Устройства памяти назначение и основные характеристики памяти

Устройства памяти назначение и основные характеристики памяти

Память это один из самих важных элементов персонального компьютера (ПК).Память ПК – это совокупность отдельных устройств которые запоминают, хранят, выдают информацию.Основные характеристики памяти – это емкость (объем) и быстродействие.

Быстродействие памяти – время обращения к ячейкам памяти, определяемое временем считывания и (или) временем записи информации. Измеряется в наносекундах.

Емкость памяти – это максимальное количество адресуемых ячеек, выраженное в байтах. Однако часто байт оказывается слишком малой, поэтому существуют более крупные единицы измерения:

Мегабайт -1024 кб

Терабайт – 1024 мб

Перабайт – 1024 тб

Эксабайт – 1024 пб

Зетабайт – 1024 эб

Иоттабайт – 1024 зб

Кроме устройств ввода/вывода информации компьютер также имеет внутреннюю и внешнюю память.

Внутренняя память — это электронное устройство, которое хранит информацию, пока питается электроэнергией, находится внутри материнской платы. Программа во время выполнения хранится в памяти компьютера.

Внешняя память — это различные магнитные носители (ленты, диски), оптические диски, флеш-накопители и др вне материнской платы. Сохранённая информация на них не требует постоянного электропитания.

Единицей хранения информации во внешней памяти является файл – последовательность байтов, записанная в устройство внешней памяти и имеющая имя. Обмен информации между оперативной памятью и внешней осуществляется файлами.

Жесткий диск (HDD) – устройство памяти (физический диск) или раздел винчестера (логический диск). Диск имеет имя и таблицу размещения файлов.

Внутренняя память компьютера делится на:

1. Оперативная память (ОП, ОЗУ) – это быстрое запоминающее устройство не очень большого объема, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.

2. Постоянная память (ПЗУ). ПЗУ содержат программы и данные, определяющие работу ПК после его включения. Содержимое ПЗУ изменить нельзя. Программы, находящиеся в ПЗУ, называют «зашитыми» — их записывают туда на этапе изготовления микросхемы. Наряду с ПЗУ используются полупостоянная энергонезависимая память, называемая ППЗУ, хранящая параметры конфигурации системы, она может быть изменена.

3. Кэш-память. Обмен данными внутри процессора происходит в несколько раз быстрее, чем обмен с другими устройствами, например с ОП. Для того чтобы уменьшить количество обращений к оперативной памяти, внутри процессора создают буферную область – так называемую кэш-память. Это как бы «сверхоперативная память».

4.Энергозависимая память CMOS.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Увлечёшься девушкой-вырастут хвосты, займёшься учебой-вырастут рога 10404 — | 8024 — или читать все.

В процессе работы компьютера программы, исходные данные, а также промежуточные и окончательные результаты необходимо где-то хранить и иметь возможность обращаться к ним. Для этого в составе компьютера имеются различные запоминающие устройства, которые называют памятью.

Важными характеристиками компьютерной памяти являются:

§ объём (ёмкость)– максимальное количество хранимой в ней информации. Для измерения объёма памяти используются такие единицы как байты, килобайты, мегабайты, гигабайты.

§ быстродействие (время доступа) – время, необходимое для чтения из памяти или записи в память минимальной порции информации. Время доступа к памяти измеряется в наносекундах (миллиардных долях секунды).

§ надёжность сохранности информации.

Виды компьютерной памяти:

· оперативная память RAM (Random Access Memory- память с произвольным доступом) – это электронное устройство для временного хранения информации.

Оперативная память состоит из ячеек. Каждая ячейка имеет свой уникальный адрес. Чтобы взять информацию из ячейки или поместить её туда, надо указать адрес ячейки. Содержимое ячеек во время работы компьютера постоянно меняется: при записи в ячейку информации прежнее содержимое ячейки исчезает (стирается), а при чтении содержимое ячейки не стирается, а лишь переносится в другую ячейку копия информации. Информация в ячейках представляет собой последовательность из 0 и 1. Такое представление информации называется двоичным кодом.

Оперативная память – память высокого быстродействия и ограниченного объёма (до 1024 Мб). При выключении компьютера содержимое оперативной памяти стирается.

· постоянная память ROM (Read Only Memory–память только для чтения) – электронное устройство для долговременного хранения постоянной информации, которая необходима для начальной загрузки компьютера.

Эта информация, записана на предприятии — изготовителе, она неизменна в течение длительного времени. Постоянная информация включает программы, которые автоматически запускаются при включении компьютера. Эти программы предназначены для проверки исправности компьютера и первоначальной загрузки операционной системы, содержат специальные инструкции, детализирующие выполнение компьютерных операций. Компьютер может читать или исполнять программы из постоянной памяти, но он не может изменять их и добавлять новые. Постоянная память предназначена только для считывания информации. Это энергонезависимая память.

