Внутренняя память компьютера — Компьютер для начинающих, компьютер для чайников

На чтение 4 мин Опубликовано 30.08.2017 Обновлено 30.08.2017

Внутренняя память – это запоминающее устройство, напрямую связанное с процессором и предназначенное для хранения выполняемых программ и данных, непосредственно участвующих в вычислениях. Обращение к внутренней памяти ПК осуществляется с высоким быстродействием, но она имеет ограниченный объем, определяемый системой адресации машины. Внутренняя память, в свою очередь, делится на постоянную (ПЗУ) и оперативную (ОЗУ) память. Содержание Постоянная намять Оперативная память Кэш-память CMOS-RAM Видеопамять Постоянная намять Постоянная память обеспечивает хранение и выдачу информации. Содержимое постоянной памяти заполняется при изготовлении ПК и не подлежит изменению в обычных условиях эксплуатации. В постоянной памяти хранятся часто используемые (универсальные) программы и данные, некоторые программы операционной системы, программы тестирования оборудования ПК и др. При выключении питания содержимое постоянной памяти сохраняется. Такой вид памяти называется ROM (Read Only Memory – память только для чтения), или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Значительная часть программ, хранящихся в ROM, связана с обслуживанием ввода/вывода, поэтому ее называют ROM BIOS (Basic Input-Output System — базовая система ввода/вывода). Для упрощения разработки новых устройств, основанных на ПЗУ, были выпущены программируемые ПЗУ, которые можно было программировать в условиях эксплуатации. Следующая разработка этой линии – стираемое программируемое ПЗУ, которое можно не только программировать в условиях эксплуатации, но и стирать с него информацию, подвергнув его воздействию сильного ультрафиолетового света в течение 15 минут. Следующий этап – электронно-перепрограммируемое ПЗУ, с которого можно стирать информацию, прилагая к нему импульсы, и которое не нужно для этого помещать в специальную камеру, чтобы подвергнуть воздействию ультрафиолетовых лучей. Кроме того, чтобы перепрограммировать данное устройство, его не нужно вставлять в специальный аппарат для программирования, в отличие от стираемого программируемого ПЗУ. Оперативная память Оперативная память, или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) по объему составляющая большую часть внутренней памяти, служит для приема, хранения и выдачи информации. При выключении питания содержимое оперативной памяти в большинстве случаев теряется. Эта память называется оперативной, поскольку является самой быстродействующей запоминающей системой компьютера и работает так быстро, что процессору практически не приходится ждать при чтении данных из памяти или записи в нее. Оперативная память обозначается RAM (Random Access Memory – память с произвольным доступом). Существует два типа ОЗУ: статическое и динамическое. Процессор имеет возможность выполнять программы только после того, как они загружены в оперативную рабочую память, т.е. в память, доступную для программ пользователя. Процессор имеет непосредственный доступ к данным, находящимся в оперативной памяти, а к внешней памяти (на гибких или жестких дисках) – через буфер, являющийся также разновидностью оперативной памяти. Работа программ, загруженных с внешнего носителя, возможна только после того, как она будет скопирована в RAM. Однако оперативная память имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что она временная, т.е. при отключении питания оперативная память полностью очищается. При этом данные, не записанные на внешний носитель, будут утеряны. Основная задача RAM – предоставлять необходимую информацию в виде двоичных кодов по запросам процессора, т.е. данные в любой момент должны быть доступны для обработки. Оперативная память относится к категории динамической памяти: ее содержимое остается неизменным в точение короткого промежутка времени, что требует периодического обновления памяти. Основными характеристиками микросхем памяти различных типов являются: объем; разрядность; быстродействие; временная диаграмма (циклограмма). Объем установленной в компьютере оперативной памяти определяет, с каким программным обеспечением можно на нем работать. При недостаточном объеме оперативной памяти многие программы либо не будут работать совсем, либо будут работать крайне медленно. Кэш-память Кэш-память – сверхбыстродействующая память, обеспечивающая ускорение доступа к оперативной памяти на быстродействующих компьютерах. Она располагается между микропроцессором и оперативной памятью и хранит копии наиболее часто используемых участков оперативной памяти. При обращении микропроцессора к памяти сначала производится поиск данных в кэш-памяти. Поскольку время доступа к кэш-памяти в несколько раз меньше, чем к обычной памяти, а в большинстве случаев необходимые микропроцессору данные уже содержатся в кэш-памяти, среднее время доступа к памяти уменьшается. CMOS-RAM CMOS-RAM – участок памяти для хранения параметров конфигурации компьютера. Называется так в связи с тем, что эта память обычно выполняется по технологии CMOS, обладающей низким энергопотреблением. Содержимое CMOS-RAM не изменяется при выключении электропитания компьютера. Эта память располагается на контроллере периферии, для электропитания которого используются специальные аккумуляторы. Видеопамять Видеопамять в IBM PC-совместимых компьютерах – память, используемая для хранения изображения, выводимого на экран монитора. Эта память обычно входит в состав видеоконтроллера – электронной схемы, управляющей выводом изображения на экран монитора. Другие статьи: Материнская плата компьютера Внешняя память компьютера

