ГлавнаяРазноеПамять компьютера это

Память персонального компьютера. Память компьютера это


Внутренняя память компьютера

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:

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:

Память DRAM:

Преимущества:

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

Недостатки:

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

Память SRAM:

Преимущества:

Недостатки:

  • в связи с дороговизной память типа SRAM используется, в основном только как КЭШ L1 и L21

  • 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-память

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.

Кэш-память

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

Видеопамять

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.

studfiles.net

Память компьютера

Устройств хранения информации довольно много, поэтому условно разделим их на основную (main) и внешнюю ( external) память.

Основная память компьютера также представлена двумя типами — оперативная (ОЗУ или RAM) и постоянная (ПЗУ или ROM).

Оперативная память хранит данные, с которыми в настоящее время работает процессор или доступ к которым необходим для максимально быстрой их обработки. Кроме этого, в оперативной памяти находятся и программы, с помощью которых обрабатываются находящиеся в ней данные. Оперативка, как часто называют ОЗУ, должна обеспечивать максимально быструю скорость обмена данными, чтобы обеспечить процессору своевременный доступ к ним.

Главной особенность оперативной памяти является то, что данные в ней хранятся только при включенном компьютере, то есть если на память подается напряжение. Это означает, что при выключении компьютера все данные из оперативной памяти исчезают.

Именно поэтому в состав компьютера входит постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).

ПЗУ — энергонезависимая память, часто используется английский термин ROM (Read-Only Memory). И тут есть несовсем очевидная вещь, которой я хочу коснуться.

Как я уже упоминал, компьютер — это просто набор плат, которые сами по себе ничего не могут. Управляет всеми устройствами компьютера операционная система, однако эту программы мы сами устанавливаем на компьютер.

Но что же заставляет устройства компьютера работать слажено во время установки операционной системы или сразу после включения компьютера?

А эту задачу выполняет BIOS (от англ. basic input/output system — «базовая система ввода-вывода»).

По сути БИОС — это набор программ и драйверов устройств, обеспечивающих запуск компьютера.

BIOS является системным программным обеспечением и обычно присутствует на материнской плате компьютера в виде микросхемы.

Чтобы настройки программ БИОС сохранялись необходимо постоянное питание. Для решения этой задачи используется небольшая батарейка, которая также установлена в соответсвующий разъем на материнской плате.

Так как БИОС «вшит» в микросхему, то для сброса БИОС до заводских настроек часто используют именно эту батарейку. То есть снятие питания с микросхемы приводит к сбросу настроек.

Для этих же целей часто используются специальные контакты на материнской плате, которые замыкаются на непродолжительное время.

У разных материнских плат это делается по-разному, поэтому всегда стоит читать руководство от материнской платы перед проведением подобных манипуляций.

К БИОС мы еще вернемся позже. Сейчас лишь упомяну, что поскольку БИОС является набором драйверов и программ управления устройствами компьютера, то он может довольно существенно отличаться на разных компьютерах, ведь набор устройств и их модели в разных компьютерах отличаются. Хотя основные разделы БИОС и принцип работы с ним одинаковы вне зависимости от компьютера.

Итак, БИОС — это набор микропрограмм, которые обеспечивают запуск компьютера, то есть загрузку операционной системы. БИОС вшит в ПЗУ. Операционная система, прикладные программы или пользовательские файлы находятся на внешнем запоминающем устройстве (ВЗУ или external storage). Разновидностей здесь довольно много и по мере эволюции компьютерной техники меняются и типы устройств. Чуть позже я более подробно остановлюсь на наиболее популярных в настоящее время.

Так как носители информации предназначены для хранения данных, то основной характеристикой этого типа устройств будет объем. Когда-то давно, когда компьютеры занимали целые комнаты, постоянным запоминающим устройством были перфокарты и магнитная лента. Я когда-то часами просиживал в вычислительном центре, начальником которого был мой отец и помню огромные бабины пленки и коробки с перфокартами, на которых заносилась информация.

Ну а дальше были дискеты и первые жесткие диски. Дискеты полностью были вытеснены оптическими дисками, которые сейчас также почти вышли из употребления и на замену им пришли более компактные и объемные флеш-носители, ну а жесткие диски по-прежнему в ходу и будут использоваться еще довольно продолжительное время. Именно жесткие диски чаще всего используются в качестве основного носителя информации, на который устанавливаются операционная система и пользовательские программы.

