шины (МГц)
66, 100,
133
200, 266,
333, 400
400, 533
667, 800
800, 1066
1333, 1600
Напряжение
питания
3.3 (+/- 0.3)
2.5 (+/- 0.2)
1.8 (+/- 0.1)
1.5 (+/- 0.075)
DDR3 – это новейший этап развития памяти типа DDR SDRAM.
Первые модули памяти DDR3 были выпущены компанией
Infineon в июле 2005. От модулей DDR2 новые модули
отличаются более высокой скоростью передачи данных и
меньшим энергопотреблением.

Новая память Z-RAM вместо SRAM

для кэш-памяти
Разработка фирмы Innovative Silicon — Z-RAM (Zero
Capacitor DRAM), бесконденсаторная DRAM. В качестве
конденсатора используется затвор полевого транзистора,
отделенный от канала слоем диэлектрика. Основным
преимуществом
подобной
памяти
является
высокая
компактность ячейки памяти — ее размер меньше в пять раз по
сравнению с SRAM и в два раза — со стандартной DRAM
памятью. Еще одним плюсом Z-RAM является возможность
использования существующего оборудования и материалов при
производстве чипов — при изготовлении Z-RAM используется
SOI техпроцесс (кремний-на-изоляторе), который и применяет
AMD для производства своих чипов. Это позволит значительно
увеличить объем «кэша», а вместе с ним и производительность
чипов. (январь 2006г.)

Архитектура Z-RAM

Ячейка Z-RAM
Запись двоичных «1» и «0»

Новые разработки RAM

Seiko Epson выпустили прототип 16KB
SRAM модуля памяти, элементы которого
сформированы на низкотемпературном
поликристаллическом стекле и заключены
в платиск с использованием фирменной
“SUFTLA” технологии. Подобная
технология позволила создать различные
гибкие носители информации в
низкотемпературной среде.
Была успешно протестирована демо-система состоящая из 8 битного
процессора и модуля гибкой памяти.
Ячейка из 6-и транзисторов,
разработанная по 65-микронной
технологии. Уменьшение размера
ячейки SRAM позволяет увеличить
объем кэш-памяти и соответственно
производительность процессоров.

Постоянная память ПК

ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) или
ROM (read-only memory) – это энергонезависимая
постоянная память, доступная только для чтения.
микросхема ROM BIOS
размещение на
материнской плате

Постоянная память ПК

CMOS RAM — цифровой датчик времени.
Микросхема, созданная на основе технологии
Complementary Metal-Oxide Semiconductor
размещение CMOS батареи
на материнской плате

1 из 10

№ слайда 1

Описание слайда:

№ слайда 2

Описание слайда:

№ слайда 3

Описание слайда:

Внутренняя и внешняя память Работая с информацией, человек пользуется не только своими знаниями, но и книгами, справочниками и другими внешними источниками. В главе 1 «Человек и информация» было отмечено, что информация хранится в памяти человека и на внешних носителях. Заученную информацию человек может забыть, а записи сохраняются надежнее. У компьютера тоже есть два вида памяти: внутренняя (оперативная) и внешняя (долговременная) память.

№ слайда 4

Описание слайда:

Внутренняя память — это электронное устройство, которое хранит информацию, пока питается электроэнергией. При отключении компьютера от сети информация из опера тивной памяти исчезает. Программа во время ее выполнения хранится во внутренней памяти компьютера. Сформулиро ванное правило относится к принципам Неймана. Его называют принципом хранимой программы. Внешняя память — это различные магнитные носители (ленты, диски), оптические диски. Сохранение информации на них не требует постоянного электропитания.

№ слайда 5

Описание слайда:

№ слайда 6

Описание слайда:

Структура внутренней памяти компьютера Все устройства компьютера производят определенную работу с информацией (данными и программами). А как же представляется в компьютере сама информация? Для ответа на этот вопрос «заглянем» внутрь машинной памяти. Структуру внутренней памяти компьютера можно условно изобразить так, как показано на рис. 2.4. Наименьший элемент памяти компьютера называется битом памяти. На рис. 2.4 каждая клетка изображает бит. Вы видите, что у слова «бит» есть два значения: единица измере ния количества информации и частица памяти компьютера. Покажем, как связаны между собой эти понятия. В каждом бите памяти может храниться в данный момент одно из двух значений: нуль или единица. Использование двух знаков для представления информации называется двоичной кодировкой Данные и программы в памяти компьютера хранятся в виде двоичного кода Один символ двухсимвольного алфавита несет 1 бит информации. В одном бите памяти содержится один бит информации

№ слайда 7

Описание слайда:

Битовая структура определяет первое свойство внутренней памяти компьютера — дискретность. Дискретные объекты составлены из отдельных частиц. Например, песок дискретен, так как состоит из песчинок. «Песчинками» компьютерной памяти являются биты. Второе свойство внутренней памяти компьютера — адресуемость. Восемь расположенных подряд битов памяти образуют байт. Вы знаете, что это слово также обозначает единицу количества информации, равную восьми битам. Следовательно, в одном байте памяти хранится один байт информации Во внутренней памяти компьютера все байты пронумерованы. Нумерация начинается с нуля.

№ слайда 8

Описание слайда:

Носители и устройства внешней памяти Устройства внешней памяти — это устройства чтения и записи информации на внешние носители. Информация на внешних носителях хранится в виде файлов. Что это такое, подробнее вы узнаете позже. Важнейшими устройствами внешней памяти на современных компьютерах являются накопители на магнитных дисках (НМД), или дисководы. Кто не знает, что такое магнитофон? На магнитофон мы привыкли записывать речь, музыку, а затем прослушивать записи. Звук записывается на дорожках магнитной ленты с помощью магнитной головки. С помощью этого же устройства магнитная запись снова превращается в звук. НМД действует аналогично магнитофону. На дорожки диска записывается все тот же двоичный код: намагниченный участок — единица, ненамагниченный — нуль. При чтении с диска эта запись превращается в нули и единицы в битах внутренней памяти. К магнитной поверхности диска подводится записывающая головка (рис. 2.5), которая может перемещаться по радиусу. Во время работы НМД диск вращается. В каждом фиксированном положении головка взаимодействует с круговой дорожкой. На эти концентрические дорожки и производится запись двоичной информации.

№ слайда 9

Описание слайда:

Другим видом внешних носителей являются оптические диски (другое их название — лазерные диски). На них используется не магнитный, а оптико-механический способ записи и чтения информации. Сначала появились лазерные диски, на которые информация записывается только один раз. Стереть или перезаписать ее невозможно. Такие диски называются CD-ROM — Compact Disk-Read Only Memory, что в переводе значит «компактный диск — только для чтения». Позже были изобрете ны перезаписываемые лазерные диски — CD-RW. На них, как и на магнитных носителях, хранимую информацию можно стирать и записывать заново. Носители, которые пользователь может извлекать из дисковода, называют сменными. Наибольшей информационной емкостью из сменных носителей обладают лазерные диски типа DVD-ROM — видео диски. Объем информации, хранящейся на них, может достигать десятков гигабайтов. На видеодисках записываются полноформатные видеофильмы, которые можно просматривать с помощью компьютера, как по телевизору.

№ слайда 10

Описание слайда:

Коротко о главном В состав компьютера входят внутренняя память и внешняя память. Исполняемая программа хранится во внутренней памяти (принцип хранимой программы). Информация в памяти компьютера имеет двоичную форму Наименьшим элементом внутренней памяти компьютера является бит. Один бит памяти хранит один бит информации: значение 0 или 1. Восемь подряд расположенных битов образуют байт памяти. Байты пронумерованы, начиная с нуля. Порядковый номер байта называется его адресом. Во внутренней памяти запись и чтение информации про исходят по адресам. Внешняя память: магнитные диски, оптические (лазерные) диски — CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM.