Информатика 10 класс: Память

Память

Память – это устройство компьютера, которое используется для записи, хранения и выдачи по запросу команд программы и данных. Выделяют внешнюю и внутреннюю память. Внутренняя память – часть памяти компьютера, которая используется для хранения программ и данных во время решения задачи. Её называют основной памятью. В состав внутренней памяти входят ОЗУ и ПЗУ. Информация, хранящаяся в ОЗУ, считается временной, поэтому пользователь должен сам сохранять необходимые данные во внешней памяти. Самые первые ЭВМ имели ОЗУ на электронно-лучевых трубках, причем их количество соответствовала разрядности памяти. Затем появилась память на магнитных сердечниках. Существуют два типа оперативной памяти, отличающиеся по технологии изготовления, – статическая и динамическая. Первая строится на триггерах, а вторая – на полупроводниковых конденсаторах. Динамическая работает намного медленнее статической. Затем появились программируемые ПЗУ, которые потребитель мог заполнить сам, поместив «чистую» микросхему в специальное устройство – программатор. Позднее появились перепрограммируемые ПЗУ, в которых очистка информации сначала производилась ультрафиолетовыми лучами, а затем – с помощью электрических импульсов.

В IBM-совместимых компьютерах есть еще один особый вид памяти – память конфигурации (CMOS-память). Внешняя память – часть памяти компьютера, которая используется для долговременного хранения программ и данных. Внешняя память любого типа состоит из некоторого носителя информации и электронной схемы управления (контроллера). Компьютерный носитель информации – это средство длительного хранения данных в компьютерном формате. Центральный процессор не может непосредственно обращаться к данным на носителе, он работает с ними через контроллер внешней памяти. Для связи с контроллером процессор использует порты – регистры контроллера, к которым процессор может обратиться по номеру. Первоначально программы и данные сохранялись на бумажных перфокартах и перфолентах. Затем произошел переход к магнитным носителям: магнитным лентам, барабанам и дискам. На магнитных дисках биты данных хранятся в виде небольших намагниченных (или не намагниченных) областей. Секторы размещаются на концентрических окружностях, которые называются дорожками. Операционная система берет на себя все технические детали, предоставляя пользователю работу с некоторыми наборами данных – файлами. Таким образом, начиная с дисковых накопителей, наличие файловой системы – это характерная черта внешней памяти, которая существенно отличает ее от внутренней. Самая быстрая память – это регистры процессора. Кэш-память – это память, ускоряющая работу другого (более медленного) типа памяти, за счет сохранения прочитанных данных на случай повторного обращения к ним. Современные операционные системы используют идею виртуальной памяти. Информационная емкость – это максимально возможный объем данных, который может сохранить данное устройство памяти. Время доступа – интервал времени от момента посылки запроса информации до момента получения результата на шине данных. Средняя скорость передачи данных – это количество передаваемых за единицу времени данных после непосредственного начала операции чтения.

Главная страница

Подписаться на: Сообщения (Atom)

Статья о внутренней+памяти от The Free Dictionary

Внутренняя+память | Статья о внутренней+памяти The Free Dictionary

Внутренняя+память | Статья о внутренней+памяти The Free Dictionary

---

Слово, не найденное в Словаре и Энциклопедии.

Возможно, Вы имели в виду:

Пожалуйста, попробуйте слова отдельно:

внутренний Память

Некоторые статьи, соответствующие вашему запросу:

Не можете найти то, что ищете? Попробуйте выполнить поиск по сайту Google или помогите нам улучшить его, отправив свое определение.

Полный браузер

?

• ▲
• внутренний вибратор
• Внутренний вице-президент
• Внутренняя видеоподсистема
• Внутренняя система голосовой связи
• Внутренняя пустота
• внутренняя рвота
• внутренняя рвота
• внутренняя рвота
• внутренняя рвота
• Внутренняя оценка уязвимости
• Внутренняя система распределения воды
• Внутреннее давление воды
• Внутренние воды
• Внутренние воды
• Внутренняя волна
• Внутренняя волна
• Модель внутреннего волнового действия
• Внутренние волны
• внутренний веб-сайт
• внутренний веб-сайт