Ну а в следующей заметке речь пойдет о жестком диске, так как это устройство, пожалуй, является наиболее важным с пользовательской точки зрения.

pc-azbuka.ru

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:

  1. 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".
  2. 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:

  1. SIMM - самый первый прообраз оперативной памяти персонального компьютера. Имел 30 контактов общей длиной в 89 миллиметров. В настоящий момент найти такую планку практически невозможно.
  2. SIMM на 72 контакта являлась следующим шагом в развитии, но имела ещё большие размеры - примерно 103 миллиметра.
  3. DIMM - оперативная память, которую застали обычные пользователи. Была популярна вплоть до 2001 года.
  4. 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.
  5. DDR2 - имеющая 204 контакта, она должна была увеличить скорость работы и взаимодействия с процессором в 2 раза по сравнению со своим предшественником.
  6. DDR3 - очередной виток эволюции памяти, имеющей повышенные характеристики.
  7. 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.

www.syl.ru

Память персонального компьютера.

Устройство, которое хранит вашу информацию для компьютера в течение короткого промежутка времени, называется компьютерной памятью. Даже если вы совсем не знаток компьютера ,но наверняка слышали об ОЗУ, жестких дисках, компакт-дисках и цифровых видеодисках. Все они предназначены для хранения информации компьютера.Различаются они между собой вместимостью и разновидностью скорости для хранения информации на них.

Оперативная память

Оперативная память занимает значительную часть адресного пространства компьютера. Ее установленный объем и быстродействие оказывают огромное влияние на быстродействие персонального компьютера в целом (порой даже большее, чем скорость процессора). Надежность ее работы во многом определяет надежность всего компьютера. Поэтому всеми разработчиками ей уделяется большое внимание.

Все персональные компьютеры используют оперативную память динамического типа (DRAM — Dynamic Random Access Memory), основным преимуществом которой перед статической оперативной памятью (SRAM — Static RAM) является низкая цена. Связано это с тем, что если элемент статической памяти (триггер) требует 4—6 транзисторов, то элемент динамической памяти — это интегральный конденсатор, для обслуживания которого требуется 1—2 транзистора. Отсюда следуют и основные недостатки динамической памяти: она требует регенерации (то есть постоянного возобновления заряда на разряжающемся конденсаторе) и имеет в несколько раз меньшее быстродействие по сравнению со статической памятью. К тому же во время регенерации динамическая память недоступна для обмена, что также снижает быстродействие.

Типы памяти компьютера.

В типичном персональном компьютере имеется:

  • Кэш первого и второго уровня
  • Обычная оперативная память
  • Виртуальная память
  • Жесткий диск

Почему их так много скажете Вы? Ответ на этот вопрос, можно узнать прочитав статью дальше,а также многое узнать о памяти компьютера. Во-первых, мощным центральным процессорам для достижения максимальной производительности нужно обеспечить быстрый и легкий доступ к большим объемам данных.Если процессор не может получить нужные ему данные, он в буквальном смысле слова прекращает работу и ждет их поступления. Современные процессоры, работающие на частоте около 3 ГГц, могут обрабатывать большие объемы данных – теоретически миллиарды байт в секунду. Проблема, с которой столкнулись конструкторы компьютеров, заключается в том, что стоимость памяти, способной удовлетворить потребности 3 ГГц центрального процессора, очень высока, намного больше, чем сумма, которую согласились бы заплатить за большой объем такой памяти покупатели.

Конструкторы решили проблему высокой стоимости путем создания «многоярусной» памяти – использования дорогой памяти небольшого объема и резервирования ее более дешевой памятью большого объема.

Самой дешевой широко распространенной памятью с оперативной записью и считыванием является жесткий диск. Жесткие диски располагают большими объемами недорогой энергонезависимой памяти. Память на них стоит считанные рубли за мегабайт, однако считывание записанной таким образом информации занимает много времени (до секунды на один мегабайт). Поскольку место на жестком диске такое дешевое и его достаточно много, этот способ хранения информации создает последний уровень иерархии памяти центрального процессора, именуемый виртуальной памятью.

Предпоследний уровень иерархии образует оперативная память. Функционирование оперативной памяти подробно рассмотрено в статье о том, как работает оперативная память, однако некоторые особенности необходимо указать в этом материале.