краткое содержание презентаций

Память ПК

Слайдов: 29 Слов: 1291 Звуков: 0 Эффектов: 95

Память ПК. Память компьютера. Основная память. Внутренняя память. Постоянное запоминающее устройство. Системный блок: память. Постоянная память. Кэш-память. Системный блок. Полупостоянная память. Видеопамять. Долговременная память. Основная функция. Дискеты. Правила работы. Винчестеры. Лазерные CD-диски. Dvd-диски. Рабочая поверхность. HD DVD. Blu-ray. Флэш-память. Энергонезависимый перезаписываемый вид памяти. Стримеры. Виды памяти. Сравнение типов внешней памяти. Пользователь. Домашнее задание. Гибкие магнитные диски. — Память ПК.ppt

Устройства памяти компьютера

Слайдов: 25 Слов: 1493 Звуков: 2 Эффектов: 93

Представление о микропроцессоре. Микросхема. Микропроцессор. АЛУ отвечает за обработку данных. Процессор оперирует машинными словами. Быстродействие компьютера. Максимальное количество памяти. Устройства памяти. Информация в ПК должна быть закодирована. Процесс получения информации из ячеек памяти. Основные характеристики памяти. Время доступа. Память. Характеристики. Микропроцессор обрабатывает данные, хранящиеся в памяти компьютера. Ячейка памяти. Постоянная память. Внешняя память. Плотность записи. Гибкий магнитный диск. Жесткие магнитные диски. Оптические диски. — Устройства памяти компьютера.ppt

Управление памятью компьютера

Слайдов: 22 Слов: 1232 Звуков: 0 Эффектов: 0

Операционные системы. Управление памятью. Физическая организация памяти. Иерархия памяти. Представление потоков в оперативной памяти. Связывание адресов. Виртуальное пространство. Виртуальное адресное пространство. Алгоритмы распределения памяти. Схема с фиксированными разделами. Динамическое распределение. Схема с переменными разделами. Страничная организация. Связь логического и физического адресов. Схема адресации. Сегментная и сегментно-страничная организация памяти. Преобразование логического адреса. Формирование адреса при странично-сегментной организации памяти. — Управление памятью компьютера.ppt

Виды памяти компьютера

Слайдов: 20 Слов: 487 Звуков: 0 Эффектов: 0

Виды памяти компьютера. Быстродействующая электронная память. Внутренняя память. Оперативная память. Виды памяти компьютера. Микросхемы. Емкость. Модуль памяти. Модуль памяти с двумя рядами контактов. Кэш-память. Память реализуется на микросхемах статистической памяти. Установлена на системной плате. Видеопамять. Скорость обработки видеоинформации. Специальная память. ПЗУ. Энергонезависимая память. Базовая система. BIOS. Разновидность ПЗУ. — Виды памяти компьютера.ppt

Виды компьютерной памяти

Слайдов: 10 Слов: 882 Звуков: 0 Эффектов: 0

Компьютерная память. Структура внутренней памяти. Внутренняя и внешняя память. Внутренняя память. Схема устройства компьютера. Структура внутренней памяти компьютера. Битовая структура. Носители и устройства внешней памяти. Оптические диски. Коротко о главном. — Виды компьютерной памяти.ppt

Внутренняя память

Слайдов: 18 Слов: 459 Звуков: 0 Эффектов: 0

Память. 0. Внутренняя память. Свойство внутренней памяти. Адресуемость. Оперативная память. Временная информация. Режимы записи. Диапазон емкости памяти. Постоянная память. Компьютер. Микросхемы. Кэш-память. Использование кэш-памяти. Два типа кэш-памяти. Видеопамять. Регистры. Процессор. — Внутренняя память.ppt

Оперативная и долговременная память

Слайдов: 11 Слов: 466 Звуков: 0 Эффектов: 0

Оперативная и долговременная память. Оперативная память (ОЗУ — оперативное запоминающее устройство). Жесткий диск. Графическая плата, видеокарта. Звуковая плата. Сетевая плата. TV-тюнер. Дисковод 3,5 дюйма, дискета. Дискета. Накопители на компакт-дисках. Флэш-память Флэш-память (flash) — разновидность полупроводниковой. — Оперативная и долговременная память.ppt

Кэш-память

Слайдов: 39 Слов: 1720 Звуков: 0 Эффектов: 5

Организация памяти. Иерархии памяти. Схема иерархического построения памяти. Интерливинг. Организация кэш-памяти. Структура кэш-памяти. Оперативная память. Контроллер. Поиск данных. Основные вопросы организации кэш-памяти. Алгоритмы отображения. Кэш-память. Пример «буксования» кэш-памяти. Кэш-память. Зависимость количества промахов. Кэш-память. Сравнение алгоритмов отображения адресов. Алгоритмы записи. Алгоритмы замещения кэш-строк. Алгоритм замещения. Размер линии кэш-памяти. Основные параметры кэша. Процессор. Эффективное использование иерархии памяти. Схема иерархической памяти. Последовательный обход данных. — Кэш-память.ppt

Долговременная память

Слайдов: 20 Слов: 567 Звуков: 1 Эффектов: 4

Внешняя (долговременная) память. Основная функция. Магнитная память. Магнитные носители. Гибкие магнитные диски. Жесткие магнитные диски. Оптическая память. Оптические носители. CD-диски. DVD-диски. HD DVD, Blu-Ray. CD. Виды оптических дисков. Оптические дисководы CD. Оптические дисководы DVD. Флэш-память. Флэш-карты. Недостатки. Ответьте на вопросы. Задание. — Долговременная память.ppt

Внешний носитель памяти

Слайдов: 11 Слов: 2374 Звуков: 0 Эффектов: 20

Внешняя память. Основные носители внешней памяти. Гибкие диски. Жёсткий диск. Оптические диски. Информация. Технология многократной записи. Оптические дисководы. Флэш-память. Карты флэш-памяти. Применение флэш-памяти. — Внешний носитель памяти.ppt

Устройства внешней памяти

Слайдов: 20 Слов: 1250 Звуков: 0 Эффектов: 135

Внешняя память. Долговременное хранение. Магнитный принцип записи и считывания информации. Гибкие магнитные диски. Жесткие магнитные диски. Оптический принцип. Луч лазера. Оптические диски. Лазерные дисководы и диски. Информация. Записывающий слой. Дисководы. Скорость считывания информации. Флэш-память. Принцип записи. Карты флэш-памяти. Применение карт флэш-памяти. Производители. USB флэш-диски. Сердечник магнитной головки. — Устройства внешней памяти.pptx

Внешние накопители памяти

Слайдов: 22 Слов: 872 Звуков: 0 Эффектов: 31

Средства хранения информации. Внешняя память. Характеристики внешней памяти. Классификация носителей по типу доступа. Классификация носителей по способу записи-считывания. Гибкие магнитные диски. Внешние накопители памяти. Диск должен быть отформатирован. Параметры. Рассчитаем общую информационную емкость форматированного диска. Форматирование диска. Жесткие магнитные диски. Первый жесткий диск. Винчестер. Магнитные ленты. Лазерные (оптические) диски. Классификация лазерных дисков. Диски. Образцы флэш-памяти. Внешние накопители памяти. Тип носителя. Спасибо за внимание. — Внешние накопители памяти.ppt

Диски

Слайдов: 18 Слов: 644 Звуков: 0 Эффектов: 1

Дисковая подсистема компьютера. Накопители на гибких магнитных дисках. Устройство дискеты. Накопители на жестких магнитных дисках. Накопитель на жёстких магнитных дисках или НЖМД (англ. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров. Устройство HDD. Логическая структура винчестера. Форм-фактор: Запись данных на жесткий диск. Однако если мы посмотрим на конкретный домен в отдельности, то никакой разницы не увидим. Тепловая магнитная запись. Накопитель SSD(твердотельные диски). Твердотельный накопитель (англ. Гибридные накопители. Накопители на компакт-дисках. Компакт-диск диаметром 120 мм изготовлен из полимера и покрыт металической пленкой. — Диски.pptx

Разделы жёсткого диска

Слайдов: 13 Слов: 925 Звуков: 0 Эффектов: 0

Создание и настройка новых разделов жесткого диска. Форматирование диска. Средства создания разделов и форматирования дисков. Примечание. Запуск компьютера. Разделы жёсткого диска. Клавиша D для удаления существующего раздела. Разделы жёсткого диска. Раздел на том месте, где уже имеется один. Разделы жёсткого диска. Использование файловой системы NTFS. Программа установки. Установка Windows XP. — Разделы жёсткого диска.ppt

CD DVD диски

Слайдов: 27 Слов: 1389 Звуков: 0 Эффектов: 0

Создание диска

Слайдов: 13 Слов: 2598 Звуков: 0 Эффектов: 0

История создания CD и DVD дисков. История создания CD. Физик. Изобретатель. Права на технологию. Вклад в развитие науки и техники. История создания DVD. Ошеломляющее впечатление. Запись. Хорошо знакомый фильм. DVD-диск. DVD-проигрыватель. Объемы самой разнообразной информации. — Создание диска.ppt

CD Burner XP

Слайдов: 12 Слов: 417 Звуков: 0 Эффектов: 23

Программа CD Burner XP. Назначение программы. Запуск программы. Содержимое окна. Файлы и папки. Носитель. Программа. Запись аудио-диска. Окно программы. Окно записи образа диска. Окно копирования диска. Стереть диск. —

Устройства памяти компьютера

Для хранения данных и программ их обработки предназначена память. Исторически компьютерную память делят на внутреннюю и внешнюю .

Внутреннюю память компьютера составляют постоянное запоминающее устройство (ПЗУ ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ ) и сверхоперативная память (кэш ).

Память компьютера

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

Постоянное запоминающее устройство предназначено для чтения хранящейся в нём информации. В ПЗУ находятся программы, которые записываются туда на заводе-изготовителе.

Они автоматически запускаются при включении компьютера. Эти программы предназначены для первоначальной загрузки операционной системы. После выключения питания компьютера информация в ПЗУ сохраняется — это энергонезависимое устройство.

Оперативная память (ОЗУ)

Вся информация, необходимая для работы компьютера, помещается в оперативную память . Процессор может мгновенно обращаться к информации, находящейся в оперативной памяти, поэтому она называется «быстрой» (оперативной). После выключения источника питания вся информация, содержащаяся в оперативной памяти, разрушается — оперативная память энергозависима .

Оперативная память (ОЗУ)

ОЗУ характеризуется по двум параметрам: объем и быстродействие.

