Где находится запоминающее устройство


Оперативное запоминающее устройство - это... Что такое Оперативное запоминающее устройство?

Простейшая схема взаимодействия оперативной памяти с ЦП

Операти́вная па́мять (также оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) — в информатике — память, часть системы памяти ЭВМ, в которую процессор может обратиться за одну операцию (jump, move и т. п.). Предназначена для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций. Оперативная память передаёт процессору данные непосредственно, либо через кэш-память. Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес.

В современных вычислительных устройствах, по типу исполнения различают два основных вида ОЗУ:

1. ОЗУ, собранное на триггерах, называемое статической памятью с произвольным доступом, или просто статической памятью - SRAM (Static RAM). Достоинство этой памяти - скорость. Поскольку триггеры собраны на вентилях, а время задержки вентиля очень мало, то и переключение состояния триггера происходит очень быстро. Также данная память не лишена недостатоков. Во-первых, группа транзисторов, входящих в состав триггера обходится дороже, даже если они вытравляются миллионами на одной кремниевой подложке. Кроме того, группа транзисторов занимает гораздо больше места, поскольку между транзисторами, которые образуют триггер, должны быть вытравлены линии связи. Эти соображения заставили изобретателей изобрести более экономичную память, как по стоимости, так и по компактности.

2. В более экономичной памяти для хранения разряда (бита) используют схему, состоящую из одного конденсатора и одного транзистора (в некоторых вариациях конденсаторов два). Такой вид памяти решает, во-первых, проблему дороговизны (один конденсатор и один транзистор дешевле нескольких транзисторов), а во-вторых, компактности (на том месте, где в SRAM размещается один триггер, то есть один бит, можно уместить восемь конденсаторов и транзисторов). Однако есть и свои минусы. Во-первых, память на основе конденсаторов работает медленнее, поскольку если в SRAM изменение напряжения на входе триггера сразу же приводит к изменению его состояния, то для того, чтобы установить в единицу бит на основе конденсатора, этот конденсатор нужно зарядить, а для того, чтобы бит установить в 0, соответственно, разрядить. А зарядка или разрядка конденсатора - гораздо более длительная операция, чем переключение триггера (в 10 и более раз), даже если конденсатор имеет весьма небольшие размеры. Есть и второй существенный минус - конденсаторы склонны к "стеканию" заряда, проще говоря, со временем конденсаторы разряжаются. Причем разряжаются они тем быстрее, чем меньше их емкость. В связи с этим обстоятельством, дабы не потерять содержимое битов, эти конденсаторы необходимо регенерировать через определённый интервал времени, чтобы восстанавливать заряд. Регенерация, выполняется путем считывания заряда (считывание заряда с конденсатора выполняется через транзистор). Контроллер памяти периодически приостанавливает все операции с памятью для регенерации ее содержимого. Эта операция - регенерация значительно снижает производительность ОЗУ. Память на конденсаторах получила название - динамическая память - DRAM (Dynamic RAM) за то, что разряды в ней хранятся не статически, а "стекают" динамически во времени.

Таким образом, DRAM значительно дешевле SRAM, ее плотность значительно выше, что позволяет на том же пространстве кремниевой подложки размещать больше битов, но при этом ее быстродействие очень низкое. SRAM, наоборот, является очень быстрой памятью, но зато и очень дорогой. В связи с чем обычную оперативную память строят на модулях DRAM, а SRAM используется при создании, например кэшей микропроцессоров всех уровней.

ОЗУ может изготавливаться как отдельный блок, или входить в конструкцию однокристальной ЭВМ или микроконтроллера.

Пример структуры адресного пространства памяти на примере IBM PC

Основная область памяти

В область, называемую основной областью памяти (англ. conventional memory), загружается таблица векторов прерываний, различные данные программы

Upper Memory Area

Upper Memory Area (UMA) занимает 384 Кбайт и используется для размещения информации об аппаратной части компьютера. Область условно делится на три области по 128 Кбайт. Первая область служит для видеопамяти. Через вторую область доступны верхней области с помощью специальных драйверов (например, EMM386.EXE, EMS.EXE, LIMEMS.EXE) и/или устройств расширения раньше использовалось для доступа к расширенной памяти через спецификацию расширенной памяти (англ. Expanded Memory Specification, EMS). В современных компьютерах EMS практически не используется.

Дополнительная область памяти

Дополнительная память для 16-битных программ доступна через спецификацию дополнительной памяти (англ. eXtended Memory Specification, XMS). Дополнительная память начинается с адресов выше первого мегабайта и её объём зависит от общего объёма оперативной памяти, установленной на компьютере.

High Memory Area

High Memory Area (HMA) — это область дополнительной памяти за первым мегабайтом размером 64 Кбайт минус 16 байт. Её появление было обусловлено ошибкой в процессоре 80286, в котором не отключалась 21-я линия адреса (а всего их в этом процессоре 24), в результате при обращении по адресам выше FFFF:000F обращение шло ко второму мегабайту памяти вместо начала первого мегабайта (как у 8086/8088). Таким образом, программы реального режима получили доступ к HMA.

См. также

Ссылки

Литература

  • Скотт Мюллер. Глава 6. Оперативная память // Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs. — 17 изд. — М.: «Вильямс», 2007. — С. 499—572. — ISBN 0-7897-3404-4

Wikimedia Foundation. 2010.

классификация, принцип работы, основные характеристики — Мегаобучалка

функциям памяти относятся: прием информации из других устройств, запоминание информации, выдача информации по запросу в другие устройства компьютера. Основными характеристиками памяти являются объем и время доступа. Объем памяти определяется максимальным количеством информации (в байтах), которая может быть записана в эту память. Время доступа (в секундах) представляет собой минимальное время, достаточное для записи в память единицы информации. Кроме того, важной характеристикой является плотность записи (бит/см2) – количество информации, записанной на единице поверхности носителя. Память компьютера подразделяется на внутреннюю и внешнюю.

Внутренняя память (основная память) размещается внутри системного блока. Основным назначением внутренней памяти является совместное хранение данных и программ в процессе преобразования и обработки данных. Она подразделяется на оперативную и постоянную. К устройствам внутренней памяти относят электронную оперативную память, ПЗУ и CMOS.

Электронная оперативная память (RAM – Random Access Memory) – быстродействующее энергозависимое устройство памяти с произвольным доступом, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, чтения и временного хранения выполняемых программ и данных в текущем сеансе работы. Ее быстродействие обусловлено отсутствием медленных механических элементов, как это имеет место в памяти на магнитных дисках, лентах и компакт-дисках. После выключения компьютера содержимое оперативной памяти стирается. От размера оперативной памяти во многом зависит скорость работы и программное обеспечение компьютера. Емкость оперативной памяти в современных компьютерах достигает порядка сотен мегабайт, а в компьютерах новых поколений – более 1 Гбайт.

С точки зрения физического принципа действия в компьютере используется два типа оперативной памяти: динамическая (DRAM) и статическая (SRAM).

Микросхемы динамической памяти состоят из ячеек, которые можно представить в виде микроскопических конденсаторов, способных накапливать на своих обкладках электрический заряд. Каждая ячейка памяти может хранить
1 байт информации. Различают адрес (номер) ячейки и содержимое ячейки. Существенным недостатком этого типа памяти является то, что микроконденсаторы из-за утечек постепенно разряжаются. Чтобы сохранить значения данных, необходима периодическая (каждые несколько миллисекунд) подзарядка конденсаторов. Процесс периодического восстановления состояния ячеек динамической памяти называется регенерацией. Динамическая память используется в качестве основной оперативной памяти (ОЗУ). Часто ее называют просто оперативной памятью. При включении компьютера в ОЗУ загружаются с диска программы и данные для работы операционной системы, а затем прикладные программы и документы, которые открывает пользователь.



Оперативная память размещается на стандартных панельках – модулях, которые вставляют в соответствующие разъемы (слоты) системной платы. В ПК применяют три типа модулей. Модули SDRAM (DIMM-модули) использовались в компьютерах прошлых поколений и на сегодня считаются устаревшими. В настоящее время наиболее распространены модули типа DDR SDRAM (DDR DIMM), обеспечивающие быстрый доступ к памяти. С процессором Pentium IV применяются модули типа RDRAM (RIMM –модули). Основными характеристиками модулей оперативной памяти являются объем памяти и скорость передачи данных. Сегодня типичным считается размер модулей оперативной памяти объемом 128–512 Мбайт, но сохраняется тенденция к росту. Скорость передачи данных определяет максимальную пропускную способность памяти (в Мбайт/с или Гбайт/с) в оптимальном режиме доступа. На скоростные характеристики оказывают существенное влияние такие параметры как время доступа к памяти, ширина шины, передача нескольких сигналов за один такт работы. Поэтому одинаковые по объему модули могут иметь разные скорости передачи данных. Иногда в качестве определяющей характеристики памяти используют время доступа. Для современных модулей это значение может составлять 5 нс (наносекунд), а для особо быстрой памяти, которая используется в видеокартах, это время снижается до 2–3 нс.

Микросхемы статической памяти состоят из ячеек, которые можно представить как триггеры, выполненные из нескольких транзисторов. В триггере хранится не заряд, а состояние (включен/выключен), поэтому статическая память обеспечивает более высокое быстродействие, хотя технологически она реализуется сложнее и, соответственно, дороже динамической памяти.

Статическая память используется в качестве вспомогательной сверхоперативной кэш-памяти (СЗУ – сверхоперативное запоминающее устройство), предназначенной для согласования скорости работы медленных устройств с более быстрыми. Кэш-память невидима для пользователя и данные, хранящиеся в ней, недоступны для прикладной программы. Она является промежуточным буфером, содержащим копии наиболее часто используемой информации, которая хранится в памяти с менее быстрым доступом. Кэш-память может размещаться между оперативной памятью и процессором или между оперативной памятью и диском. При обращении процессора к памяти сначала происходит поиск нужных данных в кэш-памяти. При этом возможны как попадания, так и промахи. В случае попадания (в кэш подкачаны нужные данные) происходит быстрое считывание данных. Если требуемая информация отсутствует в кэш-памяти (промах), то происходит считывание непосредственно из оперативной памяти, но с меньшей скоростью. Соотношение числа попаданий и промах определяет эффективность кэширования. В настоящее время кэш-память реализуется по двухуровневой системе. При этом первичный кэш (уровень 1) встроен непосредственно внутрь процессора, а вторичный (уровень 2) устанавливается на системной плате. Так как доступ к данным в кэш-памяти идет быстрее, чем выборка исходных данных из медленной памяти, то среднее время доступа к памяти уменьшается. Увеличение объема кэш-памяти, также как и для ОЗУ, повышает эффективность работы компьютера. Наличие кэш-памяти может увеличить производительность компьютера на 20%.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – это микросхема, расположенная на системной плате и способная длительно хранить информацию, даже когда компьютер выключен. Такой вид памяти называют ROM (Read Only Memory – память только для чтения). ПЗУ является энергонезависимым устройством, которое используется для хранения и чтения неизменной информации, некоторых часто встречающихся величин, стандартных программ и т. п. Программы записываются в ПЗУ на этапе изготовления микросхемы – их называют «зашитыми». ПЗУ играет важную роль, потому что в нем записаны тестирующие программы и программа начальной загрузки компьютера. Комплект программ ПЗУ образует базовую систему ввода-вывода (BIOS – Basic Input Output System). Основное назначение BIOS состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособность компьютерной системы и обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, жестким диском и дисководами гибких и компакт-дисков. Это необходимо для того, чтобы компьютер мог начать функционировать после включения питания независимо от наличия и состава дополнительных видов памяти. Программы BIOS выводят на экран диагностические сообщения, сопровождающие запуск компьютера, а также позволяют вмешиваться в ход запуска с помощью клавиатуры. Сразу после включения компьютера на адресной шине аппаратно формируется стартовый адрес, который позволяет процессору обратиться в ПЗУ за своей первой командой.

Помимо ПЗУ типа ROM используются ППЗУ (PROM) – программируемые ПЗУ и РПЗУ – перепрограммируемые ПЗУ. ППЗУ позволяют однократно изменить состояние запоминающей матрицы электрическим путем по заданной программе. РПЗУ обладают возможностью многократного электрического программирования. Стирание старой информации в РПЗУ осуществляется либо с помощью электрического сигнала, снимающего заряд (РПЗУ-ЭС, EEPROM), либо с помощью ультрафиолетового излучения (РПЗУ-УФ, EPROM).