Разрядность центрального процессора указывает на то, сколько байт информации он может одновременно получить из оперативной памяти. Например, 16-битный центральный процессор может одновременно обрабатывать 2 байта (1 байт = 8 бит, следовательно, 16 бит = 2 байта), а 64-битный процессор может одновременно обрабатывать 8 байтов.

Мегагерц – мера скорости работы центрального процессора, или тактовой частоты, измеряется миллионами в секунду. Таким образом, 32-бит 800-МГц процессор Pentium III может обрабатывать одновременно 4 байта информации и производить операции 800 миллионов раз в секунду (при конвейеризации может и больше!). Задача системы памяти состоит в том, чтобы она удовлетворяла этим требованиям.

Сама оперативная память компьютера не обладает достаточным быстродействием, чтобы работать с той же тактовой частотой, что и центральный процессор. Поэтому необходимо применять кэш (о нем чуть позже). Тем не менее, чем быстрее работает оперативная память, тем лучше. В наше время продолжительность цикла большинства чипов составляет от 20 до 50 наносекунд. Скорость считывания / записи, как правило, зависит от типа используемой оперативной памяти, например, динамического ОЗУ (DRAM), синхронной динамической памяти (SDRAM), либо памяти RDRAM. Эти различные виды оперативной памяти рассмотрим позже.

Кэш и регистры памяти

Кэш устраняет это узкое место, сохраняя наиболее часто используемые процессором данные и при необходимости предоставляя их процессору с очень малой задержкой. Для достижения большого быстродействия память небольшого объема, именуемая первичным кэшем или кэшем первого уровня, встраивается непосредственно в центральный процессор. Кэш первого уровня очень мал, обычно его объем составляет от 2 до 64 килобайт.

Кэш второго уровня, так же расположен на кристалле процессора.  В большинстве систем нужные центральному процессору данные извлекаются из кэша в течение приблизительно 95 процентов рабочего времени, что существенно сокращает время простоя процессора, связанного с ожиданием поступления данных из оперативной памяти.

Чаще всего в качестве кэш-памяти используют определенный тип ОЗУ, а именно статическое ОЗУ (static random access memory, SRAM). В статическом ОЗУ каждая ячейка памяти состоит из нескольких транзисторов, обычно от четырех до шести, образующих запоминающий элемент, называемый бистабильным мультивибратором, причем этот мультивибратор способен переключаться между двумя устойчивыми состояниями. Это значит, что данные в ОЗУ не нужно постоянно обновлять, как в динамическом ОЗУ (DRAM). Каждая ячейка памяти может хранить имеющиеся в ней данные сколь угодно долго, нужно лишь, чтобы на нее все это время подавалось электропитание. Поскольку нет необходимости в постоянном обновлении, статическое ОЗУ может работать очень быстро. Однако из-за сложности схемы каждой ячейки использовать такую память в качестве стандартной оперативной памяти было бы недопустимо дорого.

Статическое ОЗУ кэша может быть асинхронным и синхронным. Синхронное статическое ОЗУ точно синхронизируется с тактовой частотой центрального процессора, тогда как асинхронное такими возможностями не располагает. Маленький бит синхронизации влияет на производительность. Согласование с тактовой частотой процессора – хорошая вещь, поэтому всегда следует отдавать предпочтение синхронному статическому ОЗУ.

Заключительной ступенью памяти являются регистры. Эти ячейки памяти встраиваются прямо в центральный процессор и предназначаются для хранения определенных данных, в которых нуждается процессор, в частности данных для арифметико-логического устройства (ALU, АЛУ). Являясь составной частью центрального процессора, они управляются непосредственно компилятором, отправляющим информацию на процессор для обработки. Больше о работе регистров можно узнать из статьи о том, как работают микропроцессоры.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

kompkimi.ru

Память

Данные в ЭВМ - это наборы битов, байтов и записей, которые должны быть записаны в памяти машины.

В современных ЭВМ данные размещаются не только в оперативной, но и в долговременной памяти.

В долговременной памяти могут размещаться данные больших объемов, а также целые комплексы программ, используемых для управления работой ЭВМ и автоматизированных систем.

Как устроена память компьютера

Память компьютера лучше всего представить себе в виде последовательности ячеек. Количество информации в каждой ячейке – один байт.

Любая информация сохраняется в памяти компьютера в виде последовательности байтов. Байты (ячейки) памяти пронумерованы один за другим, причем номер первого от начала памяти байта приравнивается к нулю. Каждая конкретная информация, которая сохраняется в памяти, может занимать один или несколько байтов. Количество байтов, которые занимает та или иная информация в памяти, являются размером этой информации в байтах.