Возможности компьютера во многом зависят от объёма оперативной памяти: чем больше объём памяти, тем большими возможностями по работе с информацией обладает компьютер. Оперативная память компьютера состоит из большого количества ячеек, в каждой из которых может храниться определенный объем информации, например, один текстовый символ. В наиболее распространённых персональных компьютерах ёмкость ОЗУ 128-256 Мб.

ОЗУ

Второй важной характеристикой модулей оперативной памяти является их быстродействие, то есть период времени, за который происходит операция записи или считывания информации из ячеек памяти. Современные модули памяти обеспечивают скорость доступа к информации свыше 10 наносекунд (10 -9 с).

Кэш-память

Для ускорения вычислений информация из наиболее часто используемых участков ОЗУ помещается в сверхбыстродействующие микросхемы памяти — кэш-память. Отсутствие кэш-памяти может на 20-30% снизить общую производительность компьютера. В настоящее время широко распространена кэш-память ёмкостью 64-512 Кб.

Внешняя (долговременная) память

Внешняя память предназначена для долговременного хранения программ и данных, не используемых в данный момент. Внешняя память, в отличие от оперативной, является энергонезависимой .

Для работы с внешней памятью необходимо наличие:

1) накопителя, или дисковода, — устройства, обеспечивающего запись/считывание информации;

2) носителя — устройства хранения информации.

Основные характеристики накопителей и носителей:

информационная ёмкость;

скорость обмена информацией;

надёжность хранения информации;

стоимость.

Магнитные диски

Магнитные диски — это круглые пластмассовые или металлические пластины, имеющие магнитное покрытие. Данные хранятся на таких дисках в виде намагниченных или ненамагниченных областей. Информация на магнитные носители может записываться многократно.

Дискета

Дискета (флоппи-диск) представляет собой тонкий и гибкий пластмассовый диск, покрытый с двух сторон специальным веществом и помещенный в жесткий пластмассовый конверт. Такие диски пользователь сам помещает в дисковод и вынимает из него. Большинство применяемых сейчас дискет имеют размер 3,5 дюйма. Информационная емкость дискеты — 1,44 Мб. На ней может быть, например, записана книга объемом около 600 страниц или несколько качественных графических изображений.

Жесткие диски (винчестеры)

Жесткие диски (винчестеры) сделаны из стекла или металла. Жесткие диски чаще всего постоянно находятся внутри компьютера. Они выполняют точно такие же функции, что и гибкие диски; однако, жесткие диски способны хранить значительно большее количество информации, быстрее вращаются и, в отличие от гибких дисков, их нельзя потерять, они защищены от грязи, пыли, влаги, температуры и других внешних воздействий. Наиболее популярны сегодня диски ёмкостью 20-300 Гб.

Лазерные диски

В настоящее время широкое распространение получили CD-ROM или лазерные диски. Запись и считывание информации в лазерных дисководах происходит с помощью света. Поэтому лазерные диски иначе называют оптическими.

Устройство лазерного диска

По своей структуре лазерный диск напоминает слоеный пирог. Первый слой — основной — изготавливается из пластмассы, второй — отражающий — выполнен из металла, третий — защитный — сделан из прозрачного лака.

Основной слой содержит полезную информацию, закодированную в нанесённых на него микроскопических углублениях, называемых питами .

Информация на лазерном диске записана на одну спиралевидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью. Лазерный луч падает на поверхность вращающегося диска, интенсивность отраженного луча зависит от отражающей способности участка дорожки и интерпретируется как 0 или 1.

СD-RОМ удобен для хранения неизменяемой информации объемом до 650Мб

Записывающие СD

Первое время главным недостатком компакт-диска была невозможность записи на него в домашних условиях.

Этот недостаток был устранен с появлением сначала однократно записываемых дисков СD-R , а затем дисков для многократной перезаписи СD-RW.

Записывающие СD

Пластиковая основа для СD-R не несёт полезной информации.

Сверху нанесена плёнка сплава редкоземельных металлов, способных обратимо менять своё состояние в зависимости от температуры нагрева лазерным лучом.

В последнее время на рынке появились цифровые универсальные диски DVD объемом до 7 Гб.

По внешнему виду и внутреннему устройству они сильно похожи на СD: используются аналогичные технологии нанесения на пластиковую основу углублений- питов ; регистрации отраженного от металлического покрытия сигнала и его интерпретации в виде нулей и единиц. Принципиальное отличие состоит в увеличении плотности записи за счет использования полупроводникового лазера с меньшей длиной волны.

Флэш — устройства

Слайд 2

Основной функцией внешней памяти является долговременное хранение информации. Внешняя память Магнитнаяпамять Оптическаяпамять Флэш-память

Слайд 3

Магнитный принцип записи и считывания информации

В накопителях на гибких магнитных дисках (НГМД) и накопителях на жестких магнитных дисках (НЖМД) в основу записи информации положено намагничивание ферромагнетиков в магнитном поле, хранение информации основывается на сохранении намагниченности, а считывание информации базируется на явлении электромагнитной индукции. В отсутствии сильных магнитных полей и высоких температур элементы носителя могут сохранять свою намагниченность в течение долгого времени (лет, десятилетий).

Слайд 4

Гибкие магнитные диски

Гибкие магнитные диски помещаются в пластмассовый корпус. Такой носитель информации называется дискетой. Информационная емкость дискеты невелика и составляет 1,44 МБ. Скорость записи и считывания информации также мала – около 50 Кбайт/с из-за медленного вращения диска (360 об/мин.)

Слайд 5

Жесткие магнитные диски

Жесткий магнитный диск представляет собой несколько десятков дисков, размещенных на одной оси, заключенных в металлический корпус и вращающихся с большой угловой скоростью. За счет большего количества дорожек на каждой стороне дисков и большого количества дисков информационная емкость дисков достаточно велика. Скорость чтения-записи – 300 Мб/с (по шине SATA), которая достигается за счет быстрого вращения дисков (до 7200 об/мин.).

Слайд 6

Оптический принцип записи и считывания информации

В процессе записи информации на лазерные диски для создания участков поверхности с различными коэффициентами отражения применяются различные технологии: от простой штамповки до изменения отражающей способности участков поверхности диска с помощью мощного лазера. Информация на лазерном диске записывается на одну спиралевидную дорожку, содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью.

Слайд 7

В процессе считывания информации с лазерных дисков луч лазера, установленный в дисководе, падает на поверхность вращающегося диска и отражается. Так как поверхность имеет участки с различными коэффициентами отражения, то отраженный луч также меняет свою интенсивность (0 или1). Затем отраженные импульсы преобразуются с помощью фотоэлементов в электрические импульсы и по магистрали передаются в оперативную память.

Слайд 8

Оптические диски

Оптические CD-диски рассчитаны на использование инфракрасного лазера с длиной волны 780 нм и имеют информационную емкость 700 Мбайт. Оптические DVD-диски рассчитаны на использование красного лазера с длиной волны 650 нм. Они имеют большую информационную емкость по сравнению с CD-дисками (4,7 Гбайт) за счет меньшей ширины и более плотного размещения оптических дорожек. DVD-диски могут быть двухслойными (емкость 8,5 Гбайт), при этом оба слоя имеют отражающую поверхность, несущую информацию. В настоящее время на рынок поступили оптические диски HD DVD и Blu Ray, информационная емкость которых в 3-5 раз превосходит инофрмационную емкость DVD-дисков за счет использования синего лазера с длиной волны 405 нанометров.

Слайд 9

Лазерные дисководы и диски

На лазерных CD-ROM и DVD-ROM дисках хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна. Производятся такие диски путем штамповки на дорожке микроскопических физических углублений (участков с плохой отражающей способностью).

Слайд 10

На дисках CD-R и DVD-R информация может быть записана, но только один раз. Данные записываются на диск лучом лазера повышенной мощности, который разрушает органический краситель записывающего слоя и меняет его отражающие свойства. Управляя мощностью лазера, на записывающем слое получают чередование темных и светлых пятен, которые при чтении интерпретируются как логические 0 или 1. Строение DVD-диска

Слайд 11

На дисках CD-RW и DVD±RW информация может быть записана и стерта многократно. Записывающий слой изготавливается из специального сплава, который можно нагреванием приводить в два различных устойчивых агрегатных состояния – аморфное и кристаллическое. При записи (или стирании) луч лазера нагревает участок дорожки и приводит его в одно из устойчивых состояний, которые характеризуются различной степенью прозрачности. При чтении луч лазера имеет меньшую мощность и не изменяет состояние записывающего слоя, а чередующиеся участки с различной прозрачностью интерпретируются как логические 0 и 1. Строение DVD-RW-диска Строение СD-RW-диска

Слайд 12

Оптические CD- и DVD –дисководы используют лазер для чтения или записи информации. Скорость чтения/записи информации зависит от скорости вращения диска. Первые CD-дисководы были односкоростными и обеспечивали скорость чтения информации 150 Кбайт/с. В настоящее время широкое распространение получили CD-дисководы, которые обеспечивают в 52 раза большую скорость чтения и записи дисков. (до 7,8 Мбайт/с).. Запись CD-RW дисков производится на меньшей скорости, поэтому CD-дисководы маркируются 3-мя числами «скорость чтения × скорость записи CD-R × скорость записи CD-RW.

