ОРГАНИЗАЦИЯ ВНУТРЕННЕЙ ПАМЯТИ ПАМЯТЬ — это совокупность

ОРГАНИЗАЦИЯ ВНУТРЕННЕЙ ПАМЯТИ

ПАМЯТЬ - это совокупность устройств для хранения информации в компьютере.

ВИДЫ ПАМЯТИ ПК Память компьютера Внутренняя (основная) Внешняя Оперативная Жесткий диск Постоянная CMOS КЭШ Гибкие диски (дискеты) Флэш-память CD, DVDдиски

ОПЕРАЦИИ С ПАМЯТЬЮ Считывание передача копии информации В АЛУ, где с ней производятся действия (вычисления, создание текста, звука и т. д. ) Запись – информация записывается, а предыдущая информация стирается.

Оперативная память (ОП, ОЗУ – оперативное запоминающее устройство, или RAM (Random Access Memory) – память с произвольным доступом ) -это несколько кремниевых «камушков» – чипов-микросхем, укрепленных на пластиковой полоске, которая называется модулем памяти.

Свойства оперативной памяти Этот вид памяти называется оперативной, так как скорость доступа к ней намного выше, чем к дисковой. Для сравнения: время доступа жесткого диска – 8 -10 мс, а оперативной памяти -6 -7 наносекунд. Информация хранится в ОП не постоянно, а временно, пока компьютер включен. Она энергозависима. Микросхемы оперативной памяти – микросхемы одного типа DRAM (так называемый динамический тип).

DRAM Каждый бит такой памяти представляется наличием или отсутствием заряда на конденсаторе образованного в структуре кристалла. Из-за токов утечки такие конденсаторы быстро разряжаются, и их примерно каждые 2 мс подзаряжают специальные устройства. Этот процесс называется регенерацией памяти. Регенерация выполняется центральным микропроцессором или контроллером памяти. Так как для регенерации памяти периодически приостанавливаются все операции с памятью, это значительно снижает производительность данного вида памяти.

SRAM Статический тип памяти SRAM в качестве элементарной ячейки использует статический триггер. SRAM имеет более высокое быстродействие и используется например для кэш памяти. Достоинство этого вида памяти — скорость. Поскольку триггеры собраны на вентилях, а время задержки вентиля очень мало, то и переключение состояния триггера происходит очень быстро. Недостатки: дороже, занимает гораздо больше места чем DRAM Используется для организации сверхбыстрого ОЗУ, критичного к скорости работы.

Типы оперативной памяти На данный момент самыми распространенными являются три типа памяти: DDR, DDR 2, DDR 3. Здесь все просто: самый плохой из них DDR, а самый новый и хороший DDR 3. Бесполезно будет вставлять в материнскую плату разные по типу линейки оперативной памяти, поскольку разъемы у них разные. Типы памяти отличаются частотой передачи данных: DDR: 200 -400 МГц, DDR 2: 533 -1200 МГц, DDR 3: 800 -2400 МГц. Соответственно, чем больше частота, тем быстрее все работает.

Для подключения модулей оперативной памяти на материнской плате имеются обычно 3 разъема, что позволяет пользователям устанавливать ее самостоятельно.

Постоянная память(ПЗУ) Предназначено для хранения информации при отключении питания компьютера. Микросхема ПЗУ AMD AM 2716 выпущенная в 1979 году.

Свойства ПЗУ Информация, хранящаяся в ПЗУ не может быть изменена, т. к. в ней хранятся программы, необходимые для проверки основных устройств компьютера, а также для загрузки ОС. Разрешено только чтение хранимой там информации. Поэтому ее называют ROM (Read Only Memory). Вся записанная информация сохраняется и после выключения компьютера, т. к. микросхемы являются энергонезависимыми.

Разновидности микросхем ПЗУ Однократно программируемые – при производстве соответствующих чипов фирмой-изготовителем (ROM). Многократно программируемые путем электронного воздействия. Бывают: ◦ однократно и многократно «прошиваемые» пользователем, ◦ с помощью программатора ПЗУ, ◦ внутрисхемно (пере)программируемые ПЗУ могут быть перепрошиты даже без выпайки из печатной платы программным способом.