В современных компьютерах BIOS записывается в запоминающее устройство, которое называется флэш-памятью. Флэш-память также является энергонезависимой, но в отличие от ПЗУ, она позволяет обновлять и перезаписывать находящиеся в ней данные, то есть появляется возможность перепрограммирования BIOS.

Программы, входящие в BIOS, обслуживают только стандартные устройства, например клавиатуру. Изготовителям BIOS ничего не известно о конфигурации реальной вычислительной системы и параметрах устройств этой системы. По очевидным причинам данные о составе оборудования нельзя хранить ни в оперативной памяти, ни в ПЗУ. В связи с этим на системной плате устанавливается специальная микросхема энергонезависимой памяти CMOS, в которой хранятся настройки BIOS: данные о гибких и жестких дисках, о процессоре и некоторых других устройств системного блока. Благодаря CMOS компьютер четко отслеживает время и календарь (даже в выключенном состоянии), так как показания системных часов также хранятся (и изменяются) именно в этой памяти. От оперативной памяти CMOS отличается тем, что ее содержимое не стирается при выключении питания, а от ПЗУ она отличается тем, что данные о составе оборудования системы можно заносить в нее и изменять самостоятельно. Микросхема CMOS постоянно подпитывается от аккумуляторной батарейки, установленной на системной плате. Этого заряда достаточно на то, чтобы CMOS не теряла данные, если даже компьютер будет длительно выключен (несколько лет). Таким образом, программы BIOS считывают данные о составе оборудования из микросхемы CMOS, после чего выполняют обращение к жесткому диску (при необходимости они могут обращаться к гибкому диску или компакт-диску), а затем передают управления тем программам, которые записаны на диске.

Внешняя память – это энергонезависимая память, предназначенная для длительного хранения больших объемов информации (программ и данных). Наличие внешней памяти обеспечивает возможность неоднократного использования информации. Информация, записанная на внешнюю память, может храниться после выключения компьютера до следующего сеанса работы. Процессор не имеет непосредственного доступа к данным, находящимся во внешней памяти. Для обработки данных процессором они должны быть загружены в ОЗУ из внешних накопителей. Внешняя память существенно медленней оперативной и сверхоперативной кэш-памяти. Время доступа к информации для этих запоминающих устройств находится в пределах миллисекунд.

Устройства внешней памяти реализуются с использованием различных принципов записи и хранения. К ним относят дисковые накопители (магнитные, оптические и магнитооптические ЗУ), флэш-накопители, накопители на магнитной ленте. Дисковые накопители представляют собой совокупность носителя (диски) и соответствующего привода (дисковода). Дисководы жестких и гибких магнитных дисков, компакт-дисков и цифровых видеодисков размещаются внутри системного блока. Ряд устройств внешней памяти находится вне системного блока, они являются периферийными.

Жесткий диск (винчестер, HardDisk) – основное устройство с несъемным носителем, которое служит для долговременного хранения больших объемов информации (данных, программ, архивов и т. п.). Версия происхождения названия «винчестер» основана на том, что первые массовые модели накопителей на жестких магнитных дисках (НЖМД) содержали два диска по 30 Мбайт. Поэтому каждая модель маркировалась цифрами «30/30», подобно калибру охотничьего ружья винчестер. В компьютерах жесткие диски находятся внутри системного блока.

Конструктивно винчестер представляет собой набор соосных дисков, имеющих магнитное покрытие. При записи данных на диски происходит изменение намагниченности поверхности диска. При этом работает соответственно несколько магнитных головок, собранных в единый блок. Поскольку винчестер состоит не из одного, а из группы дисков, то он имеет 2n поверхностей, где n – число отдельных дисков в группе. Над каждой поверхностью располагается магнитная головка для чтения/записи данных. Операции записи и считывания связаны с механическим вращением дисков и перемещением магнитных головок. Пока компьютер включен, пакет дисков непрерывно вращается с большой скоростью. Вся электромеханическая часть заключена в герметический корпус, что позволяет достичь высокой плотности записи и большой скорости считывания.

Управление работой винчестера выполняет контроллер жесткого диска. В настоящее время функции контроллера частично интегрированы в сам жесткий диск, а частично выполняются микросхемами, входящими в состав чипсета. Некоторые виды высокопроизводительных контроллеров могут поставляться на отдельной (дочерней) плате. В большинстве современных компьютеров используются контроллеры с интерфейсом IDE, который характеризуется высокой производительностью, легкостью подключения и относительно невысокой стоимостью.

К основным параметрам жестких дисков относятся емкость и производительность. Емкость (объем памяти) дисков зависит от технологии их изготовления. В современных компьютерах объем памяти на жестких дисках имеет диапазон от нескольких Мбайт до нескольких десятков Гбайт. Максимальная емкость жесткого диска может достигать 150 Гбайт. Производительность жесткого диска в первую очередь зависит от характеристик интерфейса, с помощью которого он связан с системной платой. Одним из важных параметров, влияющих на производительность жесткого диска, является скорость передачи данных. В зависимости от типа интерфейса диапазон скорости передачи данных (скорости записи/считывания) может быть от нескольких Мбайт/с до сотен Мбайт/с для наиболее современных интерфейсов. Кроме скорости передачи данных с производительностью диска связан параметр среднего времени доступа. Он определяет время, необходимое для поиска нужных данных, и зависит от скорости вращения диска. Например, для дисков, вращающихся с частотой 5400 об/мин, среднее время доступа составляет 9-10 мкс. К настоящему времени скорость передачи данных за счет быстрого вращения дисков (до 7200 об/мин) достигла 133–200 Мбайт/с, а время доступа составило
4–6 мкс. В последнее время стал важным еще один параметр – плотность записи. Появились винчестеры с двойной плотностью записи, которые отличаются высокой скоростью (Transfer), поскольку при вращении диска с той же скоростью за один оборот с него считывается больше информации. Как правило, плотность таких дисков выше 1 Гбайт на один диск пакета. Например, пакет жесткого диска емкостью 3,6 Гбайт содержит внутри всего два диска.

Для записи, а затем чтения данных на магнитном диске создается определенная структура данных, позволяющая формировать адреса записанных данных. Реализация структуры данных осуществляется с помощью специальной служебной программы, выполняющей операцию форматирования. Форматирование жесткого диска включает три этапа: низкоуровневое форматирование; создание главных (основных) разделов или логических дисков; логическое форматирование.

Низкоуровневое форматирование (первый этап) выполняется на заводе-изготовителе. На этом этапе осуществляется разбиение поверхности дисков на дорожки и сектора. Дорожки представляют собой концентрические окружности магнитных дисков. Совокупность всех совпадающих по вертикали дорожек на дисках называется цилиндром. Нумерация дорожек начинается от края диска к центру (0, 1, 2, … и т. д.). Дорожки, в свою очередь, разбиваются на сектора. Сектор – это минимальная физическая единица хранения данных. Нумерация секторов начинается с 1. Каждый сектор, кроме данных, содержит служебную информацию (номер дорожки, номер сектора, контрольная сумма данных), необходимую для работы контроллера. При низкоуровневом форматировании определяются размер сектора (как правило, равный 512 байт), количество дорожек и количество секторов на дорожку. Количество дорожек и секторов на диске зависят от емкости диска и используемого формата. Для повышения эффективности работы дисков в качестве минимальной единицы адресуемого пространства используется не единичный сектор, а группа смежных секторов, которую называют кластером. Объем кластера зависит от формата диска и составляет 1 сектор – для дискеты, от 2 до 32 и более секторов – для жестких дисков. Все кластеры имеют сквозную нумерацию. Место под файл выделяется кластерами. Операционная система сама определяет, какие именно кластеры необходимо выделить тому или иному файлу. Если для записи файла недостаточно количества смежных кластеров, то файлу будут выделены любые несмежные кластеры, имеющиеся на диске, и в этом случае файл является фрагментированным.

Жесткие диски, помимо физической, имеют логическую структуру, которая создается на втором этапе после создания физической структуры. Логическая структура представляет собой разбиение диска на главные разделы (тома), каждый из которых может быть использован конкретной файловой системой. Кроме главных разделов один раздел может быть создан как расширенный и использоваться для разбиения его на несколько логических дисков, причем каждый из дисков имеет свою файловую систему. Таким образом, на жестком диске может быть 1, 2 или 3 главных раздела и один расширенный раздел, содержащий один или несколько логических дисков. Первый раздел, как правило, используется в качестве системного раздела, с которого загружается операционная система. При этом системный раздел может быть только главным. Главные разделы, а также логические диски обозначаются латинскими буквами с двоеточием: C:, D:, E: и т. д. При создании первого раздела (основного или расширенного) в первом физическом секторе создается главная загрузочная запись (MBR) и таблица разделов, содержащая информацию о каждом из имеющихся на диске разделов. MBR используется программой начальной загрузки BIOS, которая считывает в память из активного раздела диска первый физический сектор, называемый загрузочным сектором.

На третьем этапе производится логическое форматирование разделов или логических дисков. В процессе логического форматирования на диск записывается информация, необходимая для работы конкретной файловой системы. Ниже представлена схема раздела или логического диска файловой системы FAT.

Загрузочный сектор раздела FAT FAT (копия) Корневой каталог Область файлов

Загрузочный сектор включает в себя загрузочную запись (BR), в которой содержится информация о типе и версии операционной системы, серийный номер, тип файловой системы, метка и характеристики диска, информация о головном (корневом) каталоге. Вслед за BR располагаются секторы FAT-таблицы. FAT–это таблица размещения файлов, с помощью которой компьютер запоминает адреса записанных файлов. Когда требуется считать какой-либо файл с диска, компьютер по имени этого файла находит в FAT-таблице стартовый кластер, с которого нужно начинать чтение, затем переводит магнитную головку в нужное положение и считывает файл в оперативную память. Если файл размещен в одном кластере, то элемент FAT содержит индикатор конца файла. Если файл занимает несколько кластеров, то элемент FAT указывает номер следующего кластера, в котором находится продолжение файла, либо признак конца файла, если это последний кластер. В зависимости от размера кластера используются различные типы файловой системы: FAT12, FAT16, FAT32. 12-разрядная FAT использовалась для форматирования дискет и жестких дисков, размер которых не превышал 16 Мбайт. FAT16 поддерживает диски размером до 2 Гбайт. Современные операционные системы при записи файлов на жесткий диск используют файловую систему FAT32, в которой для адреса файла выделяется 4 байта (32 бита). С помощью 32 битов файлам на диске может быть представлено максимально 232 (4 294 967 296) кластеров. Для Windows NT разработана специальная файловая система NTFS, которая отличается от системы FAT расширенными возможностями по управлению доступом к файлам и каталогом и обладающая атрибутами защищенности файлов, позволяющими обеспечить защиту данных от несанкционированного доступа. Тип файловой системы не может быть изменен без переформатирования диска. Сразу за последней копией FAT находится корневой каталог. Его размер в элементах (элемент – 32 байта) указан в BR. Корневой каталог содержит список имен файлов с указанием даты и времени их создания, а также размеров и атрибутов файла. Кроме того, в каталоге находится номер стартового кластера, то есть начальной позиции файла. Когда системе нужен какой-либо файл, она находит в каталоге по имени файла номер стартового кластера и затем просматривает FAT-таблицу в поисках этого кластера.

Гибкие магнитные диски (флоппи-диски, дискеты) – это сменные носители информации, на которых программы и данные можно хранить отдельно от компьютера. Они используются для личного хранения и оперативного переноса информации от одного компьютера к другому, на них можно хранить копии документов, инсталляционные файлы программ, различные архивы. Флоппи-диски вставляются в приемное отверстие дисковода (накопитель на гибких магнитных дисках - НГМД), находящегося внутри системного блока. Для записи данных на гибкие диски также как и для винчестера используется принцип намагничивания поверхности диска. Считывание и запись информации осуществляется магнитной головкой через окно, вырезанное в конверте (оболочке дискеты). Прежде, чем производить запись, дискеты должны быть отформатированы при помощи специальной команды: для DOS – это команда Format.com. При форматировании осуществляется разбиение диска на дорожки и секторы. В каждом секторе может быть помещено 128, 256, 512 или 1024 байта (обычно 512 байт). Основными параметрами гибких дисков являются: технологический размер (измеряется в дюймах), плотность записи и емкость. В настоящее время стандартными являются диски HD (высокой плотности) размером 3,5 дюйма, емкость которых составляет 1,44 Мбайт.