• внутренний веб-сайт
• внутренний веб-сайт
• Внутренняя Революционная Организация Западного Запределья
• Внутренняя проводка
• внутренние работы
• Внутреннее рабочее соглашение
• Внутренний заказ на работу
• Внутренний рабочий запрос
• Внутренний спорщик
• Таблица маршрутизации внутренней зоны
• внутренняя+память
• Стеноз внутренней сонной артерии
• Внутреннее сгорание
• Внутреннее сгорание
• Внутреннее сгорание
• двигатель внутреннего сгорания
• двигатель внутреннего сгорания
• двигатель внутреннего сгорания
• двигатели внутреннего сгорания
• двигатели внутреннего сгорания
• лазерное сканирование внутреннего барабана

• Внутренний-внешний
• модель внутреннего-внешнего баланса
• Внутренний-внешний контроль
• Шкала внутреннего-внешнего локуса контроля
• Внутренняя-внешняя рекуррентная нервная система
• Резервуар с внутренней плавающей крышей
• Внутренняя сеть — сетевой интерфейс
• ловушка внутренней перегородки
• блок внутреннего качества
• Кирпич внутренний качественный
• Внутренний/внешний сбой
• внутренний в
• интернализация
• интернализация
• интернализация
• интернализация
• интернализация
• интернализация
• интернализация
• интернализация
• ▼

Сайт: Следовать:

Делиться:

Открыть / Закрыть

 

Как работает память компьютера?

Как работает память компьютера? — Объясните этот материал

Вы здесь: Домашняя страница > Компьютеры > Память компьютера

• Дом
• Индекс А-Я
• Случайная статья
• Хронология
• Учебное пособие
• О нас
• Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

org/Person»> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 22 августа 2022 г.

Ваша память как у слона… или больше похожа на решето? Вы часто слышите, как люди сравнивают себя с одной из этих вещей, но вы почти никогда не слышал, чтобы кто-то сказал, что их память подобна компьютеру. Это отчасти потому, что человеческий мозг и памяти компьютера имеют очень разные целей и действуют совершенно по-разному. Но это также отражает тот факт, что там, где мы, люди, часто с трудом запоминаем имена, лица, и даже день недели, компьютерные воспоминания самое близкое, что у нас есть к совершенству памяти. Как именно эти «замечательные запоминающие устройства» действительно работают? Давайте посмотрим поближе!

Фото: Такой чип компьютерной памяти является примером Интегральная схема. Это означает, что это миниатюрная коллекция из тысяч электронных деталей (обычно компоненты), созданные на крошечном кремниевом чипе размером с ноготь на мизинце. Это 1-гигабитный Микросхема флэш-памяти NAND от USB-накопителя.

Содержание

1. Что такое память?
2. Два типа памяти
3. Внутренняя память
   • ОЗУ и ПЗУ
4. Прирост оперативной памяти
   • Произвольный и последовательный доступ
   • DRAM и SRAM
   • ПЗУ
5. Вспомогательная память
6. Как память хранит информацию в двоичном виде
7. Краткая история компьютерной памяти
8. Узнать больше

Что такое память?

Основная цель памяти — человеческой или машинной — вести учет информация за определенный период времени. Одна из действительно заметных вещей в человеческая память заключается в том, что она очень хорошо умеет забывать. Это звучит как крупный дефект, пока вы не считаете, что мы можем только заплатить внимание ко многим вещам одновременно. Другими словами, забывание, скорее всего, является умным выработанная людьми тактика, которая помогает нам сосредоточиться на вещах, которые актуально и важно в бесконечном беспорядке нашего повседневной жизни — способ сосредоточиться на том, что действительно важно. забывание это все равно, что выкинуть старый хлам из шкафа, чтобы освободить место для новых вещей. [1]

Компьютеры не запоминают и не забывают так, как это делает человеческий мозг. Компьютеры работают в бинарном коде (более подробно поясняется во вставке). ниже): либо они что-то знают, либо не надо — и как только они узнают, за исключением каких-то катастрофических провал, они вообще не забывают. Люди разные. Мы можем распознать вещей («Где-то я уже видел это лицо») или уверены, что мы что-то знаем («Я помню, как учил немецкое слово, обозначающее вишню, когда я учился в школе»), не обязательно имея возможность вспомнить их. В отличие от компьютеров люди могут забыть… вспомнить… забыть… вспомнить… сделать так, чтобы память казалась больше как искусство или магия, чем наука или технология. Когда умные люди освоить приемы, которые позволяют им запоминать тысячи кусочков информацию, их прославляют как великих магов, хотя то, чего они достигли, гораздо менее впечатляюще, чем что-либо пятидолларовая флэш-память USB могла бы сделать!

Иллюстрация: Компьютеры запоминают вещи совершенно иначе, чем человеческий мозг, хотя это можно запрограммировать компьютер, чтобы он запоминал вещи и распознавал закономерности мозговым способом с помощью так называемых нейронных сетей. Историческая иллюстрация анатомии мозга около 1543 года, сделанная Яном Стефаном ван Калькаром, который тесно сотрудничал с пионером анатомии Андреасом Везалием.