Например, целое плюсовое число от 0 до 28 -1=255 занимает 1 байт памяти. Для хранения целого плюсового числа от 28=256 до 216-1=65536 нужно уже два последовательных байта.

Основная задача при работе с памятью состоит в том, чтобы найти место в памяти, где находится необходимая информация.

Для того, чтобы найти человека в большом городе, необходимо знать его точный адрес. Так же, чтобы найти место той или иной информации в памяти, введено понятие адреса в памяти.

Например, если слово "информатика", которое состоит из 11 букв, занимает байты с номерами от 1234 до 1244 (всего 11 байтов), то адрес этого слова равняется 1234.

Чем больше объем памяти, тем больше файлов и программ она может вместить, тем больше задач можно развязать с помощью компьютера.

Чем же определяется объем доступной памяти компьютера или какое наибольшее число можно использовать для указания адреса?

Адрес, как и любая информация в компьютере, подается в двоичном виде. Значит, наибольшее значение адреса определяется количеством битов, которые используются для его двоичной подачи. В одном байте (8 битов) можно сохранять 28(=256) чисел от 0 до 255, в двух байтах (16 битов) - 216 чисел от 0 до 65536, в четырех байтах (32 бита) – 232 чисел от 0 до 4294967295.

Виды памяти

Оперативная память

Оперативная память (ОЗУ или англ.RAM от Random Access Memory – память с произвольным доступом) – это быстро запоминающее устройство не очень большого объема, которое непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, которые обрабатываются этими программами.

Оперативная память используется только для временного хранения данных и программ, так как, когда машина выключается то все, что находилось на ОЗУ, пропадает. Доступ к элементам оперативной памяти прямой – это значит, что каждый байт памяти имеет свой индивидуальный адрес.

Объем ОЗУ обычно составляет от 32 до 512 Мбайт. Для не сложных 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 утечки токов такие конденсаторы быстро разряжаются и их периодически (примерно каждые 2 миллисекунды) подзаряжают специальные устройства. Этот процесс называется регенерацией памяти (Refresh Memory). Микросхемы SDRAM имеют емкость от 16 до 256 Мбит и более. Они устанавливаются в корпусе 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.

BIOS

Сразу после включения компьютера начинают "тикать" электронные "часы" основной шины. Их импульсы расталкивают заспавшийся процессор, и тот может начинать работу. Но для работы процессора нужны команды.

Точнее говоря, нужны программы, потому что программы — это и есть упорядоченные наборы команд. Таким образом, где-то в компьютере должна быть заранее, заготовлена пусковая программа, а процессор в момент пробуждения должен твердо знать, где она лежит.

Хранить эту программу на каких-либо носителях информации нельзя, потому что в момент включения процессор ничего не знает ни о каких устройствах. Чтобы он о них узнал, ему тоже нужна какая-то программа, и мы возвращаемся к тому, с чего начали. Хранить ее в оперативной памяти тоже нельзя, потому что в ней в обесточенном состоянии ничего не хранится.

Выход здесь существует один-единственный. Такую программу надо создать аппаратными средствами. Для этого на материнской плате имеется специальная микросхема, которая называется постоянным запоминающим устройством — ПЗУ. Еще при производстве в нее "зашили" стандартный комплекс программ, с которых процессор должен начинать работу. Этот комплекс программ называется базовой системой ввода-вывода.

По конструкции микросхема ПЗУ отличается от микросхем оперативной памяти, но логически это те же самые ячейки, в которых записаны какие-то числа, разве что не стираемые при выключении питания. Каждая ячейка имеет свой адрес.

После запуска процессор обращается по фиксированному адресу (всегда одному и тому же), который указывает именно на ПЗУ. Отсюда и поступают первые данные и команды. Так начинается работа процессора, а вместе с ним и компьютера. На экране в этот момент мы видим белые символы на черном фоне.

Одной из первых исполняется подпрограмма, выполняющая самотестирование компьютера. Она так и называется: Тест при включении (по-английски — POST — Power-On Self Test). В ходе ее работы проверяется многое, но на экране мы видим только, как мелькают цифры, соответствующие проверенным ячейкам оперативной памяти.

CMOS

Программных средств BIOS достаточно, чтобы сделать первичные проверки и подключить стандартные устройства, такие как клавиатура и монитор. Слово стандартные мы выделили специально. Дело в том, что монитор и клавиатура у вас могут быть очень даже нестандартными. Но на данном этапе это не имеет значения — просто компьютер пока рассматривает их как стандартные. Ему еще не ведомы все их свойства, и он полагает, что клавиатура и монитор у нас такие, какие были в ходу двадцать лет назад, во времена первых компьютеров. Этим обеспечивается гарантия того, что вы хоть что-то увидите на экране, вне зависимости от той модели монитора, какая имеется в вашем распоряжении. BIOS предполагает, что монитор у нас черно-белый — именно поэтому первые сообщения на экранет проходят в черно-белом режиме.

Однако долго работать лишь только со стандартными устройствами компьютер не может. Ему пора бы узнать о том, что у него есть на самом деле. Истинная информация об устройствах компьютера записана на жестком диске, но и его еще надо научиться читать. У каждого человека может быть свой жесткий уникальный диск, не похожий на другие. Спрашивается, откуда программы BIOS узнают, как работать именно с вашим жестким диском?

Для этого на материнской плате есть еще одна микросхема — CMOS-память. В ней сохраняются настройки, необходимые для работы программ BIOS. В частности, здесь хранятся текущая дата и время, параметры жестких дисков и некоторых других устройств. Эта память не может быть ни оперативной (иначе она стиралась бы), ни постоянной (иначе в нее нельзя было бы вводить данные с клавиатуры). Она сделана энергонезависимой и постоянно подпитывается от небольшой аккумуляторной батарейки, тоже размещенной на материнской плате. Заряда этой батарейки хватает, чтобы компьютер не потерял настройки, даже если его не включать несколько лет.

Настройки CMOS, в частности, необходимы для задания системной даты и системного времени, при установке или замене жестких дисков, а также при выходе из большинства аварийных ситуаций. Настройкой BIOS можно, например, задать пароль, благодаря которому посторонний человек не сможет запустить компьютер. Впрочем, эта защита эффективна только от очень маленьких детей.

Для изменения настроек, хранящихся в CMOS-памяти, в ПЗУ содержится специальная программа — SETUP. Чтобы ее запустить, надо в самый первый момент после запуска компьютера нажать и удерживать клавишу DELETE. Навигацию в системе меню программы SETUP выполняют с помощью клавиш управления курсором. Нужные пункты меню выбирают клавишей ENTER, а возврат в меню верхнего уровня — клавишей ESC. Для изменения установленных значений служат клавиши Page Up и Page Down.

Кэш-память

Кэш-память - это высокоскоростная память произвольного доступа, используемая процессором компьютера для временного хранения информации. Она увеличивает производительность, поскольку хранит наиболее часто используемые данные и команды "ближе" к процессору, откуда их можно быстрей получить.

Кэш-память напрямую влияет на скорость вычислений и помогает процессору работать с более равномерной загрузкой. Представьте себе массив информации, используемой в вашем офисе. Небольшие объемы информации, необходимой в первую очередь, скажем список телефонов подразделений, висят на стене над вашим столом. Точно так же вы храните под рукой информацию по текущим проектам. Реже используемые справочники, к примеру, городская телефонная книга, лежат на полке, рядом с рабочим столом. Литература, к которой вы обращаетесь совсем редко, занимает полки книжного шкафа. Компьютеры хранят данные в аналогичной иерархии. Когда приложение начинает работать, данные и команды переносятся с медленного жесткого диска в оперативную память произвольного доступа, откуда процессор может быстро их получить. Оперативная память играет роль КЭШа для жесткого диска. Для достаточно быстрых компьютеров необходимо обеспечить быстрый доступ к оперативной памяти, иначе микропроцессор будет простаивать, и быстродействие компьютера уменьшится. Для этого такие компьютеры могут оснащаться кэш-памятью, т.е. "сверхоперативной" памятью относительно небольшого объема (обычно от 64 до 256 Кбайт), в которой хранятся наиболее часто используемые участки оперативной памяти. Кэш-память располагается "между" микропроцессором и оперативной памятью, и при обращении микропроцессора к памяти сначала производится поиск нужных 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 содержаться в кэш-памяти, среднее время доступа к памяти уменьшается. Для компьютеров на основе intel-80386dx или 80486sx размер кэш-памяти в 64 кбайт является удовлетворительным, 128 кбайт - вполне достаточным. Компьютеры на основе intel-80486dx и dx2 обычно оснащаются кэш-памятью емкостью 256 Кбайт.

xn----7sbbfb7a7aej.xn--p1ai

Основные виды памяти компьютера :: SYL.ru

Проблема поиска

Как известно, в Интернете можно найти практически любую информацию, достаточно всего лишь правильно сформулировать запрос к поисковой системе или, что еще лучше, указать браузеру точный адрес сайта. Однако сейчас сложилась парадоксальная ситуация, когда человеку приходится разбираться, где актуальная информация, а где устаревшая. Ведь никто не удаляет старые странички. Именно так и произошло с вопросом «какие существуют виды памяти компьютера» - данных в сети много, но чтобы в них разобраться, сумев отделить «зерна от плевел», нужно довольно хорошо понимать, о чем идет речь. Получается замкнутый круг. Осознавая данную особенность, в этой статье мы простыми словами расскажем, какие бывают виды памяти компьютера по состоянию на 2012-2013 годы.

Основы

Память – это важнейший элемент любой вычислительной системы. Даже в простейших калькуляторах есть регистрирующие ячейки. Причем, различного назначения. Мы рассмотрим виды памяти компьютера, воспользовавшись простейшим анализом работы системы. Представим, что пользователь запустил в операционной системе программу-калькулятор и набрал в соответствующем окне элементарные 2*2. Фактически, он внес условия, представил исходные данные. Однако, как именно компьютер запоминает набранные цифры? Пока человек нажимает на кнопку, в систему транслируется код клавиши и на экране отображается ее условное значение. Это очевидно. Но что происходит, когда кнопка отпускается? На этот вопрос ответить невозможно, если не рассмотреть виды памяти компьютера.

Запоминает и оперирует данными

А происходит следующее: каждый введенный символ сохраняется в отведенном участке памяти, к которому имеет доступ работающая программа. В данном примере калькулятор словно записывает на листе бумаги все символы. К ним получает доступ центральный процессор и может выполнять требуемые операции, выводя результат. Любая запущенная программа может сохранять данные в специальной памяти, которая названа оперативной или ОЗУ (RAM). Те самые 2, 4, 6, 8 гигабайт в современных компьютерах – это и есть объем установленной оперативки. Чем сложнее приложение, тем больше памяти ему необходимо для работы. Физически представлена небольшими текстолитовыми платами с размещенными микросхемами. Электрический сигнал изменяет состояние транзистора в ячейке на открыт/закрыт, которое интерпретируется как логическая единица или ноль. Так как без электрического питания транзисторы возвращаются в нейтральное состояние, то очевидно, что при выключении компьютера все данные в ОЗУ безвозвратно теряются. Дальнейшее развитие идеи оперативки – это кэш-память компьютера. Представляет собой небольшой массив ячеек, размещаемый на кристалле вместе с процессором (для типов L1 и L2). Отличается высоким быстродействием. Логически такая память расположена между ОЗУ и вычислительным ядром.

Хранит постоянно

Как известно, после включения компьютера пользователь может зайти в БИОС и внести изменения в настройки. BIOS – это небольшая программа, предназначенная для непосредственного исполнения процессором, не требующая операционной системы. Ее код хранится в постоянной памяти ROM. Отличие от ОЗУ в том, что данные не теряются после выключения питания, так как для изменения состояния используемых транзисторов необходим ряд условия – программатор, особая форма сигнала и пр. На всех современных платах устанавливаются флеш-микросхемы, программирование которых возможно средствами самой материнки. Достаточно всего лишь установить специальную программу. ROM, как и RAM, есть во всех вычислительных устройствах.

Физическая память компьютера

Хотя любой вид запоминающего устройства является реально существующим, то есть, физическим, иногда под этим термином подразумевают специальные устройства хранения данных – винчестеры. В основе из работы лежит магнитный диск, данные на который записываются/стираются блоком головок. После выключения питания записанная информация сохраняется. Также является необходимой составляющей частью компьютера, так как именно с него считывается и загружается операционная система.

www.syl.ru

Память компьютера

страница 1 Память компьютера. Память компьютера построена из двоичных запоминающих элементов - битов, объединенных в группы по 8 битов, которые называются байтами, (Единицы измерения памяти совпадают с: единицами измерения информации). Все байты пронумерованы.