Самое главное достоинство гибких магнитных дисков – они являются съемными и имеют низкую стоимость. Однако такие диски считаются малонадежными носителями. Пыль, влага, температурные перепады, внешние электромагнитные поля очень часто являются причиной утраты данных, хранившихся на дискетах. Для защиты от влаги и пыли магнитная поверхность диска прикрыта жестким пластмассовым конвертом со сдвигающейся шторкой. Записанные на дискете ценные данные можно защитить от стирания или перезаписи, сдвинув задвижку так, чтобы образовалось открытое отверстие. В новейших компьютерах происходит постепенный отказ от этого типа носителей.

Компакт-диски (CD-диски) и цифровые видеодиски (DVD-диски) – это оптические накопители, являются наиболее удобным средством для хранения и переноса больших объемов информации. Сегодня практически только на компакт-дисках или DVD-дисках производится легальная поставка программных продуктов, характерных для мультимедийной информации (графика, музыка, видео). Такие программные продукты получили название мультимедийные издания. На основе компакт-дисков создаются справочные системы и учебные комплексы с большой иллюстративной базой. Дисководы для оптических дисков устанавливаются внутри системного блока. Запись и считывание информации в таких накопителях производится бесконтактно с помощью лазерного луча в цифровом виде. В отличие от магнитных дисков цифровая запись характеризуется очень высокой плотностью. Оптические накопители считывают информацию в 10–15 раз быстрее, чем дисководы гибких дисков, но все же медленнее, чем жесткие диски.

С 1994–1995 годов в базовую конфигурацию ПК вместо дисководов гибких дисков диаметром 5,25 дюйма стали включаться имеющие такие же размеры дисководы CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory, что в переводе на русский язык означает постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска). Дисковод CD-ROM служит только для чтения данных. Некоторые из дисководов (CD-R) допускают только однократную запись, после чего превращаются в обычный компакт-диск, доступный только для чтения. Для многократной записи данных на компакт-диски используются дисководы CD-RW. Они являются перезаписываемыми, то есть позволяют стереть ранее записанную информацию и записать новые данные. Поверхность перезаписываемого оптического компакт-диска имеет специальный слой, который под действием луча лазера может менять свое состояние. Компакт-диски CD имеют емкость от 250 Мбайт до 1,5 Гбайт. Они просты и удобны в работе, практически не изнашиваются, не могут быть поражены вирусами, с них невозможно случайно стереть информацию.

Большое распространение получили цифровые видеодиски (DVD-диски), представляющие собой сочетание технологии записи и считывания данных с оптических компакт-дисков с форматом располагаемых на диске данных. Различают несколько типов дисководов для DVD-дисков: DVD-ROM – дисководы только для чтения; DVD-R – с однократной записью; DVD- RW – с многократной записью. Емкость цифровых видеодисков DVD достигает 17 Гбайт.

Основным параметром дисководов является скорость чтения данных. Дисководы компакт-дисков для считывания и записи данных используют механически перемещающуюся оптическую систему. В первых моделях для чтения данных применялся CLV-метод, при котором скорость чтения по всей дорожке была постоянной, а угловая скорость вращения диска линейно уменьшалась в процессе продвижения читающей лазерной головки к краю диска. За единицу измерения была принята скорость чтения музыкальных компакт-дисков, составляющая 150 Кбайт/с. Таким образом, дисковод с удвоенной скоростью чтения обеспечивает производительность 300 Кбайт/с, с учетверенной скоростью – 600 Кбайт/с и т. д. К примеру, современная модель маркируется значком 52´, что соответствует скорости считывания 52´150 Кбайт/с = 7,8 Мбайт/с.Более поздние модели стали поддерживать технологию постоянной угловой скорости (CAV). В этом случае меняется скорость чтения данных – на внутренних дорожках она минимальна, а на внешних максимальна. Указанная на дисководе цифра характеризует эту максимальную скорость. В настоящее время скорость считывания дисковода DVD-ROM достигает 21 Мбайт/с. Скорость записи в современных дисководах не уступает скорости чтения. Например, для заготовок компакт-дисков многократной записи скорость записи может составлять (12–24)´150 Кбайт/с.

Необходимость в периферийных устройствах хранения данных возникает в том случае, когда объем обрабатываемых данных больше объема, который можно разместить на базовом жестком диске, или когда необходимо выполнять регулярное резервное копирование данных, имеющих повышенную ценность. Большинство периферийных запоминающих устройств являются магнитными или магнитооптическими накопителями.

Стример – это периферийное устройство, предназначенное для быстрой записи с жесткого диска и надежного хранения больших объемов данных на магнитной ленте. Емкость магнитных кассет (картриджей) для стримеров достигает нескольких десятков гигабайт. Стримеры используются преимущественно в специализированных сетевых устройствах для резервного копирования информации. К недостаткам стримеров относят малую производительность (магнитная лента – устройство последовательного доступа) и недостаточную надежность из-за электромагнитных наводок и механической нагрузки.

Накопитель на съемных магнитных дисках (съемный жесткий диск) по своим характеристикам приближается к жестким дискам, но в отличие от них является сменным (внешним). Используется как для резервного копирования и переноса информации с одного ПК на другой, так и для непосредственной работы на разных компьютерах. В настоящее время используются ZIP- и JAZ- накопители, которые выпускаются фирмой Iomega. В зависимости от модели на одном диске можно разместить от одного до нескольких гигабайт. Основные недостатки JAZ- накопителей – это требование наличия специальных дисководов, отсутствие совместимости со стандартными трехдюймовыми дискетами. ZIP-накопитель – аналог стримера по емкости и назначению, часто используется для хранения дистрибутивов. По размеру ZIP-накопители незначительно превышают стандартные гибкие диски. Подключается такое устройство в порт, параллельный принтеру.

Магнитооптические съемные диски получили широкое распространение в компьютерных системах высокого уровня. Для хранения информации в магнитооптическом носителе используется специальный магнитный слой, который реагирует как на магнитное, так и на оптическое воздействие. Чтение и запись осуществляются с помощью луча лазера. Магнитооптические диски используются для решения задач резервного копирования, обмена данными и хранения редко используемых данных. Различают два типа магнитооптических дисков: CCW – с однократной записью; CCE – с многократной записью. Пользователь может работать с магнитооптическими дисками также как и с жесткими, только несколько более медленными. Емкость накопителей составляет от 230 Мбайт до 4,6 Гбайт. Магнитооптические диски имеют наибольшее число циклов перезаписи (более 100 млн), самый длительный срок хранения данных (не менее 50–100 лет), самую высокую стойкость к внешним воздействиям. Преимуществом магнитооптического метода записи по сравнению с магнитным является независимость от внешних магнитных полей, так как перемагничивание возможно только при температурах выше 150ºС. Однако достаточно высокая стоимость этих устройств не позволяет отнести их к устройствам массового спроса.

Флэш-память (флэш-карта) представляет собой современную внешнюю электронную энергонезависимую память с меньшим по сравнению с внутренней памятью быстродействием, вследствие большой удаленности от процессора и ограниченной пропускной способностью портов, к которым она подключается. Она относится к памяти типа EPROM (РПЗУ), допускает возможность многократной перезаписи данных, состоит из подобных запоминающих элементов, но имеет свои структурные и технологические особенности, позволяющие выделить ее в отдельный вид. Конструктивно флэш-память представляет собой набор микросхем, помещенный в миниатюрный плоский корпус. При записи в память используется принцип переноса электрического заряда на затвор транзистора. Флэш-память имеет минимальные размеры и с помощью порта USB допускает «горячее» (при включенном компьютере) подключение без установки драйвера. Объем флэш-памяти составляет от 32 Мбайт до нескольких десятков Гбайт. К достоинствам такой памяти можно отнести: малую потребляемую мощность, малогабаритность, отсутствие движущихся частей. Флэш-карта может быть вмонтирована в мобильное устройство, может быть переносной и использоваться в нескольких устройствах. Например, информацию, записанную на флэш-карте цифрового аппарата, можно прочесть на компьютере. На данный момент наиболее распространенными типами флэш-карт являются CompactFlash и SD/MMC.

Виртуальная память заслуживает особого рассмотрения. Все виды памяти в компьютере связаны между собой, образуя иерархическую структуру. Чем ближе устройство памяти к процессору, тем меньше ее объем, но зато больше скорость работы. Информация распределяется по уровням памяти в соответствии с ее потребностью. Например, файлы программ и данных, необходимые для решения задачи, считываются в ОЗУ, а наиболее часто используемые данные попадают в кэш-память. Современные операционные системы работают в предположении, что компьютер обладает виртуальной памятью, имеющей несколько больший объем внутренней памяти, чем реально установленный в ОЗУ. Часть виртуальной памяти, необходимой для решения задачи, размещается на жестком диске в специальном системном файле, называемом файлом подкачки (или своп-файлом). Если по каким-либо причинам объем ОЗУ окажется недостаточным, то операционная система копирует менее востребованную в данный момент область оперативной памяти в файл подкачки, и тем самым освобождает необходимый объем ОЗУ. Когда потребуются эти данные с диска, то они будут возвращены в оперативную память. Этот процесс называется свопингом. Поскольку скорость обмена данными между ОЗУ и жестким диском невелика, то программы в этом случае будут выполняться медленнее. В подобной ситуации для повышения скорости работы компьютера необходимо увеличить объем ОЗУ.

Тесты

Ответы Mail.ru: Где находится BIOS?(информатика)

В пзу на материнской плате

что-то дохрена "4" в тексте. ;( 4

Ответ 4- Постоянное запоминающее устройство ПЗУ (микросхема)

в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ)

В компьютере, а точнее в ПЗУ

Вариант 4 - правельный ответ. Для загрузки меню BIOS (базовая система ввода/вывода) нажатием клавиши F2 при загрузке компьютера. <a rel="nofollow" href="http://computer.damotvet.ru/data-recovery/414487.htm" target="_blank" >Статьи</a>

Запоминающие устройства

Запоминающие устройства (ЗУ) служат для хранения информации и обмена ею с другими ЦУ. Микросхемы памяти в общем объеме выпуска ИС занимают около 40% и играют важнейшую роль во многих системах различного назначения. Микросхемы и системы памяти постоянно совершенствуются как в области схемотехнологии, так и в области развития новых архитектур. В настоящее время созданы и используются десятки различных типов ЗУ.

Важнейшие параметры ЗУ находятся между собой в противоречии. Так, например, большая информационная емкость не сочетается с высоким быстродействием, а быстродействие в свою очередь не сочетается с низкой стоимостью. Поэтому системам памяти свойственна многоступенчатая иерархическая структура, и в зависимости от роли того или иного ЗУ его реализация может быть существенно различной.

В развитой иерархии памяти ЭВМ можно выделить следующие уровни:

  • регистровые ЗУ, находящиеся в составе процессора, благодаря которым уменьшается число обращений к другим уровням памяти, реализованным вне процессора и требующим большего времени для операций обмена информацией;

  • кэш-память, служащая для хранения копий информации, используемой в текущих операциях обмена. Работа процессора с кэш-памятью высокого быстродействия повышает производительность ЭВМ;

  • основная память(оперативная, постоянная, полупостоянная), работающая в режиме обмена с процессором и по возможности согласованная с ним по быстродействию. Исполняемый в текущий момент фрагмент программы обязательно находится в основной памяти;

  • специализированные виды памяти, характерные для некоторых специфических архитектур (ассоциативные, видеопамять и др.),

  • внешняя память, хранящая большие объемы информации. Эта память обычно реализуется на основе устройств с подвижным носителем формации (магнитные и оптические диски, магнитные ленты и др.) В настоящем пособии устройства внешней памяти не рассматриваются

Основные параметры

Информационная емкость– максимально возможный объем хранимой формации. Выражается в битах или словах (в частности, в байтах). Бит хранится запоминающим элементом (ЗЭ), а слово – запоминающей ячейкой (ЗЯ), т.е. группой ЗЭ, к которым возможно лишь одновременное обращение.

Организация ЗУ – произведение числа хранимых слов на их разрядность Видно, что это произведение выражает информационную емкость ЗУ, однако при одной и той же информационной емкости организация ЗУ может быть различной, так что организация является самостоятельным важным параметром, выражаемым парой чисел. Примеры организации памяти: 32x8, I28Kx8.

Быстродействие ЗУ оценивают временами считывания, записи, длительностями циклов чтения/записи и другими параметрами. Время считывания – интервал между моментами появления сигнала чтения и слова на выходе ЗУ. Время записи – интервал после появления сигнала записи, достаточный для установления ЗЯ в состояние, задаваемое входным словом. Минимально допустимый интервал между последовательными повторными операциями чтения или записи образует соответствующий цикл. Длительности циклов могут превышать времена чтения или записи, т.к. после этих операций до начала следующей может потребоваться время для восстановления необходимого начального состояния ЗУ.