Слайд 13

Первое поколение DVD-накопителей обеспечивало скорость считывания информации примерно 1,3 Мбайт/с. В настоящее время широкое распространение получили DVD-дисководы, которые обеспечивают в 16 раз большую скорость чтения (примерно 21 Мбайт/с), в 8 раз большую скорость записи DVD±R дисков и в 6 раз большую скорость записи DVD±RW дисков. DVD-дисководы маркируются тремя числами (например, «16 × 8 × 6»).

Слайд 14

Флэш-память

Свойства флэш-памяти Полупроводниковая – не содержащая механически движущихся частей, построенная на основе полупроводниковых микросхем Энергонезависимая – не требующая дополнительной энергии для хранения данных (энергия требуется только для записи) Перезаписываемая – допускающая изменения хранимых в ней данных

Слайд 15

Принцип записи и чтения на картах флэш-памяти

Во флэш-памяти для записи и считывания информации используются электрические сигналы. В простейшем случае каждая ячейка флэш-памяти хранит один бит информации и состоит из одного полевого транзистора со специальной электрически изолированной областью («плавающим затвором»). При отсутствии сигнала на линии управления ячейка памяти хранит один бит информации (0 или 1) на стоке полевого транзистора. Между стоком и истоком ток не идет. При записи данных на линию управления подается положительное напряжение и электроны в результате эффекта туннелирования попадают на плавающий затвор. Между стоком и истоком возникает электрический ток и в результате на стоке полевого транзистора записывается один бит данных.

Слайд 16

Карты флэш-памяти

Флэш-память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный плоский корпус. Микросхемы флэш-памяти могут содержать миллиарды ячеек, каждая из которых хранит 1 бит информации. Информация, записанная на флэш-память может храниться очень длительное время (от 20 до 100 лет) и способна выдержать значительные механические нагрузки (в 5-10 раз превышающие предельно допустимые для жестких дисков). Флэш-память компактнее и потребляет значительно меньше энергии (примерно в 10 -20 раз), чем магнитные и оптические дисководы.Накопители на флэш-памяти представляют собой микросхему флэш-памяти, дополненную контроллером USB, и подключаются к последовательному порту USB. USB флэш-диски могут использоваться в качестве сменного носителя информации.

Слайд 20

Вопросы

Почему сердечник магнитной головки изготавливается из магнитомягкого материала, а магнитный слой носителя – из магнитожесткого материала? Как можно увеличить информационную емкость жестких дисков? Почему в CD-дисководах используется инфракрасный лазер, в DVD-дисководах – красный лазер, а в HDDVD- и Blu-Ray-дисководах – синий лазер? В чем состоит различие между дисками CD-ROM, CD-R и CD-RW? Что означают числа маркировки DVD-дисководов? В чем состоит отличие микросхем флэш-памяти от микросхем оперативной памяти? В чем состоит преимущество флэш-памяти перед магнитной и оптической памятью?

Посмотреть все слайды

Введение в память — CCM

Последнее обновление , пятница, 22 января 2021 г., в 03:43 , автор: David Webb.

Термин память применяется к любому электронному компоненту, способному временно хранить данные. В этой статье объясняются различные категории памяти, технические характеристики памяти и различия между флэш-памятью, постоянной памятью и оперативной памятью.

Различные категории

Есть две основные категории памяти:

Внутренняя память : временно сохраняет данные во время работы программ.Во внутренней памяти используются микропроводники, то есть быстрые специализированные электронные схемы. Внутренняя память соответствует тому, что мы называем оперативной памятью (RAM) .
Вспомогательная память : также называется физической памятью или внешней памятью ). Его роль заключается в долгосрочном хранении информации, в том числе после выключения компьютера. Вспомогательная память соответствует магнитным запоминающим устройствам, таким как жесткий диск, оптическим запоминающим устройствам, таким как CD-ROM и DVD-ROM, а также постоянному запоминающему устройству.

Технические характеристики

Основные характеристики памяти:

Емкость : представляет глобальный объем информации (в битах), который может хранить память.
Время доступа : соответствует интервалу времени между запросом чтения / записи и доступностью данных.
Время цикла : представляет минимальный временной интервал между двумя последовательными доступами.
Пропускная способность : определяет объем информации, передаваемой за единицу времени, выраженный в битах в секунду.
Энергонезависимость : характеризует способность памяти хранить данные, когда на нее не подается электричество.

Идеальная память имеет большой объем с ограниченным временем доступа и времени цикла, высокую пропускную способность и энергонезависимость.

Однако быстрая память также самая дорогая. Вот почему память, использующая различные технологии, используется в компьютере, взаимодействует друг с другом и организована иерархически.

Самая быстрая память расположена в маленьких числах рядом с процессором .Вспомогательная память, которая работает не так быстро, используется для постоянного хранения информации .

Типы памяти

Оперативная память

Что такое Оперативная память ? Это основная память системы, то есть это пространство, которое позволяет вам временно хранить данных, когда программа работает .

В отличие от хранения данных во вспомогательной памяти, такой как жесткий диск, оперативная память является энергозависимой , что означает, что в ней хранятся данные только до тех пор, пока на нее подается электричество.Таким образом, каждый раз, когда компьютер выключается, все данных в памяти безвозвратно стираются .

Постоянная память

Что такое постоянная память для чтения ? Этот тип памяти, также называемый ROM , представляет собой тип памяти, который позволяет хранить информацию, содержащуюся в ней, даже когда память больше не получает электричество. По сути, этот тип памяти имеет доступ только для чтения. Однако можно сохранить информацию в некоторых типах ПЗУ.

Флэш-память

Что такое флэш-память ? Это компромисс между памятью типа RAM и памятью ROM. Флэш-память обладает энергонезависимостью ПЗУ, обеспечивая при этом доступ для чтения и записи . Однако время доступа к флэш-памяти больше времени доступа к ОЗУ. Также можно использовать карту флэш-памяти.

Фото: Unsplash

Ваше полное руководство по внутренней памяти вашего компьютера

* 160 терабайт… это размер самой большой в мире вычислительной системы с одной памятью.Принимая во внимание, что терабайт равен 1000 гигабайт, невозможно себе представить, чтобы такая компьютерная архитектура была возможна в этом поколении. Но с возрастом технологий потребность в улучшении общей производительности системы ведет к более ошеломляющим инновациям.

Но что во внутренней памяти делает его таким важным? Оперативная память, как ее называют, является одной из важнейших частей любой компьютерной системы. Хотите узнать больше о компонентах оперативной памяти вашего компьютера? Узнайте, как сейчас работает внутренняя память вашего устройства.

Что такое внутренняя память?

Внутренняя память в любом компьютере или телефонной системе относится к схемам, которые передают компьютерной системе механические команды, связанные с манипуляциями с данными. Внутренняя память вашего компьютера дает как механические, так и рекурсивные инструкции о том, какие данные хранить временно или иным образом. Но в большинстве случаев внутреннюю память путают с оперативной памятью.

Типы внутренней памяти

Обычно внутренняя память в любой компьютерной системе состоит из двух важных частей.Эти части получают рекурсивные и механические инструкции каждый раз, когда вы работаете на своем ноутбуке или компьютере. Двумя наиболее распространенными частями являются RAM и ROM.

Что означает барана?

Ну, это один из самых часто задаваемых вопросов. RAM — это аббревиатура от Random Access Memory в компьютерной системе. ОЗУ — это энергозависимая часть внутренней памяти. Это означает, что он не хранит информацию постоянно.

Вся информация, содержащаяся в ОЗУ, теряется, как только вы выключаете питание.

Для большинства компьютеров оперативная память действует как основная внутренняя память. Но в ОЗУ попадает только временная информация. Таким образом, размер ОЗУ определяет степень, в которой вы можете одновременно выполнять многозадачность на своем устройстве. Чем больше оперативной памяти у вас на устройстве, тем больше временной памяти вы можете использовать на своем устройстве.

RAM позволяет вашему устройству находить файлы на жестком диске. Оперативная память также гарантирует, что ваш компьютер может запускать более одной программы одновременно без сбоев в работе.

Вам может быть интересно, что ОЗУ делает для компьютера? Что ж, ваш компьютер получает все механические инструкции для запущенных в данный момент программ через оперативную память, позволяя системе различать нестатический контент.

Что такое память для чтения

Другая часть внутренней памяти относится к ПЗУ. ROM — это аббревиатура от Read-only memory, которая является основной памятью в компьютерной системе. ПЗУ содержит рекурсивные инструкции в устройстве.

Вы заметите, что ваше устройство часто загружается в определенном порядке.Вы также увидите, что существует определенный порядок, в котором драйверы загружаются в постоянную часть внутренней памяти. Все это функции постоянной памяти, которые являются результатом рекурсивных инструкций.

ROM — это особый тип энергонезависимой памяти с произвольным доступом. По сути, это означает, что данные во внутренней памяти остаются нетронутыми даже после внезапного сбоя питания. Большая часть важных данных, таких как информация об ОС, хранится в ПЗУ.