Рекламные ссылки

Два типа памяти

Единственное, что объединяет человеческий мозг и компьютер, — это разные типы памяти. Память. Человеческая память фактически разбита на кратковременные «рабочие» память (о вещах, которые мы недавно видели, слышали или обрабатывали с помощью нашего мозга) и долговременной памяти (фактов, которые мы узнали, событий, которые мы опыт, вещи, которые мы умеем делать, и т. д., которые мы обычно нужно помнить намного дольше). Типичный компьютер также имеет два разных типа памяти.

Имеется встроенная основная память (иногда называемая внутренней памятью), выполненная кремниевых микросхем (интегральных схем). Он может хранить и извлекать данные (компьютеризированная информация) очень быстро, поэтому они используются, чтобы помочь компьютеру обрабатывать то, над чем он в данный момент работает. Как правило, внутренняя память volatile , что означает, что она забывает свое содержимое, как только отключается питание. выключен. Вот почему компьютеры также имеют то, что называется вспомогательным . память (или хранилище), которое запоминает вещи даже при отключении питания. В типичном ПК или ноутбуке вспомогательная память обычно обеспечивается жестким диском или флэш-память. Вспомогательный память также называется , внешняя память , потому что в более старых, больших компьютеров, он обычно располагался на совершенно отдельной машине подключен к основному компьютеру кабелем. Аналогичным образом современные ПК часто имеют подключаемое вспомогательное хранилище в виде флэш-памяти USB. карты памяти, карты памяти SD (которые подключаются к таким вещам, как цифровые камеры), подключайте жесткие диски, CD/DVD-диски, записывающие устройства и так далее.

Фото: Эти два жестких диска являются примерами вспомогательной памяти компьютера. Слева у нас есть жесткий диск PCMCIA емкостью 20 ГБ от iPod. Справа есть жесткий диск на 30 Гб от ноутбука. Жесткий диск емкостью 30 ГБ может хранить примерно в 120 раз больше информации, чем микросхема флэш-памяти емкостью 256 МБ на нашей верхней фотографии. Больше таких фото смотрите в нашем Основная статья о жестких дисках.

На практике различие между основной и вспомогательной памятью может быть немного размыто. Компьютеры имеют ограниченный объем основной памяти (обычно от 512 МБ до 4 ГБ на современном компьютере). Чем больше у них есть, тем быстрее они могут обрабатывать информацию и тем быстрее они выполняют свои задачи. Если компьютеру нужно хранить больше места, чем есть в его основной памяти, он может временно переместить менее важные вещи из основной памяти на свой жесткий диск в так называемом режиме 9.0190 виртуальной памяти , чтобы освободить место. Когда это произойдет, вы услышите, как жесткий диск щелкает на очень высокой скорости, когда компьютер считывает и записывает данные между виртуальной и реальной (основной) памятью. Поскольку для доступа к жестким дискам требуется больше времени, чем к микросхемам памяти, использование виртуальной памяти — гораздо более медленный процесс, чем использование основной памяти, и это действительно замедляет работу вашего компьютера. Именно поэтому компьютеры с большим объемом памяти работают быстрее.

Внутренняя память

ОЗУ и ПЗУ

Микросхемы, из которых состоит внутренняя память компьютера, бывают двух видов. известная как RAM (оперативная память) и ПЗУ (постоянная память) . Чипы оперативной памяти запоминают только вещи когда компьютер включен, поэтому они используются для хранения любых компьютер работает в очень краткосрочной перспективе. микросхемы ПЗУ, на С другой стороны, помните вещи независимо от того, включено питание или нет. Они предварительно запрограммирована с информацией на заводе и используется для хранения такие вещи, как BIOS компьютера (базовая система ввода/вывода, управляет основными вещами, такими как экран компьютера и клавиатура). RAM и ROM — не самые полезные названия в мире, как мы скоро узнаем, так что не волнуйтесь, если они звучат сбивающе с толку. Просто помни этот ключевой момент: основная память внутри компьютера основана на двух видах чипа: временный, изменчивый тип, который помнит только во время питание включено (ОЗУ) и постоянный энергонезависимый вид, который запоминает, включено или выключено питание (ПЗУ).

Рост оперативной памяти

Современные машины имеют гораздо больше оперативной памяти, чем первые домашние компьютеры. В этой таблице показаны типичные объемы оперативной памяти для компьютеров Apple, от оригинального Apple I (выпущенного в 1976 году) до смартфона iPhone 12 (выпущенного более четырех десятилетий спустя) с примерно в полмиллиона раз больше оперативной памяти на борту! Это грубые сравнения, основанные на идее, что КБ означает около 1000 байт, МБ означает около миллиона байтов, а ГБ означает около миллиарда. На самом деле, КБ, МБ и ГБ могут быть немного неоднозначными, поскольку в информатике 1 КБ на самом деле составляет 1024 байта. Не беспокойтесь об этом: на самом деле это не сильно меняет эти сравнения.)