Времена чтения, записи и длительности циклов – традиционные параметры, достаточные для оценки быстродействия простых структур ЗУ. Для многих современных ЗУ они должны быть дополнены новыми. Причиной является более сложный характер доступа к хранимым данным, когда обращение к первому слову некоторой группы слов (страницы, пакета) требует большего времени, чем обращение к последующим. Для таких режимов вводят параметры времени доступа при первом обращении (Latency) и темпа передач для последующих слов пакета.

Применительно к ЗУ используется также параметр, называемый полосой пропускания или производительностью, и определяемый как произведение числа считываемых (или записываемых) в секунду слов на их разрядность. Например, ЗУ с темпом передачи слов 50 МГц при их разрядности 8 бит имеет полосу пропускания (производительность) 400 Мбит/с.

Перечисленные динамические параметры являются эксплуатационными (измеряемыми). Кроме них существует ряд режимных параметров, обеспечение которых необходимо для нормального функционирования ЗУ, поскольку оно имеет несколько сигналов управления, сигналы адресации данных и самих данных и для них должно быть обеспечено определенное взаимное положение во времени. Для этих сигналов задаются длительности и ограничения по взаимному положению во времени.

Важным для микросхем памяти является свойство энергонезависимости, т.е. способность ЗУ сохранять данные при отключении напряжения питания. Энергонезависимость может быть естественной, т.е. присущей самим ЗЭ, или искусственной, достигаемой введением резервных источников питания, автоматически подключаемых к накопителю ЗУ при снятии основного питания или же дополнением схемы ЗУ специальными вспомогательными энергонезависимыми элементами памяти.

Классификация современных ЗУ

Для классификации ЗУ (см. рисунок на следующей странице) важнейшим признаком является способ доступа к данным.

При адресном доступе код на адресных входах указывает ячейку, с которой ведется обмен. Все ячейки адресной памяти в момент обращения равнодоступны. Эти ЗУ наиболее разработаны, и другие виды памяти часто строят на основе адресной с соответствующими модификациями.

Адресные ЗУ делятся на RAM (Random Access Memory) и ROM (Read-Only Memoty). Русские синонимы термина RAM: ОЗУ (оперативные ЗУ) или ЗУПВ (ЗУ с произвольной выборкой). Оперативные ЗУ хранят данные, участвующие в обмене при исполнении текущей программы, которые могут быть изменены в произвольный момент времени. Современные ОЗУ, как правило, не обладают энергонезависимостью (этим свойством обладают новые перспективные варианты ОЗУ, которые, возможно, вскоре начнут заменять существующие).

В ROM (русский эквивалент – ПЗУ, т.е. постоянные ЗУ) содержимое либо вообще не изменяется, либо изменяется, но редко и в специальном режиме. Для рабочего режима это "память только для чтения".

Постоянная памятьтипа Mask ROM, обозначенная как ROM(M), программируется при изготовлении методами интегральной технологии с помощью масок. На русском языке ее можно назвать памятью типа ПЗУМ (ПЗУ масочные). Для потребителя это в полном смысле слова постоянная память, т.к. изменить ее содержимое он не может.

В следующих четырех разновидностях ROM в обозначениях присутствует буква Р (от Programmable) Это программируемая пользователем память (в русской терминологии ППЗУ). В память типов PROM и EPROM-OTP содержимое записывается однократно (ОТР означает One Time Programmable). В ЗУ типов EPROM, EEPROM и FLASH содержимое может быть изменено путем стирания старой информации и записи новой. В памяти EPROM (Erasable Programmable ROM) стирание выполняется облучением кристалла ультрафиолетовыми лучами, ее русское название РПЗУ-УФ (репрограммируемое ПЗУ с УФ-стиранием).

В EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) стирание производится электрическими сигналами, ее русское название РПЗУ-ЭС (репрограммируемое ПЗУ с электрическим стиранием) или ЭСППЗУ (электрически стираемое программируемое ПЗУ). Запись данных в EPROM, EEPROM и FLASH производится электрическими сигналами.

Программирование PROM, EPROM и EEPROM производится в обычных лабораторных условиях. Для ЗУ типов PROM и EPROM это делается с помощью программаторов. Для EEPROM возможно также использование специальных режимов для программирования без изъятия микросхемы из устройства, в котором она используется. Запоминающие элементы памяти типа FLASH принципиально подобны применяемым в EPROM и EEPROM, но эта память имеет структурные и технологические особенности, позволяющие выделить ее в отдельный вид.

RAM делятся на статические и динамические. В статических RAM запоминающими элементами являются триггеры, сохраняющие свое состояние, пока схема находится под питанием и нет новой записи данных. В динамических RAM данные хранятся в виде зарядов конденсаторов, образуемых элементами МОП-структур. Саморазряд конденсаторов ведет к разрушению данных, поэтому они должны периодически (каждые несколько миллисекунд) регенерироваться, что усложняет эксплуатацию ЗУ. В то же время плотность упаковки элементов динамической памяти в несколько раз превышает плотность упаковки, достижимую в статических RAM, поэтому динамические ЗУ имеют намного более высокую информационную емкость и в несколько раз дешевле более быстродействующих статических.

Разработаны также ЗУ с динамическими запоминающими элементами, имеющие внутреннюю встроенную систему регенерации, у которых внешнее поведение становится аналогичным поведению статических ЗУ.

Статические ОЗУ в английской и международной терминологии называются SRAM (Static RAM), а динамические - DRAM (Dynamic RAM).

Статические ОЗУ разделены в классификации на асинхронные и синхронные. Асинхронные ОЗУ названы также стандартными, т.к. до недавнего времени они были практически единственными представителями статических микро схем памяти и наиболее привычны для потребителя. В асинхронных ЗУ после произвольного по времени обращения к памяти до выдачи данных ходит определенное время, которое является параметром самой памяти не связанным с параметрами системы синхронизации процессора. Ввиду отсутствия увязки моментов обращения к памяти и моментов выработки ею готовых данных с синхросигналами процессора могут возникать дополнительные задержки обмена данными между ЗУ и процессором.

Асинхронные статические ОЗУ можно разделить на нетактируемые и тактируемые. В нетактируемых сигналы управления могут задаваться как импульсами, так и уровнями. В тактируемых ЗУ некоторые сигналы обязательно должны быть импульсными (например, сигнал разрешения работы CS в каждом цикле должен переходить из пассивного состояния в активное).

В синхронных ОЗУ длительности этапов работы памяти жестко связаны с синхросигналами системы, и это позволяет исключить неоправданные потери времени при обмене данными между памятью и процессором, а также организовать конвейерную обработку данных. Таким образом, синхронность памяти является средством повышения ее быстродействия. Это важный способ повышения быстродействия, применяемый как в статических, так и в динамических микросхемах памяти.

Статические ОЗУ выполняются как однопортовые (обычные) и многопортовые. Многопортовые ЗУ специализированы для определенных применении. В них возможны одновременные обращения более чем к одной ячейке, например, в двупортовых ЗУ возможно считывание информации из одной ячейки и одновременная запись в другую. Подобные режимы полезны при разделении памяти между двумя или более абонентами.

Динамические ЗУ характеризуются наибольшей информационной емкостью и невысокой стоимостью, поэтому именно они используются как основная память ЭВМ.Базовая структура динамических ЗУ названа стандартной. Поскольку желательно получить от основной памяти ЭВМ максимально возможное быстродействие, разработаны многочисленные способы его повышения.

Статические ЗУ в 4-5 раз дороже динамических и приблизительно во столько же раз меньше по максимально достижимой информационной ёмкости. Их достоинством является высокое быстродействие, а типичной областью использования - схемы кэш-памяти, буферы FIFO и LIFO память данных небольшой емкости для микроконтроллеров, быстродействующих коммуникационных устройств и т.п.

В ЗУ с последовательным доступом записываемые данные образуют некоторую очередь. Считывание происходит из очереди слово за словом либо в порядке записи, либо в обратном порядке. Моделью такого ЗУ является последовательная цепочка запоминающих элементов, в которой данные передаются между соседними элементами.

Прямой порядок считывания имеет место в буферах FIFO с дисциплиной "первый пришел – первый вышел" (First In – First Out), а также в файловых и циклических ЗУ.

Разница между памятью FIFO и файловым ЗУ состоит в том, что в FIFO запись в пустой буфер сразу же становится доступной для чтения, т.е. слово поступает в конец цепочки (модели ЗУ). В файловых ЗУ данные поступают в начало цепочки и появляются на выходе после некоторого числа обращений, равного числу элементов в цепочке. При независимости операций считывания и записи фактическое расположение данных в ЗУ на момент считывания не связано с каким-либо внешним признаком. Поэтому записываемые данные объединяют в блоки, обрамляемые специальными символами конца и начала (файлы). Прием данных из файлового ЗУ начинается после обнаружения приемником символа начала блока.

В циклических ЗУ слова доступны одно за другим с постоянным периодом, определяемым емкостью памяти. К такому типу среди полупроводниковых ЗУ относится видеопамять (VRAM).

Считывание в обратном порядке свойственно стековым ЗУ, для которых реализуется дисциплина "последний пришел – первый вышел". Такие ЗУ называют буферами LIFO (Last In – First Out).

Время доступа к конкретной единице хранимой информации в последовательных ЗУ представляет собою случайную величину. В наихудшем случае для такого доступа может потребоваться просмотр всего объема хранимых данных.

Ассоциативный доступреализует поиск информации по некоторому признаку, а не по ее расположению в памяти (адресу или месту в очереди). В наиболее полной версии все хранимые в памяти слова одновременно проверяются на соответствие признаку, например, на совпадение определенных полей слов (тегов – от англ. tag) с признаком, задаваемым входным словом (теговым адресом). На выход выдаются слова, удовлетворяющие признаку. Дисциплина выдачи слов, если тегу удовлетворяют несколько слов, а также Дисциплина записи новых данных могут быть разными. Основная область применения ассоциативной памяти в современных ЭВМ – кэширование данных.

Основные структуры запоминающих устройств

Многочисленные варианты ЗУ имеют много общего с точки зрения структурных схем, что делает рациональным изучение некоторых обобщенных структур с последующим описанием особенностей и запоминающих элементов для конкретных ЗУ.

Общность структур адресных ЗУ особенно проявляется для статических ОЗУ и памяти типа ROM. Для статических ОЗУ и памяти типа ROM характерны структуры 2D, 3D, 2DM и блочные структуры на их основе.

Структура 2D

В структуре 2D (см. рисунок на следующей странице) запоминающие элементы ЗЭ организованы в прямоугольную матрицу размерностью М = k x m, где М – информационная емкость памяти в битах; k – число хранимых слов; m – их разрядность.

Дешифратор адресного кода DC при наличии разрешающего сигнала CS (Chip Select) активизирует одну из выходных линий, разрешая одновременный доступ ко всем элементам выбранной строки, хранящей слово, адрес которого соответствует номеру строки. Элементы столбца соединены вертикальной линией – внутренней линией данных (разрядной линией, линией записи/считывания). Элементы столбца хранят одноименные биты всех слов. Направление обмена определяется усилителями чтения/записи под воздействием сигнала R/W (Read – чтение, Write – запись).

Структура типа 2D применяется лишь в ЗУ малой информационной емкости, т.к. при росте емкости проявляется несколько ее недостатков, наиболее очевидным из которых является чрезмерное усложнение дешифратора адреса (число выходов дешифратора равно числу хранимых слов).

Структура 3D

Структура 3D позволяет резко упростить дешифраторы адреса с помощью двухкоординатной выборки запоминающих элементов. Принцип двухкоординатной выборки поясняется на примере ЗУ типа ROM (см. рисунок на следующей странице), реализующего только операции чтения данных.

Здесь код адреса разрядностью n делится на две половины, каждая из которых декодируется отдельно. Выбирается запоминающий элемент, находящийся на пересечении активных линий выходов обоих дешифраторов. Таких пересечений будет как раз

2n/2 x 2n/2 = 2n

Суммарное число выходов обоих дешифраторов составляет

2n/2 + 2n/2 = 2n/2+1,

что гораздо меньше, чем 2n при реальных значениях n.

Уже для ЗУ небольшой емкости видна эта существенная разница: для структуры 2D при хранении 1К слов потребовался бы дешифратор с 1024 выходами, тогда как для структуры типа 3D нужны два дешифратора с 32 выходами каждый. Недостатком структуры 3D в первую очередь является усложнение элементов памяти, имеющих двухкоординатную выборку.

