Функция внутренней памяти компьютера: Устройства внутренней памяти — Аппаратное обеспечение компьютера — Аппаратные и программные средства ИКТ — Каталог статей

Содержание

Устройства внутренней памяти — Аппаратное обеспечение компьютера — Аппаратные и программные средства ИКТ — Каталог статей

Внутренняя память компьютера

     Так как компьютер моделирует все информационные функции человека, то он должен иметь память для хранения информации. Память в компьютере используется нескольких типов,отличающихся по своему функциональному назначению. Рассмотрим память компьютера, которая по отношению к процессору является внутренней. Она является обязательной частью любого компьютера и располагается на материнской плате.

     Внутренняя память компьютера различается по типам.

     В состав внутренней памяти входят оперативная память, кэш-память и специальная память.


      1. Оперативное запоминающее устройство ОЗУ  — это энергозависимый вид памяти компьютера, предназначеный для хранения информации.

     Оперативная память (RAM — Random Access Memory)  изготавливается в виде модулей памяти. Модули памяти представляют собой пластины с рядами контактов, на которых размещаются БИС ( большие интегральные схемы) памяти. 


     Модули памяти могут различаться по размеру и количеству контактов, быстродействию, информационной емкости.

     Объем (информационная емкость) оперативной памяти зависит от количества разрядов, отведенных под адрес. Объем оперативной памяти увеличивается из поколения в поколение. В современных компьютерах он составляет от 512 Мбайт до 4 Гигабайт.

      Важнейшей характеристикой модулей ОЗУ является быстродействие, которое зависит от максимально возможной частоты операций записи или считывания информации из ячеек памяти.

     Работа компьютера с пользовательскими программами начинается после того как данные будут считаны из внешней памяти в ОЗУ. ОЗУ работает синхронно с центральным процессором и имеет малое время доступа. Оперативная память сохраняет данные только при включенном питании. Отключение питания приводит к необратимой потере данных, поэтому пользователю, работающему с большими массивами данных в течение длительного времени, рекомендуют периодически сохранять промежуточные результаты на внешнем носителе.
 

ДОПОЛНИТЕЛЬНО ВИДЫ ОЗУ

   
      2. Кэш-память — очень быстрое запоминающее устройство небольшого объема, которое
используется при обмене данными между процессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью.

     Кэш-памятью управляет специальный контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память.

Существуют два типа кэш-памяти: внутренняя (от 8 до 64 Кбайт) — размещается внутри процессора и внешняя (от 256 Кбайт до 1 Мбайт) устанавливается на системной плате.

    

3.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.
     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 перепрограммируемой постоянной или Flash-памятимодуль 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.

     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. Setup — устанавливать, читается «сетап»).


Устройства компьютера и их функции. Устройства внутренней памяти

Цель: познакомить учащихся с видами внутренней памяти; показать работы ОЗУ, ПЗУ, CMOS.

Требования к знаниям и умениям:

учащиеся должны знать:

  • структуру ОЗУ и ПЗУ;
  • назначение различных видов памяти;
  • характеристики типов внутренней памяти;

учащиеся должны уметь:

  • различать устройства внутренней памяти;
  • понимать взаимодействие внутренней памяти с другими устройствами, в частности с процессором.

Программно-дидактическое обеспечение: ПК, модели устройств компьютера.

Ход урока

I. Постановка целей урока

    1. Память компьютера – это физическое устройство, которое можно взять в руки (в отличие от памяти человека).
    2. Что общего между памятью человека и памятью компьютера.
    3. Что компьютер “помнит” всю свою жизнь, а что “забывает” каждый день.
    4. Как компьютер “узнает”, что у него появилось новое устройство или произошла замена устаревшего.

II. Изложение нового материала

Так как компьютер моделирует все информационные функции человека, то он должен иметь память для хранения информации. Память в компьютере используется нескольких типов, отличающихся по своему функциональному назначению, а также конструктивно.

Рассмотрим память компьютера, которая по отношению к процессору является внутренней.

Такая память в свою очередь является обязательной частью любого компьютера и располагается на материнской плате.

Такая память в свою очередь также различается по типам.

1. Оперативная память

Оперативная память (RAM – Random Access Memory) – это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные.

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 первое свойство оперативной памяти – дискретность.

Упражнение 1.

Вспомните, что такое дискретность и приведите примеры дискретных структур.

Бит является слишком маленькой единицей информации, поэтому биты объединили в группы по 8 и получили байт.

Каждый байт получает порядковый номер – адрес. Адресуемость – второе свойство оперативной памяти. Нумерация начинается с нуля.

Таким образом, память можно представить себе в виде многоквартирного дома, в котором квартиры – это байты, а номер квартиры – адрес. Чтобы найти нужную информацию, необходимо знать адрес байта, в котором она хранится. Именно так поступает процессор, когда обращается за данными и программам к оперативной памяти.

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/ccfcb57b-0c6c-402b-a942-
2a8aea124470/%5BINF_028%5D_%5BAM_23%5D.swf

Доступ любой ячейке памяти осуществляется в любой момент времени. Поэтому оперативную память называют памятью с произвольным доступом.

Группа из нескольких байтов, которые процессор может обработать как единое целое, называется машинным словом. Длина машинного слова бывает различной – 8, 16, 32 бита и т.

д. Адрес машинного слова равен адресу младшего байта, входящего в это слово.

Объем оперативной памяти зависит от количества разрядов, отведенных под адрес. В настоящее время принята 32-разрядная адресация, а это значит, что всего независимых адресов может быть 232 = 4294967296 байт.

Рассмотрим физический принцип действия оперативной памяти. С этой точки зрения различают динамическую память (DRAM) и статистическую память (SRAM).

Вывод: оба вида памяти запоминающих микросхем успешно конкурируют между собой, поскольку ни одна из них не является идеальной. С одной стороны, статическая память значительно проще в эксплуатации, т.к. не требует регенерации, и приближается по быстродействию к процессорным микросхемам. С другой стороны, она имеет меньший информационный объем и большую стоимость, сильнее нагревается при работе. На практике в данный момент выбор микросхем для построения ОЗУ всегда решается в пользу динамической памяти. И все же быстродействующая статическая память в современно компьютере тоже обязательно есть – кэш-память.

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/113b2db9-92ab-4044-
b38e-02ada4305454/%5BINF_028%5D_%5BAM_22%5D.swf

Физическое устройство оперативной памяти определяет ее третье свойство – энергозависимость. ОЗУ используется для временного хранения данных и программ.

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. Важнейшей характеристикой модулей ОЗУ является их быстродействие, т.е. у памяти есть своя скорость работы. У современных модулей скорость доступа к информации порядка 10 нс.

2. Постоянная память

Постановка проблемы

Попытайтесь себе представить, что происходит в момент включения компьютера. Где процессор должен брать свои первые команды?

  • Может ли процессор брать свои первые команды из оперативной памяти? Почему?
  • Может ли процессор брать свои первые команды из внешней памяти? Почему?
  • Какой должна быть память, чтобы процессор мог к ней обратиться в момент старта?

Вывод: первую свою команду процессор находит в памяти, которая в отличие от магнитных и оптических дисков является внутренней и, в отличии от ОЗУ , энергонезависимой, т.е. хранит информацию постоянно, даже после выключения компьютера. В ПЗУ хранится информация об устройствах компьютера, т.е. параметры и характеристики монитора, жесткого диска, мыши т.д. для того, чтобы при включении компьютера, прежде чем начать работу, можно было убедиться, что все они работоспособны.

http://files.school-collection.edu.

ru/dlrstore/a17a749f-46c0-45d6-
b268-156b3398d2bb/%5BINF_028%5D_%5BAM_24%5D.swf

  • Как вы считаете, знали ли изготовители ПЗУ параметры вашего жесткого диска или монитора?
  • Вы сменили монитор. Как сообщить о его параметрах ПЗУ, если вы сами не можете в нем изменить информацию?
  • Можно ли записать эту информацию в ОЗУ?

Вывод: необходима такая память, в которую можно было бы записать информацию, и которая была бы энергонезависимой. И такая память действительно есть называется она CMOS.

3. CMOS-память.

CMOS – это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки расположенной на материнской плате. Зарядки батарейки хватает на несколько лет. Наличие такого вида памяти позволяет отслеживать время и календарь, даже если компьютер выключен.

http://files.school-collection. edu.ru/dlrstore/af250365-f3b9-4e07-
bb5a-f6a86c0ac204/%5BINF_028%5D_%5BAM_25%5D.swf

4. Flash-память

Еще один вид энергонезависимой памяти, который в отличие от ПЗУ, допускает многократную перезапись своего содержимого с дискеты — Flash Memory.

III. Закрепление

Решите задачи:

№1 (индивидуальная работа)

В таблице поставьте знак “+”, если операцию можно производить, и “-” — если нельзя.

Память Чтение Запись Хранение
ОЗУ      
ПЗУ
 
   
CMOS      
Flash      

(Работа в группах)

№2. Объем оперативной памяти равен 1 Мбайту и она содержит 524288 машинных слов. Сколько бит содержит каждое машинное слово?

(Решение: 1. 1*1024*1024*8=8388608 – объем ОЗУ

2. 8388608 : 524288=16 бит – размер машинного слова)

№3. Шестнадцатеричный адрес последнего байта оперативной памяти равен 7FF. Какой объем имеет эта оперативная память?

(Решение: 1. 7FF16 = 204710.

2. нумерация байтов начинается с нуля, значит всего байтов 2048.

3. 2048 : 1024 = 2 Кбайта)

№4. 3FC – шестнадцатеричный адрес последнего машинного слова оперативной памяти компьютера. Ее объем равен 1 Кбайту. Найдите длину машинного слова (в байтах).

(Решение: 1. 1 Кбайт = 1024 байта

2. адрес последнего байта равен 1023, т.к. нумерация байтов с нуля

3. 3FC16 = 102010 – адрес последнего машинного слова в десятичной системе

4. 1020 1021 1022 1024 – 4 байта длина машинного слова)

IV. Итоги урока

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/cc134240-d142-45a1-
b4d7-d73e7aa71e39/%5BINF_028%5D_%5BQS_10%5D.html

1. Оценить работу класса.

V. Домашнее задание

Уровень знания: знать виды, особенности и основные характеристики внутренней памяти компьютера.

Уровень понимания:

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/09345b27-
f645-4270-93c7-da070d8e0273/9_46.pps — выполнить тест

Виды запоминающих устройств — Dropbox Business

Хранение данных в компьютерных системах

Запоминающее устройство — это элемент аппаратного обеспечения, которое в основном используется для хранения данных. В каждом настольном компьютере, ноутбуке, планшете и смартфоне есть тот или иной вид запоминающего устройства. Также можно приобрести автономные внешние накопители, которые используются с разными устройствами.

Запоминающие устройства нужны не только для хранения файлов, но и для работы задач и приложений. Любой файл, который вы создаете или сохраняете на своем компьютере, сохраняется на соответствующем запоминающем устройстве. На нем же хранятся любые используемые вами приложения, а также операционная система вашего компьютера.

По мере развития технологий запоминающие устройства претерпели значительные изменения. На сегодняшний день существуют запоминающие устройства разных форм и размеров, а также есть типы запоминающих устройств, которые могут использоваться с разными устройствами и выполнять разные функции.

Запоминающие устройства также называют носителями данных. Размер цифровых запоминающих устройств измеряется в мегабайтах (МБ), гигабайтах (ГБ), а на сегодня — уже и в терабайтах (ТБ).

Некоторые запоминающие устройства для компьютеров обеспечивают постоянное хранение информации, а другие предназначены только для временного хранения. Каждый компьютер имеет первичное и вторичное запоминающее устройство. Первичное работает как кратковременное запоминающее устройство, а вторичное — как долговременное.

Первичное запоминающее устройство: оперативная память (ОЗУ)

Оперативная память, или ОЗУ, — это первичное запоминающее устройство компьютера.

Когда вы работаете с файлом на своем компьютере, он временно сохраняет данные в оперативной памяти. ОЗУ обеспечивает выполнение повседневных задач, таких как открытие приложений, загрузка веб-страниц, редактирование документов или функционирование игр, а также позволяет быстро переключаться между задачами без потери той части работы, которая уже была выполнена. По сути, чем больше объем оперативной памяти вашего компьютера, тем более слаженно и быстро вы сможете работать над несколькими задачами одновременно.

ОЗУ — энергозависимая память, что означает, что она не обеспечивает хранение информации после выключения системы. Например, если вы скопируете фрагмент текста, перезагрузите компьютер, а затем попытаетесь вставить этот блок текста в документ, вы обнаружите, что ваш компьютер не запомнил текст. Это произошло потому, что ОЗУ обеспечивает только временное хранение.

ОЗУ позволяет компьютеру получать доступ к данным в произвольном порядке, обеспечивая их более быстрое считывание и запись, в отличие от вторичного запоминающего устройства.

Вторичные запоминающие устройства: жесткие диски (HDD) и твердотельные накопители (SSD)

Кроме ОЗУ на каждом компьютере также есть другой накопитель информации, который используется для долгосрочного хранения — вторичное запоминающее устройство. Любой файл, который вы создаете или скачиваете на свой компьютер, сохраняется на его вторичное запоминающее устройство. В компьютерах в качестве вторичных используются два типа запоминающих устройств: жесткие диски и твердотельные накопители. Жесткие диски — более традиционный вариант, но твердотельные накопители быстро обгоняют их в популярности.

Вторичные запоминающие устройства часто являются съемными, поэтому их можно заменять или модернизировать, а также перемещать съемные накопители на другие компьютеры. Однако есть и исключения, например MacBook, которые не имеют съемного запоминающего устройства.

Жесткие диски (HDD)

HDD — это оригинальные жесткие диски. Это магнитные запоминающие устройства, которые существуют с 1950-х годов, хотя со временем они сильно эволюционировали.