Год	Машина	Типичная оперативная память	~ × Apple I
1976	Яблоко I	8 КБ	1
1977	Яблоко ][	24 КБ	3
1980	Apple III	128 КБ	16
1984	Макинтош	256 КБ	32
1986	Мак плюс	1 МБ	125
1992	Мак ЛК	10 МБ	1250
1996	PowerMac	16 МБ	2000
1998	iMac	32 МБ	4000
2007	Айфон	128 МБ	16000
2010	Айфон 4	512 МБ	64000
2016	iPhone 7	3 ГБ	375000
2020	Айфон 12	4 ГБ	500000

Фото: У Apple ][ была базовая память 4 КБ с возможностью расширения до 48 КБ. В то время это казалось огромным объемом, но современный смартфон имеет примерно в 60 000 раз больше оперативной памяти, чем его 48-килобайтный предшественник. В 1977 году обновление 4K RAM для Apple ][ стоило колоссальные 100 долларов, что составляет 1 доллар за 41 байт; сегодня легко найти 1 ГБ менее чем за 10 долларов, поэтому за 1 доллар вы покупаете более 100 МБ — примерно в 25 миллионов раз больше памяти за ваши деньги!

Произвольный и последовательный доступ

Здесь все может немного запутаться. Оперативная память имеет название random получить доступ к , потому что (теоретически) компьютер так же быстро считывать или записывать информацию из любой части микросхемы оперативной памяти, как и из любой Другой. (Кстати, это относится и к большинству микросхем ПЗУ, которые можно сказать, это примеры энергонезависимых чипов оперативной памяти!) Жесткие диски также, вообще говоря, устройства с произвольным доступом, потому что это занимает примерно одинаковое время чтения информации с любой точки диска.

Рисунок: 1) Произвольный доступ: Жесткий диск может читать или записывать любую часть информации примерно за одинаковое время, просто сканируя головку чтения-записи вперед и назад по вращающейся пластине. 2) Последовательный доступ: ленточный накопитель должен перематывать ленту вперед или назад, пока она не окажется в нужном положении, прежде чем он сможет читать или записывать информацию.

Однако не все виды компьютерной памяти имеют произвольный доступ. Раньше это было обычным для компьютеров хранить информацию на отдельных машинах, известных как ленточные накопители, с использованием длинных катушки с магнитной лентой (например, гигантские версии музыкальных кассеты в старомодных кассетных плеерах Sony Walkman). Если компьютер хотел получить доступ к информации, он должен был вернуться назад или вперед по ленте, пока она не достигнет точно той точки, в которой хотели — точно так же, как вам приходилось перематывать ленту туда-сюда, чтобы лет, чтобы найти трек, который вы хотели воспроизвести. Если лента была прямо в начало, но нужная компьютеру информация находилась в самом конце, была довольно задержка в ожидании перемотки ленты вперед вправо точка. Если лента просто оказалась в нужном месте, компьютер мог получить доступ к информации, которую он хотел, практически мгновенно. Ленты являются примером последовательный доступ : информация хранится в последовательности и сколько времени требуется для чтения или записи часть информации зависит от того, где лента находится по отношению к к головке чтения-записи (магнит, который считывает и записывает информацию с ленты) в любой момент.

Фото: Последовательный доступ в действии: Это операторский терминал мейнфрейма IBM System/370, выпущенный в 1981 году. сохраненные ленты. Если компьютеру нужно было прочитать какие-то действительно старые данные (скажем, платежные ведомости за прошлый год или резервную копию данных, сделанную несколько дней назад), человеку-оператору приходилось искать нужную ленту в шкафу, а затем «монтировать ее» (загружать). его в привод) до того, как машина смогла его прочитать! Мы до сих пор говорим о «монтировании» дисков и дисководов, даже когда все, что мы имеем в виду, — это заставить компьютер распознавать часть своей памяти, которая в данный момент не активна. Фото предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА (NASA-GRC).