Структуры типа 3D имеют также довольно ограниченное применение, поскольку в структурах типа 2DM сочетаются достоинства обеих рассмотренных структур – упрощается дешифрация адреса и не требуются запоминающие элементы с двухкоординатной выборкой.

Структура 2DM

ЗУ структуры 2DM (2D модифицированная) (см. следующий рисунок) для матрицы запоминающих элементов с адресацией от дешифратора DCx имеет как бы характер структуры 2D: возбужденный выход дешифратора выбирает целую строку. Однако в отличие от структуры 2D, длина строки не равна разрядности хранимых слов, а многократно ее превышает. При этом число строк матрицы уменьшается и, соответственно, уменьшается число выходов дешифратора. Для выбора одной из строк служат не все разряды адресного кода, а их часть An-1...Ak. Остальные разряды адреса (от Аk-1 до А0) используются, чтобы выбрать необходимое слово из того множества слов, которое содержится в строке. Это выполняется с помощью мультиплексоров, на адресные входы которых подаются коды Аk-1...А0. Длина строки равна m2k, где m - разрядность хранимых слов. Из каждого "отрезка" строки длиной 2k мультиплексор выбирает один бит. На выходах мультиплексоров формируется выходное слово По разрешению сигнала CS, поступающего на входы ОЕ управляемых буферов с тремя состояниями, выходное слово передается на внешнюю шину.

На предыдущем рисунке для большей наглядности структура 2DM показана на примере ROM. На следующем рисунке структура 2DM в более общем виде показана для ЗУ типа RAM с операциями чтения и записи. Из матрицы М по-прежнему счи-тывается "длинная" строка.

Данные в нужный отрезок этой строки записываются (или считываются из нее) управляемыми буферами данных BD, воспринимающими выходные сигналы второго дешифратора DCY, и выполняющими не только функции мультиплексирования, но и функции изменения направления передачи данных под воздействием сигнала R/W.

Память с последовательным доступом

Память с последовательным доступом строится либо с использованием продвижения данных в цепочке элементов (по подобию с регистрами сдвига). либо с хранением данных в адресном ЗУ при необходимом управлении адресом доступа.

Основными представителями этого вида памяти являются видеопамять, буфер FIFO и стек (буфер LIFO).

Буфер FIFO

Буфер FIFO, пример структуры которого приведен на следующем, представляет собою ЗУ для хранения очередей данных (списков) с порядком выборки слов, таким же, что и порядок их поступления. Интервалы между словами могут быть совершенно различными, т.к. моменты записи слова в буфер и считывания из него задаются внешними сигналами управления независимо друг от друга.

Возможность иметь разный темп приема и выдачи слов необходима, например, если приемник способен принимать данные, поступающие регулярно некоторой частотой, а источник информации выдает слова в более быстром темпе и, может быть, к тому же не регулярно. Такие данные поступают в их темпе в буфер FIFO, а из него считываются регулярно с необходимой для приемника данных частотой. Новое слово ставится в конец очереди, считывание осуществляется с начала очереди.

В схеме (см. рисунок выше) перед началом работы оба счетчика адресов CTR1, и CTR2 сбрасываются. При записи адреса увеличиваются на единицу при каждом обращении, т.е. возрастают, начиная с нулевого. То же происходит при чтении слов, так что адрес чтения всегда "гонится" за адресом записи. Если адреса сравняются при чтении, то буфер пуст. Если адреса сравняются при записи, то буфер полон (адресами занята вся емкость счетчика). Эти ситуации отмечаются соответствующими сигналами. Если буфер полон, то нужно прекратить прием данных, а если пуст, то нужно прекратить чтение. Очередь удлиняется или укорачивается в зависимости от разности чисел записанных и считанных слов. Переход через нуль осложнений не вызывает. Задачу построения стека можно решить принципиально аналогичным способом. Эта задача встречается в дальнейшем изложении при рассмотрении структуры микропроцессора.

Кэш-память

Кэш-память запоминает копии информации, передаваемой между устройствами (прежде всего между процессором и основной памятью). Она имеет небольшую емкость в сравнении с основной памятью и более высокое быстродействие (реализуется на триггерных элементах памяти).

При чтении данных сначала выполняется обращение к кэш-памяти (см. следующий рисунок). Если в кэше имеется копия данных адресованной ячейки основной памяти, то кэш вырабатывает сигнал Hit (попадание) и выдает данные на общую шину данных. В противном случае сигнал Hit не вырабатывается и выполняется чтение из основной памяти и одновременное помещение считанных данных в кэш.

Эффективность кэширования обуславливается тем, что большинство прикладных программ удовлетворяют принципу локальности или, иначе говоря, имеют гнездовой характер обращений, при котором адреса последовательных обращений к памяти образуют, как правило, компактную группу. Поэтому после первого обращения к относительно медленной основной памяти повторные обращения (уже к кэшу) требуют меньше времени; К тому же при использовании процессором кэш-памяти основная память освобождается, и могут выполняться регенерация данных в динамическом ЗУ или использование памяти другими устройствами.

Объем кэш-памяти много меньше емкости основной памяти и любая единица информации, помещаемая в кэш, должна сопровождаться дополнительными данными (тегом), определяющими, копией содержания какой ячейки основной памяти она является.

В полностью ассоциативнойкэш-памяти (FACM, Fully Associated Cache Memory), см. рисунок на следующей странице, каждая ячейка хранит данные, а в поле "Тег" – полный физический адрес информации, копия которой записана. При любых обменах физический адрес запрашиваемой информации сравнивается с полями "Тег" всех ячеек и при совпадении их в любой ячейке устанавливается сигнал Hit.

При чтении и значении сигнала Hit = 1 данные выдаются на шину данных, если же совпадений нет (Hit = 0), то при чтении из основной памяти данные вместе с адресом помещаются в свободную или наиболее давно не используемую ячейку кэш-памяти.

При записи данные вместе с адресом сначала, как правило, размещаются в кэш-памяти (в обнаруженную ячейку при Hit = 1 и свободную при Hit = 0) Копирование данных в основную память выполняется под управлением специального контроллера, когда нет обращений к памяти.

Вопрос №12

Особенности

Использована AVR расширенная RFSC архитектура

Мощный набор из 121 команды, большинство которых выполняется за один машинный цикл

Емкость внутри системно программируемой Flash памяти 128 Кбайт (АТmega103), 1000 циклов стирания/записи

SPI интерфейс внутрисистемного программирования

Емкость встроенной EEPROM 4 Кбайт ATmega103, 100000 циклов стирания/записи

Встроенная RAM емкостью 4 Кбайт

32 8-разрядных регистра общего назначения, набор регистров управления периферией

32 программируемых линии I/O, 8 линий выхода, 8 линий входа

Программируемые последовательные UART и SPI интерфейсы

Диапазон напряжений питания от 4,0 В до 6,0 В АТmega103

Диапазон тактовых частот от 0 до 6 МГц АТmega103

Производительность до 6 MIPS при частоте 6 МГц

Встроенная система реального времени с отдельным генератором

Два 8-разрядных таймера/счетчика с отдельным предделителем и ШИМ

1б-разрядный таймер/счетчик с отдельным предделителем, режимами захвата/ Сравнения и двойным ШИМ с разрядностью 8, 9 или 10 разрядов

Программируемый сторожевой таймер с встроенным генератором

Встроенный аналоговый компаратор

8-канальный 10-разрядный аналого-цифровой преобразователь

Режимы энергосбережения Idle, Power Save и Power Down

Программная установка тактовой частоты

Программная блокировка защиты программных средств

Вопрос №13

Методы адресации и система команд

Основы информатики | Внешние запоминающие устройства

Устройства внешней памяти или, иначе, внешние запоминающие устройствавесьма разнообразны. Их можно классифицировать по целому ряду признаков: по виду носителя, типу конструкции, по принципу записи и считывания информации, методу доступа и т.д.Один из возможных вариантов классификации ВЗУ приведен на рис. 2.6.

Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) – это электромеханические запоминающие устройства, которые характеризуются большим объемом хранимой информации и низким (по сравнению с электронной памятью) быстродействием. К ВЗУ относятся накопители на магнитной ленте (НМЛ), накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД), накопители на оптических дисках (НОД) и др.

Рис. 2.6.Классификация ВЗУ

Носитель информации – это материальный объект, способный хранить информацию. Например, в первых ЭВМ носителями информации являлись бумажные ленты и карты, на которых были пробиты (перфорированы) отверстия.

При магнитной записи информации с помощью записывающей головки происходит изменение магнитной индукции носителя. Носитель изготавливают из ферромагнитного материала. Располагается носитель на подложке, в качестве которой может выступать пластмассовая пленка, металлические или стеклянные диски.

Ток, протекающий по обмотке записывающей головки, создает в сердечнике (магнитопроводе) магнитный поток. Через узкий зазор в сердечнике магнитный поток намагничивает носитель в одном из двух направлений, что зависит от направления протекающего по обмотке тока. Разные направления намагниченности носителя соответствуют логическому нулю или логической единице. Таким образом, записывающая головка – это маленькие электромагниты, которые своим электромагнитным полем изменяют ориентацию магнитных доменов в носителе в зависимости от полярности протекающего в обмотке тока.

При считывании информации с ленты или диска движущийся намагниченный носитель индуцирует в считывающей головке электродвижущую силу. Полярность возникающего на обмотке напряжения зависит от направления намагниченности носителя.

Накопители на магнитных дисках включают в себя ряд систем:

ü элекромеханический привод, обеспечивающий вращение диска;

ü блок магнитных головок для чтения и записи;

ü системы установки (позиционирования) магнитных головок в нужное для записи или чтения положение;

ü электронный блок управления и кодирования сигналов.

Дискета – гибкий пластиковый диск с нанесенным на обе стороны магнитным покрытием, заключенный в достаточно твердый пластиковый конверт для предохранения от механических повреждений. Информация на диск наносится вдоль концентрических окружностей (рис. 2.7) – дорожек.

Каждая дорожка разбита на несколько секторов (обычно 18) – минимально возможных адресуемых участков. Стандартная емкость сектора – 512 байт.

Рис. 2.7. Логическая структура поверхности магнитного диска

Процедура разметки нового диска – нанесение секторов и дорожек – называется форматированием. Одноименные сектора обеих поверхностей образуют кластеры. В центре дискеты имеется приспособление для захвата и обеспечения вращения диска внутри пластмассового корпуса. Дискета вставляется в дисковод, который вращается с постоянной угловой скоростью. Магнитные головки примыкают к обеим поверхностям и при вращении диска проходят мимо всех кластеров дорожки. Перемещение головок по радиусу с помощью шагового двигателя обеспечивает доступ к каждой дорожке. Запись/чтение осуществляется целым числом кластеров, обычно под управлением операционной системы.

Для дискет формата 3,5’’ максимальная емкость составляет 2,88 Мб, самый распространенный формат емкости для них – 1,44 Мб.

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

Накопителем на гибких дисках является дисковод ZIP фирмы Iomega. Накопитель подобен дискете по принципу действия, (но емкостью около 100 Мб) и вставляется в специальный дисковод. Носитель информации имеет гибкую основу, сам накопитель использует эффект Бернулли.

Основная идея такого накопителя заключается в следующем. Воздушные потоки, возникающие вследствие вращения гибкого диска, вызывают изгиб части поверхности диска, находящейся под головкой. Однако диск не соприкасается с головкой, и между ними остается небольшой, достаточно стабильный зазор, который обеспечивается потоками воздуха. Этот эффект позволяет использовать более плотную запись информации.

Жесткий магнитный диск (винчестер, HDD – Hard Disk Drive) –накопитель, предназначенный для долговременного хранения всей имеющейся в компьютере информации. Операционная система, постоянно используемые программы загружаются с жесткого диска, на нем хранится большинство документов. Жесткий диск является несменным носителем.

Жесткий диск представляет собой герметичную коробочку (рис. 2.8), внутри которой спрятано несколько дисков, покрытых магнитным слоем. Над ними очень быстро движутся несколько головок чтения-записи.

Рис. 2.8. Жесткий диск

Винчестер содержит набор пластин, представляющих собой чаще всего металлические диски, покрытые магнитным материалом (гамма-феррит-оксид, феррит бария, окись хрома и т.п.) и соединенные между собой при помощи шпинделя (вала, оси). Жесткие диски изготавливаются из алюминия, латуни, керамики или стекла. Для записи данных используются обе поверхности дисков. Шпиндель вращается с высокой постоянной скоростью (» 8000 оборотов в минуту). Вращение головок осуществляется с помощью двух электродвигателей. Данные записываются или считываются с помощью головок записи и считывания, по одной на каждую поверхность диска. На рис. 2.9 для упрощения показаны головки, расположенные только с одной стороны диска.