Жесткий диск состоит из набора вращающихся металлических дисков, называемых пластинами. Каждая вращающаяся пластина содержит триллионы крошечных фрагментов, которые можно намагничивать, чтобы записывать на них биты информации (бинарный код, состоящий из нулей и единиц). Рычаг-коромысло с головкой для записи и чтения позволяет сканировать вращающиеся магнитные пластины для записи информации на жесткий диск или определения магнитного заряда для считывания информации с него.

Жесткие диски используются не только в качестве запоминающих устройств для ноутбуков и ПК, но и для телевизионных и спутниковых рекордеров и серверов.

Твердотельные накопители (SSD)

Твердотельные накопители появились гораздо позже, в 90-х годах. В них нет никаких магнитов и дисков, вместо этого используется флеш-память типа NAND. В твердотельных накопителях используются полупроводники, которые хранят информацию, изменяя электрический ток цепей, содержащихся в накопителе. Это означает, что, в отличие от жестких дисков, твердотельные накопители не имеют движущихся частей.

Поэтому твердотельные накопители не только работают быстрее и плавнее, чем жесткие диски (жестким дискам требуется больше времени для сбора информации из-за механической природы их пластин и головок), но и, как правило, служат дольше (из-за большого количества сложных движущихся частей жесткие диски больше подвержены повреждениям и износу).

Твердотельные накопители используются не только в новых ПК и ноутбуках высокого класса, но и в смартфонах, планшетах, а иногда и в видеокамерах.

Внешние запоминающие устройства

Помимо носителей информации, размещенных в компьютере, существуют также внешние цифровые запоминающие устройства. Они обычно используются с целью увеличения объема места для хранения, когда на компьютере мало места, а также чтобы обеспечить большую мобильность и облегчить передачу файлов с одного устройства на другое.

Внешние жесткие диски и твердотельные накопители

В качестве внешних накопителей можно использовать как жесткие диски, так и твердотельные накопители. Как правило, среди внешних запоминающих устройств они обеспечивают самый большой объем места: внешние жесткие диски — до 20 ТБ памяти, а внешние твердотельные накопители (по разумной цене) — до 8 ТБ.

Внешние жесткие диски и твердотельные накопители работают так же, как и их внутренние аналоги. Большинство внешних накопителей можно подключить к любому компьютеру; они не привязаны к одному устройству, поэтому могут отлично использоваться для передачи файлов между устройствами.

Устройства флеш-памяти

Мы уже упоминали флеш-память, когда обсуждали твердотельные накопители. Устройства флеш-памяти состоят из триллионов взаимосвязанных ячеек флеш-памяти, в которых хранятся данные. Эти ячейки содержат миллионы транзисторов, которые при включении и выключении представляют единицы и нули в двоичном коде, а компьютер считывает и записывает информацию на основе электрического тока, проходящего через транзисторы.

Пожалуй, самый известный тип устройства флеш-памяти — это USB-накопитель. Эти небольшие портативные запоминающие устройства, также известные как флеш-накопители, или просто «USB», долгое время были популярным вариантом дополнительных компьютерных запоминающих устройств. До того как Интернет обеспечил нам возможность легко и быстро обмениваться файлами, USB-накопители были незаменимы для перемещения файлов с одного устройства на другое.

В наши дни USB-накопитель может вместить до 2 ТБ данных. Если посчитать стоимость хранения гигабайта данных, USB-накопитель будет дороже, чем внешний жесткий диск. Хотя флеш-накопители нечасто используют для хранения всех персональных данных, они популярны для временного хранения и переноса небольших файлов благодаря своей простоте и удобству.

Помимо USB-накопителей, к устройствам флеш-памяти также относятся SD-карты и карты памяти других типов, которые часто используются в качестве носителей информации в цифровых камерах.

Оптические запоминающие устройства

Компакт-диски, DVD-диски и диски Blu-Ray используются не только для воспроизведения музыки и видео, но и как запоминающие устройства. Они относятся к категории оптических запоминающих устройств, или оптических дисков.

Двоичный код хранится на этих дисках в виде крохотных выемок (питов) на дорожке, идущей по спирали из центра диска. Работающий диск вращается с постоянной скоростью, а лазер на дисковом накопителе сканирует дорожку на диске. То, как луч лазера отражается или рассеивается на участке дорожки, определяет, записан ли на нем 0 или 1 в бинарном коде.

DVD имеет более узкую спиральную дорожку, чем компакт-диск, что позволяет хранить больше данных при том же размере диска, а в дисководах DVD используется более тонкий красный лазер, чем в дисководах компакт-дисков. DVD также могут быть двухслойными, что увеличивает их емкость. Blu-Ray — это технология более высокого уровня, обеспечивающая хранение данных на нескольких слоях с еще более узкими дорожками, для считывания которых требуется еще более точный синий лазер.

CD-ROM, DVD-ROM и BD-ROM относятся к категории оптических дисков, предназначенных только для чтения, что означает, что записанные на них данные сохраняются навсегда и не могут быть удалены или перезаписаны. Они обычно используются для хранения дистрибутивов программного обеспечения, но не в качестве запоминающего устройства для персональной информации.

На диски формата CD-R, DVD-R и BD-R можно записывать информацию, но они не предусматривают перезаписи. Какие бы данные вы ни сохранили на чистом диске одноразовой записи, они останутся на нем навсегда. На этих дисках можно хранить данные, но они не обеспечивают такой гибкости, как другие запоминающие устройства.

CD-RW, DVD-RW и BD-RE предусматривают перезапись, поэтому вы можете постоянно записывать на них новые данные и удалять ненужные. Диски CD-RW долгое время были лучшим вариантом внешнего хранилища, так как большинство настольных компьютеров и многие ноутбуки имеют дисковод для CD- или DVD-дисков, хотя их место постепенно занимают новые технологии, такие как флеш-память.

На компакт-диске можно хранить до 700 МБ данных, на DVD-DL — до 8,5 ГБ, а на Blu-Ray — от 25 до 128 ГБ.

Дискеты

Сейчас эти устройства считаются устаревшими, но мы не можем обсуждать запоминающие устройства, не упомянув их. Дискеты были первыми широко доступными портативными съемными запоминающими устройствами. Они работают по тому же принципу, что и жесткие диски, но в гораздо меньшем масштабе.

Емкость дискет никогда не превышала 200 МБ, пока CD-RW и флеш-накопители не стали популярными носителями информации. iMac стал первым персональным компьютером, выпущенным без дисковода гибких дисков в 1998 году, и с этого момента закончилось более чем 30-летнее господство гибких дисков.

Облачное хранилище

Облачные хранилища, которые не являются устройствами в полном смысле этого слова, представляют собой самый новый и гибкий тип хранилищ данных для компьютеров. Облако — это не место и не объект, а огромное количество серверов, расположенных в центрах обработки данных по всему миру. Когда вы храните документ в облаке, вы храните его на этих серверах.

Поскольку все хранится онлайн, облачное хранилище не предусматривает использования локальных накопителей вашего компьютера, что позволяет сэкономить место на них.

Облачное хранилище обеспечивает значительно больший объем места, чем USB-накопители и другие физические устройства, избавляя вас от необходимости искать нужный файл по всем устройствам.

Жесткие диски и твердотельные накопители, популярные благодаря своей портативности, также уступают облачным хранилищам. Существует не так уж много карманных внешних жестких дисков, хотя они, несомненно, меньше по размеру и легче по весу, чем внутренние накопители, но это реальные устройства, требующие внимания. А облако может «сопровождать» вас где угодно: оно вообще не занимает места и не уязвимо физически, как внешний диск.

Внешние запоминающие устройства также были популярны как быстрый вариант передачи файлов, но они удобны только в том случае, если вы имеете физический доступ к каждому устройству. Сейчас, когда многие компании переходят на удаленную работу, облачные технологии стремительно развиваются. Вряд ли вам будет удобно отправлять USB-накопитель по почте за границу, чтобы передать большой файл коллеге, а облако обеспечивает связь между удаленными сотрудниками, упрощая совместную работу на расстоянии.

Если вы забудете принести на встречу жесткий диск с важными документами, у вас не будет другого выхода, кроме как вернуться за ним. Если вы сломаете или потеряете жесткий диск, вряд ли вы сможете восстановить эти данные. В облачном хранилище нет таких рисков: для ваших данных создаются резервные копии, и вы имеете к ним доступ в любое время и из любой точки, где есть подключение к Интернету.

Благодаря функции Dropbox Smart Sync вы можете получить доступ к любому файлу в Dropbox прямо со своего рабочего стола, как если бы ваши файлы хранились локально, только при этом они не занимают места на вашем диске. Если вы храните все ваши файлы в Dropbox, они всегда на расстоянии одного клика и доступны с любого устройства с подключением к Интернету. К тому же вы можете мгновенно поделиться ими.

Память компьютера – типы, виды, назначение. — КиберПедия

Компьютерная память обеспечивает поддержку одной из наиважнейших функций современного компьютера, — способность длительного хранения информации

Компьютерная память является одним из наиболее главных вопросов устройства компьютера, так как она обеспечивает поддержку одной из наиважнейшей функций современного компьютера, — способность длительного хранения информации.

Одним из основных элементов компьютера, позволяющим ему нормально функционировать, является память.

Все персональные компьютеры используют три вида памяти: оперативную, постоянную и внешнюю (различные накопители).

Внутренняя память компьютера — это место хранения информации, с которой он работает. Внешняя память (различные накопители) предназначена для долговременного хранения информации

Наиболее знакомы средства машинного хранения данных, используемые в персональных компьютерах: — это модули оперативной памяти, жесткие диски (винчестеры), дискеты (гибкие магнитные диски), CD или DVD диски, а также устройства флэш-памяти.

Компьютерная память бывает двух видов: внутренняя и внешняя. Внутренней памяти: оперативное запоминающее устройство с произвольной выборкой (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).Наиболее существенная часть внутренней памяти называется ОЗУ — оперативное запоминающее устройство. Его главное назначение состоит в том, чтобы хранить данные и программы для решаемых в текущий момент задач. Оперативная память. Название «оперативная» эта память получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору практически не приходится ждать при чтении данных из памяти или записи в память. Однако содержащиеся в ней данные сохраняются только пока компьютер включен.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в котором в частности хранится информация, необходимая для первоначальной загрузки компьютера в момент включения питания. Как очевидно из названия, информация в ПЗУ не зависит от состояния компьютера.

Внешняя память обычно располагается вне центральной части компьютера

К внешней памяти относятся различные магнитные носители (ленты, диски), оптические диски. Внешняя память дешевле внутренней, но ее недостаток в том, что она работает медленнее устройств внутренней памяти.

Существуют диски CD-ROM — диски с однократной записью, стереть или перезаписать их невозможно.

Позже были изобретены перезаписываемые лазерные диски — CD-RW.

Внешняя память реализуется в виде довольно разнообразных устройств хранения информации и обычно конструктивно оформляется в виде самостоятельных блоков. Сюда, прежде всего, следует отнести накопители на гибких и жестких магнитных дисках (последние несколько жаргонно пользователи часто именуют винчестерами), а также оптические дисководы (устройства для работы с CD ROM).

Виды памяти персонального компьютера

Кэш-память. Основное назначение кэш-памяти в компьютере — служить местом временного хранения обрабатываемых в текущий момент времени кодов программ и данных. То есть ее назначение служить буфером между различными устройствами для хранения и обработки информации

ВIOS (постоянная память). В компьютере имеется также и постоянная память, в которую данные занесены при изготовлении. Как правило, эти данные не могут быть изменены, выполняемые на компьютере программы могут только их считывать.

В компьютере в постоянной памяти хранятся программы для проверки оборудования компьютера, инициирования загрузки ОС и выполнения базовых функций по обслуживанию устройств компьютера. Часто содержимое постоянной памяти называется ВIOS. В ней содержится программа настройки конфигурации компьютера (SЕТИР),она позволяет установить некоторые характеристики устройств компьютера (типы видеоконтроллера, жестких дисков и дисководов для дискет и обслуживанием ввода-вывода.

CMOS (полупостоянная память).

небольшой участок памяти для хранения параметров конфигурации компьютера. Его часто называют CMOS -памятью, поскольку эта память обычно выполняется по технологии, обладающей низким энергопотреблением.

Видеопамять.

видеопамять, то есть память, используемая для хранения изображения, выводимого на экран монитора.

и постоянная память (ПЗУ).

Память компьютера делится на внешнюю (основную): гибкий и жесткий диски, CDDVD-ROM, CD DVD-RW,CD DVD-R и внутреннюю.

 

Удобные функции печати | OKI

Задание печати можно сохранить во внутренней памяти принтера, также при необходимости его можно распечатать на панели оператора.

Примечание
  • Эта функция недоступна при использовании драйвера принтера Mac PCL.

  • Если невозможно сохранить данные буфера, так как в памяти устройства недостаточно свободного места, отобразится сообщение о том, что файловая система заполнена, а задание печати не выполнено.

Сохранение задания печати

Для Windows

  1. Откройте файл для печати.

  2. В меню [Файл] выберите [Печать].

  3. Нажмите [Настройки].

  4. Перейдите на вкладку [Job Options (Параметры задания)].

  5. Выберите [Shared Print (Общая печать)] в разделе [Job Type (Тип задания)].

  6. Щелкните [Job Type Option (Параметр «Тип задания»)].

  7. Введите имя задания в поле [Job Name (Имя задания)].

    Если установлен флажок в поле [Input job type option when printing (Параметр «Ввод типа задания» при печати)], при отправке задания на принтер будет появляться запрос на ввод имени задания печати.

  8. При необходимости установите другие настройки, а затем щелкните [OK (ОК)].

  9. На экране [Print (Печать)] щелкните [Print (Печать)].

    Задание печати отправлено на устройство, но печать не запущена.