Фото: Маленькая часть гигантской библиотеки магнитных лент! Ленточные библиотеки были обычным явлением вплоть до 1980-х годов. Хотя сейчас мы слышим об этом намного меньше, лента по-прежнему широко используется сегодня. Фото предоставлено архивом Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

DRAM и SRAM

RAM поставляется в двух основных вариантах: DRAM (динамическая RAM) и SRAM (статическая RAM) . DRAM менее дорогая из двух и имеет более высокую плотность (упаковывает больше данных в меньшее пространство), чем SRAM, поэтому используется для большую часть внутренней памяти вы найдете в ПК, игровых консолях и так далее. SRAM быстрее и потребляет меньше энергии, чем DRAM, и, учитывая ее большую стоимость и меньшая плотность, скорее всего, будет использоваться в небольших, временные «рабочие воспоминания» (кэши), которые являются частью внутренней или внешней памяти компьютера. Он также широко используется в портативных гаджетах, таких как как мобильные телефоны, где минимизация энергопотребления (и максимизация время автономной работы) чрезвычайно важно.

Различия между DRAM и SRAM связаны с тем, как они построены из основных электронных компонентов. Оба типа оперативной памяти энергозависимы, но DRAM также динамический (для отключения питания требуется через него время от времени, чтобы сохранить его память свежей), где SRAM статический (так же не требует «обновления»). DRAM это более плотный (хранит больше информации в меньшем объеме), потому что использует всего один конденсатор и один транзистор для хранения каждого бита (двоичный разряд) информации, где SRAM требуется несколько транзисторов для каждого кусочек.

Фото: Большинство микросхем памяти двумерны, а транзисторы (электронные переключатели), хранящие информацию, расположены в плоской сетке. Напротив, в этой трехмерной стековой памяти транзисторы расположены вертикально, а также горизонтально, поэтому больше информации может быть упаковано в меньшее пространство. Фото предоставлено Исследовательским центром НАСА в Лэнгли (NASA-LaRC) и Интернет-архив.

ПЗУ

Как и ОЗУ, ПЗУ также бывает разных видов — и, чтобы все запутать, не все из них строго только для чтения. Флэш-память, которую вы найдете на USB-накопителях и Карты памяти цифровых камер на самом деле являются своего рода ПЗУ, которые сохраняют информация почти бесконечно, даже при выключенном питании (во многом как в обычном ПЗУ), но при необходимости можно относительно легко перепрограммировать (подробнее как обычная оперативная память). С технической точки зрения флэш-память относится к типу EEPROM (электрически стираемое программируемое ПЗУ), что означает, что информация может быть сохранена или стерта относительно легко, просто пропуская электрический ток через память. Хммм, вы можете подумать, а не вся ли память работает таким образом… пропуская через нее электричество? Да! Но название на самом деле является исторической ссылкой на тот факт, что стираемые и перепрограммируемое ПЗУ раньше работало по-другому. Еще в 1970-х годах наиболее распространенной формой стираемое и перезаписываемое ПЗУ было EPROM (стираемое программируемое ПЗУ). Чипы EPROM приходилось стирать относительно трудоемким и неудобным методом предварительного удаления их из схемы. а затем облучая их мощным ультрафиолетовым светом. Представьте, если бы вам приходилось проходить этот долгий процесс каждый раз, когда вы хотите сохранить новый набор фотографий. на карту памяти вашего цифрового фотоаппарата.

Фото: старомодный чип EPROM на 32 КБ, выпущенный в 1986 году. Их можно было стереть и перепрограммировать, только пропуская ультрафиолетовый свет через маленькое круглое окошко!

Программное обеспечение таких гаджетов, как сотовые телефоны, модемы и беспроводные маршрутизаторы, часто хранится не в ПЗУ (как можно было ожидать), а в флэш-память. Это означает, что вы можете легко обновить их новой прошивкой . (относительно постоянное программное обеспечение, хранящееся в ПЗУ), всякий раз при обновлении происходит в результате процесса, называемого «миганием». Как у вас может быть заметил, если вы когда-либо копировали большие объемы информации на флэш-память памяти или обновите прошивку маршрутизатора, флэш-память и перепрограммируемая ПЗУ работает медленнее, чем обычная оперативная память и запись занимает больше времени, чем чтение.

Вспомогательная память

Наиболее популярными видами дополнительной памяти, используемой в современных ПК, являются жесткие диски, CD/DVD-ROM и твердотельные накопители (SSD) , которые аналогичны только жестким дискам. они хранят информацию на больших объемах флэш-памяти вместо вращающихся магнитных дисков.

Фото: 3,5-дюймовая дискета была самой популярной формой дополнительной памяти. в 1980-х и 1990-х — это были флешки своего времени! Внутри жесткого пластикового защитного футляра находится хрупкий вращающийся круг из магнитного материала — это дискета. Вы можете увидеть это, если аккуратно сдвинете шторку вверху.

