Transcript Внутренняя память

Состав ПК
Память компьютера
Внутренняя (основная )
память это память, к которой
компьютер (микро процессор) обращается в процессе рабо -ты.
Это микросхемы, они
расположены на
“материнской” плате.
Внешняя (вспомогательная)
память это долговременная
энергонезависимая память.
Реализуется она внешними
запоминающими устройст вами (материальными носителями информации), располо женными, как правило, в
системном блоке или вне его.
ПЗУ
Диски
ОЗУ
КЭШ
Карты
памяти
Магнитные
ленты
Состав ПК
Внутрення память
ПЗУ - это постоянное
энергонезависимое
запоминающее
устройство,
информация в нём
хранится вечно. Её
записывают на заводе и
её можно только
считывать - это
паспортные данные ПК,
тесты, микрокоды для
выполнения простей ших операций, програ ммы запуска. Объём
ПЗУ измеряется в
Кбайтах.
ОЗУ - это оперативное
энергозависимое запо минающее устройство.
Скорость записи и счи тывния велика и соиз мерима со скоростью
процессора. Перед
началом работы прог рамма загружается
(записывается) в ОЗУ,
после окончания - сти рается, а преобразо ванная информация
переписывается на дис ки. Объём ОЗУ может
быть до 4 Гб.
КЭШ - это
сверхскоростная,
“сверхоператив ная” память,
расположенная
“между” процес сором и ОЗУ, и
при обращении
процессора к
памяти сначала
производится
поиск в КЭШ.
Объём КЭШ памяти измеря ется в Кбайтах
(Pentium -512 Кб).
Постоянная память
Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory - память только для чтения)
— энергонезависимая память, используется для хранения неизменной информации.
Содержимое памяти специальным образом "зашивается" в устройство при его
изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ данные можно только читать.
Микросхема постоянной памяти — CMOS RAM. Это память с невысоким
быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки, располагается
на материнской плате. Микросхема ПЗУ способна сохранять информацию, даже при
отключенном компьютере. Эта память используется для хранения информации о
конфигурации и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы.
Комплект программ, находящийся в ПЗУ, образует базовую систему ввода/вывода
BIOS (Basic Input Output System). Содержимое CMOS изменяется специальной
программой Setup, находящейся в BIOS. BIOS — микропрограммы для:
• Проверки работоспособности контроллеров на материнской плате, а также
подключённых к ней устройств;
• автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера;
• загрузки операционной системы в оперативную память.
Компьютер четко отслеживает дату и время, т.к. эта информация постоянно хранится
(и обновляется) в памяти CMOS.
Статическая и динамическая
память
По физическому принципу действия различают динамическую память
DRAM и статическую память SRAM.
Ячейки
динамической
памяти
можно
представить
в
виде
микроконденсаторов, способных накапливать электрический заряд.
Недостатки памяти DRAM: медленнее происходит запись и чтение данных,
требует постоянной подзарядки. Преимущества: простота реализации и
низкая стоимость.
Ячейки статической памяти можно представить как электронные
микроэлементы - триггеры, состоящие из транзисторов. В триггере
сохраняется не заряд, а состояние (включенный/выключенный).
Преимущества памяти SRAM: значительно большее быстродействие.
Недостатки: технологически более сложный процесс изготовления, и
соответственно, большая стоимость.
Микросхемы динамической памяти используются как основная
оперативная память, а микросхемы статической - для кэш-памяти.
Оперативная память
Оперативная память (RAM, Random Access Memory, память с произвольным
доступом) — энергозависимая память, в которой временно хранятся данные и
команды, необходимые процессору для выполнения им операции. Произвольный
доступ означает, что процессор может обратиться к произвольной ячейке памяти по
любому адресу. Эта память используется для оперативного обмена командами и
данными между процессором, внешней памятью и периферийными системами. Из
нее процессор берет программы и данные для обработки, в нее записываются
полученные результаты. Когда машина выключается, содержимое ОЗУ стирается.
Оперативная память в компьютере размещена на стандартных панелях, которые
называются модулями. Модули оперативной памяти вставляют в разъемы на
материнской плате. Конструктивно модули памяти бывают двух типов - однорядные
(SIMM - модули) и двурядные (DIMM - модули). На компьютерах с процессорами
Pentium однорядные модули можно применять лишь парами (количество разъемов
для их установления на материнской плате всегда четное). DIMM - модули можно
устанавливать по одному. Комбинировать на одной плате разные модули нельзя.
SIMM-модули имеют объем до 128 мегабайт; DIMM-модули – до 512 Мбайт. Время
доступа показывает, сколько времени (в наносекундах) необходимо для обращения к
ячейкам памяти. SIMM - модули - 50-70 нс, DIMM - модули - 7-10 нс (быстрее).
ОЗУ
Оперативное запоминающее устройство, ОЗУ — техническое устройство,
реализующее функции оперативной памяти. ОЗУ большинства современных
компьютеров представляет собой модули динамической памяти DRAM
(Dynamic Random Access Memory). Для хранения разряда используется схема,
состоящая из одного конденсатора и одного транзистора (в некоторых
вариациях конденсаторов два). Память динамического типа дешевле, чем
статического, и её плотность выше, что позволяет на том же пространстве
кремниевой подложки размещать больше ячеек памяти, но при этом её
быстродействие ниже.
Характеристики оперативной
памяти
Оперативная память представляет собой множество ячеек. В одной ячейке хранится
1 байт информации.
Оперативная память обладает двумя свойствами: дискретность и адресуемость.
 дискретность: оперативная память состоит из отдельных ячеек.
 адресуемость: каждая ячейка имеет индивидуальный адрес памяти (двоичный
номер, нумерация начинается с нуля). В современных ПК на базе процессоров Intel
Pentuim IV используется 36-разрядная адресация. Это означает, что всего
независимых адресов ― 236, то есть возможное адресное пространство составляет 64
Гбайт. Однако, это еще не означает, что именно столько оперативной памяти может
быть в системе. Предельный размер объема памяти определяется чипсетом
материнской платы и обычно составляет несколько сотен мегабайт.
Важнейшей характеристикой модулей оперативной памяти является пропускная
способность:
Пропускная способность = Разрядность шины данных  Частота
Например, разрядность шины данных = 64 бита, а частота системной шины = 1064
МГц, тогда пропускная способность = 8512 Мб/c.
Кэш-память
Кэш (cache — «прятать») — промежуточный буфер с быстрым доступом,
содержащий информацию, которая может быть запрошена с наибольшей
вероятностью. Доступ к данным в кэше идёт быстрее, чем выборка исходных данных
из оперативной (ОЗУ) и быстрее внешней памяти, за счёт чего уменьшается среднее
время доступа и увеличивается общая производительность компьютерной системы.
Прямой доступ к данным, хранящимся в кэше, программным путем невозможен.
Различают кэш-память первого уровня (выполняется на одном кристалле с
процессором и имеет объем порядка несколько десятков Кбайт), второго уровня
(выполняется на отдельном кристалле, но в границах процессора, с объемом в сто и
более Кбайт) и третьего уровня (выполняется на отдельных быстродействующих
микросхемах с расположением на материнской плате и имеет объем один и больше
Мбайт).
Кэш-память первого уровня используется, чтобы минимизировать доступ к
оперативной памяти, которая медленнее, чем регистры процессора. Кэш-память
может давать значительный выигрыш в производительности, в случае когда
тактовая частота ОЗУ значительно меньше тактовой частоты ЦП. Тактовая частота
для кэш-памяти обычно ненамного меньше частоты ЦП.
Для кэш-памяти используют микросхемы статической памяти (SRAM).