Рис. 2.9. Устройство жесткого диска

Запись информации на диск ведется по строго определенным местам – концентрическим дорожкам (трекам). Дорожки, как и в случае гибких дисков, делятся на сектора. Специальный двигатель с помощью кронштейна позиционирует головку над заданной дорожкой (перемещает ее в радиальном направлении). При повороте диска головка располагается над нужным сектором. Очевидно, что все головки перемещаются одновременно и считывают информацию с одинаковых дорожек разных дисков. Дорожки винчестера с одинаковыми порядковыми номерами, расположенные на разных дисках, называются цилиндром.

Внутренняя полость винчестера заполняется очищенным от пыли воздухом, а внутри корпуса поддерживается атмосферное давление. При вращении диски создают сильный поток воздуха, который постоянно очищается фильтром.

Основные параметры жесткого диска.

ü Емкость – винчестер имеет объем от 40 Гб до 200 Гб и более.

ü Скорость чтения данных. Средний сегодняшний показатель – около 8 Мбайт/с.

ü Среднее время доступа. Измеряется в миллисекундах и обозначает то время, которое необходимо диску для доступа к любому выбранному вами участку. Средний показатель – 9 мс.

ü Скорость вращения диска. Показатель, напрямую связанный со скоростью доступа и скоростью чтения данных. Скорость вращения жесткого диска в основном влияет на сокращение среднего времени доступа (поиска). Повышение общей производительности особенно заметно при выборке большого числа файлов.

ü Размер кэш-памяти – быстрой буферной памяти небольшого объема, в которую компьютер помещает наиболее часто используемые данные. У винчестера есть своя кэш-память размером до 8 Мбайт.

ü Фирма-производитель. Освоить современные технологии могут только крупнейшие производители, потому что организация изготовления сложнейших головок, пластин, контроллеров требует крупных финансовых и интеллектуальных затрат. В настоящее время жесткие диски производят семь компаний: Fujitsu, IBM-Hitachi, Maxtor, Samsung, Seagate, Toshiba и Western Digital. При этом каждая модель одного производителя имеет свои, только ей присущие особенности.

В ПК используются также диски с высокой плотностью записи, на поверхности которых для более точного позиционирования магнитной головки используется лазерный луч. По внешнему виду эти диски напоминают 3,5-дюймовые дискеты, но имеют более жесткую конструкцию. Накопители на флоппи дисках – выполняют обычную магнитную запись информации, но со значительно большей плотностью размещения дорожек на поверхности диска. Такая плотность достигается ввиду наличия на дисках специальных нанесенных лазерным лучом серводорожек, служащих при считывании/записи базой для позиционирования лазерного луча, и соответственно, магнитной головки, жестко связанной с лазером. Стандартная емкость флоппи диска 20,8 Мбайта; накопители сверхвысокой плотности записи (VHD - Very High Density) используют кроме лазерного позиционирования еще и специальные дисководы, обеспечивающие иную технологию записи/считывания – "перпендикулярного" способа записи вместо обычного "продольного".

По способу организации записи и считывания оптические диски могут быть разделены на три класса: только для чтения CD-ROM (Read Only), с однократной записью и многократным считыванием СC-WORM (Continuous Composite Write Once Read Many) и с многократной перезаписью информации CD-RW (Compact Disc-ReWritable).

В основе записи информации с помощью лазера лежит модуляция интенсивности излучения лазера дискретными значениями 0 и 1. Излучение достаточно мощного лазера оставляет на поверхности диска метки, вызванные воздействием луча на металл. Поверхность диска предварительно покрывается тонким слоем металла – теллура.

При записи логической единицы луч прожигает в пленке теллура микроскопическое отверстие. Если единицы следуют одна за другой, то за счет вращения диска во время записи отверстие оказывается вытянутым вдоль дорожки. Запись ведется с большой плотностью – 630 дорожек на миллиметр. Длина всей спиральной дорожки около 5 км.

Таким способом изготавливается первичный «мастер диск», с которого затем производится тиражирование всей партии дисков методом литья под давлением.

При считывании информации с оптического диска луч считывающего лазера отражается от поверхности диска, кроме мест, выжженных записывающим лучом. Отраженные лучи с помощью оптической системы, состоящей из призм и линз, направляются на фотодетектор. Делитель луча отправляет отраженный луч по отдельной траектории к фотодетектору (рис. 2.10). Напряжение на выходе фотодетектора воспроизводит впадины и бугорки, имеющиеся на оптическом диске.

Рис. 2.10. Принцип работы оптических дисков

Технология записи на перезаписывающие диски иная.

Запись информации в магнитооптических накопителях осуществляется на диск из стекла, содержащий магнитный слой из сплава тербия, железа и кобальта. Этот сплав имеет низкую температуру Кюри (около 145°С). Температура Кюри – это такая температура, при которой появляется возможность перемагнитить данный сплав. С помощью лазера нагревают небольшой участок диска до температуры Кюри и прикладывают магнитное поле нужного направления. После остывания данный участок запоминает направление намагниченности.

Для считывания данных используют эффект Керра, который проявляется в изменении направления поляризации лазерного луча, отраженного от намагниченной поверхности.

Более высокой плотностью записи обладают диски DVD (Digital Video Disc). Информация на этих дисках может быть размещена на одной либо на обеих сторонах, в одном либо в двух слоях. Переключение между слоями осуществляется фокусировкой лазера на требуемом расстоянии.

Классическим способом резервного копирования является применение стримеров – устройств записи на магнитную ленту. Однако возможности этой технологии как по емкости, так и по скорости, сильно ограничены физическими свойствами носителя. Стример по принципу действия очень похож на кассетный магнитофон. Данные записываются на магнитную ленту, протягиваемую мимо головок. Недостатком стримера является слишком большое время последовательного доступа к данным при чтении. Емкость стримера достигает нескольких Гбайт, что меньше емкости современных винчестеров, а время доступа во много раз больше.

В качестве стримера порой используют обычный видеомагнитофон. Для этого компьютер должен быть укомплектован специальной платой – «АрВид».

Устройства, основанные на кристаллах электрически перепрограммируемой памяти, не имеющие подвижных частей, называютсяфлэш-память. Физический принцип организации ячеек флэш-памяти можно считать одинаковым для всех выпускаемых устройств, как бы они ни назывались. Различаются такие устройства по интерфейсу и применяемому контроллеру, что обусловливает разницу в емкости, скорости передачи данных и энергопотреблении.

USBFlashDrive– последовательный интерфейс USB с пропускной способностью 12 Мбит/с или его современный вариант USB 2.0 с пропускной способностью до 480 Мбит/с. Сам носитель заключен в обтекаемый компактный корпус, напоминающий автомобильный брелок. Может служить не только «переносчиком» файлов, но и работать как обычный накопитель – с него можно запускать приложения, воспроизводить музыку и сжатое видео, редактировать и создавать файлы.

PCCard(PCMCIAATA) – основной тип флэш-памяти для компактных компьютеров. В настоящее время существует четыре формата карточек PC Card: Type I, Type II, Type IIIи CardBus, различающиеся размерами, разъемами и рабочим напряжением. Емкость PC Card достигает 4 Гб, скорость – 20 Мб/с при обмене данными с жестким диском.

MirrorBitFlash,разработанная компанией AMD, основана на технологии хранения в ячейке двух бит. Каждая ячейка разделена на симметричные (зеркальные) половинки изолирующим слоем из нитрида кремния и, таким образом, имеет удвоенную емкость. За счет «зеркальности» более быстро формируется стандартная 16-битная страница данных, что увеличивает скорость обмена. Чипы семейства MirrorBit имеют емкость 64 Мбит и могут быть установлены на большинство современных типов твердотельных устройств памяти.

CompactFlash(CF) – самый распространенный, универсальный и перспективный формат. Легко подключается к любому ноутбуку. Основная область применения – цифровая фотография. По емкости (до 3 Гбайт) сегодняшние CF-карты не уступают IBM Microdrive, однако отстают по скорости обмена данными (около 2 Мбайт/с).

MiniatureCard(MC) – карточка флэш-памяти, предназначена в основном для карманных компьютеров, мобильных телефонов и цифровых фотокамер. Стандартная емкость составляет 64 Мбайт.

SmartMedia– основной формат для карт широкого применения от банковских и проездных в метро до удостоверений личности. Тонкие пластинки весом 2 грамма имеют открыто расположенные контакты, но значительная для таких габаритов емкость (до 128 Мбайт) и скорость передачи данных (до 600 Кбайт/с) обусловили их проникновение в сферу цифровой фотографии и носимых МР3-устройств.

MemoryStick– «эксклюзивный» формат фирмы Sony, практически не используется другими компаниями. Максимальная емкость — 256 Мбайт, скорость передачи данных доходит до 410 Кбайт/с, цены сравнительно высокие.

xDPictureCard(extremeDigital)является новым типом флэш-памяти, разработанным компанией Toshiba специально для цифровых фотоаппаратов. В момент написания учебника – это самое миниатюрное устройство флэш-памяти. Благодаря использованию технологии NAND не имеет ограничений на максимальный объем.

классификация, принцип работы, основные характеристики

Запоминающее устройство (память) компьютера предназначено для хра­нения данных и программ для их обработки. Память компьютера дискретна, она состоит из отдельных ячеек. Наименьший элемент памяти — бит — дво­ичный разряд. В нем хранится двоичный код (0 или 1). Восемь последова­тельных двоичных разрядов составляют байт. Максимальное количество байтов, которое может быть одновременно обработано командой процессора, называется машинное слово, длиной которого определяется разрядность процессора

Объем памяти компьютера измеряется в байтах и их производных: кило­байтах (1 Кб = 1024 б), мегабайтах (1Мб = 1024 Кб), гигабайтах (1Гб = = 1024 Мб) и т. д. Основными характеристиками запоминающих устройств являются быстродействие и емкость.

Память компьютера имеет многоуровневый характер. Такое сочетание запоминающих систем называется иерархией памяти компьютера.

Память компьютера по способу организации и использования можно разделить на внутреннюю и внешнюю.

Внутренняя память компьютера включает в себя оперативную памяти, постоянную памяти, кэш-память.

Оперативная память (оперативное запоминающее устройство — ОЗУ или Random Access Memory — RAM) — энергозависимое, быстродействующее

запоминающее устройство, предназначенное для хранения информации (программ и данных), непосредственно участвующей в вычислительном процессе на текущем этапе функционирования ПК. ОЗУ — энергозависимая память: при отключении напряжения питания информация, хранящаяся в ней, теряется.

Постоянная память (постоянное запоминающее устройство — ПЗУ или Read Only Memory — ROM) используется для хранения неизменяемой ин­формации: загрузочные программы ОС, программы тестирования устройств компьютера и некоторых драйверов базовой системы ввода-вывода (BIOS -Basic Input-Output System) и др. Из ПЗУ можно только считывать информацию.

Кэш-память — высокоскоростная память сравнительно большой емкости, которая является буфером между оперативной памятью и микропроцессором и позволяющая увеличить скорость выполнения операций. В кэш-памяти хранятся данные, которые микропроцессор получил и будет использовать в бли­жайшие такты своей работы. Микропроцессоры, начиная от МП 80486, имеют свою встроенную кэш-память (или кэш-память 1-го уровня). Кэш-память 2-го уровня размещается на материнской плате вне микропроцессора и хранит дан­ные и результаты, обрабатываемые процессором в текущий момент времени.

Внешняя память компьютера предназначена для долговременного хране­ния информации. Внешние ЗУ также называют накопителем.

Накопители бывают внешними (собственный корпус и источник питания), встроенными в корпус компьютера, со сменными и несменными носителями, с носителями разной формы (диски, ленты). Накопители имеют разные характеристики: максимально возможный объем хранимой информации, время доступа.

Накопители на магнитных лентах называются стримерами. В современ­ных стримерах используются специальные кассеты (картриджи) с магнит­ной лентой. Стримеры имеют разные стандарты, определяющие интерфейс с компьютером, формат магнитной ленты, методы кодирования и сжатия.

Отличительной особенностью накопителей на дисках является использо­вание в качестве носителей информации дисков разного диаметра, отличаю­щихся форм-фактором. Выпускаются носители с форм-фактором (размером) 1,8", 2,5", 3,5", 5,25".