Но в долгой и увлекательной истории вычислительной техники люди использовали всевозможные другие устройства памяти, большинство из которых хранило информацию, намагничивая вещи. Флоппи-дисководы (популярные примерно с конца 1970-х до середины 1990-х годов) хранятся информация на дискетах. Это были маленькие тонкие круги из пластика, покрытые магнитным материалом, вращающиеся внутри прочных пластиковых корпусов, которые постепенно уменьшались в размерах с примерно 8 дюймов до 5,25 дюймов, вплоть до окончательного популярного размера около 3,5 дюймов. Zip-диски были похожи, но хранили гораздо больше информации в сильно сжатом формате. формируются внутри коренастых картриджей. В 1970-х и 1980-х годах микрокомпьютеры (предшественники современных ПК) часто хранили информацию, используя кассеты , точно такие же, как те, которые люди использовали в то время для играть музыку. Вы можете быть удивлены, узнав, что большие компьютерные отделы все еще широко используют ленты для резервного копирования. данные сегодня, в основном потому, что этот метод настолько прост и недорог. Это не имеет значения, что ленты работают медленно и последовательно, когда вы используете их для резервного копирования, потому что обычно вы хотите копировать и восстанавливать ваши данные очень систематическим образом, и время не обязательно так важно.

Фото: Память, какой она была в 1954 году. Этот блок памяти на магнитном сердечнике размером со шкаф (слева), высотой с взрослого, состоял из отдельных цепей (в центре), содержащих крошечные кольца из магнитного материала (феррита), известные как сердечники (справа), которые можно было намагничивать или размагничивать для хранения или стирания информации. Поскольку любое ядро ​​можно было читать или записывать так же легко, как и любое другое, это была форма оперативной памяти. Фотографии предоставлены Исследовательским центром Гленна НАСА (NASA-GRC).

Возвращаясь еще дальше во времени, компьютеры 1950-х и 1960-х годов записывали информацию о магнитопроводы (маленькие кольца из ферромагнитных и керамический материал), в то время как даже более ранние машины хранили информацию, используя реле (переключатели, подобные тем, которые используются в телефонных цепях) и вакуумные трубки (немного похожие на миниатюрные версии электронно-лучевых трубок используется в старых телевизорах).

Как память хранит информацию в двоичном виде

Фотографии, видео, текстовые файлы или звук, компьютеры хранят и обрабатывают все виды информации в виде чисел или цифр. Вот почему их иногда называют цифровыми компьютерами. Людям нравится работать с числами в десятичной (с основанием 10) системе (с десятью различными цифрами от 0 до 9).). Компьютеры, с другой стороны, работают, используя совершенно другую систему счисления. называется двоичным кодом , основанным всего на двух числах: ноль (0) и единица (1). В десятичной системе столбцы чисел соответствуют единицам, десяткам, сотням, тысячам и т. д., как вы шаг влево, но в двоичном формате те же столбцы представляют степени двойки (два, четыре, восемь, шестнадцать, тридцать два, шестьдесят четыре и так далее). Итак десятичное число 55 становится 110111 в двоичном виде, что равно 32+16+4+2+1. Вам нужно намного больше b inary копирует его (также называемое бит ) для хранения числа. С восемью битами (также называемыми байт ) вы можете хранить любое десятичное число от 0 до 255 (00000000–11111111 в двоичном формате).

Одна из причин, по которой людям нравятся десятичные числа, заключается в том, что у нас есть 10 пальцы. У компьютеров нет 10 пальцев. Вместо этого у них есть тысячи, миллионы или даже миллиарды электронных переключателей, называемых транзисторы. Транзисторы хранят двоичные числа, когда электрические токи прохождение через них включает и выключает их. Включение транзистора сохраняет единицу; выключить это хранит ноль. Компьютер может хранить десятичные числа в своей памяти, выключив целая серия транзисторов в двоичной схеме, как будто кто-то держит вверх ряд флагов. Число 55 похоже на поднятие пяти флагов и удерживая один из них в этом шаблоне:

Иллюстрация: 55 в десятичной системе равно (1×32) + (1×16) + (0×8) + (1×4) + (1×2) + (1×1) = 110111 в двоичном формате. Внутри компьютера нет никаких флагов, но он может хранить номер 55 с шестью транзисторами, включенными или выключенными по той же схеме.

Таким образом, хранить числа легко. Но как добавить, вычитать, умножать и делить, используя только электрические токи? Ты должны использовать умные схемы, называемые логическими вентилями, которые вы можете прочитать все в нашей статье о логических воротах.

Краткая история компьютерной памяти

Вот лишь несколько избранных вех в развитии компьютерной памяти; для более полной картины, пожалуйста, ознакомьтесь с нашей подробной статьей об истории компьютеров.

• 1804: Жозеф Мари Жаккард использует карты с пробитыми в них отверстиями для управления текстильными ткацкими станками. Перфокарты, как их называют, сохранились как важная форма компьютерной памяти до начала 1970-х годов.
• 1835: Джозеф Генри изобретает реле, электромагнитный переключатель, использовавшийся в качестве памяти во многих первых компьютерах до того, как в середине 20-го века были разработаны транзисторы.