Для драйвера принтера Mac PS (C834/C844/ES8434)

  1. Откройте файл для печати.

  2. Выберите [Print (Печать)] в меню [File (Файл)].

  3. В меню панели выберите [Secure Print (Защищенная печать)].

  4. В разделе [Job Type (Тип задания)] выберите [Shared Print (Общая печать)].

    Можно присвоить имя для задания печати на вкладке «Параметры типа задания».

  5. При необходимости измените другие параметры, а затем щелкните [Print (Печать)].

    Задание печати отправлено на устройство, но печать не запущена.

Заметка
  • Если в диалоговом окне печати не отображаются сведения о настройке параметров, щелкните [Show Details (Показать подробности)] внизу диалогового окна.

Печать документа, сохраненного на устройстве

  1. Нажмите клавишу «Fn (Fn)»
    Заметка
    • Если принтер находится в режиме энергосбережения, нажмите кнопку «POWER SAVE (ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ)» для вывода принтера из этого режима.

  2. Нажмите «1» на цифровой клавиатуре, а затем нажмите кнопку «ENTER (ВВОД)».

  3. Отобразится список общих заданий. В данном списке нажмите или , чтобы выбрать общее задание для печати, а затем нажмите кнопку «ENTER (ВВОД)».

    Для печати всех общих заданий выберите [Print All (Напечатать все)], а затем нажмите кнопку «ENTER (ВВОД)».

    Для удаления всех отображаемых общих заданий выберите [All Delete (Удалить все)], а затем нажмите кнопку «ENTER (ВВОД)».

  4. Убедитесь, что выбран параметр [Print (Печать)], а затем нажмите кнопку «ENTER (ВВОД)».

    Для удаления задания печати выберите [Delete (Удалить)], а затем нажмите кнопку «ENTER (ВВОД)».

  5. Введите количество копий и нажмите кнопку «ENTER (ВВОД)».

Где находится внутренняя память компьютера?

Внутренняя память компьютера

Источник: http://silverkomp. ru/vnutrennyaya_pamyat_kompyutera.html

Глава 1. Компьютер. Программное и аппаратное обеспечение

  • Постоянная память (ПЗУ, ROM ) — неизменяемая память, поставляемая вместе с компьютером, в которой хранятся программы, тестирующие компьютер сразу после его включения и загружающие операционную систему.
  • Оперативная память (ОЗУ, RAM ) — предназначена для временного хранения данных во время работы. RAM может быть объёмом в 4, 8, 16, 32, 64 Мбайт. А например для работы в среде Windows 98 необходимо не менее 16 Мбайт ОЗУ.
  • Кэш-память — (англ. cache), или сверхоперативная память. Кэш-память реализуется на микросхемах статической памяти SRAM.
  • Специальная память — к устройствам специальной памяти относятся перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory), память CMOS RAM, питаемая от батарейки, видеопамять и некоторые другие виды памяти.

Внешняя память

Предназначена для переноса и хранения информации. Это могут быть дискеты, лазерные диски, магнитооптические диски, винчестеры и другие устройства, выполняющие данные функции.

Внутренняя (основная) память

В состав внутренней памяти входят оперативная память, постоянная память, кэш-память и специальная память.

Оперативная память

Оперативная память (ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory — память с произвольным доступом) — это оперативное (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.

Как работает ОЗУ?

Оперативная память состоит из ячеек , в каждой из них может храниться 1 байт информации , т.е. двоичного кода (т.е. цепочку из восьми символов»1″ или «0») и имеет адрес (т.е. порядковый номер, записанный в 16-ричном коде). Их также называют адресными ячейками.

Пример:

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.

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.

память

память 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

Содержимое ячейки Адрес ячейки
1 1 1 1 0000
0001
1 1 1 1 1 1 1 1 0002
1 1 1 1 0003
1 1 1 1 FFFF

Когда компьютер отправляет данные на хранение в оперативную память, он запоминает адреса, в которые эти данные помещены. Обращаясь к информационной ячейке, компьютер находит в ней байт данных.
Адресная ячейка оперативной памяти хранит один байт, а поскольку байт состоит из 8 битов, то в ней есть 8 битовых ячеек. Каждая такая ячейка микросхемы оперативной памяти хранит электрический заряд.

Заряды в ячейках не могут храниться долго — они «стекают». За несколько десятых долей секунды заряд в ячейки уменьшается до утраты данных.

Чтобы такого не случилось, компьютер «повторяет» информацию в каждой ячейке (подзаряжает). Это называется регенерацией оперативной памяти.

Это происходит так быстро, что мы не замечаем этого, но стоит на мгновенье отключить питание, стирается вся оперативная память и происходит «сброс» компьютера.

https://www.youtube.com/watch?v=GLmUOpkLpkE

Объем ОЗУ обычно составляет от 32 до 1024 Мбайт. В настоящее время появились ОЗУ до 2 Гбайт. 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 на интегральных микросхемах 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, как уже было сказано, называется регенерацией памяти (Refresh Memory).  Микросхемы SDRAM имеют ёмкость 16 — 256 Мбит и более.

Они устанавливаются в корпуса и собираются в модули памяти.

Модули памяти могут различаться между собой по размеру и количеству контактов ( DIMM , RIMM , DDR — см. рис. 1), быстродействию, информационной емкости и так далее.

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. Модули памяти DIMM, RIMM, DDR

Важнейшей характеристикой модулей оперативной памяти является быстродействие или паспортная частота (100, 133, 333, 400 или 800 МГц) , которая зависит от максимально возможной частоты операций записи или считывания информации из ячеек памяти. Современные модули памяти обеспечивают частоту до 800 МГц.

Модули памяти характеризуются так же такими параметрами, как информационная емкость или информационный объем. Объем памяти измеряется в байтах (количество ячеек в памяти совпадает с количеством байт) — 16, 32, 64, 128, 256, 512 или 1024 Мбайт .

Так же память характеризуется число микросхем , время доступа к данным (6 или 7 наносекунд) и число контактов (72, 168 или 184).

В персональных компьютерах объем адресуемой памяти и величина фактически установленной оперативной памяти практически всегда различаются. Хотя объем адресуемой памяти может достигать 64 Гбайт, величина фактически установленной оперативной памяти может быть значительно меньше, например, «всего» 64 Мбайт.

Оперативная память — временная, т. е. данные в ней хранятся только до выключения ПК. Для долговременного хранения информации служат дискеты, винчестеры, компакт-диски и т. п. Конструктивно элементы памяти выполнены в виде модулей, так что при желании можно сравнительно просто заменить их или установить дополнительные и тем самым изменить объем общей оперативной памяти компьютера.

Кэш-память

Кэш (англ. cache), или сверхоперативная память — очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью.

Кэш-памятью управляет специальное устройство — контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память.

При этом возможны как «попадания», так и «промахи». В случае попадания, то есть, если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэше отсутствует, то процессор считывает её непосредственно из оперативной памяти.

Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования.

Кэш-память реализуется на микросхемах статической памяти SRAM (Static RAM), более быстродействующих, дорогих и малоёмких, чем DRAM (SDRAM). Современные микропроцессоры имеют встроенную кэш-память, так называемый кэш первого уровня размером 8, 16, 32 или 64 Кбайт. Кроме того, на системной плате компьютера может быть установлен кэш второго уровня ёмкостью 256, 512, 1024 Кбайт и выше.

Постоянная память (ПЗУ)

Существует два типа памяти — память с произвольным доступом (RAM или random access memory). Это оперативная память. Ее мы только что рассмотрели, но помимо нее существует другой вид внутренней памяти — память, доступная только на чтение (ROM или read only memory). Это и есть постоянная память, или как по-другому ее называют постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).

Память, доступная только на чтение используется для постоянного размещения определенных программ (например, программы начальной загрузки ЭВМ). В процессе работы компьютера содержимое этой памяти не может быть изменено.

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

ПЗУ является энергонезависимым.

В ПЗУ находятся:

  • Программа управления работой самого процессора;
  • Программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью;
  • Программы запуска и остановки ЭВМ;
  • Программы тестирования устройств, проверяющие при каждом включении компьютера правильность работы его блоков;
  • Информация о том, где на диске находится операционная система.

Отличия ОЗУ и ПЗУ :

  • В ОЗУ процессор записывает информацию и считывает. При выключении компьютера информация в ОЗУ стирается.
  • В ПЗУ процессор не может записывать информацию. ПЗУ предназначено только для чтения информации, записанной на заводе-изготовителе. При выключении компьютера информация сохраняется.

Специальная постоянная память

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

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

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

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

Рис 2. Микросхемы BIOS и CMOS

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

К устройствам специальной памяти относят видеопамять. память используется для хранения графической информации. память содержит данные, соответствующие текущему изображению на экране.

память (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.

Объем VRAM обычно составляет от 16 до 512 Мбайт.

Источник: http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/7e246a27-f9a4-41f1-9edc-01c21ae4d12f/umk/text/01t07.htm

Память (подробное изложение)

Компьютер — это универсальное (многофункциональное) электронное автоматическое устройство для накопления, обработки и передачи информации. Его работа имитирует информационную деятельность человека. Это оказалось возможным благодаря наличию в составе компьютера памяти — устройств, предназначеных для хранения информации. В компьютере используется память нескольких типов, отличающихся по своему функциональному назначению и, как следствие, способами хранения информации, а также конструктивно.

Всю память ЭВМ можно разделить на

  • внутреннюю (основную) память,
  • регистры процессора,
  • внешнюю память.

Внутренняя память состоит из оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), или оперативной памяти (ОП), и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ).

ПЗУ

Постоянная память , или постоянное запоминающее устройство- ПЗУ(read only memory-rom),- память только для чтения. Она реализована, как уже говорилось, в виде электронных схем и служит для хранения программ начальной загрузки компьютера и тестирования его узлов. Мы называем этот тип памяти постоянным, потому что записанная в ней информация не изменяется после выключения компьютера.

Она энергонезависима, так как хранимые в ней команды начинают выполняться при первом же импульсе тока, поступившего на контакты электронной микросхемы. (Отметим, что сохранение информации в ПЗУ после выключения компьютера не означает, что содержимое этой памяти невозможно изменить.

Существует так называемая перепрограммируемая постоянная память, для которой возможно изменение хранимой информации.)

Она реализована в виде БИС и служит для хранения программ начальной загрузки компьютера и его узлов. Мы называем этот тип памяти постоянным, потому что записанная в ней информация не изменяется после выключения компьютера. Она энергонезависима, так как хранимые в ней команды начинают выполняться при первом же импульсе тока, поступившего на контакты электронной микросхемы. (Отметим, что сохранение информации в ПЗУ после выключения компьютера не означает, что содержимое этой памяти невозможно изменить.

Существует так называемая перепрограммируемая память, для которой возможно изменение хранимой информации.)

ОЗУ

ОЗУ — быстрая, полупроводниковая, энергозависимая память. В ОЗУ хранятся исполняемая в данный момент программа и данные, с которыми она непосредственно работает. ОЗУ — это память, используемая как для чтения, так и для записи информации. При отключении электропитания информации в ОЗУ исчезает (энергозависимость).Английское название ОЗУ — Random Access Memory (RAM),что переводится как «память с произвольным доступом».

В оперативной памяти в виде последовательности нулей и единиц хранятся как данные, так и программы. В любой момент времени доступ может осуществляться к любой произвольной ячейке, поэтому данный вид памяти называется памятью с произвольной выборкой (RAM).

Оперативная память, или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), предназначена для хранения информации, изменяющейся в ходе выполнения процессором операций по её обработке. Информацию в такую память можно записать для хранения, изменять или использовать при необходимости.

Вся информация, вводимая в компьютер и возникающая в ходе его работы, храниться в этой памяти, но только тогда, когда компьютер включен.

К основным свойствам оперативной памяти относятся: энергозависимость, дискретность структуры, адресуемость, возможность произвольного доступа. Физически для построения RAM используются микросхемы.

Память дискретна — это значит, что память состоит из некоторых «частиц». «Частица» памяти называется бит (так же как единица информации). Один бит — это двоичный разряд памяти. Он хранит двоичный код (0 или 1). Слово «бит» — сокращение от английского «binary digit» — двоичная цифра. Итак, память компьютера — это упорядоченная последовательность двоичных разрядов(бит). Эта последовательность делится на группы по 8 разрядов; каждая такая группа образует байт памяти. Следовательно, слова «бит» и «байт» обозначают не только название единицы измерения количества информации , но и структурные единицы памяти ЭВМ.

Объём памяти ЭВМ измеряется в килобайтах (1Кбайт (Кб)=1024 байт), мегабайтах (1 Мбайт (Мб)=1024Кбайт), гигабайт (1 Гбайт (Гб)=1024 Мбайт). Например, оперативная память компьютеров серии IBM PS- от 1 Мб и более.

Ячейки памяти — это группа последовательных байтов внутренней памяти, вмещающей в себя информацию, доступную для обработки отдельной командой процессора. Содержимое ячейки памяти называется машинным словом. Очевидно, разрядность ячейки памяти и размер машинного слова в битах равны разрядности процессора . У разных типов процессоров размер машинного слова бывает разным. У самых простых типов ПК (бытовых, учебных) машинное слово равно 1 байту(8 бит).

Такие машины называются восьми рядными. Двухбайтовое машинное слово (16 бит) у профессиональных ПК IBM PS/86, 286. У машин типа IBM PS/386, 486 машинное слово равно 4 байтам (32бита).Байты внутренней памяти пронумерованы . Нумерация начинается с нуля. Порядковый номер байта называется адресом байта( подобно тому как номер квартиры в доме есть адрес этой квартиры).

Принцип адресуемости памяти означает то, что любая информация заносится в память и извлекается из неё по адресам.