Элемент только для чтения в ПЗУ ограничивает возможность внесения изменений или изменений конечным пользователем. Вы можете изменять или изменять содержимое ПЗУ только в особых случаях. Возможно, в этом заключается существенная разница между памятью и хранилищем.

Вашему компьютеру требуется оперативная память для быстрого использования данных

Все устройства имеют внутреннюю память или то, что вы называете жестким диском. Это хранилище захватывает и хранит весь постоянно сохраненный контент на вашем устройстве.Однако между внутренней памятью вашего устройства и внутренней памятью есть существенная разница.

Проще говоря, внутренняя память предназначена для быстрого использования данных. Архитектура вашего устройства настроена таким образом, что оно использует оперативную память для быстрой загрузки данных. Это намного более быстрый и простой способ, чем использование тех же данных непосредственно с жесткого диска.

Быстрый доступ к информации гарантирует, что вы получите то, что вам нужно, в течение миллисекунды щелчка.По мере того, как ваша внутренняя память в конечном итоге израсходуется, вы заметите, что функции ваших устройств начинают замедляться. В ОЗУ временно хранятся случайные данные, что позволяет сократить время чтения / записи при каждом использовании ноутбука, компьютера или настольного компьютера.

ОЗУ вашего устройства отвечает за быстрое чтение / запись, которое вам нравится при работе в сети или при работе над проектом. Однако в других случаях скорость вашего устройства может быть ограничена. Эти экземпляры могут не иметь отношения к ОЗУ.

К таким проблемам относятся физические препятствия, такие как скорость вращения аппаратного обеспечения компьютера. Тем не менее, бывают случаи, когда требуется сброс ОЗУ из-за определенных проблем, влияющих на функциональность вашего устройства. Нехватка внутренней памяти — одна из распространенных проблем с оперативной памятью, с которой в какой-то момент сталкивается большинство пользователей.

Устранение проблем, связанных с ОЗУ

Если вы являетесь пользователем MAC, вам может потребоваться кое-что узнать о PRAM и NVRAM. Эти два элемента составляют оперативную память и последовательно обозначают параметрическую память с произвольным доступом и энергонезависимую память с произвольным доступом.

PRAM и NVRM предоставляют информацию о конфигурации на вашем Mac. Каждый раз, когда ваша оперативная память заканчивается, эти два должны быть первой остановкой при поиске возможных внутренних сбоев. Общие сбои, связанные с ОЗУ на вашем Mac, могут включать:

Не включается при запуске
Неисправности с трекпадом
Отказ подключиться к Wi-Fi
Вентилятор, работающий на очень высокой скорости
Постоянный медленный процесс завершения работы

Если у вас возникли эти проблемы с внутренней памятью, вы можете сбросить SMC на Mac.Сброс микросхемы памяти вернет ваше устройство к полной функциональности.

Эффективность внутренней памяти лежит в основе функциональности вашего устройства

Понимание роли внутренней памяти в вашем устройстве имеет жизненно важное значение. Вы можете застрять со своим Mac, предполагая, что у вас есть серьезная неисправность оборудования, в то время как это просто незначительная проблема, связанная с ОЗУ. Но сброс SMC на Mac может решить большую часть проблем, связанных с вашей оперативной памятью.

Посетите наш сайт, чтобы получить дополнительную полезную информацию.

Объясните восемь (8) характеристик систем памяти и их влияние на обработку данных. Приведите пример в каждом конкретном случае. — CPEN Talk

Восемь (8) характеристик систем памяти показаны ниже:

1. Местоположение: Показывает, является ли устройство памяти расположением внешнего или внутреннего по отношению к компьютеру. Внутренняя память и внешняя память сильно отличаются друг от друга.В то время как внутренняя память встроена непосредственно в материнскую плату компьютера, внешняя память отделена от основного блока компьютера и представляет собой диск для хранения, такой как диски и ленты. Устройства внешней памяти управляются контроллерами ввода-вывода, а внутренняя память представляет собой кэш-память, регистры и основную память.

2. Емкость: Емкость — это мера количества данных, которые может хранить запоминающее устройство. Для внутренней памяти это измеряется в байтах, а во внешней памяти — в байтах или словах, где длина слова может составлять 8, 16 или 32 бита.

3. Метод доступа: Методы доступа относятся к методам, с помощью которых данные записываются и, следовательно, считываются с устройства памяти. Существует четыре метода доступа, перечисленных ниже;

Метод прямого доступа
Метод последовательного доступа
Метод произвольного доступа
Метод ассоциативного доступа

Метод прямого доступа: Каждый блок памяти помечен уникальным адресом. Доступ осуществляется напрямую, сначала достигнув окрестностей, а затем последовавшего поиска.Примером запоминающего устройства, использующего метод прямого доступа, является жесткий диск.

Метод последовательного доступа: Использует общий механизм чтения-записи для последовательного доступа к данным. Примером запоминающего устройства, использующего метод последовательного доступа, является лента.

Метод произвольного доступа: Каждый блок в памяти имеет свой уникальный и физически подключенный механизм адресации. Примером запоминающего устройства, использующего метод произвольного доступа, является ОЗУ.

Метод ассоциативного доступа: Доступ к данным осуществляется путем сравнения требуемого битового местоположения в слове на основе указанного элемента данных.Примером запоминающего устройства, использующего метод ассоциативного доступа, является кэш-память.

4. Единица передачи: Это мера скорости передачи данных в память и из памяти. Во внутренней памяти это определяется количеством электрических линий, входящих в память и выходящих из нее, при этом каждая строка несет данные длиной слова. Во внешней памяти это определяется количеством бит, считываемых или записываемых в память за раз.

5.Производительность: Это показатель общей эффективности системы памяти. Для измерения производительности используются три (3) параметра.

Скорость передачи
Время цикла памяти
Время доступа

Скорость передачи: Это скорость, с которой данные передаются в память и из памяти.

Время цикла памяти: Время, необходимое для доступа к блоку в памяти, а также период до начала второго доступа.

Время доступа: Время, необходимое для выполнения операции чтения или записи.

6. Физический тип: Это форма и форма, которую принимает память. Существует около четырех (4) таких форм, которые перечислены ниже:

Магнитный
Полупроводниковый
Оптический
Магнитооптический

7. Организация: Организация системы памяти обычно относится к физическому расположению битов.

8. Физические характеристики: Такова природа системы памяти. Это можно сделать в формах, перечисленных ниже;

Неустойчивый
Энергонезависимый
Стираемый
Не стираемый

Пожалуйста, оставьте комментарий ниже и поделитесь с другими студентами в вашей сети, если вы нашли это объяснение полезным. Удачного обучения!

Компьютерная память и устройства обработки: функции и характеристики — видео и стенограмма урока

CPU

Центральный процессор (CPU) — это мозг компьютера, небольшая часть оборудования, которая выполняет удивительные задачи.Мозг компьютера работает со скоростью, которую мы не можем понять, не говоря уже о том, чтобы имитировать.

гигагерц (ГГц) используется для измерения скорости компьютера. Здесь «гига» означает миллиард. Это означает, что мы говорим о машинах, которые имеют миллиарды циклов в секунду. герц — это базовое измерение скорости в компьютере, указывающее один цикл в секунду.

ЦП должен продумывать каждую инструкцию, сгенерированную пользователем, но как он может делать все это так быстро? Что позволяет компьютеру одновременно запускать Excel, Spotify, Word и множество других приложений? Одно из решений внутри ЦП — это ядро ЦП.

Ядро ЦП

Ядро ЦП является ключевым компонентом ЦП. Это движет выполняемыми задачами. В старых компьютерах было только одно ядро в ЦП, но теперь мы используем четырехъядерные (4 ядра) и даже восьмиъядерные (8 ядер) процессоры. Это увеличение количества ядер привело к значительному увеличению мощности и производительности ЦП, поскольку он делегирует задачи и выполняет их намного быстрее. С одним ядром было бы сложно проверять свои социальные сети, делать покупки, транслировать любимую музыку и смотреть уроки, подобные этому, в Study.com одновременно.

Типы памяти

Как и людям, компьютерам для работы необходима память. Например, у нас есть постоянные воспоминания, связанные с нашей первой поездкой на велосипеде или рождением нашего первого ребенка. У нас также есть воспоминания, которые могут исчезнуть, как только мы перейдем на ночь. Это могут быть детали разговора с другом или рецепт блюда, которое мы приготовили на ужин.

В компьютере постоянная память (ПЗУ) , также называемая энергонезависимой памятью, представляет собой постоянную память, которая не исчезает при выключении компьютера.ПЗУ — это то, что позволяет пользователю запускать компьютер, задействовать операционную систему и запускать программы. ПЗУ обычно имеет емкость от 4 до 8 мегабайт (МБ) на каждом чипе. Это может показаться не таким уж большим, но он выполняет свою работу. В конце концов, большая часть эффективности достигается при обработке энергозависимой памяти.

С другой стороны, оперативная память (RAM) , также называемая энергозависимой памятью, представляет собой временную память, которая исчезает при выключении компьютера. Он обеспечивает быстрый доступ и содержит информацию о текущих программах и процессах.Когда процессору требуется доступ к данным и инструкциям для текущего проекта, он часто переходит в оперативную память.