  Фото: Современное электромагнитное реле. Подобные устройства относительно велики, требуют времени для переключения и потребляют довольно много энергии, что является одной из причин, по которой компьютеры середины 20-х годов на их основе были намного больше и медленнее, чем современные машины.

• 19 век: Чарльз Бэббидж набрасывает планы сложных компьютеров с шестеренчатым приводом и встроенной механической памятью.
• 1947: Три американских физика, Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Шокли, разрабатывают транзистор — крошечное переключающее устройство, которое составляет сердце большинства современных компьютерных запоминающих устройств.

  Фото: Современный транзистор.

• 1949: Ван подает патент на память на магнитных сердечниках.
• 1950-е годы: Рейнольд Б. Джонсон из IBM изобретает жесткий диск, о чем было объявлено публике 4 сентября 1956 года.

  Artwork: оригинальный жесткий диск IBM из патента 1954/1964. Вы можете увидеть несколько вращающихся дисков, выделенных красным, в большом блоке памяти справа. Изображение из патента США 3 134 097: Машина для хранения данных Луиса Д. Стивенса и др., IBM, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

• 1967: Уоррен Далзил из IBM разрабатывает дисковод для гибких дисков.
• 1960-е: Джеймс Т. Рассел изобретает оптический компакт-диск, работая в Battelle Memorial Institute.
• 1968: Роберт Деннард из IBM получает патент на память DRAM.
• 1981: Инженеры Toshiba Фудзио Масуока и Хисакадзу Иидзука подают патент на флэш-память.

Узнайте больше

На этом сайте

Вам могут понравиться эти другие статьи на нашем сайте, посвященные похожим темам:

• Компьютеры
• Флэш-память
• Жесткие диски
• Транзисторы

Книги

Общие сведения

• Основы компьютерной организации и архитектуры Линды Нулл и др. Jones & Bartlett, 2014. Всестороннее базовое введение в информатику. Глава 6 посвящена памяти, включая виртуальную память и подкачку.

Модернизация памяти вашего ПК

• PC Mods for the Evil Genius by Jim Aspinwall. McGraw-Hill Professional, 2006. Простое введение в превращение обычного ПК в нечто более интересное.
• Собери свой собственный компьютер Гэри Маршалл. Haynes, 2012. Простое иллюстрированное руководство по сборке ПК, написанное в привычном для Haynes стиле автомобильных инструкций.

Статьи

• Почему будущее хранения данных (по-прежнему) за магнитными лентами Марк Ланц. IEEE Spectrum, 28 августа 2018 г. Надежная магнитная лента гораздо более актуальна для хранения «больших данных», чем вы думаете.
• Программное обеспечение как аппаратное обеспечение: веревочная память Аполлона Дэвида С. Брока. IEEE Spectrum, 29 сентября., 2017. Увлекательный взгляд на память магнитных сердечников, используемую в космических кораблях «Аполлон».

Патенты

Вот более подробное техническое описание работы памяти:

• Патент США 2,708,722: Устройство управления передачей импульсов, разработанное An Wang. 17 мая 1955 г. Оригинальный ЗУ на магнитном сердечнике.
• Патент США 3 134 097: Машина для хранения данных Луи Д. Стивенса, Уильяма А. Годдарда и Джона Дж. Лайнотта. 19 мая 1964 г. Оригинальный патент IBM на жесткий диск, первоначально поданный десятью годами ранее (24 декабря 1964 г.).54).
• Патент США 3 503 060: Устройство хранения данных на магнитных дисках с прямым доступом, авторы Уильям А. Годдард и Джон Дж. Лайнотт, IBM. 24 марта 1970 г. Один из более поздних патентов IBM на жесткие диски («DASD»), включающий немало частей из более раннего патента США 3 134 097. Этот очень подробный — вы могли бы почти построить жесткий диск, внимательно следуя ему!
• Патент США 3 387 286: Память на полевых транзисторах Роберта Деннарда, IBM. 4 июня 1968 г. Ключевыми компонентами памяти DRAM являются ячейки памяти для хранения отдельных битов информации, каждая из которых состоит из одного полевого транзистора и одного конденсатора, как объясняется здесь в исходном патенте.

Каталожные номера

1. ↑   Дополнительную информацию о стратегиях человеческой памяти см. в книге Дэниела Шактера «Семь грехов памяти: как разум забывает и помнит», Houghton Mifflin Harcourt, 2002. О конкретной идее о том, что забывание является полезным свойством памяти, см. Scott A. Small’s Forgetting: The Benefits of Not Remembering, Crown, 2021.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2010, 2021. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Следуйте за нами

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените эту страницу или оставьте отзыв, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2010/2020) Компьютерная память.