В ПЗУ сохраняется самое необходимое: базовая система ввода-вывода (BIOS-Basic Input. Output System ). Ее главная функция - подготовить компьютер к тому, чтобы операционная система могла стартовать и получить контроль над компьютером. Также BIOS содержит минимальный набор сервисных функций (например, для вывода сообщений на экран или приёма символов с клавиатуры). программа тестирования ЭВМ (POST), элементарные программы по управлению устройствами ЭВМ. Информацию о фирме-производителе вы может увидеть на экране монитора в самом начале процесса загрузки ПК.

POST Программа самотестирования позволяет производить простейшую диагностику основных узлов компьютера, включая определение полного объема установленной оперативной памяти. Информация о ее результатах выводится тремя способами: сообщениями на дисплее ; звуковыми сигналами ; выдачей кодов в определенный порт ввода/вывода, обычно это порт с адресом 080 (на этом основаны все диагностические приборы). Таблица 7. 2. Звуковые сигналы POST BIOS. Звуковые сигналы Неисправность 1 короткий Все в порядке 2 коротких Ошибка монитора Нет сигналов, Непрерывный сигнал Повторяющиеся короткие сигналы Источник питания, системная плата 1 длинный, 1 короткий Системная плата 1 длинный, 2 коротких Адаптер дисплея (MDA, CGA) 1 длинный, 3 коротких Адаптер дисплея (EGA) Звуковые сигналы не отличаются особым разнообразием, но, тем не менее, позволяют обнаружить и идентифицировать основные ошибки.

CMOS RAM Энергонезависимая память, дополняющая ПЗУ. Работа таких стандартных устройств, как клавиатура, может обслуживаться программами BIOS, но такими средствами невозможно обеспечить роботу со всеми возможными устройствами. Для своей работы программы BIOS требуют всю информацию о текущей конфигурации системы. Специально для этих целей на материнской плате есть микросхема энергонезависимой памяти, которая называется CMOS. От оперативной памяти она отличается тем, что ее содержимое не исчезает при отключении компьютера, а от постоянной памяти она отличается тем, что данные можно заносить туда и изменять самостоятельно, в соответствии с тем, какое оборудование входит в состав системы. Микросхема памяти CMOS постоянно питается от небольшой батарейки, расположенной на материнской плате. В этой памяти сохраняются данные про гибкие и жесткие диски, процессоры и т. д. , дата и время(эта информация постоянно хранится в памяти CMOS). Таким образом, программы BIOS считывают данные о составе компьютерной системы из микросхемы CMOS, после чего они могут осуществлять обращение к жесткому диску и другим устройствам. Содержимое CMOS изменяется специальной программой Setup, находящейся в BIOS (англ. Set-up — устанавливать, читается "сетап").

КЭШ- ПАМЯТЬ (Cache- тайник) — Используется для увеличения скорости обмена данными между процессором и оперативной памятью.

Уровни КЭША ЦП КЭШ центрального процессора разделён на несколько уровней. В универсальном процессоре в настоящее время число уровней может достигать 3. Кэш-память уровня N+1 как правило больше по размеру и медленнее по скорости доступа и передаче данных, чем кэш-память уровня N. Самой быстрой памятью является кэш первого уровня — L 1. Она расположена на одном кристалле с ЦП. В современных процессорах обычно кэш L 1 разделен на два кэша, кэш команд (инструкций) и кэш данных (Гарвардская архитектура). Большинство процессоров без L 1 кэша не могут функционировать. Объём невелик — не более 128 Кбайт. Вторым по быстродействию является L 2 — кэш второго уровня, обычно он расположен на кристалле, как и L 1. В старых процессорах — набор микросхем на системной плате. Объём L 2 кэша от 128 Кбайт до 1− 12 Мбайт. В современных многоядерных процессорах кэш второго уровня, находясь на том же кристалле, является памятью раздельного пользования — при общем объёме кэша в n. M Мбайт на каждое ядро приходится по n. M/ количество ядер процессора. Кэш третьего уровня наименее быстродействующий, но он может быть очень внушительного размера — более 24 Мбайт. L 3 кэш медленнее предыдущих кэшей, но всё равно значительно быстрее, чем оперативная память.

В ПК КЭШ обычно существует внутренняя (внутри процессора) и внешняя – устанавливаемая на материнской плате (например, для работы с жесткими дисками, устройствами чтения CD/DVD/BDдисков).