Чтобы еще больше повысить производительность, компьютеры также используют кэш-память , энергозависимую память, которая, как и оперативная память, сбрасывается компьютером при выключении. Это очень полезный компонент, потому что он хранит инструкции от программ, которые запускаются повторно. Таким образом, инструкции не должны перемещаться от кнопки Word «Печать» в ОЗУ. Компьютер может использовать кэш-память и выполнять задачу намного быстрее.В следующей таблице приведены различия, обнаруженные между тремя типами памяти, каждая из которых расположена на материнской плате.

ПЗУ	RAM	Кэш
Энергонезависимая (постоянная память)	Энергозависимая (временная) память	Энергозависимая (временная) память
Используется при запуске	Используется во время работы	Повышает производительность
Остается после выключения	Исчезает после выключения	Исчезает после выключения

Как только компьютер выключается, кэш и оперативная память очищаются.Оперативная память расположена в слотах на материнской плате и измеряется в гигабайтах. Чипы могут иметь от 1 до 256 гигабайт на чип ОЗУ. Да, чем больше, тем лучше, но вы должны убедиться, что ваша операционная система действительно может использовать эту оперативную память, запустив что-то вроде 64-разрядной Windows 10 или другой 64-разрядной операционной системы.

Итоги урока

Давайте рассмотрим. Мозг компьютера расположен в центральном процессоре (ЦП) и обрабатывает инструкции с молниеносной скоростью, измеряемой в гигагерц , или миллиардах циклов в секунду. герц — это скорость одного цикла в секунду. В основе процессора лежит ядро CPU . Большинство компьютеров имеют 4-ядерные и даже 8-ядерные процессоры (называемые четырехъядерными и восьмиядерными соответственно).

Для работы компьютеру также требуется память. Оперативная память (RAM) является временной или энергозависимой и используется для текущих задач. Он исчезает при выключении. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) является постоянным и остается даже после выключения компьютера. ПЗУ используется для запуска.К ЦП присоединена кэш-память , которая включает оперативную память и делает ЦП и компьютер еще более эффективными, поскольку они могут быстро получить доступ к этой памяти.

Первичная память компьютера: примеры, характеристики, типы

Хранение данных, инструкций и информации на компьютере называется памятью. Но «» Что такое первичная память компьютера? “-

Память — очень важный компонент, присутствующий во всех компьютерных корпусах, без нее компьютер не может выполнить даже простую задачу.Компьютерная память в основном делится на двух типов и первичной и вторичной памяти .

Из этой статьи вы узнаете простыми словами « Что такое Первичная память компьютера» и « Примеры первичной памяти» .

Что такое основная память компьютера?

Первичная память обрабатывает данные и инструкции, пока компьютер обрабатывает их. В первичной памяти хранятся данные или инструкции для быстрого доступа.Полупроводниковые микросхемы являются основным компонентом первичной памяти.

Первичная память компьютера известна как основная память или временная память на компьютере .

Основное назначение первичной памяти, используемой для хранения часто используемых программ, к которым процессор может напрямую обращаться для дальнейшей обработки. Это энергозависимая память, а это означает, что данные временно хранятся в и могут быть потеряны при отключении питания.

Эта память присутствует в ЦП компьютера, откуда устройство получает данные и инструкции. RAM и ROM являются примерами первичной памяти компьютеров.

Каковы характеристики первичной памяти?

Первичная память компьютера также называется основной памятью, временной памятью или основной памятью.
Это энергозависимая память .
Эта память изготовлена по полупроводниковой технологии.
Данные автоматически удаляются в случае сбоя питания.
Скорость обработки данных на выше , чем у вторичной памяти.
Это основная рабочая память компьютера.
Компьютер не может обрабатывать без первичной памяти.

Примеры первичной памяти

Примеры первичной памяти делятся на два типа:

1. RAM

RAM означает « Random Access Memory ». ОЗУ — это пример первичной памяти, в которой хранится программное обеспечение операционной системы, программные приложения, инструкции и другая информация для (ЦП) центрального процессора для прямого и быстрого доступа, когда это необходимо для выполнения задач.

ОЗУ — один из самых быстрых типов памяти, и он может считывать и записывать данные, но до тех пор, пока к устройству подключен источник питания . Когда компьютер выключен, все обработанные данные оперативной памяти автоматически отправляются в корзину.

ОЗУ в основном используется для запуска программного обеспечения, игр и мультимедиа, например аудио и видео.

Характеристики RAM :

RAM — это энергозависимая память, то есть временная память.
Объем оперативной памяти обычно меньше объема вторичной памяти.
RAM намного на быстрее и дороже , чем вторичная память.
Все программы, приложения, игры, графика и инструкции обрабатываются через оперативную память.
RAM память важный компонент процессора.

Примеры ОЗУ первичной памяти Далее имеется два типа:

ОЗУ
ОЗУ

2. ПЗУ

Полная форма ПЗУ — « Постоянная память для чтения ».Это постоянная память, в которую информация вводится один раз и хранится постоянно (даже при включении и выключении компьютера).

Сохраненные программы и данные не могут быть изменены и удалены в этой памяти, их можно только прочитать. Поэтому эта память называется постоянной памятью . Даже после выключения компьютера данные, хранящиеся в ПЗУ, не разрушаются. Таким образом, ПЗУ называется энергонезависимой или постоянной памятью.

Память

ROM используется во всех типах электронных устройств, таких как калькулятор , смартфон, видеоигра , цифровая камера, и т. Д.Большинству персональных компьютеров требуется ПЗУ большого объема для хранения.

Характеристики ПЗУ :

ПЗУ — это постоянная память.
В нем хранятся все основные функциональные инструкции компьютера.
По цене ПЗУ на дешевле, чем на RAM.
ROM не только потребляет на энергии меньше , но и очень надежен.
Используется во встроенных системах или там, где нет необходимости изменять какое-либо программирование.
В основном используются в калькуляторах и периферийных устройствах.

Примеры ПЗУ первичной памяти Далее есть четыре типа:

MROM
PROM
EPROM
EEPROM

Разница между Первичная и вторичная память

Компьютерная память подразделяется на две основные и вторичный. Первичная память компьютера — это основная память, которая используется для временного хранения данных или информации, в то время как вторичная память относится к вторичным запоминающим устройствам, которые используются для постоянного хранения данных или информации.


	Первичная память является энергонезависимой, т.е. после отключения питания данные автоматически удаляются. Таким образом, основная память используется для временного хранения информации.	Вторичная память является энергозависимой, т.е. даже после выключения питания сохраненные данные не удаляются. Таким образом, вторичная память хранит информацию постоянно.
	Он также известен как основная, временная и внутренняя память.	Она также известна как постоянная и внешняя память.
	Скорость обработки данных выше, чем во вторичной памяти.	Скорость обработки данных ниже, чем в основной памяти.
	Информация, хранящаяся на основных устройствах, не может быть перемещена из одного места в другое.	Информация, хранящаяся во вторичной памяти, может быть легко перенесена с одного компьютера на другой.
	Первичная память изготовлена по полупроводниковой технологии.	Вторичная память состоит из магнитных и оптических устройств.
	Основная память компьютера в основном доступна в небольших размерах, от 500 МБ до 32 ГБ.	Эти блоки памяти в основном доступны в больших размерах, чем основная память, до или более 1 ТБ.
	Первичная память дороже вторичной.	Вторичная память дешевле первичной.
	Примеры первичной памяти включают RAM и ROM.	Включает жесткий диск, типы SSD, оптический диск, USB-накопитель, карты памяти и т. Д.

Часто задаваемые вопросы

Какие типы первичной памяти?

Существует два типа первичной памяти: RAM и ROM. RAM означает «Оперативная память». который обрабатывает программное обеспечение операционной системы, программные приложения и другую информацию для быстрого доступа к центральному процессору, когда это необходимо для временного выполнения задач.В то время как ПЗУ «постоянная память» — это постоянная память, в которой информация вводится в нее один раз и хранится постоянно, которая может быть изменена в дальнейшем.

Какая память быстрее первичная или вторичная?

Скорость обработки данных в первичной памяти выше, чем во вторичной памяти. Кроме того, первичная память сделана по полупроводниковой технологии.

Почему RAM и ROM называются первичной памятью?

Первичная память делится на RAM и ROM. Оперативная память может считывать и записывать данные, если к устройству подключен источник питания.При выключении компьютера все обработанные данные оперативной памяти автоматически отправляются в корзину. В то время как ПЗУ — это постоянная память, в которой информация вводится в нее один раз и хранится постоянно (даже компьютер включается и выключается).

Какая первичная память RAM или ROM?

Оба являются примерами первичной памяти. Все программы, приложения, игры, графика и инструкции являются процессами через оперативную память. А память ROM используется во всех типах электронных устройств, таких как калькулятор, смартфон, видеоигра, цифровая камера и т. Д.

Где хранится основная память?

Первичная память хранится в компьютере Основное назначение первичной памяти, используемой для хранения часто используемых программ, к которым процессор может напрямую обращаться для дальнейшей обработки. Это энергозависимая память, что означает, что данные хранятся временно и могут быть потеряны при отключении питания.