Жесткие несменные диски называются винчестерами. Они представляют собой систему, состоящую из механического привода головок чтения-записи, нескольких носителей и контроллера, обеспечивающего работу всего уст­ройства. Магнитная головка (несколько магнитных головок в специальном позиционере) является одной из наиболее важных частей устройства. Носи­тель информации состоит из нескольких дисков, каждый из которых имеет две рабочие поверхности. При записи информации используются магнитные свойства слоя, нанесенного на поверхность.

Гибкие диски (floppy) в зависимости от размера бывают двух видов — 5,25". и 3,5". Операции чтения/записи осуществляются контактным способом,

т. е. при соприкосновении магнитной головки устройства с поверхностью носителя. У таких носителей невысокая плотность записи, скорость обмена, значительное время доступа.

Магнитооптические диски имеют различную емкость от 128 Мбайт до 640 Мбайт. Запись производится после нагревания лазером магнитного слоя до определенной температуры. Надежность хранения информации обес­печивается тем, что при обычной температуре информация не подвержена действию внешних магнитных полей.

Устройства CD-ROM используют носители емкостью до 650 Мбайт, пред­ставляющие собой диски со светоотражающим слоем на одной стороне, где хранится информация. На диск нанесена дорожка-спираль от центра к краю диска, состоящая из отражающих и не отражающих свет точек; считывание производится лазерным лучом.

Накопители CD-R позволяют лишь однократно записывать информацию на диски. Луч лазера прожигает пленку на поверхности диска, меняя его отражающую способность. Перезапись при этом невозможна. Такие диски считываются на любом приводе CD-ROM.

Накопители CD-RW позволяют делать многократную запись на диск. Здесь используются свойство рабочего слоя переходить под воздействием лазерного луча в кристаллическое или аморфное состояние, имеющие разную отражательную способность.

Накопители DVD предназначены для хранения видео, аудио, высокого качества, компьютерной информации большого объема. Плотность записи выше, чем у обычных CD-ROM.+

Накопители DVD-RAM позволяют записывать и перезаписывать ин­формацию.

Накопители на сменных жестких дисках используют технологию винчес­теров. Параметры таких устройств приближаются к параметрам устройств с жесткими несъемными дисками.

В последние годы в ПК стали использоваться новые ЗУ — флэш-память. Модули или карты флэш-памяти могут устанавливаться прямо в разъемы материнской платы. Флэш-память обладает рядом преимуществ в использова­нии: высокая надежность и ударопрочность, малое энергопотребление. Одним из основных преимуществ флэш-памяти является ее компактность, поэтому она постепенно все активнее применяется для хранения и переноса данных.

Оперативное запоминающее устройство персонального компьютераКомпАс

11.12.2011 // Ирина   

 Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), используется для временного (краткосрочного) хранения информации и непосредственной работы с самим процессором, её иногда называют RAM-память с прямым доступом.

Зачем она вообще нужна, думаете вы? Дело в том, что вся информация (музыка, фильмы, тексты, картинки и др.) хранится в ПК на жестком диске, а чтобы вы могли все эти красоты видеть на экране монитора, слышать звук, работать с картинками и текстом, информация должна попасть в процессор. С жесткого диска считывание происходит медленно и тут на помощь приходит оперативная (быстрая) память. Её скорость в разы больше: данные, считываясь с жесткого диска, попадают к скоростному посреднику (ОЗУ) и затем в процессор, во много раз увеличивая быстродействие компьютера. В оперативной памяти хранится та информация, с которой в текущий момент человек работает. Другой вопрос, сколько данных может там находиться, и быстро ли они  будут исполняться. Это уже зависит от скорости и объема оперативной памяти (запоминающего устройства).

       Чем больше у компьютера оперативной памяти, тем лучше, т.к. компьютер сможет удержать в ней больше информации, с которой вы в настоящий момент работаете.

       Основная характеристика ОЗУ – объем, измеряется в мегабайтах (Мб) и гигабайтах (Гб). Актуальный объем – 512, 1024Мб (1Гб) и 2048 Мб (2Гб). Для работы с офисными приложениями вам будет достаточно 1Гб или даже 512Мб, для тех же, кто любит игры и работу с графикой желательно не меньше 2Гб.

       Часто встречаю вопрос, почему память объёмом 4Гб и более, Windows не видит. Ответ прост — 32х битные версии Windows: XP, Vista и Seven принципиально более 4 Гб оперативной памяти не могут использовать в силу своих внутренних (архитектурных) ограничений. То есть, вы установили такой объем памяти, а доступно будет от 2,7 до 3,75 Гб (смотрите в Свойствах системы: кликнув правой кнопкой мышки на значке Мой компьютер?Свойства?вкладка Общие). Использование всего объема ОЗУ в такой ситуации становится возможным только при замене операционной системы на 64х битную.

       Быстродействие всей системы напрямую связано также и с типом ОЗУ. Наиболее распространенные типы оперативной памяти: самая медленная DDR (100МГц-200МГц), DDR2 (400МГц – 800МГц) и самая быстрая DDR3 ( 800МГц – 1600МГц). Т.е., если у вас мощный процессор, а частота и объем оперативки малы, результата хорошего не ждите, мощность процессора полностью не будет использована.

       И последнее. После выключения или перезагрузки компьютера вся информация, находящаяся в ОЗУ стирается. Этот момент как раз и используется для решения очень многих проблем в работе компьютера, т.к. позволяет сбросить из оперативки зависшие или некорректно загруженные программы, возникшие в ходе работы ошибки.

Что такое оперативная память и оперативное запоминающее устройство

Частенько пользователь компьютера не понимает, что такое оперативная память, чем она может отличаться от ОЗУ, да и что такая аббревиатура значит, не говоря уже о путанице между терминами временная память и постоянная.

Что такое оперативная память и понятие оперативное запоминающее устройство

Оперативная память, так же, как и оперативное запоминающие устройство (ОЗУ) являются по смыслу определением примерно одного и того же, родственного, но всё же разница между ними есть, ведь оперативная память — это продукт модуля памяти или оперативного запоминающегося устройства.

Оперативная память, сама по себе, представляет область краткосрочного или по-другому временного хранения данных, как системных процессов операционной системы, так и процессов запущенного программного обеспечения компьютера, а вот модуль памяти (ОЗУ) – это уже устройство, конкретнее, плата с микросхемами. В простонародье частенько путают эти, казалось бы, отличающиеся термины.

Как работает оперативная память и зачем она нужна

Во время работы память оперативного запоминающегося устройства является временным буфером, в ней хранятся временные данные, процессы и т.д., между дисковыми накопителями и центральным процессором.

Вся информация: видео и аудио файлы, текстовые документы, изображения и фотографии, храниться на дисковом носителе, обычно это жёсткий диск и для использования информации, необходимо, что бы она была обработана центральным процессором. Для ускорения процесса загрузки и обработки данных процессором, между ним и постоянным запоминающим устройством, промежуточным звеном выступает именно оперативная память, которая во много раз увеличивает скорость передачи данных между этими компонентами компьютера.

Если информация обходила бы стороной оперативное запоминающее устройство, представленное в компьютере модулями (планками) памяти и записывалась бы сразу на жёсткий диск, то каждый процесс проходил бы на много дольше, по тому, что скорость обмена с жёстким диском очень низка, по сравнению со скоростью обмена с ОЗУ.

Для более глубокого понимания временной памяти, принцип которой на компьютере используется в ОЗУ, необходимо ознакомиться с примерами ниже.

Хорошим примером будет, является компьютерная игра. Только что установленная игра, не будучи запущенной, хранится на жёстком диске компьютера или твердотельном накопителе, в любом случае в постоянной памяти, и спокойно ожидает запуска. В этот момент такая программа как игра, не расходует ресурсы оперативного запоминающего устройства в виде памяти. Как только решение запустить игру, было принято, во временной памяти, а если быть точнее в оперативной, сразу же запускаются множество процессов и так в каждой программе.

Еще очень наглядным примером будет вырезанный текст, в такой офисной программе как Microsoft Word. Как только отрывок текста был выделен и вырезан, он оказывается в буфере обмена запущенного приложения и именно поэтому мы его ни где не сможем найти. Сам же буфер Word находится в оперативной памяти компьютера.

Важно знать, что модуль оперативной памяти является энергозависимым устройством и при выключении или перезагрузке компьютера вся хранящаяся информация, безвозвратно, исчезнет, а восстановить её так же как на жёстком диске не получится.

Сколько нужно оперативной памяти для нормальной работы компьютера

Объём оперативной памяти несомненно и прямым образом влияет на количество уже запущенный процессов программ и их корректную работу.

Чем больше в компьютере оперативной памяти, тем лучше, но на сколько правдиво это высказывание? На самом деле доля правды в этом высказывание несомненно есть, но зачем переизбыток оперативной памяти, столько, сколько на компьютере использоваться не будет? Поэтому, в целях, как практичности, так и экономии при правильном выборе комплектующих ПК нужно понимать, что на компьютере будет работать, какие приложения и программы, на сколько требовательные игры к системным ресурсам и т.д.

Так же стоит заметить, что от операционной системы тоже многое зависит, а точнее от её архитектурных ограничений так, например, Windows x86 - 32 разрядная ОС, поддерживает не много меньше 3,5 гигабайт оперативной памяти, чего вполне хватает для домашнего или офисного компьютера, а вот Windows x64 уже увеличивает грани в размерах. К примеру: старенькая Windows XP x64 поддерживает до 16 гигабайт оперативной памяти, а более поздние ОС соответственно ещё больше.

Если необходим конкретный ответ, то для офисного или домашнего компьютера хорошим признаком будет наличие от 2 до 4 гигабайт оперативной памяти, а для игрового ПК не менее 4 гигабайт, лучше если существует запас до 8 гигабайт. Многие желающих выделиться или действительно по необходимости, устанавливают 16 гигабайт оперативной памяти. Перед покупкой, не стоит забывать узнать какой максимальный размер памяти поддерживает материнская плата.

Как узнать имеющуюся оперативную память:

Правой кнопкой по надписи (значку) Компьютер (Мой компьютер), затем выбираем Свойства, в появившемся окне можно узнать сколько оперативной памяти установлено и задействовано.

Как узнать разрядность операционной системы:

В том же окне, и по той же инструкции можно узнать тип операционной системы (разрядность).

Увеличение размера оперативной памяти компьютера путём установки модулей оперативной памяти

Если оперативной памяти на компьютере перестало хватать, временная информация сохраняется в файле подкачки операционной системы. Этот вариант работает, но как было указанно ранее, скорость обмена данными будет очень заниженной по сравнению с использованием памяти ОЗУ. К тому же самый дешёвый, а возможно и действенный способ модернизации персонального компьютера – это увеличение оперативной памяти, но при условии, что её действительно не хватает.

Обязательно необходимо знать какие стандарты модули оперативной памяти поддерживает материнская плата, они могут быть разными: SD-RAM, DDR, DDR2, DDR3 и самая новая - DDR4.

Так же следует понимать, что для компьютеров используются разные модули оперативной памяти, имеющие разные размеры так, например, на ноутбуке и неттопе планка будет меньше чем на стационарном компьютер. Так же могут или будут отличаться модули памяти для компьютеров, собранных в разное время.

Сам процесс установки модулей памяти не сложен, но следует придерживаться стандартных мер безопасности и аккуратности во время монтажа. Питание компьютера должно быть отключено.

На системной плате необходимо отогнуть зажимы с обеих сторон, потянув модуль в верх – он извлечётся из разъема, сделав тоже самое в обратном порядке ОЗУ можно считать установленным. Многие боятся устанавливать модули оперативной памяти самостоятельно, на самом деле зря, ведь установить её «не так» не получится, так как у разъема предусмотрен специальный ключ.

Так же, ключ предусмотрен и у модуля ОЗУ.

Желательно иметь одинаковые планки памяти, ведь они работают лучше, а если установлены разные планки, то на компьютере ОЗУ будет работать с параметрами самой медленной.

Информация, представленная об оперативном запоминающем устройстве и его памяти, тоже оперативной, является поверхностной, и может служить только для общего понимания их работы в компьютерной системе.

Оперативное запоминающее устройство ОЗУ | Информатика

        Оперативное запоминающее устройство

Другим важным функциональным узлом компьютера является запоминающее устройство, или память. Память, в которой хранятся исполняемые программы и данные, называется оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), или RAM ( Random Access Memory ) — памятью со свободным доступом. ОЗУ позволяет записывать и считывать информацию из ячейки, обращаясь к ней по ее номеру или адресу. Ячейка памяти имеет стандартное число двоичных разрядов. В настоящее время стандартный размер ячейки ОЗУ равняется одному байту. Информация в ОЗУ сохраняется все время, пока на схемы памяти подается питание, т.е. она является энергозависимой.

