Сравнительные характеристики запоминающих устройств
Регистровая КЭШ-память
Внешняя память
Основная память
Лекция № 7 ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ПК
Вопросы:
Литература:
Информатика. Учебник для вузов под ред. Проф. Н.В.Макаровой
Основная память содержит оперативное ОЗУ (RAM - Random Access Memory - память с произвольным доступом) и постоянное ПЗУ (ROM - Read-Only Memory) запоминающие устройства.
ОЗУ - энергозависимая память: при отключении напряжения питания информация, хранящаяся в ней, теряется.
Оперативная память — это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. С точки зрения физического принципа действия, различают динамическую память (DRAM) и статическую память (SRAM).
Ячейки динамической памяти можно представить в виде микроконденсаторов, способных накапливать заряд на своих обкладках. Это наиболее распространенный и экономически доступный тип памяти. Недостатки динамической памяти:
· запись данных происходит сравнительно медленно,
· требуется постоянная регенерация (подзарядка) ячеек оперативной памяти.
Регенерация осуществляется примерно каждые 2 миллисекунды и вызывает непроизводительный расход ресурсов вычислительной системы.
Ячейки статической памяти можно представить как электронные микроэлементы — триггеры, состоящие из нескольких транзисторов. В триггере хранится не заряд, а состояние (включен/выключен), поэтому этот тип памяти обеспечивает более высокое быстродействие, хотя технологически он сложнее и, соответственно, дороже.
Запоминающие элементы расположены на пересечении вертикальных и горизонтальных шин матрицы; запись и считывание информации осуществляются подачей электрических импульсов по тем шинам матрицы, которые соединены с элементами, принадлежащими выбранной ячейке памяти.
Микросхемы динамической памяти используют в качестве основной оперативной памяти компьютера. Микросхемы статической памяти используют в качестве вспомогательной памяти (так называемой кэш-памяти), предназначенной для оптимизации работы процессора.
Каждая ячейка памяти имеет свой адрес. В настоящее время в процессорах Intel Pentium и некоторых других принята 32-разрядная адресация, а это означает, что всего независимых адресов может быть 232. Таким образом, в современных компьютерах возможна непосредственная адресация к полю памяти размером 232 = 4294967296 байт (4,3 Гбайт). Однако предельный размер поля оперативной памяти, установленной в компьютере, определяется микропроцессорным комплектом (чипсетом) материнской платы и обычно составляет несколько сот Мбайт.
Одна адресуемая ячейка содержит восемь двоичных ячеек, в которых можно сохранить 8 бит, то есть один байт данных. Таким образом, адрес любой ячейки памяти можно выразить четырьмя байтами.
Сегодня минимальным считается размер оперативной памяти 64Мбайт, а обычными- 256 Мбайт.
Оперативная память в компьютере размещается на стандартных панельках, называемых модулями. Модули оперативной памяти вставляют в соответствующие разъемы на материнской плате.
Конструктивно модули памяти имеют два исполнения:
§ однорядные (SIMM- модули - уже не выпускаются) и
§ двухрядные (DIMM-модули).
В компьютерных системах на самых современных процессорах используются высокоскоростные модули Rambus DRAM (RIMM) и DDR DRAM.
Многие модели материнских плат имеют разъемы, как того, так и другого типа, но комбинировать на одной плате модули разных типов нельзя.
Основными характеристиками модулей оперативной памяти являются объем памяти и время доступа.
Объем ОЗУ обычно составляет от 32 до 512 Мбайт. Для несложных административных задач бывает достаточно и 32 Мбайт ОЗУ, но сложные задачи компьютерного дизайна могут потребовать от 512 Мбайт до 2 Гбайт ОЗУ.
Время доступа показывает, сколько времени необходимо для обращения к ячейкам памяти. Время доступа измеряется в наносекундах, нс (1 нс=10-9сек).
Для современных DIMM - модулей оно составляет 6-7нс.
С 2001 г. выпускаются модули памяти на 1 Гбайт и опытных образцов модулей на 2 Гбайта.
Постоянное запоминающее устройство также строится на основе установленных на материнской плате модулей и используется для хранения неизменяемой информации: загрузочных программ операционной системы, программ тестирования устройств компьютера и некоторых драйверов базовой системы ввода-вывода (BIOS - Basic Input-Output System) и др.
Из ПЗУ можно только считывать информацию, запись информации в ПЗУ выполняется вне ЭВМ в лабораторных условиях. Модули и кассеты ПЗУ имеют емкость, как правило, не превышающую нескольких сот килобайт.
ПЗУ - энергонезависимое запоминающее устройство.
Разновидность ПЗУ — CMOS RAM.
CMOS RAM — это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы.
Содержимое CMOS изменяется специальной программой Setup, находящейся в BIOS (англ. Set-up — устанавливать, читается "сетап").