Каковы альтернативные имена первичной памяти?

Альтернативное имя первичной памяти — Основная память и Внутренняя память компьютера.

Каков размер первичной памяти компьютера?

Основная память компьютера в основном доступна в небольших объемах, от 500 МБ до 32 ГБ.

сообщить об этом объявлении

Из приведенной выше информации вы получили ответ на вопрос « Что такое первичная память компьютера ?» и примеры первичной памяти, а также различия между первичной и вторичной памятью .

Память

Память

Воспоминания содержат один или несколько битов информации:

Данные (целые, вещественные, текстовые)
Инструкции ЦП (i.е. Программы для ЭВМ)
Адреса памяти («указатели» на данные или инструкции)

Содержимое памяти остается неизменным, если оно не перезаписывается новым битовым шаблоном. Для некоторых воспоминаний содержимое «теряется» при выключении питания.

В компьютерах используется много различных типов памяти (полупроводниковая память, магнитные диски и ленты, компакт-диски и т. Д.) Для хранения данных и программ. Каждый тип памяти имеет свои особенности и способы использования.

Регистровая память

Регистры — это ячейки памяти, расположенные в центральном процессоре (ЦП). Их немного (редко бывает больше 64 регистров) и к тому же небольшой размер, обычно размер регистра меньше 64 бит.

Однако содержимое регистра может быть прочитано или записано очень быстро, часто на порядок быстрее, чем в основной памяти, и на несколько порядков быстрее, чем в дисковой памяти.

Внутри ЦП находятся различные типы регистров. Регистры общего назначения доступны для общего использования программистом. Если из контекста не вытекает иное, хорошо используйте термин «регистр» для ссылки на регистр общего назначения в ЦП. Большинство современных процессоров имеют от 16 до 64 регистров общего назначения. Регистры специального назначения имеют специальное применение: они либо непрограммируемы и являются внутренними для ЦП, либо доступны программисту с помощью специальных инструкций.

Примеры таких регистров включают:

Счетчик программ / Регистр указателя команд (ПК / IP)
Регистр инструкций (IR)
Регистры ввода и вывода ALU
Регистр кода состояния (статус / флаги)
Регистр указателя стека (SP)

Хотя размер регистра (размер группы битов регистров) имеет тенденцию меняться в зависимости от типа регистра, размер слова архитектуры часто (но не всегда!) Определяется размером регистров общего назначения.

В отличие от основной памяти и дисковой памяти, регистры адресуются напрямую с помощью конкретных инструкций или путем кодирования номера регистра в компьютерной инструкции. На уровне языка программирования (ассемблера) ЦП регистры обычно задаются специальными идентификаторами (например, R0, R1, R7, SP, PC).

Наконец, содержимое регистра теряется при отключении питания ЦП, поэтому регистры не подходят для хранения долгосрочной информации или информации, которая необходима для сохранения после отключения питания или сбоя.Однако регистры являются самой быстрой памятью, и в случае их использования могут привести к очень быстрому выполнению программ.

Основная память (RAM)

Если бы мы суммировали все биты всех регистров в ЦП, общий объем памяти, вероятно, не превысил бы 5000 бит. Большинство вычислительных задач, выполняемых компьютером, требуют намного больше памяти. Основная память — это следующая по скорости память в компьютере, и она намного больше по размеру.

Типичные объемы основной памяти для разных типов компьютеров:

Персональный компьютер	256 МБ
Файловый сервер	4 ГБ
Базовый блок данных	32 ГБ

Компьютерные архитектуры также накладывают архитектурные ограничения на максимально допустимую RAM. Это ограничение обычно равно 2 ^WordSize ячейкам памяти.

RAM (оперативная память) — наиболее распространенная форма основной памяти.Оперативная память обычно находится на материнской плате и поэтому обычно находится на расстоянии менее 12 дюймов от процессора. ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) похоже на ОЗУ, за исключением того, что его содержимое не может быть перезаписано. Память ПЗУ часто используется для хранения программы загрузки или запуска, которую компьютер выполняет при включении.

Хотя это и медленнее, чем регистровая память, содержимое любого места в ОЗУ все же может быть прочитано или записано очень быстро. Время чтения или записи называется временем доступа и одинаково для всех ячеек ОЗУ.

В отличие от регистровой памяти, RAM используется для хранения как программного кода (инструкций), так и данных (чисел, строк и т. Д.). Работающие программы обычно загружаются в оперативную память с диска до их выполнения центральным процессором.

Места в ОЗУ идентифицируются схемой адресации, например нумерация байтов в ОЗУ начиная с 0. Содержимое ОЗУ теряется при отключении питания.

Дисковая память

Дисковая память используется для хранения программ и данных в течение длительного времени.Содержимое диска НЕ теряется при отключении питания. Емкость диска варьируется от 2 ГБ до более 40 ГБ (40 × 10 ⁹). Диски намного медленнее, чем регистровая и основная память, время доступа к данным на диске обычно составляет от 5 до 15 миллисекунд (5 × 10 ^-3 сек), хотя диски обычно могут передавать сотни или тысячи байтов за один раз.

Диски могут быть размещены внутри корпуса компьютера или снаружи. Есть также много видов дисковых накопителей, например.g: Магнитные жесткие диски, гибкие диски (замедленное воспроизведение), магнитооптические компакт-диски / диски, DVD-диски.

Места на диске идентифицируются специальными схемами адресации диска (например, номерами дорожек и секторов).

Сводка характеристик

Организация основной памяти

Мы можем представить основную память как матрицу битов.Каждая строка представляет ячейку памяти, обычно она равна размеру слова архитектуры, хотя это может быть кратное слово (например, 2xWordsize) или частичное слово (например, половина слова). Для простоты мы предположим, что данные в основной памяти могут быть прочитаны или записаны только одной строкой (ячейкой памяти) за раз.

Для 96-разрядной памяти мы могли бы организовать память как 12 × 8 бит, или 8 × 12 бит, или 6 × 16 бит, или даже как 96 × 1 бит или 1 × 96 бит. Каждая строка также имеет адрес натурального числа, который используется для выбора строки:

Байтовая адресация

Основная память обычно хранит и вызывает строки, которые имеют многобайтовую длину (например,грамм. 16-битное слово = 2 байта, 32-битное слово = 4 байта). Однако большинство архитектур делают основную память адресуемой по байтам, а не по словам. В таких архитектурах ЦП и / или аппаратное обеспечение основной памяти способно читать / записывать любой отдельный байт. Вот пример основной памяти с 16-битными ячейками памяти. Обратите внимание на четные адреса ячеек памяти (строк).

Порядок байтов

Байты в многобайтовом элементе данных могут быть пронумерованы слева направо (Big-Endian) или справа налево (Little-Endian).В следующем примере ячейки таблицы представляют байты, а номера ячеек указывают адрес этого байта в основной памяти.

В системах с обратным порядком байтов старший байт многобайтового элемента данных имеет наименьший адрес, а младший байт имеет наибольший адрес.

В системах с прямым порядком байтов младший байт многобайтового элемента данных имеет младший адрес, а старший значащий байт имеет самый высокий адрес.Примечание. Строковое значение из N символов рассматривается не как одно большое многобайтовое значение, а как однозначное значение из N, т.е. первый символ строки всегда имеет наименьший адрес, а последний символ — наибольший адрес. Это верно как для прямого, так и для прямого порядка байтов.

Пример: Показать содержимое памяти по адресу слова 24, если это слово содержит число, заданное параметром 122E 5F01H как в схеме с прямым порядком, так и с прямым порядком байтов?

Примечание. По соглашению мы упорядочиваем байты в слове памяти слева направо для прямого порядка байтов и справа налево для обратного порядка байтов.

Пример: Показать содержимое основной памяти из слова с адресом 24, если эти слова содержат текст ДЖИМ СМИТ.

Байты, помеченные знаком? неизвестны. Они могут содержать важные данные или не заботиться о байтах, интерпретация которых остается на усмотрение программиста.

К сожалению, используемые сегодня компьютерные системы делятся на те, которые имеют прямой порядок байтов, и те, которые имеют прямой порядок байтов.Это приводит к проблемам, когда компьютер с прямым порядком байтов хочет передать данные на компьютер с прямым порядком байтов. Некоторые современные архитектуры (например, PowerPC) позволяют программно переключать порядок байтов в архитектуре.

Выравнивание слов

Хотя основная память обычно организована как строки слов с байтовой адресацией и осуществляется доступ к строке за раз, некоторые архитектуры позволяют процессору получать доступ к любой группе битов размером со слово независимо от ее байтового адреса.Мы говорим, что доступы, которые начинаются на границе слова памяти, являются выровненными доступами, в то время как доступы, которые не начинаются на границах слова, являются невыровненными доступами.