Адрес ячейки памяти равен адресу младшего байта (байта с наименьшим номером), входящим в ячейку. Адресация как байтов, так и ячеек памяти начинается с нуля. Адреса ячеек кратны количеству байтов в машинном слове (изменяются через 1,или через 2, или через 4). Если от типа процессора зависит объем адресуемой им оперативной памяти, то быстродействие используемой оперативной памяти, в свою очередь, во многом определяет скорость работы процессора, влияя на производительность всей системы.

Регистры — это внутренняя память процессора.

Регистров немного (у IBM PS их 14). Каждый из регистров служит своего рода черновиком, используя который процессор выполняет расчеты и сохраняет промежуточные результаты. Полученные результаты перепиваются из регистров в ячейки ОЗУ. Обмен информацией между процессорами и внутренней памятью производится машинными словами (из регистра в ячейку и обратно). Адрес ячейки, в которую направляется информация , передаваемая по шине данных, передаётся процессором по адресной шине.

Внешняя память

Основной функцией внешней памяти компьютера является способность долговременно храненить большой обьем информации. Устройство которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем, или дисководом, а хранится информация на носителях.

В современных компьютерах устройства внешней памяти позволяют сохранять информацию после выключения компьютера, так как в них используется магнитный или оптический способ записи/чтения информации. В качестве носителей информации в этих случаях применяют магнитные и оптические диски.

В качестве внешней памяти используются носители информации различной информационной емкости: гибкие диски (1,44 Мбайт), жесткие диски (до 80 Гбайт), оптические диски СD-RОМ (650 Мбайт) и DVD (до 10 Гбайт). Самыми медленными из них по скорости обмена данными являются гибкие диски (0,05 Мбайт/с), а самыми быстрыми — жесткие диски (до 100 Мбайт/с).

Магнитный принцип записи

На устройствах внешней памяти (магнитных носителях), которые также называют внешним запоминающими устройствами (ВЗУ), информация также представлена в двоичном коде: состоянием намагниченных и ненамагниченных участков на дорожках ленты или диска.

Гибкие магнитные диски

Гибкие магнитные диски помещаются в пластмассовый корпус. Такой носитель информации называется дискетой. В центре дискеты имеется приспособление для захвата и обеспечения вращения диска внутри пластмассового корпуса. Дискета вставляется в дисковод, который вращает диск с постоянной угловой скоростью.

При этом магнитная головка дискавода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска, на которую и производится считывание информации. Информационная емкость дискеты невелика всего 1,44 Мбайт. Скорость записи и считывания информации тоже мала (составляет всего около 50 Кбайт/с) из-за медленного вращения диска (360 об./мин).

В целях сохранения информации гибкие магнитные диски необходимо предохранять от воздействия сильных магнитных полей и нагревания, так как физические воздействия могут привести к размагничиванию носителя и потере информации.

Жесткие магнитные диски

Жесткий магнитный диск (винчестер) представляет собой несколько десятков дисков, размещенных на одной оси, заключенных в металический корпус и вращающихся с большой угловой скоростью. За счет гораздо большего числа дорожек на каждой стороне дисков и большего количества дисков информационная емкость жесткого диска может в сотни ра превышать информациооную емкость дискеты и достигать 150 Гбайт.

Скорость записи и считывания информации с жестких дисков достаточно велика (может достигать 133мбайт/с) за счет быстрого вращения дисков(до 7200 об./мин). В жестких дисках используются достаточно хрупкие и миниатюрные элементы (пластины носителей, магнитные головки и пр.

), поэтому в целях сохранения информации и работоспособности жесткие диски необходимо оберегать от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.

Лазерные диски

Лазерные дисководы используют оптический принцип чтения информции. На лазерных CD-ROM и DVD-ROM дисках хранится информация, которая была записанана них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна, что отражено во второй части их названий:ROM(read only memory-только чтение). Производятся такие диски путем штамповки и имеют серебристый цвет. Информационная емкость CD-ROM диска может достигать 650 Мбайт, а емкость DVD-ROM до 17 Гбайт

Flash-память

Flash-память-это энергозависимый вид памяти, позволяющий записывать и хранить данные в микросхемах. Flash-память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный плоский корпус. Для считывания или записи информации карта памяти вставляется в специальные накопители, встроенные в мобильные устройства или подключаемые к компьютеру через usb-порт. Информационная емкость карт памяти может достигать 512 Мбайт

Источник: http://www.gm4.ru/pril/shamardin2/memorypodr.html

Все виды памяти компьютера

Умные электронные машины уже давно и прочно вошли в повседневную жизнь человека. Но, несмотря на это, их устройство до сих пор вызывает элементарные вопросы у многих пользователей. Например, далеко не все знают, какие бывают виды памяти компьютера. А ведь здесь все не так уж сложно, хотя и не совсем просто. Существуют две основные разновидности – внутренняя память и внешняя, которые, в свою очередь, имеют собственную градацию.

Виды внутренней памяти компьютера

Внутренняя память называется так потому, что она встроена в основные блоки компьютера и является неотъемлемым элементом системы, обеспечивающим ее работоспособность. Удалить или извлечь ее без негативных последствий невозможно. Различают следующие ее виды:

  • оперативная – представляет собой набор программ и алгоритмов, необходимых для работы миикропроцессора;
  • кэш-память – это своеобразный буфер между оперативкой и процессором, который обеспечивает оптимальную скорость выполнения системных программ;
  • постоянная – закладывается при изготовлении компьютера на заводе, в нее входят инструменты для контроля за состоянием ПК при каждой загрузке; программы, отвечающие за запуск системы и исполнение основных действий; программы настройки системы;
  • полупостоянная – содержит в себе данные о параметрах настройки конкретного ПК;
  • видеопамять – в ней сохраняются видеофрагменты, которые должны выводиться на экран, является частью видеоконтроллера.

Виды оперативной памяти компьютера

Быстродействие и «интеллектуальный уровень» компьютера во многом определяются его оперативной памятью. В ней хранятся данные, используемые во время активной работы электронной машины. Она также может быть разных видов, но чаще всего используются блоки DDR, DDR2,DDR3. Различаются они количеством контактов и скоростными характеристиками.

Виды внешней памяти компьютера

Внешняя память компьютера представлена различными видами съемных носителей информации. На сегодняшний день основными из них являются жесткие диски, usb-накопители, или флешки и карты памяти. Устаревшими считаются лазерные диски и дискеты. Но жесткий диск, хотя и является съемным, все же используется в качестве вместилища постоянной памяти и без него компьютер работать не будет. Однако его можно свободно достать и переместить в другой системный блок, поэтому его и относят к категории внешних устройств памяти.

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

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

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

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

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

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

Содержание

Функции памяти [ править | править код ]

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

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

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

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

Физические основы функционирования [ править | править код ]

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

Классификация типов памяти [ править | править код ]

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

Доступные операции с данными [ править | править код ]

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

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

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

Метод доступа [ править | править код ]

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

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

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

Назначение [ править | править код ]

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

Организация адресного пространства [ править | править код ]

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

Удалённость и доступность для процессора [ править | править код ]

  • Первичная память (сверхоперативная, СОЗУ) — доступна процессору без какого-либо обращения к внешним устройствам.
  • регистры процессора (процессорная или регистровая память) — регистры, расположенные непосредственно в АЛУ;
  • кэш процессора — кэш, используемый процессором для уменьшения среднего времени доступа к компьютерной памяти. Разделяется на несколько уровней, различающихся скоростью и объёмом (например, L1, L2, L3).
  • Вторичная память — доступна процессору путём прямой адресации через шину адреса (адресуемая память). Таким образом доступна оперативная память (память, предназначенная для хранения текущих данных и выполняемых программ) и порты ввода-вывода (специальные адреса, через обращение к которым реализовано взаимодействие с прочей аппаратурой).
  • Третичная память — доступна только путём нетривиальной последовательности действий. Сюда входят все виды внешней памяти — доступной через устройства ввода-вывода. Взаимодействие с третичной памятью ведётся по определённым правилам (протоколам) и требует присутствия в памяти соответствующих программ. Программы, обеспечивающие минимально необходимое взаимодействие, помещаются в ПЗУ, входящее во вторичную память (у PC-совместимых ПК — это ПЗУ BIOS).
  • Положение структур данных, расположенных в основной памяти, в этой классификации неоднозначно. Как правило, их вообще в неё не включают, выполняя классификацию с привязкой к традиционно используемым видам ЗУ [2] .

    Компьютерная память обеспечивает поддержку одной из наиважнейших функций современного компьютера, – способность длительного хранения информации

    Компьютерная память является одним из наиболее главных вопросов устройства компьютера, так как она обеспечивает поддержку одной из наиважнейшей функций современного компьютера, – способность длительного хранения информации.

    Одним из основных элементов компьютера, позволяющим ему нормально функционировать, является память.

    Все персональные компьютеры используют три вида памяти: оперативную, постоянную и внешнюю (различные накопители).

    Внутренняя память компьютера – это место хранения информации, с которой он работает. Внешняя память (различные накопители) предназначена для долговременного хранения информации

    Наиболее знакомы средства машинного хранения данных, используемые в персональных компьютерах: – это модули оперативной памяти, жесткие диски (винчестеры), дискеты (гибкие магнитные диски), CD или DVD диски, а также устройства флэш-памяти.

    Компьютерная память бывает двух видов: внутренняя и внешняя.Внутренней памяти: оперативное запоминающее устройство с произвольной выборкой (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).Наиболее существенная часть внутренней памяти называется ОЗУ – оперативное запоминающее устройство. Его главное назначение состоит в том, чтобы хранить данные и программы для решаемых в текущий момент задач.Оперативная память. Название «оперативная» эта память получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору практически не приходится ждать при чтении данных из памяти или записи в память. Однако содержащиеся в ней данные сохраняются только пока компьютер включен.

    Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в котором в частности хранится информация, необходимая для первоначальной загрузки компьютера в момент включения питания. Как очевидно из названия, информация в ПЗУ не зависит от состояния компьютера.

    Внешняя память обычно располагается вне центральной части компьютера

    К внешней памяти относятся различные магнитные носители (ленты, диски), оптические диски. Внешняя память дешевле внутренней, но ее недостаток в том, что она работает медленнее устройств внутренней памяти.

    Существуют диски CD-ROM – диски с однократной записью, стереть или перезаписать их невозможно.

    Позже были изобретены перезаписываемые лазерные диски – CD-RW.

    Внешняя память реализуется в виде довольно разнообразных устройств хранения информации и обычно конструктивно оформляется в виде самостоятельных блоков. Сюда, прежде всего, следует отнести накопители на гибких и жестких магнитных дисках (последние несколько жаргонно пользователи часто именуют винчестерами), а также оптические дисководы (устройства для работы с CD ROM).

    Виды памяти персонального компьютера

    Кэш-память. Основное назначение кэш-памяти в компьютере — служить местом временного хранения обрабатываемых в текущий момент времени кодов программ и данных. То есть ее назначение служить буфером между различными устройствами для хранения и обработки информации

    ВIOS (постоянная память). В компьютере имеется также и постоянная память, в которую данные занесены при изготовлении. Как правило, эти данные не могут быть изменены, выполняемые на компьютере программы могут только их считывать.

    В компьютере в постоянной памяти хранятся программы для проверки оборудования компьютера, инициирования загрузки ОС и выполнения базовых функций по обслуживанию устройств компьютера. Часто содержимое постоянной памяти называется ВIOS. В ней содержится программа настройки конфигурации компьютера (SЕТИР),она позволяет установить некоторые характеристики устройств компьютера (типы видеоконтроллера, жестких дисков и дисководов для дискет и обслуживанием ввода-вывода.

    CMOS (полупостоянная память).

    небольшой участок памяти для хранения параметров конфигурации компьютера. Его часто называют CMOS -памятью, поскольку эта память обычно выполняется по технологии, обладающей низким энергопотреблением.

    видеопамять, то есть память, используемая для хранения изображения, выводимого на экран монитора.

    и постоянная память (ПЗУ).

    Память компьютера делится на внешнюю (основную): гибкий и жесткий диски, CDDVD-ROM, CD DVD-RW,CD DVD-R и внутреннюю.

    RAM и модуль памяти DRAM

    Компьютерная память обычно классифицируется как внутренняя или внешняя.

    Внутренняя память , также называемая «основной или первичной памятью», относится к памяти, в которой хранятся небольшие объемы данных, к которым можно быстро получить доступ во время работы компьютера.

    Внешняя память , также называемая «вторичной памятью», относится к запоминающему устройству, которое может постоянно хранить или хранить данные. Они могут быть встроенными или съемными запоминающими устройствами.Примеры включают жесткие диски или твердотельные накопители, USB-накопители и компакт-диски.

    Какие типы внутренней памяти?

    Существует два основных типа внутренней памяти: ROM и RAM.

    ПЗУ обозначает постоянную память. Он энергонезависимый, что означает, что он может сохранять данные даже без питания. Он используется в основном для запуска или загрузки компьютера.

    После загрузки операционной системы компьютер использует RAM , что означает оперативную память, которая временно хранит данные, пока центральный процессор (ЦП) выполняет другие задачи.Чем больше ОЗУ на компьютере, тем меньше ЦП должен считывать данные из внешней или вторичной памяти (запоминающего устройства), что позволяет компьютеру работать быстрее. Оперативная память работает быстро, но непостоянно, что означает, что она не сохраняет данные при отсутствии питания. Поэтому важно сохранить данные на запоминающем устройстве до выключения системы.

    Какие бывают типы оперативной памяти?

    Существует два основных типа ОЗУ: динамическое ОЗУ (DRAM) и статическое ОЗУ (SRAM).