Существует два вида ОЗУ, отличающиеся техническими характеристиками: динамическое ОЗУ, или DRAM ( Dynamic RAM ), и статическое ОЗУ, или SRAM ( Static RAM ). Разряд динамического ОЗУ
построен на одном транзисторе и конденсаторе, наличие или отсутствие заряда на котором определяет значение, записанное в данном бите. При записи или чтении информации из такой ячейки требуется время для накопления (стекания) заряда на конденсаторе. Поэтому быстродействие динамического ОЗУ на порядок ниже, чем у статического ОЗУ, разряд которого представляет собой триггер на четырех или шести транзисторах. Однако из-за большего числа эле-
ментов на один разряд в одну СБИС статического ОЗУ помещается гораздо меньше элементов, чем у динамического ОЗУ. Например, современные СБИС динамических ОЗУ способны хранить 256—1024
Мбайт информации, а схемы статических ОЗУ только 256—512 Кбайт. Кроме этого статические ОЗУ более энергоемки и значительно дороже. Обычно, в качестве оперативной или видеопамяти используется динамическое ОЗУ. Статическое ОЗУ используется в качестве небольшой буферной сверхбыстродействующей памяти. В кэш-память из динамической памяти заносятся команды и данные, которые процессор будет выполнять в данный момент.

Скорость работы ОЗУ ниже, чем быстродействие процессора, поэтому применяются различные методы для повышения ее производительности. Одним из способов увеличения быстродействия ди-
намического ОЗУ является размещение в одном корпусе микросхемы СБИС нескольких модулей памяти с чередованием адресов. Байт с нулевым адресом находится в первом модуле, байт с первым адресом во втором модуле, байт со вторым адресом в первом модуле и т.д. Поскольку обращение к памяти состоит из нескольких этапов: установка адреса, выбор ячейки, чтение, восстановление, то эти этапы можно совместить во времени для разных модулей. Другим
способом увеличения быстродействия является чтение из памяти содержимого ячейки с заданным адресом и нескольких ячеек, расположенных рядом. Они сохраняются в специальных регистрах — защелках. Если следующий адрес указывает на одну из уже считанных ячеек, то ее содержимое читается из защелки.

Несмотря на разработку новых типов схем динамических ОЗУ, снижающую время обращения к ним, это время все еще остается значительным и сдерживает дальнейшее увеличение производительности процессора. Для уменьшения влияния времени обращения процессора к ОЗУ и увеличения производительности компьютера дополнительно устанавливается сверхбыстродействующая буферная память, выполненная на микросхемах статической памяти. Эта память называется кэш-памятью (от англ. cache — запас). Время обращения к данным в кэш-памяти на порядок ниже, чем у ОЗУ, и сравнимо со скоростью работы самого процессора.

Запись в кэш-память осуществляется параллельно с запросом процессора к ОЗУ. Данные, выбираемые процессором, одновременно копируются и в кэш-память. Если процессор повторно обратится к тем же данным, то они будут считаны уже из кэш-памяти. Такая же операция происходит и при записи процессором данных в память. Они записываются в кэш-память, а затем в интервалы, когда шина свободна, переписываются в ОЗУ. Современные процессоры имеют встроенную кэш-память, которая находится внутри процессора, кроме этого есть кэш-память и на системной плате. Чтобы их различать, кэш-память делится на уровни. На кристалле самого
процессора находится кэш-память первого уровня, она имеет объем порядка 16—128 Кбайт и самую высокую скорость обмена данными. В корпусе процессора, но на отдельном кристалле находится кэшпамять второго уровня, которая имеет объем порядка 256 Кбайт — 4 Мбайта. И, наконец, кэш-память третьего уровня расположена на системной плате, ее объем может составлять 2—24 Мбайта.

Управление записью и считыванием данных в кэш-память выполняется автоматически. Когда кэш-память полностью заполняется, то для записи последующих данных устройство управления кэш-
памяти по специальному алгоритму автоматически удаляет те данные, которые реже всего использовались процессором на текущий момент. Использование процессором кэш-памяти увеличивает производительность процессора, особенно в тех случаях, когда происходит
по-следовательное преобразование относительно небольшого числа данных, которые постоянно во время преобразования хранятся в кэш-памяти.

В одном адресном пространстве с ОЗУ находится специальная память, предназначенная для постоянного хранения таких программ, как тестирование и начальная загрузка компьютера, управление внешними устройствами. Она является энергонезависимой, т.е. сохраняет записанную информацию при отсутствии напряжения питания. Такая память называется постоянным запоминающим устройством (ПЗУ) или ROM ( Read Only Memory ). Постоянные запоминающие
устройства можно разделить по способу записи в них информации на следующие категории:

— ПЗУ, программируемые однократно. Программируются при изготовлении и не позволяют изменять записанную в них информацию.

— Перепрограммируемые ПЗУ (ППЗУ). Позволяют перепрограммировать их многократно. Стирание хранящейся в ППЗУ информации осуществляется или засветкой полупроводникового кристалла ультрафиолетовым излучением, или электрическим сигналом повышенной мощности, для этого в корпусе микросхемы предусматривается специальное окно, закрытое кварцевым стеклом.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ или ROM) — Память персонального компьютера

ПЗУ - быстрая, энергонезависимая память, которая, предназначенная только для чтения. Информация заносится в нее один раз (обычно в заводских условиях) и сохраняется постоянно (при включенном и выключенном компьютере). В ПЗУ хранится информация, присутствие которой постоянно необходимо в компьютере.

В ПЗУ находятся:

- тестовые программы, проверяющие при каждом включении компьютера правильность работы его блоков;

- программы для управления основными периферийными устройствами -дисководом, монитором, клавиатурой;

- информация о том, где на диске расположена операционная система.

Типы ПЗУ:

1. ПЗУ с масочным программированием это память, в которую информация записана раз и навсегда в процессе изготовления полупроводниковых интегральных схем. Постоянные запоминающие устройства применяются только в тех случаях, когда речь идет о массовом производстве, т.к. изготовление масок для интегральных схем частного применения обходится весьма недешево.

2. ППЗУ (программируемое постоянное запоминающее устройство).

Программирование ПЗУ – это однократно выполняемая операция, т.е. информация, когда-то записанная в ППЗУ, впоследствии изменена быть не может.

3. СППЗУ (стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство). При работе с ним, пользователь может запрограммировать его, а затем стереть записанную информацию.

4. ЭИПЗУ (электрически изменяемое постоянное запоминающее устройство). Его программирование и изменение осуществляются с помощью электрических средств. В отличии от СППЗУ для стирания информации, хранимой в ЭИПЗУ, не требуется специальных внешних устройств.

Наглядно ОЗУ и ПЗУ можно представить себе в виде массива ячеек, в которые записаны отдельные байты информации. Каждая ячейка имеет свой номер, причем нумерация начинается с нуля. Номер ячейки является адресом байта.

Центральный процессор при работе с ОЗУ должен указать адрес байта, который он желает прочитать из памяти или записать в память. Разумеется, из ПЗУ можно только читать данные. Прочитанные из ОЗУ или ПЗУ данные процессор записывает в свою внутреннюю память, устроенную аналогично ОЗУ, но работающую значительно быстрее и имеющую емкость не более десятков байт.

Процессор может обрабатывать только те данные, которые находятся в его внутренней памяти, в ОЗУ или в ПЗУ. Все эти виды устройства памяти называются устройствами внутренней памяти, они обычно располагаются непосредственно на материнской плате компьютера (внутренняя память процессора находится в самом процессоре).  HYPERLINK "http://www.bestreferat.ru/referat-303770.html" \l "_ftn3" [3]

Внутренняя память предназначена для хранения относительно небольших объемов информации при ее обработке микропроцессором. Она бывает энергозависимая и энергонезависимая.

Энергозависимой называется память, которая стирается при выключении компьютера. Энергонезависимой называется память, которая не стирается при выключении компьютера.

К энергонезависимой внутренней памяти относится постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Содержимое ПЗУ устанавливается на заводе-изготовителе и в дальнейшем не меняется. Эта память составлена из микросхем, как правило, небольшого объема. Обычно в ПЗУ записываются программы, обеспечивающие минимальный базовый набор функций управления устройствами компьютера. При включении компьютера первоначально управление передается программе из ПЗУ, которая тестирует компоненты компьютера и запускает программу-загрузчик операционной системы.

К энергозависимой внутренней памяти относятся оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), видеопамять и кэш-память. В оперативном запоминающем устройстве в двоичном виде запоминается обрабатываемая информация, программа ее обработки, промежуточные данные и результаты работы. ОЗУ обеспечивает режимы записи, считывания и хранения информации, причём в любой момент времени возможен доступ к любой произвольно выбранной ячейке памяти. Это отражено в англоязычном названии ОЗУ – RAM (Random Access Memory – память с произвольным доступом). Доступ к этой информации в ОЗУ осуществляется очень быстро. Эта память составлена из сложных электронных микросхем и расположена внутри корпуса компьютера. Часть оперативной памяти отводится для хранения изображений, получаемых на экране монитора, и называется видеопамять. Чем больше видеопамять, тем более сложные и качественные картинки может выводить компьютер. Высокоскоростная кэш-память служит для увеличения скорости выполнения операций компьютером и используется при обмене данными между микропроцессором и RAM. Кэш-память является промежуточным запоминающим устройством (буфером). Существует два вида кэш-памяти: внутренняя, размещаемая внутри процессора и внешняя, размещаемая на материнской плате.

Запоминающие устройства.

Памятью ЭВМ называется совокупность устройств, служащих для запоминания, хранения и выдачи информации.

Отдельные устройства, входящие в эту совокупность, называются запоминающими устройствами (ЗУ) различных типов.

Термин "ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО" обычно используется тогда, когда речь идет о принципе построения некоторого устройства памяти (например, полупроводниковое ЗУ, ЗУ на жестком магнитном диске и т.п.). А термин "ПАМЯТЬ" - когда хотят подчеркнуть выполняемую устройством памяти логическую функцию или место расположения в составе оборудования ЭВМ (например, оперативная память - ОП, внешняя память и т.п.).

Самое большое распространение запоминающие устройства приобрели в компьютерах (компьютерная память). Кроме того, они применяются в устройствах автоматики и телемеханики, в приборах для проведения экспериментов, в бытовых устройствах (телефонах, фотоаппаратах, холодильниках, стиральных машинах и т. д.), в пластиковых карточках, замках.

Запоминающие устройства играют важную роль в общей структуре ЭВМ. По некоторым оценкам производительность компьютера на разных классах задач на 40-50% определяется характеристиками ЗУ различных типов, входящих в его состав.

К основным параметрам, характеризующим запоминающие устройства, относятся емкость и быстродействие.

Емкость памяти - это максимальное количество данных, которое в ней может храниться.

Емкость запоминающего устройства измеряется количеством адресуемых элементов (ячеек) ЗУ и длиной ячейки в битах. В настоящее время практически все запоминающие устройства в качестве минимально адресуемого элемента используют 1 байт (1 байт = 8 двоичных разрядов (бит)) и емкость памяти указывается в укрупненных единицах (Кб, Мб, Гб и т.д.)

За одно обращение к запоминающему устройству производится считывание или запись некоторой единицы данных, называемой словом, различной для устройств разного типа.

Быстродействие памяти определяется продолжительностью операции обращения, то есть временем, затрачиваемым на поиск нужной информации в памяти и на ее считывание, или временем на поиск места в памяти, предназначаемого для хранения данной информации, и на ее запись.

Идеальное запоминающее устройство должно обладать бесконечно большой емкостью и иметь бесконечно малое время обращения. На практике эти параметры находятся в противоречии друг другу: в рамках одного типа ЗУ улучшение одного из них ведет к ухудшению значения другого. К тому же следует иметь в виду и экономическую целесообразность построения запоминающего устройства с теми или иными характеристиками при данном уровне развития технологии. Поэтому в настоящее время запоминающие устройства компьютера, как это и предполагал Нейман, строятся по иерархическому принципу (рис. 2.).

Рис. 2.  Иерархическая организация памяти в современных ЭВМ

Иерархическая структура памяти позволяет экономически эффективно сочетать хранение больших объемов информации с быстрым доступом к информации в процессе ее обработки.

В соответствии с принципом иерархии памяти выделяют внутреннюю и внешнюю па-мять компьютера. Первая используется для временного хранения данных и программ при выполнении последних, а вторая - для долговременного хранения данных и программ.


Смотрите также

Описание: