Оперативная память RAM (Random Access Memory)

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Оперативная память (ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory — память с произвольным доступом) — это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.

Оперативная память используется только для временного хранения данных и программ, так как, когда машина выключается, все, что находилось в ОЗУ, пропадает. Доступ к элементам оперативной памяти прямой — это означает, что каждый байт памяти имеет свой индивидуальный адрес. Он позволяет отличать ячейки друг от друга, обращаться к любой ячейке, чтобы записать в нее новую информацию вместо старой или воспользоваться уже хранящейся в ячейке информацией для выполнения каких-нибудь действий с ней. При таком считывании хранящееся в ячейке слово не изменится.

Объем ОЗУ обычно составляет от 32 до 512 Мбайт. Для несложных административных задач бывает достаточно и 32 Мбайт ОЗУ, но сложные задачи компьютерного дизайна могут потребовать от 512 Мбайт до 2 Гбайт ОЗУ.

Обычно ОЗУ исполняется из интегральных микросхем памяти SDRAM (синхронное динамическое ОЗУ). Каждый информационный бит в SDRAM запоминается в виде электрического заряда крохотного конденсатора, образованного в структуре полупроводникового кристалла. Из-за токов утечки такие конденсаторы быстро разряжаются, и их периодически (примерно каждые 2 миллисекунды) подзаряжают специальные устройства. Этот процесс называется регенерацией памяти (Refresh Memory). Микросхемы SDRAM имеют ёмкость 16 — 256 Мбит и более. Они устанавливаются в корпуса и собираются в модули памяти.

Большинство современных компьютеров комплектуются модулями типа DIMM (Dual-In-line Memory Module — модуль памяти с двухрядным расположением микросхем). В компьютерных системах на самых современных процессорах используются высокоскоростные модули Rambus DRAM (RIMM) и DDR DRAM.

Рис. 1. Микросхемы памяти RIMM (сверху) и DIMM (снизу)

Модули памяти характеризуются такими параметрами, как объем —(16, 32, 64, 128, 256 или 512 Мбайт), число микросхем, паспортная частота(100 или 133 МГц), время доступа к данным (6 или 7 наносекунд) и число контактов (72, 168 или 184). В 2001 г. начинается выпуск модулей памяти на 1 Гбайт и опытных образцов модулей на 2 Гбайта.

Основные характеристики модулей оперативной памяти:

· объем памяти,

· время доступа.

КЭШ-память - это буферная, недоступная для пользователя быстродействующая память, автоматически используемая компьютером для ускорения операций с информацией, хранящейся в более медленно действующих запоминающих устройствах. КЭШ-память является буфером между устройствами компьютера, которые обрабатывают данные с различной скоростью (например, ОЗУ и микропроцессор, ОЗУ и жесткий диск и т.д.), и позволяющая увеличить скорость выполнения операций.

Она хранит набор наиболее важных команд микропроцессора или данных и обеспечивает упреждающий вызов нужных команд и данных. Суть такого упреждения заключается в том, что многие команды микропроцессора заранее предполагают какие-то действия. Например, прежде чем выполнить арифметическую операцию, нужно вывести данные из определенных регистров микропроцессора. В КЭШ-памяти хранятся данные, которые МП получил и будет использовать в ближайшие такты своей работы. Быстрый доступ к этим данным и позволяет сократить время выполнения очередных команд программы. При выполнении программы данные, считанные из ОП с небольшим опережением, записываются в КЭШ-память.

Если востребованная команда или данные находятся в кэше - говорят о попадании запроса. В этом случае команда или данные быстро извлекаются из кэша (гораздо быстрее, чем из ОЗУ или иного накопителя). При этом процессор не тратит время на ожидание. Если происходит пропуск, то команда или данные изымаются из ОЗУ или других средств хранения информации в обычном порядке, что замедляет работу микропроцессора.

По принципу записи различают два типа КЭШ-памяти:

КЭШ-память "с обратной записью" - результаты операций прежде, чем их записать в оперативную память, фиксируются в КЭШ-памяти, а затем контроллер КЭШ-памяти самостоятельно перезаписывает эти данные в оперативной памяти;
КЭШ-память "со сквозной записью" – результаты операций одновременно, параллельно записываются и в КЭШ-память, и в оперативную память.

Специальная Память

К устройствам специальной памяти относятся постоянная память (ROM), перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory), память CMOS RAM, питаемая от батарейки, видеопамять и некоторые другие виды памяти.

Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory — память только для чтения) — энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержание памяти специальным образом "зашивается" в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать.

Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) — энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого с дискеты.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – это устройство, которое доступно компьютеру только для чтения из него некоторой информации. При отключении питания информация из такой памяти не стирается и хранится в ней постоянно. Изготовитель компьютера программирует данную микросхему ПЗУ под конкретный тип компьютера и пользователь не может изменить содержащуюся в ней информацию. ПЗУ компьютера выполняет несколько функций, в частности при запуске персонального компьютера:

§ в нем находится программа определения и установки конфигурации компьютера (так называемая программа Setup). У современных персональных компьютеров Setup – довольно большая программа с удобным и наглядным диалогом. Она позволяет настроить ПК под установленное в нем оборудование и задать некоторые установки (параметры), которые сохраняются для дальнейшей работы в специальном перепрограммируемом ПЗУ;

§ программа автотестирования компьютера, которая проверяет (при включении питания) исправность основных узлов компьютера: микропроцессора, памяти, дисковых накопителей и клавиатуры;

§ периодический "опрос" клавиатуры и вывод на экран дисплея диалоговых сообщений. Компьютер периодически (50 раз в секунду) опрашивает состояние клавиатуры. Если никакая клавиша не нажата, он продолжает работу, в противном случае он вводит код нажатой клавиши и дальнейшие действия компьютера зависят от этого кода;

§ в ПЗУ размещается базовая система ввода-вывода (BIOS), которая после тестирования компьютера начинает загрузку (обычно с диска A или С в зависимости от конфигурации в Setup) специальной программы (операционной системы) под управлением которой работает компьютер.

Таким образом, ПЗУ выполняет основные функции начала правильной работы или "оживления" компьютера.

Важнейшая микросхема постоянной или Flash-памяти — модуль BIOS. Роль BIOS двоякая: с одной стороны это неотъемлемый элемент аппаратуры, а с другой строны — важный модуль любой операционной системы.

BIOS (Basic Input/Output System — базовая система ввода-вывода) — совокупность программ, предназначенных для автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера и загрузки операционной системы в оперативную память.

Разновидность постоянного ЗУ — CMOS RAM.

CMOS RAM — это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы.

Интегральные схемы BIOS и CMOS

Содержимое CMOS изменяется специальной программой Setup, находящейся в BIOS (англ. Set-up — устанавливать, читается "сетап").

Для хранения графической информации используется видеопамять.

Видеопамять (VRAM) — разновидность оперативного ЗУ, в котором хранятся закодированные изображения. Это ЗУ организовано так, что его содержимое доступно сразу двум устройствам — процессору и дисплею. Поэтому изображение на экране меняется одновременно с обновлением видеоданных в памяти.

Внешняя Память

Внешняя память - это память, реализованная в виде внешних, относительно материнской платы, устройств с разными принципами хранения информации и типами носителя, предназначенных для долговременного хранения информации. В частности, во внешней памяти хранится все программное обеспечение компьютера. Устройства внешней памяти могут размещаться как в системном блоке компьютера, так и в отдельных корпусах. Физически, внешняя память реализована в виде накопителей.

Накопители - это запоминающие устройства, предназначенные для продолжительного (что не зависит от электропитания) хранения больших объемов информации. Емкость накопителей в сотни раз превышает емкость оперативной памяти или вообще неограниченная, когда речь идет о накопителях со сменными носителями.

Накопитель можно рассматривать как совокупность носителя и соответствующего привода. Различают накопители с сменными и постоянными носителями.

Привод - это объединение механизма чтения-записи с соответствующими электронными схемами управления. Его конструкция определяется принципом действия и видом носителя.

Носитель - это физическая среда хранения информации, по внешнему виду может быть дисковым или ленточным. По принципу запоминания различают магнитные, оптические и магнитооптические носители. Ленточные носители могут быть лишь магнитными, в дисковых носителях используют магнитные, магнитооптические и оптические методы записи-считывания информации.

Самыми распространенными являются накопители на магнитных дисках, которые делятся на накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) и накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), и накопители на оптических дисках, такие как накопители CD-ROM, CD-R, CD-RW и DVD-ROM.

Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 110; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!