    • DRAM (произносится как DEE-RAM) широко используется в качестве основной памяти компьютера.Каждая ячейка памяти DRAM состоит из транзистора и конденсатора в интегральной схеме, а бит данных хранится в конденсаторе. Поскольку транзисторы всегда имеют небольшую утечку, конденсаторы будут медленно разряжаться, вызывая утечку информации, хранящейся в них; следовательно, DRAM необходимо обновлять (получать новый электронный заряд) каждые несколько миллисекунд для сохранения данных.
    • SRAM (произносится как ES-RAM) состоит из четырех-шести транзисторов. Он хранит данные в памяти до тех пор, пока в систему подается питание, в отличие от DRAM, который необходимо периодически обновлять.Таким образом, SRAM быстрее, но также дороже, что делает DRAM более распространенной памятью в компьютерных системах.
    Каковы общие типы DRAM?
    • Synchronous DRAM (SDRAM) «синхронизирует» скорость памяти с тактовой частотой процессора, так что контроллер памяти знает точный тактовый цикл, когда запрошенные данные будут готовы. Это позволяет процессору выполнять больше инструкций за один раз. Типичная SDRAM передает данные со скоростью до 133 МГц.

    • Rambus DRAM (RDRAM) назван в честь компании-производителя Rambus. Он был популярен в начале 2000-х и в основном использовался для видеоигровых устройств и видеокарт со скоростью передачи данных до 1 ГГц.

    • SDRAM с двойной скоростью передачи данных (DDR SDRAM) — это тип синхронной памяти, которая почти вдвое увеличивает пропускную способность SDRAM с одинарной скоростью передачи данных (SDR), работающей на той же тактовой частоте, за счет использования метода, называемого «двойной накачкой», который позволяет передавать данных как по нарастающим, так и по спадающим фронтам тактового сигнала без какого-либо увеличения тактовой частоты.

    • DDR1 SDRAM На смену пришли DDR2, DDR3 и совсем недавно DDR4 SDRAM. Хотя модули работают по одним и тем же принципам, они не имеют обратной совместимости. Каждое поколение обеспечивает более высокую скорость передачи и более высокую производительность. Например, новейшие модули DDR4 обеспечивают высокую скорость передачи данных — 2133/2400/2666 и даже 3200 МТ / с.


    Рисунок 1. Типы памяти компьютера.

    Какие типы пакетов DRAM?
    • Single In-Line Memory Module (SIMM)
      SIMM-модули широко использовались с конца 1980-х по 1990-е годы и в настоящее время являются устаревшими. Обычно они имели 32-битную шину данных и были доступны в двух физических типах — 30- и 72-контактном.

    • Dual In-Line Memory Module (DIMM)
      Текущие модули памяти поставляются в виде модулей DIMM. «Двойной ряд» относится к контактам на обеих сторонах модулей. Изначально модуль DIMM имел 168-контактный разъем, поддерживающий 64-разрядную шину данных, что вдвое превышает ширину данных модулей SIMM.Более широкая шина означает, что через модуль DIMM может проходить больше данных, что повышает общую производительность. Последние модули DIMM, основанные на SDRAM четвертого поколения с двойной скоростью передачи данных (DDR4), имеют 288-контактные разъемы для увеличения пропускной способности.

    Какие бывают типы модулей DIMM?

    Существует несколько архитектур DIMM. Различные платформы могут поддерживать разные типы памяти, поэтому лучше проверить, какие модули поддерживаются на материнской плате. Вот наиболее распространенные стандартные модули DIMM с типичной длиной 133.35 мм и высотой 30 мм.

    Тип DIMM

    Описание

    Модули DIMM без буферизации
    (модули UDIMM)

    Используется в основном на настольных и портативных компьютерах. Они работают быстрее и дешевле, но не так стабильны, как зарегистрированная память. Команды поступают напрямую от контроллера памяти, находящегося в ЦП, к модулю памяти.

    Модули DIMM с полной буферизацией
    (модули FB-DIMM)

    Обычно используемые в качестве основной памяти в системах, требующих большой емкости, таких как серверы и рабочие станции, модули FB-DIMM используют микросхемы расширенного буфера памяти (AMB) для повышения надежности, поддержания целостности сигнала и улучшения методов обнаружения ошибок для уменьшения числа программных ошибок. Шина AMB разделена на 14-битную шину чтения и 10-битную шину записи. Благодаря выделенной шине чтения / записи чтение и запись могут происходить одновременно, что приводит к повышению производительности.Меньшее количество выводов (69 выводов на последовательный канал по сравнению с 240 выводами на параллельных каналах) приводит к меньшей сложности маршрутизации и позволяет создавать платы меньшего размера для компактных систем с малым форм-фактором.

    Зарегистрированных модулей DIMM
    (RDIMM)

    Также известная как «буферизованная» память, часто используется в серверах и других приложениях, требующих стабильности и надежности. Модули RDIMM имеют встроенные регистры памяти (отсюда и название «зарегистрированные»), размещенные между памятью и контроллером памяти.Контроллер памяти буферизует команды, адресацию и цикл часов, направляя инструкции в выделенные регистры памяти вместо прямого доступа к DRAM. В результате инструкции могут занимать примерно на один цикл ЦП больше, но буферизация снижает нагрузку на контроллер памяти ЦП.

    Модули DIMM со сниженной нагрузкой
    (LR-DIMM)

    Используйте технологию изолированного буфера памяти (iMB), которая снижает нагрузку на контроллер памяти за счет буферизации как данных, так и адресных линий.В отличие от регистра на RDIMM, который буферизует только команды, адресацию и цикл синхронизации, микросхема iMB также буферизует сигналы данных. Микросхема iMB изолирует всю электрическую нагрузку, включая сигналы данных микросхем DRAM на DIMM, от контроллера памяти, поэтому контроллер памяти видит только iMB, а не микросхемы DRAM. Затем буфер памяти обрабатывает все операции чтения и записи в микросхемы DRAM, увеличивая как емкость, так и скорость. (Источник: буфер памяти изоляции)

    Таблица 1.Распространенные типы модулей DIMM.

    Существуют ли модули DIMM малого форм-фактора, помимо модулей DIMM стандартного размера, для систем с ограниченным пространством?

    Модули DIMM малого размера (SO-DIMM) представляют собой меньшую альтернативу модулям DIMM. Стандартный модуль DIMM DDR4 имеет длину около 133,35 мм, а модули SO-DIMM примерно вдвое меньше обычных модулей DIMM и имеют длину 69,6 мм, что делает их идеальными для сверхпортативных устройств. Оба обычно имеют высоту 30 мм, но могут быть доступны в формате очень низкого профиля (VLP) высотой 20,3 мм или сверхнизкого профиля (ULP) при высоте 17 мм.От 8 до 18,2 мм. Другой тип модулей DIMM малого форм-фактора — это Mini-RDIMM, длина которого составляет всего 82 мм по сравнению со 133 мм обычных модулей RDIMM.

    Продукты ATP DRAM

    ATP предлагает промышленные модули памяти различной архитектуры, емкости и форм-факторов. Модули ATP DRAM обычно используются в промышленных ПК и встроенных системах. Устойчивые к вибрации, ударам, пыли и другим неблагоприятным условиям, модули ATP DRAM хорошо работают даже при самых сложных рабочих нагрузках и приложениях, а также в различных операционных средах.

    Стремясь обеспечить долговечность продукта, ATP также продолжает предлагать унаследованные модули DRAM в некоторых форм-факторах в соответствии с лицензионным соглашением с Micron Technology, Inc. Для получения информации о устаревших продуктах SDRAM ATP посетите Legacy SDRAM.

    Для обеспечения высокой надежности ATP проводит тщательные испытания и валидацию от уровня IC до уровней модулей и продуктов с использованием автоматического испытательного оборудования (ATE) для различных электрических параметров, таких как предельное напряжение, частота сигнала, тактовая частота, синхронизация команд и синхронизация данных в непрерывном тепловом режиме. циклы.Тест во время выгорания (TDBI) использует специальную миниатюрную тепловую камеру, где модули подвергаются низкому и повышенному тепловым испытаниям для выявления дефектных компонентов и минимизации младенческой смертности IC, что обеспечивает более высокое качество продукции и снижает количество фактических отказов на месте.

    В таблице ниже показаны продукты DDR4 DRAM от ATP.

    Тип DIMM

    Размер (Д x В мм) / Изображение

    DDR4
    RDIMM ECC

    Стандартный: 133.35 х 31,25

    Очень низкий профиль (VLP): 133,35 x 18,75

    DDR4
    UDIMM ECC

    133,35 x 31,25

    DDR4
    SO-DIMM ECC

    69,6 х 30

    DDR4
    Mini-DIMM
    Без буферизации ECC

    Очень низкий профиль (VLP): 80 x 18.75

    Таблица 2. Продукты ATP DDR4 DRAM. (Также доступны версии без ECC.)

    В таблице ниже показано сравнение размеров различных типов модулей DRAM.

    Тип DIMM

    Размер (Д x В мм)

    DDR4

    Стандартный

    133.35 х 31,25

    VLP (очень низкий профиль)

    133,35 х 18,75

    DDR3

    Стандартный

    133,35 х 30

    VLP

    от 133,35 x 18,28 до 18,79

    ULP (сверхнизкий профиль)

    133.От 35 x 17,78 до 18,28

    DDR2

    Стандартный

    133,35 х 30

    VLP

    от 133,35 x 18,28 до 18,79

    ГДР

    Стандартный

    133,35 х 30

    VLP

    133.От 35 x 18,28 до 18,79

    SDRAM

    Стандартный

    от 133,35 x 25,4 до 43,18

    Таблица 3. Сравнение размеров DDR4 / DDR3 / DDR2 / DDR.

    Внутренняя память — компоненты компьютера Oscy


    Что такое внутренняя память?

    Внутренняя память — это части вашего компьютера, которые во время работы могут хранить небольшие объемы данных, к которым требуется быстрый доступ.Они отличаются от устройств хранения, поскольку большинство из них (за исключением ПЗУ) являются энергозависимыми, что означает, что они не хранят данные постоянно, как жесткий диск, они стираются при выключении компьютера.

    Какие типы внутренней памяти бывают?

    Существует три основных типа внутренней памяти, RAM ROM и Cache, все они разные и имеют свои уникальные преимущества.
    RAM
    Ram — это энергозависимая память, которая используется для хранения всего, что используется компьютером, она действует как посредник между процессором и устройством хранения, что помогает ускорить работу компьютера.Когда вы пытаетесь получить доступ к информации, такой как открытие приложения, она перемещается с жесткого диска на оперативную память. Затем ЦП читает из оперативной памяти, а не с жесткого диска, поскольку он может получить доступ к оперативной памяти и читать с нее намного быстрее, чем если бы данные все еще были на жестком диске. ОЗУ бывает разных форм, но наиболее распространенным типом является DDR3, представляющие собой небольшие палочки, как показано справа, которые подключаются к материнской плате. ОЗУ бывает разных размеров от

    1 мегабайт до 8 гигабайт на флешку, большинство материнских плат могут поддерживать до 4 флешек!

    Кэш-память

    Кэш-память — это действительно маленькая сверхбыстрая память, используемая в различных компонентах компьютера.В кеш-памяти ЦП хранятся небольшие биты часто используемых данных из ОЗУ, чтобы процессору не приходилось ждать ответа ОЗУ каждый раз, когда ему нужна одна и та же информация. Кэш непостоянен, как и оперативная память, поэтому он стирается всякий раз, когда компьютер выключается.

    ПЗУ

    ПЗУ, в отличие от другой внутренней памяти, энергонезависимо. ROM означает постоянную память, это означает, что пользователь не может записывать данные в ROM без специального доступа. ПЗУ обычно находится в виде микросхемы (ов) на материнской плате и используется для хранения BIOS компьютера вместе с другой важной информацией, необходимой для работы.ПЗУ было спроектировано таким образом, чтобы компьютер мог получить доступ к BIOS без необходимости в других частях оборудования.

    Что такое внутренняя память в компьютерной архитектуре? Типы

    Внутренняя память компьютера — это память, к которой процессор напрямую обращается без доступа к каналу ввода-вывода компьютера. Процессор получает доступ к внутренней памяти по системной шине.

    В следующем разделе мы обсудим типы внутренней памяти в компьютерах, а также рассмотрим методику исправления ошибок для внутренней памяти, чтобы повысить надежность внутренней памяти.

    Что такое внутренняя память?

    Компьютерная память может быть классифицирована как внутренняя или внешняя. Внутренняя память — это память, которая напрямую доступна процессору через системную шину, а доступ к внешней памяти осуществляется через каналы ввода-вывода компьютера.

    Внутренняя память также называется первичной памятью или основной памятью компьютера. Внутренняя память используется для хранения инструкций или данных, которые выполняются в данный момент.

    Внутренняя память компьютера состоит из полупроводникового материала, обычно кремния. Эта память более дорогая и обычно имеет небольшой размер по сравнению с внешней памятью.

    В нашем предыдущем содержании, полупроводниковой памяти RAM, мы обсуждали внутреннюю организацию полупроводниковой основной памяти, где основными элементами памяти являются ячейки памяти.

    Хотя существуют разные методы создания основной или внутренней памяти полупроводников, все полупроводниковые элементы обладают некоторыми общими свойствами, как описано ниже:

    1. Каждая ячейка памяти имеет два состояния, которые представляют двоичный 0 и 1.
    2. Каждая ячейка памяти может быть прочитана для определения состояния, которое она представляет.
    3. В каждую ячейку памяти можно записать, чтобы установить ее в определенное состояние, то есть 0 или 1.

    Каждая ячейка памяти имеет три линии доступа, выбора, управления и чтения / записи. Строка выбора указывает, была ли выбрана конкретная ячейка памяти для операции чтения / записи или нет. Строка управления указывает, является ли это операцией чтения или записи.

    Для записи ячейки электрический сигнал проходит через линию чтения / записи, которая устанавливает состояние ячейки в 0 или 1.При чтении одна и та же строка чтения / записи используется для вывода состояния ячеек.

    Типы внутренней памяти

    Внутреннюю память компьютера можно разделить на RAM, ROM и кэш-память.

    Оперативная память (RAM)

    Оперативная память является самой быстрой, но является энергозависимой. Это означает, что для сохранения своего содержимого оперативная память должна быть обеспечена постоянным источником питания. После отключения питания этой микросхемы памяти микросхема памяти теряет все свое содержимое.

    Легко читать и записывать данные в оперативную память. Данные считываются или записываются в оперативную память с помощью электрических сигналов. Кроме того, память RAM имеет две другие формы DRAM и SRAM.

    В динамическом ОЗУ (DRAM) ячейки памяти выполнены с использованием конденсаторов. Когда конденсаторы заряжены, значение этой ячейки памяти считается равным 1, а когда конденсатор разряжен, значение этой ячейки памяти считается равным 0. Это означает, что заряженный или незаряженный конденсатор представляет двоичную 1 или 0 соответственно.

    Конденсатор автоматически разряжается по прошествии определенного периода времени, поэтому для сохранения данных в конденсаторе он должен периодически заряжаться.

    В статическом ОЗУ (SRAM) ячейка памяти реализована с использованием двух инверторов, которые перекрестно соединены для образования защелки, и эта защелка, в свою очередь, подключена к двухразрядным линиям, которые подключены к двум транзисторам. Здесь транзисторы действуют как переключатель, который может быть включен и открыт под управлением словарной шины.

    Транзисторы ячейки памяти включаются для выполнения операции чтения и записи в этой конкретной ячейке памяти.Что ж, обе формы ОЗУ энергозависимы и требуют постоянного питания для сохранения своего битового значения.

    Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

    Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) — это энергонезависимая память, что означает, что ячейки памяти этой микросхемы памяти не требуют источника питания для сохранения своего битового значения. Поскольку это постоянная память, битовые значения этой памяти могут быть только прочитаны, но не могут быть записаны или изменены.

    На рисунке ниже показана структура ячейки памяти ПЗУ, где битовое значение ячейки памяти равно 0, если транзистор находится на нулевом уровне, в противном случае — 1.

    Битовая линия подключается к источнику питания через резистор. Для чтения значения ячейки памяти активируется словарная линия, которая соединяет транзистор с землей. Это понижает напряжение разрядной шины до 0, если транзистор подключен к земле. Если нет соединения между транзистором и землей, разрядная линия остается под высоким напряжением, указывающим 1. Состояние ячейки памяти при соединении с землей определяется во время изготовления микросхемы.

    Память ПЗУ может использоваться для микропрограммирования, например, для хранения библиотечных подпрограмм, системных программ, таблиц функций.Преимущество этой внутренней памяти заключается в том, что необходимые данные или программа всегда присутствуют во внутренней основной памяти, и не требуется загружать данные из какой-либо дополнительной памяти, например, из ОЗУ.

    В микросхему ПЗУ данные или программа встраиваются во время изготовления микросхемы, поэтому это приводит к большим фиксированным затратам, независимо от того, изготавливаете ли вы одну копию или больше. И даже нет возможности для ошибки даже одного бита, так как это испортит всю партию ROMS.

    Подобно ОЗУ, ПЗУ также имеет некоторые другие формы, такие как программируемое ПЗУ, стираемое программируемое ПЗУ, электрически стираемое программируемое ПЗУ и флэш-память.

    Программируемое ПЗУ (ППЗУ) используется, когда требуется несколько ПЗУ с определенным содержимым памяти. PROM можно записать только один раз, используя электрические сигналы.

    Стираемое программируемое ПЗУ (СППЗУ) может быть прочитано и записано с использованием электрических сигналов. Задолго до выполнения операции записи содержимое памяти этого чипа памяти стирается, чтобы восстановить его исходное состояние, подвергая чип памяти воздействию ультрафиолетовых лучей.

    EPROM можно стирать и обновлять многократно, и, как ROM и PROM, он сохраняет содержимое своей памяти, даже если нет источника питания.По сравнению с ROM и PRM, EPROM дороже.

    Электрически стираемое программируемое ПЗУ (ЭСППЗУ) — это память ПЗУ, которую можно стирать выборочно и записывать несколько раз. В отличие от EPROM, где все данные стираются под воздействием ультрафиолетовых лучей.

    В EEPROM выборочные данные могут быть удалены без удаления микросхемы памяти из системы, так как при высоком электрическом напряжении, превышающем нормальное, данные стираются. EEPROM немного сложнее по сравнению с EPROM, поскольку для стирания данных требуется другое электрическое напряжение.

    Флэш-память функционально и по стоимости находится между EPROM и EEPROM. Во флэш-память можно записать весь блок ячеек. Перед записью во флэш-память необходимо стереть блок ячеек, в отличие от EEPROM, где выполняется стирание на уровне байтов. Стирание флеш-памяти происходит быстрее.

    Кэш-память

    Кэш-память — это энергозависимая память, содержимое которой теряется при прерывании подачи питания на блок памяти.Кэш-память хранит копии недавно полученной информации из основной памяти.

    Каждый раз, когда та же информация требуется снова, к ней обращаются из кэш-памяти, что повышает производительность системы. Таким образом, в кэш-памяти хранится часто используемая информация. Кэш-память быстрее, дороже и меньше оперативной памяти.

    Итак, это внутренняя память компьютера, которая быстрее меньше и дороже внешней памяти.Обычно внутренняя память компьютера сделана из полупроводникового материала, который имеет технологию, ускоряющую доступ к содержимому памяти.

    Как работает память компьютера?

    Как работает память компьютера? — Объясни это Рекламное объявление

    Ваша память похожа на память слона … или она 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 похожа на компьютер.Это отчасти потому, что человеческий мозг и компьютерных воспоминаний сильно различаются цели 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 — это самое близкое к совершенству памяти. Как именно эти «замечательные» памятники «действительно работают? Давайте посмотрим внимательнее!

    Фото: микросхема памяти компьютера, подобная этому, является примером Интегральная схема.Это означает, что это миниатюрная коллекция из тысяч электронных деталей (обычно называемые компонентами), созданный на крошечном кремниевом чипе размером с ноготь мизинца. Это 1-гигабитный Микросхема флеш-памяти NAND с карты памяти USB.

    Что такое память?

    Иллюстрация: Компьютеры запоминают вещи совсем не так, как человеческий мозг, хотя это можно запрограммировать компьютер так, чтобы он запоминал вещи и распознавал закономерности, как мозг используя так называемые нейронные сети.Историческая иллюстрация анатомии мозга около 1543 года, сделанная Яном Стефаном ван Калькаром, который тесно работал с анатомом-первопроходцем Андреасом Везалием.

    Основная цель памяти — человеческой или машинной — состоит в том, чтобы вести учет информация за определенный период времени. Одна из действительно заметных особенностей человеческая память такова, что она очень хорошо умеет забывать. Это звучит как серьезный дефект, пока вы не решите, что мы можем только заплатить внимание сразу ко многим вещам. Другими словами, забвение — это, скорее всего, умный тактика, разработанная людьми, которая помогает нам сосредоточиться на вещах, которые актуальны и важны в бесконечном беспорядке наших повседневная жизнь — способ сосредоточиться на том, что действительно важно.Забывая это все равно, что вытаскивать старый хлам из шкафа, чтобы освободить место для нового.

    Компьютеры не запоминают и не забывают вещи так, как это делает человеческий мозг. Компьютеры работают в двоичном формате (более подробно поясняется в рамке). ниже): они либо что-то знают, либо не делайте этого — и как только они научатся, за исключением каких-то катастрофических неудачи, они обычно не забывают. Люди разные. Мы можем распознать вещей («Я где-то раньше видел это лицо») или уверены, что мы что-то знаем («Я помню, как Немецкое слово для вишни, когда я учился в школе «), не обязательно уметь вспомни их.В отличие от компьютеров, люди могут забыть … вспомнить … забыть … вспомнить … заставляя память казаться более как искусство или магия, чем наука или техника. Когда умные люди мастерские приемы, которые позволяют им запоминать тысячи кусочков информации, их прославляют как великих волшебников, хотя то, чего они достигли, гораздо менее впечатляет, чем что-либо пятидолларовая флеш-карта USB может сделать!

    Рекламные ссылки

    Два типа памяти

    У человеческого мозга и компьютеров есть одна общая черта: разные типы объем памяти.Человеческая память фактически разбита на кратковременную «рабочую». память (о вещах, которые мы недавно видели, слышали или обрабатывали с помощью нашего мозг) и долговременная память (факты, которые мы узнали, события, которые мы опыт, вещи, которые мы знаем, как делать, и так далее, что мы обычно нужно помнить гораздо дольше). Типичный компьютер также имеет два разных типа памяти.

    Есть встроенная основная память (иногда называемая внутренней памятью), сделанная вверх кремниевых чипов (интегральных схем).Он может хранить и извлекать данные (компьютеризированная информация) очень быстро, поэтому они используются, чтобы помочь компьютеру обработать то, над чем он сейчас работает. Как правило, внутренняя память энергозависимая , что означает, что она забывает свое содержимое, как только включается питание. выключен. Вот почему в компьютерах также есть так называемые вспомогательные устройства . память (или хранилище), которая запоминает вещи даже при отключении питания. В типичном ПК или ноутбуке вспомогательная память обычно обеспечивается жестким диском или флэш-память.Вспомогательный память также называется внешней памятью , потому что в старых, больших компьютеров, обычно он размещался на совершенно отдельной машине подключен к основному компьютерному блоку кабелем. Подобным образом современные ПК часто имеют подключаемое дополнительное хранилище в виде USB-флеш-накопителя. карты памяти, карты памяти SD (которые подключаются к таким устройствам, как цифровые камеры), подключать жесткие диски, CD / DVD-диски, перезаписывающие устройства и т. д.

    Фото: Эти два жестких диска являются примерами вспомогательной памяти компьютера.Слева у нас есть жесткий диск PCMCIA объемом 20 ГБ от iPod. Справа — жесткий диск на 30 ГБ от ноутбука. Жесткий диск емкостью 30 ГБ может вместить примерно в 120 раз больше информации, чем микросхема флэш-памяти 256 МБ на нашей верхней фотографии. Смотрите больше подобных фотографий в нашем основная статья о жестких дисках.

    На практике различие между основной и вспомогательной памятью может немного размыться. Компьютеры имеют ограниченный объем оперативной памяти (обычно где-то между 512 МБ и 4 ГБ на современном компьютере).Чем больше у них есть, тем быстрее они могут обрабатывать информацию и тем быстрее выполнять задачи. Если компьютеру необходимо хранить больше места, чем имеет место в его основной памяти, он может временно переместить менее важные вещи из основной памяти на свой жесткий диск в так называемой виртуальной памяти , чтобы освободить место. Когда это произойдет, вы услышите щелчок жесткого диска на очень высокой скорости, поскольку компьютер считывает и записывает данные туда и обратно между своей виртуальной памятью и своей реальной (основной) памятью.Поскольку для доступа к жестким дискам требуется больше времени, чем к микросхемам памяти, использование виртуальной памяти является гораздо более медленным процессом, чем использование основной памяти, и действительно замедляет работу вашего компьютера. По сути, именно поэтому компьютеры с большим объемом памяти работают быстрее.

    Внутренняя память

    Фото: Большинство микросхем памяти двухмерные, с транзисторами (электронными переключателями), хранящими информацию, размещенными в плоской сетке. Напротив, в этой трехмерной стековой памяти транзисторы расположены как вертикально, так и горизонтально, поэтому больше информации может быть упаковано в меньшее пространство.Фото любезно предоставлено Исследовательский центр НАСА в Лэнгли (NASA-LaRC).

    RAM и ROM

    Микросхемы, составляющие внутреннюю память компьютера, бывают двух основных видов. известная как RAM (оперативная память) и ROM (постоянная память) . Чипы RAM запоминают только вещи когда компьютер включен, поэтому они используются для хранения всего компьютер работает в очень короткие сроки. Микросхемы ПЗУ, на С другой стороны, запомните вещи независимо от того, включено питание или нет. Они информация предварительно запрограммирована на заводе и используется для хранения такие вещи, как BIOS компьютера (базовая система ввода / вывода, управляет такими фундаментальными вещами, как экран и клавиатура компьютера).RAM и ROM — не самые полезные имена в мире, как мы вскоре выясним, так что не волнуйтесь, если они звучат сбивающе с толку. Просто помни этот ключевой момент: основная память внутри компьютера состоит из двух типов чипа: временный, изменчивый вид, который запоминает только питание включено (RAM) и постоянное, энергонезависимое, которое запоминает, включено или выключено питание (ROM).

    Рост RAM

    Сегодняшние машины имеют гораздо больше оперативной памяти, чем ранние 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! Это грубые сравнения, основанные на идее, что KB означает около 1000 байтов, МБ означает около миллиона байт, а ГБ означает около миллиарда.Фактически, КБ, МБ и ГБ могут быть немного неоднозначными, поскольку в информатике 1 КБ на самом деле равен 1024 байтам. Не беспокойтесь об этом: это действительно не сильно меняет эти сравнения.)

    Год Станок Типичное ОЗУ ~ × Apple I
    1976 Яблоко I 8 КБ 1
    1977 Яблоко] [ 24 КБ 3
    1980 Apple III 128 КБ 16
    1984 Macintosh 256 КБ 32
    1986 Mac Plus 1 МБ 125
    1992 Mac LC 10 МБ 1250
    1996 PowerMac 16 МБ 2000
    1998 iMac 32 МБ 4000
    2007 iPhone 128 МБ 16000
    2010 iPhone 4 512 МБ 64000
    2016 iPhone 7 3 ГБ 375000
    2020 iPhone 12 4 ГБ 500000

    Фото: Apple] [имела базовую 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 предшественник с 48 КБ. В 1977 году обновление ОЗУ 4K для Apple] [стоило колоссальных 100 долларов, что соответствует 1 доллару за 41 байт; сегодня легко найти 1 ГБ менее чем за 10 долларов, поэтому за 1 доллар можно купить более 100 МБ — примерно в 25 миллионов раз больше памяти за ваши деньги!