Для чтения невыровненного слова из ОЗУ требуется

Чтение соседних слов
Выбор необходимых байтов из каждого слова
Объединение этих байтов вместе => МЕДЛЕННО

Написание невыровненного слова еще сложнее и МЕДЛЕННО.По этой причине некоторые архитектуры запрещают доступ к невыровненным словам. например В архитектуре 68000 нельзя обращаться к словам, начиная с нечетного адреса (например, 1, 3, 5, 7 и т. Д.). Некоторые архитектуры распространяют этот принцип на доступ к нескольким словам. например в архитектуре SPARC 64-битные элементы данных должны иметь байтовый адрес, кратный 8.

Интегральные схемы (микросхемы) RAM

До сих пор мы рассматривали логическую организацию основной памяти.Физически микросхемы ОЗУ также могут быть организованы различными способами. Вот 3 метода формирования основной памяти 256×8 бит.

В первом случае основная память построена на одной микросхеме ОЗУ. Во втором мы используем две микросхемы ОЗУ, одна дает нам 4 старших бита, а другая — 4 младших. В третьем мы используем 8 микросхем RAM, каждая микросхема дает нам 1 бит — чтобы прочитать 8-битное слово памяти, нам нужно было бы получить доступ ко всем 8 микросхемам RAM одновременно и объединить биты.

Банки памяти

Основная память обычно больше, чем размер одного чипа RAM. Следовательно, чтобы получить доступ к слову памяти, аппаратное обеспечение памяти должно одновременно прочитать строку в нескольких микросхемах ОЗУ, а затем объединить результаты, возвращенные каждой микросхемой ОЗУ.

Микросхемы ОЗУ, составляющие систему основной памяти, обычно группируются в банки размером в одно слово памяти:

Пример: дана основная память = 1M × 16 бит (адресуемое слово),

Чипы ОЗУ = 256 КБ × 4 бит

Размер БАНКА = количество микросхем ОЗУ на слово памяти = ширина слова памяти / ширина микросхемы ОЗУ = 16/4 = 4

Для адресации микросхемы RAM требуется 18 бит (поскольку 256K = 2 ¹⁸ = Длина чипа RAM)

Память с адресной памятью размером 1M × 16 бит требует 20 бит адреса (так как 1M = 2 ²⁰).

Следовательно, для выбора банка необходимо 2 бита (20-18).

Общее количество чипов RAM = (1M × 16) / (256K × 4) = 16

Общее количество БАНКОВ = Общее количество микросхем RAM / размер БАНКА = 16/4 = 4

Память с чередованием

Когда память состоит из нескольких банков, некоторые биты адреса выбирают банк, а оставшиеся биты выбирают строку в выбранном банке.

Если биты выбора банка являются младшими значащими битами адреса памяти, результирующая память называется с чередованием младшего порядка .

Если биты выбора банка являются старшими битами адреса памяти, то результирующая память называется с чередованием высокого порядка .

Чередование памяти может дать преимущества в производительности, если одновременно можно читать / записывать более одного банка: —

Для чередования младшего разряда, если можно прочитать одну и ту же строку в каждом банке
Это преимущество для доступа к последовательным данным, состоящим из нескольких слов, например программным инструкциям или элементам в массиве данных.
Для чередования высокого порядка, если разные блоки могут независимо получать доступ к разным банкам.
Это преимущество, если ЦП может обращаться к строкам в одном банке, в то время как устройство ввода-вывода (жесткий диск и т. Д.) Может одновременно обращаться к разным строкам в другом банке.

Пример: Основная память = 1M × 8 бит, микросхемы RAM = 256K × 4 бит.

Для этой памяти нам потребуется 4 × 2 = 8 микросхем ОЗУ.

Для каждой микросхемы требуется 18 адресных битов (т. Е. 2 ¹⁸ = 256 КБ).

А 1M × 8 бит требует 20 адресных бит (т. Е. 2 ²⁰ = 1M).

[ Показатель ]

последнее обновление: 2-ноя-04 Ян Харрис

Характеристики систем памяти — Quick CSE

Ключевые характеристики компьютерных систем памяти следующие:

Термин место в относится к тому, является ли память внутренней или внешней по отношению к компьютеру.Внутренняя память часто приравнивается к основной памяти. Но есть и другие формы внутренней памяти. Процессору требуется собственная локальная память в виде регистров. Далее, как мы увидим, блок управления процессором может также нуждаться в собственной внутренней памяти. Кэш — это еще одна форма внутренней памяти. Внешняя память состоит из периферийных запоминающих устройств, таких как диск и лента, которые доступны процессору через контроллеры ввода-вывода.

Очевидной характеристикой памяти является ее емкость .Для внутренней памяти это обычно выражается в байтах (1 байт = 8 бит) или в словах. Обычная длина слова составляет 8, 16 и 32 бита. Емкость внешней памяти обычно выражается в байтах.

Связанная концепция — это единица передачи . Для внутренней памяти единица передачи равна количеству электрических линий в модуль памяти и из него. Это может быть равно длине слова, но часто больше, например 64, 128 или 256 бит. Чтобы прояснить этот момент, рассмотрим три взаимосвязанных концепции внутренней памяти:

Слово : «естественная» единица организации памяти.Размер слова обычно равен количеству битов, используемых для представления целого числа, и длине инструкции. К сожалению, есть много исключений. Например, CRAY C90 (суперкомпьютер CRAY старой модели) имеет 64-битную длину слова, но использует 46-битное целочисленное представление. Архитектура Intel x86 имеет большое разнообразие длин инструкций, выраженных кратными байтам, и размером слова 32 бита.

Адресные блоки : В некоторых системах адресуемым блоком является слово.Однако многие системы позволяют адресацию на байтовом уровне. В любом случае соотношение между длиной в битах A адреса и числом N адресуемых единиц составляет 2 A = N.

Единица передачи : Для основной памяти это количество бит, считываемых или записываемых в память за один раз. Единица передачи не обязательно должна быть словом или адресной единицей. Для внешней памяти данные часто передаются в гораздо больших единицах, чем слово, и их называют блоками.

Еще одно различие между типами памяти — это метод доступа к блокам
данных . К ним относятся следующие:

Последовательный доступ : Память организована в блоки данных, называемые записями. Доступ должен осуществляться в определенной линейной последовательности. Сохраненная адресная информация используется для разделения записей и помощи в процессе поиска. Используется общий механизм чтения-записи, и его необходимо переместить из текущего местоположения в желаемое, передавая и отклоняя каждую промежуточную запись.Таким образом, время доступа к произвольной записи сильно варьируется. Ленточные блоки имеют последовательный доступ.

Прямой доступ : Как и в случае с последовательным доступом, прямой доступ включает общий механизм чтения-записи. Однако отдельные блоки или записи имеют уникальный адрес, зависящий от физического местоположения. Доступ осуществляется путем прямого доступа к общему району плюс последовательный поиск, подсчет или ожидание достижения конечного местоположения. Опять же, время доступа варьируется. Дисковые накопители имеют прямой доступ.

Произвольный доступ : Каждое адресуемое место в памяти имеет уникальный физически подключенный механизм адресации. Время доступа к данному местоположению не зависит от последовательности предыдущих обращений и является постоянным. Таким образом, любое местоположение может быть выбрано случайным образом, напрямую адресовано и доступно. Основная память и некоторые системы кеширования имеют произвольный доступ.

Ассоциативный : это тип памяти с произвольным доступом, который позволяет сравнивать желаемые битовые ячейки в слове на предмет указанного совпадения и делать это для всех слов одновременно.Таким образом, слово извлекается на основе части его содержимого, а не адреса. Как и в случае с обычной памятью с произвольным доступом, каждая ячейка имеет свой собственный механизм адресации, и время извлечения постоянно, независимо от местоположения или предшествующих шаблонов доступа. Кэш-память может использовать ассоциативный доступ.

С точки зрения пользователя двумя наиболее важными характеристиками памяти
являются емкость и производительность . Используются три рабочих параметра:

Время доступа (задержка) : для памяти с произвольным доступом это время, необходимое для выполнения операции чтения или записи, то есть время с момента представления адреса в памяти до момента, когда данные были сохранены или предоставлены для использования.Для памяти без произвольного доступа время доступа — это время, необходимое для размещения механизма чтения-записи в желаемом месте.

Время цикла памяти : Эта концепция в первую очередь применяется к памяти с произвольным доступом и состоит из времени доступа плюс любое дополнительное время, необходимое для начала второго доступа. Это дополнительное время может потребоваться для затухания переходных процессов на сигнальных линиях или для восстановления данных, если они считываются деструктивно. Время цикла памяти связано с системной шиной, а не с процессором.

Скорость передачи : Это скорость, с которой данные могут быть переданы в блок памяти или из него. Для оперативной памяти оно равно 1 / (время цикла). Для памяти без произвольного доступа выполняется следующее соотношение:

Было использовано различных физических типов памяти. Наиболее распространенными сегодня являются полупроводниковая память, магнитная поверхностная память, используемая для дисков и лент, а также оптическая и магнитооптическая.

Несколько физических характеристик хранения данных важны.В энергозависимой памяти информация распадается естественным образом или теряется при отключении электроэнергии. В энергонезависимой памяти однажды записанная информация остается без ухудшения до тех пор, пока не будет намеренно изменена; для сохранения информации не требуется электричество. Память на магнитной поверхности энергонезависима. Полупроводниковая память может быть энергозависимой или энергонезависимой.