Номер байта называется его адресом, байты могут объединяться в ячейки, которые называются также словами. Для каждого компьютера характерна определенная длина слова два, четыре или восемь байтов. Это не исключает использования ячеек памяти другой длины (например, полуслово, двойное слово).

Как правило, в одном машинном слове может быть предъявлено либо одно целое число, либо одна команда. Однако, допускаются переменные форматы представления информации. Широко используются и более крупные производные единицы объема памяти: Килобайт, Мегабайт, Гигабайт, а также, в последнее время. Терабайт и Петабайт.

Современные компьютеры имеют много разнообразных запоминающих устройств, которые сильно отличаются между собой по назначению, временным характеристикам, объёму хранимой информации и стоимости хранения одинакового объёме информации.

Различают два основных вида памяти - внутреннюю и внешнюю. Память компьютера, Внутренняя память. Оперативная память. В состав внутренней памяти входят оперативная память, кэш-память и постоянная память.

Оперативная память (ОЗУ, англ, RAM, Random Access Memory память с произвольным доступом) - это быстрое запоминающее устройство не очень большого объема, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами. Оперативная память представляет собой множество ячеек, причем каждая имеет свой уникальный двоичный адрес. Каждая ячейка памяти имеет объем 1 байт. Оперативная память обладает двумя свойствами; дискретность и адресуемость. 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.

Объем ОЗУ обычно составляет 4 - 64 Мбайта, а для эффективной работы современного программного обеспечения желательно иметь не менее 16 Мбайт ОЗУ. Обычно ОЗУ исполняется из интегральных микросхем памяти DRAM (Dynamic RAM - динамическое ОЗУ), Микросхемы DRAM работают медленнее, чем другие разновидности памяти, но стоят дешевле. Важная характеристика модулей памяти время доступа к данным, которое обычно составляет 60- 80 наносекунд. Память компьютера, Внутренняя память, Постоянная память В состав внутренней памяти входит постоянная память.

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 храпения. Из ПЗУ можно только читать. Прежде всего в постоянную память записывают программу управления работой самого процессора. В ПЗУ находятся программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью, программы запуска и остановки компьютера, тестирования устройств.

Важнейшая микросхема постоянной или Hash-памяти - модуль BIOS.

BIOS (Basic Input/Output System базовая система ввода вывода) совокупность программ, предназначенных для:

- автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера;

- 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.

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

Память компьютера. Внешняя память, Различные виды носителей информации, их характеристика, Гибкие магнитные диски. Внешняя память (ВЗУ) предназначена для длительного хранения программ и данных, и целостность ее содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер. В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи- с процессором. Информация от ВЗУ к процессору и наоборот циркулирует примерно по следующей цепочке:

/ ВЗУ / — /ОЗУ/ — / Кэш / — / Процессор /

В состав внешней памяти компьютера входят:

- накопители на жёстких магнитных дисках;

- накопители на гибких магнитных дисках;

- накопители на компакт-дисках;

- накопители ни магнитооптических, компакт-дисках;

- накопители на магнитной ленте (стримеры) и др.

Гибкий диск, дискета (англ. floppy disk) - устройство для хранения небольших объёмов информации, представляющее собой гибкий пластиковый диск в защитной оболочке. Используется для переноса данных с одного компьютера на другой и для распространения программного обеспечения.

Способ записи двоичной информации на магнитной среде называется магнитным кодированием. Он заключается в том, что магнитные домены в среде выстраиваются вдоль дорожек в направлении прилаженного магнитного поля своими северными и южными полюсами. Обычно устанавливается однозначное соответствие между двоичной информацией и ориентацией магнитных доменов.

Информация записывается по концентрическим дорожкам (трекам), которые делятся на секторы. Количество дорожек и секторов зависит от типа и формата дискеты. Сектор хранит минимальную порцию информации, которая может быть записана на диск или считана. Емкость сектора постоянна и составляет 512 байтов.