    Произвольный и последовательный доступ

    Здесь все может немного запутаться. RAM имеет имя random доступ к , потому что (теоретически) компьютер так же быстро читать или записывать информацию из любой части микросхемы памяти RAM, как из любого Другие.(Между прочим, это относится и к большинству микросхем ПЗУ, которые можно сказать, это примеры энергонезависимых микросхем RAM!) Жесткие диски также, в широком смысле, устройства с произвольным доступом, потому что это требует примерно за одно и то же время считывать информацию из любой точки диска.


    Изображение: 1) Произвольный доступ: жесткий диск может читать или записывать любую информацию за более или менее одинаковое количество времени, просто путем сканирования головки чтения-записи вперед и назад по вращающемуся диску. 2) Последовательный доступ: ленточный накопитель должен перематывать ленту назад или вперед, 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 делом для компьютеров, чтобы хранить информацию на отдельных машинах, известных как ленточные накопители, используя длинные катушки с магнитной лентой (например, гигантские версии музыкальных кассеты в старых кассетных плеерах Sony Walkman). Если компьютер хотел получить доступ к информации, ему пришлось перемотать назад или продвигайтесь по ленте, пока она не достигнет точки, на которой хотел — точно так же, как вам нужно было перемотать ленту вперед и назад для возрастов, чтобы найти трек, который вы хотите сыграть.Если бы лента была прямо на начало, но информация, которую требовал компьютер, была в самом конце, была большая задержка в ожидании катушки ленты вправо точка. Если лента оказалась в нужном месте, компьютер мог получить доступ к нужной информации практически мгновенно. Ленты — пример последовательного доступа : информация хранится последовательно, 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 мэйнфрейма IBM System / 370, датируемого 1981 годом. Вы можете видеть, как на заднем плане кружится блок из пяти ленточных накопителей, а за ними — шкафы, заполненные хранящимися лентами. Если компьютеру нужно было прочитать какие-то действительно старые данные (например, прошлогоднюю ведомость заработной платы или резервную копию данных, сделанную несколько дней назад), оператор-человек должен был найти нужную ленту в шкафу, а затем «смонтировать ее» (загрузить его в привод) прежде, чем машина смогла его прочитать! Мы до сих пор говорим о «монтировании» дисков и приводов, даже когда все, что мы имеем в виду, — это заставить компьютер распознавать некоторую часть своей памяти, которая в данный момент не активна.Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

    DRAM и SRAM

    ОЗУ

    бывает двух основных разновидностей: DRAM (динамическое ОЗУ), и SRAM (статическая RAM) . DRAM является менее дорогим из двух и имеет более высокую плотность (упаковывает больше данных в меньшее пространство), чем SRAM, поэтому он используется для большую часть внутренней памяти ПК, игровых консолей и т. д. SRAM быстрее и потребляет меньше энергии, чем DRAM, и, учитывая его большую стоимость и меньшая плотность, с большей вероятностью будет использоваться в меньших, временные «рабочие воспоминания» (кеши), которые являются частью внутренняя или внешняя память компьютера.Он также широко используется в портативных гаджетах, таких как как сотовые 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 ОЗУ энергозависимы, но DRAM также динамический (для этого требуется питание через него время от времени, чтобы память оставалась свежей), где SRAM находится статический (точно так же не требует «обновления»).DRAM — это более плотный (хранит больше информации на меньшем пространстве), потому что использует всего один конденсатор и один транзистор для хранения каждого бита (двоичный цифру) информации, где для SRAM требуется несколько транзисторов для каждого немного.

    ROM

    Фото: старомодная микросхема СППЗУ на 32K, датированная 1986 годом. Вы можете стереть и перепрограммировать их, только направив ультрафиолетовый свет через маленькое круглое окошко!

    Как и RAM, ROM также бывает разных видов — и, чтобы запутать, не все из них строго только для чтения.Флэш-память, которую вы найдете на картах памяти USB и карты памяти цифровых фотоаппаратов на самом деле представляют собой своего рода ПЗУ, в котором информация почти бесконечно, даже когда питание выключено (как в обычном ПЗУ), но все еще можно относительно легко перепрограммировать, когда это необходимо (подробнее вроде обычная оперативка). Технически говоря, флеш-память представляет собой тип 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, не вся ли память работает таким образом … пропуская через нее электричество? Да! Но название действительно является исторической ссылкой на тот факт, что стираемые а перепрограммируемое ПЗУ раньше работало иначе. Еще в 1970-х годах наиболее распространенная форма Стираемое и перезаписываемое ПЗУ было EPROM (стираемое программируемое ПЗУ). Микросхемы EPROM приходилось стирать относительно трудоемким и неудобным методом их предварительного удаления из схемы. а затем облучаем их мощным ультрафиолетовым светом.Представьте, что вам приходилось проходить через этот долгий процесс каждый раз, когда вы хотели сохранить новый набор фотографий. на карту памяти цифровой камеры.

    Гаджеты, такие как мобильные телефоны, модемы и беспроводные маршрутизаторы, часто хранить свое программное обеспечение не в ПЗУ (как и следовало ожидать), а в флэш-память. Это означает, что вы можете легко обновить их с помощью новой прошивки . (относительно постоянное программное обеспечение, хранящееся в ПЗУ) при каждом обновлении происходит в результате процесса, называемого «миганием». Как вы могли заметили, копировали ли вы когда-либо большие объемы информации на флеш-память памяти или обновили прошивку маршрутизатора, флэш-память и перепрограммируемое ПЗУ работает медленнее, чем обычная оперативная память и запись занимает больше времени, чем чтение.

    Вспомогательная память

    Самыми популярными видами вспомогательной памяти, используемыми в современных ПК, являются жесткие диски, CD / DVD ROM и твердотельные накопители (SSD) , которые похожи только на жесткие диски они хранят информацию на больших объемах флэш-памяти вместо вращающихся магнитных дисков.

    Фото: 3,5-дюймовая дискета была самой популярной формой вспомогательной памяти. в 1980-х и 1990-х годах — 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 за долгую и увлекательную историю вычислительной техники люди использовали всевозможные другие устройства памяти, большинство из которых хранят информацию путем намагничивания вещей. Флоппи-дисководы (популярны примерно с конца 1970-х до середины 1990-х годов) информация о дискетах. Это были маленькие тонкие круги из пластика, покрытые магнитным материалом, вращающиеся внутри прочных пластиковых корпусов, размер которых постепенно уменьшался с 8 дюймов до 5.25 дюймов, до окончательного популярного размера около 3,5 дюймов. Zip-накопители были похожи, но хранили гораздо больше информации в сильно сжатом формате. образуют внутри массивные патроны. В 1970-х и 1980-х годах микрокомпьютеры (предшественники современных ПК) часто хранят информацию, используя кассеты , точно такие же, как те, которые люди использовали в то время для играет музыку. Вы можете быть удивлены, узнав, что большие компьютерные отделы по-прежнему широко используют ленты для поддержки данных сегодня, во многом потому, что этот метод настолько прост и недорого.Неважно, что ленты работают медленно и последовательно, когда вы используете их для резервного копирования, потому что обычно вы хотите чтобы копировать и восстанавливать данные очень систематическим образом — и время не обязательно так важно.

    Фото: Память в том виде, в котором она была в 1954 году. Этот блок памяти с магнитным сердечником размером с шкаф (слева), ростом со взрослого человека, он 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 ​​могло быть прочитано или записано так же легко, как и любое другое, это была форма оперативной памяти. Фотографии любезно предоставлены Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

    Если заглянуть еще дальше во времени, компьютеры 1950-х и 1960-х годов записывали информацию о магнитопроводы (маленькие кольца из ферромагнетика) 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 лампы (немного похожие на миниатюрные версии электронно-лучевых трубок) используется в телевизорах старого образца).

    Как память хранит информацию в двоичном формате

    Фотографии, видео, текстовые файлы или звук, компьютеры хранят и обрабатывают все виды информации. в виде цифр или цифр. Вот почему их иногда называют цифровыми компьютерами. Людям нравится работать с числами в десятичной системе счисления (с основанием 10) (с десятью разными цифрами от 0 до 9). Компьютеры же работают по совершенно другой системе счисления. называется двоичным кодом на основе всего двух чисел: нуля (0) и единицы (1).В десятичной системе столбцы чисел соответствуют единицам, десяткам, сотням, тысячам и т. Д. По мере того, как вы шаг влево — но в двоичной системе те же столбцы представляют степени двойки (два, четыре, восемь, шестнадцать, тридцать два, шестьдесят четыре и т. д.). Так что десятичное число 55 в двоичном формате становится 110111, то есть 32 + 16 + 4 + 2 + 1. Вам нужно намного больше b inary dig его (также называемый битами ) для хранения числа. С помощью восьми битов (также называемых байтом ) вы можете сохранить 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 сохраняют двоичные числа при возникновении электрических токов. проходя через них, включайте и выключайте их. При включении транзистора сохраняется единица; выключить это хранит ноль. Компьютер может хранить десятичные числа в своей памяти, выключив целый ряд транзисторов в двоичной схеме, как будто кто-то держит поднял серию флагов.Число 55 похоже на поднятие пяти флагов и удерживая один из них в этом шаблоне:


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

    Так что хранить числа легко. Но как ты можешь добавить, вычитать, умножать и делить, используя только электрический ток? Ты должны использовать умные схемы, называемые логическими вентилями, которые вы можете прочитать все об этом в нашей статье о логических воротах.

    Краткая история памяти компьютера

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

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

    • 1804: Джозеф Мари Жаккард использует карты с дырочками для управления ткацкими станками. Перфокарты, как их называют, выжили как важная форма компьютерной памяти до начала 1970-х годов.
    • 1835: Джозеф Генри изобретает реле, электромагнитный переключатель, используемый в качестве памяти во многих ранних компьютерах до того, как в середине 20 века были разработаны транзисторы.
    • , XIX век: Чарльз Бэббидж зарисовывает планы сложных зубчатых компьютеров со встроенной механической памятью.
    • 1947: Трое американских физиков, Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Шокли, разрабатывают транзистор — крошечное переключающее устройство, которое составляет основу большинства современных компьютерных запоминающих устройств.
    • 1949: Ан Ван подает патент на память на магнитных сердечниках.
    • 1950-е: Рейнольд Б. Джонсон из IBM изобретает жесткий диск, анонсировано 4 сентября 1956 года.
    • 1967: Уоррен Далзил из IBM разрабатывает дисковод для гибких дисков.
    • 1960-е: Джеймс Т. Рассел изобретает оптический CD-ROM, работая в Battelle Memorial Institute.
    • 1968: Роберт Деннард из IBM получает патент на память DRAM.
    • 1981: Инженеры Toshiba Фудзио Масуока и Хисакадзу Иидзука подали патент на флэш-память.
    Рекламные ссылки

    Узнать больше

    На сайте

    Возможно, вам понравятся эти другие статьи на нашем сайте по схожей тематике:

    Книги

    Общие сведения
    Расширение памяти ПК
    • PC Mods for the Evil Genius от Джима Аспинуолла.McGraw-Hill Professional, 2006. Простое введение в превращение базового ПК во что-то более интересное.
    • Создайте свой собственный компьютер, Гэри Маршалл. Haynes, 2012. Простое иллюстрированное руководство по сборке ПК, написанное в знакомом стиле Haynes.
    • PCs All-in-One For Dummies от Марка Л. Чемберса. John Wiley & Sons, июнь 2010 г. Введение в стиле для чайников, охватывающее все аспекты ПК, от использования Windows и установки простых приложений, таких как Excel, до полномасштабного обновления памяти.

    Статьи

    Патенты

    Это гораздо более подробные технические описания того, как работает память:

    • Патент США 2,708,722: Устройство управления передачей импульсов Ан Ванга. 17 мая 1955 года. Оригинальный магнитопровод памяти.
    • Патент США 3134097: машина для хранения данных Луи Д. Стивенса, Уильяма А. Годдарда и Джона Дж. Лайнотта. 19 мая 1964 года. Оригинальный патент IBM на жесткий диск, первоначально поданный десятью годами ранее (24 декабря 1954 года).
    • Патент США 3,503,060: Устройство хранения на магнитных дисках с прямым доступом, Уильям А.Годдард и Джон Дж. Лайнотт, IBM. 24 марта 1970 г. Один из более поздних патентов IBM на жесткий диск («DASD»), включающий в себя довольно многое из более раннего патента США 3 134 097. Этот очень подробный — вы можете почти построить жесткий диск, внимательно следя за ним!
    • 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.

    Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

    статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

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

    Подписывайтесь на нас

    Сохранить или поделиться этой страницей

    Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

    Цитировать эту страницу

    Вудфорд, Крис.(2010/2020) Компьютерная память. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-computer-memory-works.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

    Больше на нашем сайте …

    Внутреннее компьютерное оборудование — Введение в информационные и коммуникационные технологии

    Введение

    Компьютерное оборудование — это физическая часть компьютера, в отличие от компьютерное программное обеспечение, которое запускается на оборудовании. Аппаратное обеспечение компьютер меняется нечасто, а программное обеспечение и данные модифицируются часто.Термин «мягкий» относится к легко создаваемым, изменяемым или стираемым. Эти в отличие от физических компонентов компьютера, которые сложны.

    Когда вы думаете о термине компьютерное оборудование, вы, вероятно, думаете о нутро внутри вашего персонального компьютера дома или в классе. Тем не мение, компьютерное оборудование конкретно не относится к персональным компьютерам. Вместо, это все типы компьютерных систем. Компьютерное оборудование во встроенных системах в автомобилях, микроволновых печах, проигрывателях компакт-дисков, DVD-плеерах и многом другом устройств.В 2003 году только 0,2% от всех проданных микропроцессоров были для персональных компьютеров. компьютеры. Сколько других вещей в вашем доме или классе используют компьютер аппаратное обеспечение?

    Внутри компьютера

    Материнская плата

    Материнская плата — это корпус или базовый блок компьютера, через который все интерфейс других компонентов. Это центральная печатная плата, составляющая сложная электронная система. Материнская плата обеспечивает электрические соединения которые обмениваются данными с другими компонентами системы.Материнская плата включает в себя многие компоненты, такие как: центральный процессор (ЦП), оперативная память (RAM), прошивка, а также внутренние и внешние шины.

    Материнская плата

    Центральный процессор

    Центральный процессор ( CPU ; иногда просто называемый процессором) машина, которая может выполнять компьютерные программы. Иногда его называют мозг компьютера.

    Схема ЦП

    Есть четыре шага, которые почти все процессоры используют в своей работе: выборка , декодирует , выполняет и выполняет обратную запись .Первый шаг, выборка, включает получение инструкции из памяти программы. На этапе декодирования инструкция разбита на части, которые имеют значение для других частей CPU. На этапе выполнения различные части ЦП, такие как арифметико-логический блок (ALU) и блок с плавающей запятой (FPU) подключены, чтобы они могли выполнить желаемую операцию. Последний шаг, обратная запись, просто записывает обратно результаты шага выполнения в некоторую форму памяти.

    Оперативная память

    Оперативная память (RAM) — это оперативная память, которая очищается, когда компьютер выключен.ОЗУ подключается непосредственно к материнской плате и используется для хранения запущенных в данный момент программ. RAM представляет собой набор интегрированных схемы, которые позволяют доступ к сохраненным данным в любом порядке (почему это называется случайным). Есть много разных типов оперативной памяти. Различия между к этим различным типам относятся: доступные для записи и только для чтения, статические и динамические, летучие и энергонезависимые и т. д.

    RAM

    Прошивка

    Прошивка загружается из постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), запускаемого из базового Система ввода-вывода (BIOS).Это компьютерная программа, встроенная в аппаратное устройство, например микроконтроллер. Как следует из названия, прошивка находится где-то между аппаратным и программным обеспечением. Как и программное обеспечение, это компьютер программа, которая выполняется микропроцессором или микроконтроллером. Но это также тесно связан с аппаратным обеспечением и имеет мало значения за пределами Это. Большинство устройств, подключенных к современным системам, являются компьютерами специального назначения в свое право, запустив собственное программное обеспечение. Некоторые из этих устройств хранят программное обеспечение («прошивка») в ПЗУ в самом устройстве

    Блок питания

    Источник питания, как следует из названия, — это устройство, которое подает питание на все компоненты в компьютере.В его корпусе находится трансформатор, напряжение контроль и (обычно) охлаждающий вентилятор. Блок питания преобразует около 100-120 напряжение переменного тока в низковольтное питание постоянного тока для внутренних компонентов. Наиболее распространенные компьютерные блоки питания построены в соответствии с формой ATX. фактор. Это позволяет взаимозаменяемо с различными источниками питания. различные компоненты внутри компьютера. Блоки питания ATX также разработаны для включения и выключения с помощью сигнала от материнской платы, а также для обеспечения поддержки современные функции, такие как режим ожидания.

    Внутренняя память

    Внутреннее хранилище — это оборудование, которое хранит данные внутри компьютера для последующего использования. и остается устойчивым, даже когда компьютер отключен. Есть несколько различные типы внутренней памяти. Жесткие диски — самый популярный тип внутреннее хранилище. Популярность твердотельных накопителей растет медленно. Диск Контроллер массива популярен, когда вам нужно больше памяти, чем один жесткий диск может держать.

    Жесткий диск

    Жесткий диск (HDD) — это энергонезависимое запоминающее устройство, которое хранит данные в цифровом виде. закодированные данные на быстро вращающихся пластинах с магнитными поверхностями.Примерно в наши дни каждый новый компьютер поставляется с жестким диском, если только он не поставляется с новым твердотельный накопитель. На обычных жестких дисках настольных компьютеров можно хранить от 120 до 400 ГБ, скорость вращения 7200 об / мин и скорость передачи данных 1 Гбит / с или выше. Доступ к жестким дискам осуществляется по шине одного из нескольких типов, включая параллельный ATA (также называемый IDE), Serial ATA (SATA), SCSI, последовательный Прикрепленный SCSI и Fibre Channel.

    Жесткий диск

    Твердотельный накопитель

    Твердотельный накопитель (SSD) — это устройство хранения данных, использующее твердотельную память. для хранения постоянных данных.SSD имитирует жесткий диск, поэтому легко заменяя его в любом приложении. SSD начали появляться в ноутбуках, потому что они могут быть меньше жестких дисков. SSD в настоящее время дороже за единицу емкости, чем жесткие диски, поэтому они не так быстро прижились.

    Контроллер дискового массива

    Контроллер дискового массива — это устройство, которое управляет физическими дисками и представляет их компьютеру как логические единицы. Практически всегда реализует аппаратный RAID. RAID (Redundant Array of Independent Drives) — это технология который использует одновременное использование двух или более жестких дисков для достижения более высокие уровни производительности, надежности и / или большие объемы данных.А Контроллер дискового массива также обеспечивает дополнительный дисковый кеш.

    Основы компьютерной памяти | HowStuffWorks

    Хотя память технически представляет собой любую форму электронного хранения, она чаще всего используется для определения быстрых, временных форм хранения. Если бы центральному процессору вашего компьютера приходилось постоянно обращаться к жесткому диску для получения всех необходимых данных, он работал бы очень медленно. Когда информация хранится в памяти, ЦП может получить к ней доступ намного быстрее. Большинство форм памяти предназначены для временного хранения данных.

    ЦП обращается к памяти в соответствии с определенной иерархией. Будь то постоянное хранилище (жесткий диск) или ввод (клавиатура), большая часть данных сначала поступает в оперативную память (ОЗУ). Затем ЦП сохраняет фрагменты данных, к которым ему потребуется доступ, часто в кэше , и поддерживает определенные специальные инструкции в регистре . О кэше и регистрах поговорим позже.

    Все компоненты вашего компьютера, такие как ЦП, жесткий диск и операционная система, работают вместе как одна команда, и память — одна из самых важных частей этой команды.С момента включения компьютера до момента его выключения процессор постоянно использует память. Давайте рассмотрим типичный сценарий:

    • Вы включаете компьютер.
    • Компьютер загружает данные из постоянного запоминающего устройства (ROM) и выполняет самотестирование при включении питания (POST), чтобы убедиться, что все основные компоненты работают правильно. В рамках этого теста контроллер памяти проверяет все адреса памяти с помощью быстрой операции чтения / записи , чтобы убедиться в отсутствии ошибок в микросхемах памяти.Чтение / запись означает, что данные записываются в бит, а затем читаются из этого бита.
    • Компьютер загружает базовую систему ввода / вывода (BIOS) из ПЗУ. BIOS предоставляет самую основную информацию об устройствах хранения, последовательности загрузки, безопасности, возможности Plug and Play, (автоматическое распознавание устройств) и некоторых других элементах.
    • Компьютер загружает операционную систему (ОС) с жесткого диска в оперативную память системы. Как правило, критически важные части операционной системы хранятся в ОЗУ, пока компьютер включен.Это позволяет ЦП иметь немедленный доступ к операционной системе, что повышает производительность и функциональность всей системы.
    • Когда вы открываете приложение , оно загружается в RAM. Для экономии использования ОЗУ многие приложения сначала загружают только основные части программы, а затем загружают другие части по мере необходимости.
    • После загрузки приложения все файлов , которые открываются для использования в этом приложении, загружаются в ОЗУ.
    • Когда вы сохраняете файл и закрываете приложение, файл записывается на указанное запоминающее устройство, а затем он и приложение удаляются из ОЗУ.

    В приведенном выше списке каждый раз, когда что-то загружается или открывается, оно помещается в RAM. Это просто означает, что он был помещен во временную область памяти компьютера , чтобы ЦП мог более легко получить доступ к этой информации. ЦП запрашивает необходимые данные из ОЗУ, обрабатывает их и записывает новые данные обратно в ОЗУ в непрерывном цикле . На большинстве компьютеров перетасовка данных между ЦП и ОЗУ происходит миллионы раз в секунду. Когда приложение закрывается, оно и все сопутствующие файлы обычно очищаются (удаляются) из ОЗУ, чтобы освободить место для новых данных.Если измененные файлы не будут сохранены на постоянное запоминающее устройство перед очисткой, они будут потеряны.

    Один из распространенных вопросов о настольных компьютерах, который возникает постоянно: «Зачем компьютеру так много систем памяти?»

    Компьютерная память | Britannica

    Самыми ранними запоминающими устройствами были электромеханические переключатели или реле ( см. компьютеры: первый компьютер) и электронные лампы ( см. компьютеры: первые машины с хранимой программой).В конце 1940-х годов первые компьютеры с хранимыми программами использовали ультразвуковые волны в ртутных трубках или заряды в специальных электронных лампах в качестве основной памяти. Последние были первой оперативной памятью (RAM). ОЗУ содержит ячейки памяти, к которым можно получить прямой доступ для операций чтения и записи, в отличие от памяти с последовательным доступом, такой как магнитная лента, в которой к каждой ячейке в последовательности необходимо обращаться до тех пор, пока не будет найдена требуемая ячейка.

    Существует два основных типа полупроводниковой памяти. Статическое ОЗУ (SRAM) состоит из триггеров, бистабильной схемы, состоящей из четырех-шести транзисторов.Как только триггер сохраняет бит, он сохраняет это значение до тех пор, пока в нем не будет сохранено противоположное значение. SRAM обеспечивает быстрый доступ к данным, но имеет относительно большой физический размер. Он используется в основном для небольших объемов памяти, называемых регистрами в центральном процессоре (ЦП) компьютера, и для быстрой «кэш-памяти». Динамическое ОЗУ (DRAM) хранит каждый бит в электрическом конденсаторе, а не в триггере, используя транзистор в качестве переключателя для зарядки или разрядки конденсатора. Поскольку в ней меньше электрических компонентов, ячейка памяти DRAM меньше SRAM.Однако доступ к его значению происходит медленнее, и, поскольку конденсаторы постепенно теряют заряды, сохраненные значения должны перезаряжаться примерно 50 раз в секунду. Тем не менее, DRAM обычно используется для основной памяти, потому что микросхема того же размера может содержать в несколько раз больше DRAM, чем SRAM.

    Ячейки памяти в ОЗУ имеют адреса. Обычно ОЗУ объединяют в «слова» от 8 до 64 бит или от 1 до 8 байтов (8 бит = 1 байт). Размер слова — это, как правило, количество бит, которое может быть передано за раз между основной памятью и ЦП.Каждое слово и обычно каждый байт имеет адрес. Микросхема памяти должна иметь дополнительные схемы декодирования, которые выбирают набор ячеек памяти, которые находятся по определенному адресу, и либо сохраняют значение по этому адресу, либо выбирают то, что там хранится. Основная память современного компьютера состоит из нескольких микросхем памяти, каждая из которых может содержать многие мегабайты (миллионы байтов), и еще одна схема адресации выбирает соответствующий чип для каждого адреса. Кроме того, DRAM требует, чтобы схемы обнаруживали сохраненные значения и периодически их обновляли.

    Для доступа к данным основной памяти требуется больше времени, чем процессору для работы с ними. Например, доступ к памяти DRAM обычно занимает от 20 до 80 наносекунд (миллиардных долей секунды), но арифметические операции ЦП могут занимать всего наносекунду или меньше. Есть несколько способов преодоления этого несоответствия. ЦП имеют небольшое количество регистров, очень быструю SRAM, в которой хранятся текущие инструкции и данные, с которыми они работают. Кэш-память — это большой объем (до нескольких мегабайт) быстрой SRAM на микросхеме ЦП.Данные и инструкции из основной памяти передаются в кэш, и, поскольку программы часто демонстрируют «локальность ссылки», то есть они некоторое время выполняют одну и ту же последовательность инструкций в повторяющемся цикле и работают с наборами связанных данных — ссылки на память могут быть перенесены в быстрый кеш после того, как значения будут скопированы в него из основной памяти.

    Большая часть времени доступа к DRAM уходит на декодирование адреса для выбора соответствующих ячеек памяти. Свойство локальности ссылки означает, что последовательность адресов памяти будет часто использоваться, а быстрая DRAM предназначена для ускорения доступа к последующим адресам после первого.Синхронная DRAM (SDRAM) и EDO (расширенный вывод данных) — два таких типа быстрой памяти.

    Энергонезависимая полупроводниковая память, в отличие от SRAM и DRAM, не теряет свое содержимое при отключении питания. Некоторые энергонезависимые запоминающие устройства, такие как постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), не подлежат перезаписи после изготовления или записи. Каждая ячейка памяти микросхемы ПЗУ имеет либо транзистор для 1 бита, либо ни одного транзистора для 0 бита. ПЗУ используются для программ, которые являются важными частями работы компьютера, таких как программа начальной загрузки, которая запускает компьютер и загружает его операционную систему, или BIOS (базовая система ввода / вывода), которая обращается к внешним устройствам в персональном компьютере (ПК).

    EPROM (стираемое программируемое ПЗУ), EAROM (электрически изменяемое ПЗУ) и флэш-память — это типы энергонезависимой памяти, которые можно перезаписывать, хотя перезапись занимает гораздо больше времени, чем чтение. Таким образом, они используются в качестве памяти специального назначения, запись в которую требуется редко — например, если они используются для BIOS, они могут быть изменены для исправления ошибок или обновления функций.

    Leave a comment