На дискете можно хранить от 360 Килобайт до 2,88 Мегабайт информации,

В настоящее время наибольшее распространение получили дискеты со следующими характеристиками: диаметр 3,5 дюйма (89 мм), емкость 1,44 Мбайт, число дорожек 80, количество секторов на дорожке 18. Память компьютера. Внешняя память. Различные веды носителей информации, их характеристики. Жесткие магнитные диски. Накопитель на жёстких магнитных дисках (англ. HDD - Hard Disk Drive) или винчестерский накопитель - это наиболее массовое запоминающее устройство большой ёмкости, в котором носителями информации являются круглые алюминиевые пластины -плоттеры, обе поверхности которых покрыты слоем магнитного материала. Используется для постоянного хранения информации - программ и данных. Как и у дискеты, рабочие поверхности плоттеров разделены не кольцевые концентрические дорожки, а дорожки - на секторы. Головки считывания- записи вместе с их несущей конструкцией и дисками заключены в герметически закрытый корпус, называемый модулем данных. При установке модуля данных на дисковод он автоматически соединяется с системой, подкачивающей очищенный охлажденный воздух. Поверхность плоттера имеет магнитное покрытие толщиной всего лишь в 1,1 мкм, а также слой смазки для предохранения головки от повреждения при опускании и подъёме на ходу. При вращении плоттера над ним образуется воздушный слой, который обеспечивает воздушную подушку для зависания головки на высоте 0,5 мкм над поверхностью диска. Винчестерские накопители имеют очень большую емкость: от сотен Мегабайт до десятков Гбайт, У современных моделей скорость вращения шпинделя достигает 7200 оборотов в минуту, среднее время поиска данных – l0 мс, максимальную скорость передачи данных до 40 Мбайт/с.

В отличие от дискеты, винчестерский диск вращается непрерывно-Винчестерский накопитель связан с процессором через контроллер жесткого диска, Все современные накопители снабжаются встроенным кэшем (64 Кбайт и более), который существенно повышает их производительность.

Память компьютера. Внешняя память. Различные виды носителей

информации, их характеристики. Накопители на компакт-дисках и DVD. CD-ROM состоит из прозрачной полимерной основы .диаметром 12 см и толщиной 1,2 мм, Одна сторона покрыта тонким алюминиевым слоем, защищенным от повреждений слоем лака. Двоичная информация представляется последовательным чередованием углублений (pits- ямки) и основного слоя (land - земля).

На одном дюйме (2,54 см) по радиусу диска размещается 16 тысяч дорожек с информацией. Для сравнения - на дюйме по радиусу дискеты всего лишь 96 дорожек. Ёмкость СD до 780 Мбайт.

Достоинства CD-ROM:

- при малых физических размерах CD-ROM обладают высокой информационной емкостью, что позволяет использовать их в справочных системах и в учебных комплексах с богатым иллюстративным материалом; один CD, имея размерьы примерно дискеты, по информационному объёму равен почти 500 таким дискетам;

- Считывание информации с CD происходит с высокой скоростью, сравнимой со скоростью работы винчестера;

- CD просты и удобны в работе, практически не изнашиваются;

- На CD-ROM невозможно случайно стереть информацию;

- Стоимость хранения данных (в расчете на 1 Мбайт) низкая.

В отличие от магнитных дисков, компакт-диски имеют не множество кольцевых дорожек, а одну - спиральную, как у грампластинок, в связи с этим, угловая скорость вращения диска не постоянна. Она линейно уменьшается в процессе продвижения читающей магнитной головки к центру диска.

Для работы с CD ROM нужно подключить к компьютеру накопитель CD-ROM (CD-ROM Drive), в котором компакт-диски сменяются как в обычном проигрывателе. Накопители CD-ROM часто называют проигрывателями CD-ROM или приводами CD-ROM. Участки CD, на которых записаны символы "О" и "1", отличаются коэффициентом отражения лазерного луча, посылаемого накопителем CD-ROM. Эти отличия улавливаются фотоэлементом, и общий сигнал преобразуется в соответствующую последовательность нулей и единиц.

Со временем на смену CD-ROM пришли цифровые видеодиски DVD . Эти диски имеют тот же размер, что и обычные CD, но вмещают 4,7 Гбайт данных, т.е. по объёму заменяют семь стандартных дисков CD-ROM. На таких дисках выпускаются полноэкранные видеофильмы отличного качества, программы-тренажёры, мультимедийные игры и многое другое.страница 1

Смотрите также:

Память компьютера 68.71kb. 1 стр.

Общие замечания Откройте статовский файл с помощью выбора опций File/open. Если файл большой, то предварительно добавляйте память с помощью команды set memory 500m Все, что возникает на экране компьютера 127.27kb. 1 стр.

В. В. Прозоров Судьба кириллицы и вопросы национально-культурной идентичности 68.48kb. 1 стр.

moglobi.ru