· кэш-память служит для увеличения производительности компьютера, согласования работы устройств различной скорости. Она является промежуточным запоминающим устройством, или буфером. Кэш-память используется при обмене данными между процессором и оперативной памятью, а так же между оперативной и внешней памятью. Использование этого типа памяти сокращает число обращений к жёсткому диску за данными.

Внешняя память компьютера предназначена для долговременного хранения большого объёма информации (программ, документов, аудио- и видеоклипов и т.д.) Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем или дисководом, а хранится информация на носителях (например, дискетах).

В накопителях на гибких магнитных дисках (НГМД или дискетах) и накопителях на жёстких магнитных дисках (НЖМД или винчестерах), в основу записи, хранения и считывания информации положен магнитный принцип, а в лазерных дисководах — оптический принцип.

Основные виды внешних носителей информации.

§ Гибкие магнитные диски (дискеты, флоппи-диски).

Читайте также:  Как убрать водяной знак в ворде

Гибкие магнитные диски помещаются в пластмассовый защитный корпус.

Дискета вставляется в дисковод — вращающийся диск с постоянной угловой скоростью. Магнитная головка дисковода устанавливается на определённую концентрическую дорожку диска, на которую и записывается (или считывается) информация.

Информационная ёмкость дискеты составляет 1,44 Мбайт.

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

§ Жёсткие магнитные диски.

Жёсткие магнитные диски представляют собой несколько десятков, размещённых на одной оси, заключённых в металлический корпус и вращающихся с высокой угловой скоростью. За счёт множества дорожек на каждой стороне дисков и большого количества дисков информационная ёмкость жёстких дисков может в десятки тысяч раз превышать информационную ёмкость дискет и достигать 80 Гбайт.

Чтобы сохранить информацию и работоспособность жёстких дисков, необходимо оберегать их от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.

§ Лазерные дисководы и диски.

Лазерные дисководы используют оптический принцип чтения информации. На лазерных дисках СD (CD — Compact Disk, компакт диск) и DVD (DVD — Digital Video Disk, цифровой видеодиск) информация записана на одну спиралевидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью. Лазерный луч падает на поверхность вращающегося диска, а интенсивность отражённого луча зависит от отражающей способности участка дорожки и приобретает значение 0 или 1.

На CD-диске может быть записано до 700 Мбайт информации, на DVD-диске – 4 Гбайта и более.

Для сохранности информации лазерные диски надо предохранять от механических повреждений (царапин), от загрязнения.

Flash-память. Flash-память представляет собой микросхему, помещённую в миниатюрный корпус. Такая память энергонезависима, она не имеет движущихся частей, и обеспечивает высокую сохранность данных при использовании в мобильных устройствах (портативных компьютерах, цифровых камерах). Её информационная ёмкость может достигать 2 Гбайт и более.

Для предотвращения потери информации на flash-диске и выхода его из строя необходимо оберегать flash-память от неправильного отключения от компьютера.

Билет 5. Операционная система компьютера.

В течение нескольких десятилетий создавались программы, необходимые для обеспечения функционирования компьютера и обработки данных различных типов. Совокупность таких программ составляет программное обеспечение (ПО) компьютера.

Базовой и необходимой составляющей ПО компьютера является операционная система (ОС).

На IBM-совместимые персональные компьютеры устанавливаются ОС Windows или Linux, а на персональные компьютеры фирмы Apple – ОС Mac OS.

Операционные системы разные, но их назначение и функции одинаковые. Без ОС компьютер не может работать в принципе. Операционная системаобеспечивает совместное функционирование всех устройств компьютера и предоставляет пользователю доступ к его ресурсам.

Современные ОС имеют сложную структуру, каждый элемент которой выполняет определённые функции по управлению компьютером:

· процесс работы компьютера в определенном смысле сводится к обмену файлами между устройствами. В ОС имеются программные модули, управляющие файловой системой (базовый модуль).

· пользователь общается с компьютером через устройства ввода информации (клавиатура, мышь). После ввода команды операционной системы специальная программа, которая называется командный процессор, расшифровывает команды и исполняет их.

· к магистрали компьютера подключаются различные устройства (дисководы, монитор, клавиатура, принтер и т. д.). Каждое устройство выполняет определённую функцию (ввод информации, хранение информации, вывод информации), при этом техническая реализация устройств существенно различается (они обрабатывает информацию по-разному и с различной скоростью). В состав операционной системы входят драйверы устройств, специальные программы, которые обеспечивают управление работой устройств и согласование информационного обмена с другими устройствами, а также позволяют производить настройку некоторых параметров устройств. Каждому устройству соответствует свой драйвер.

· процесс общения пользователя с компьютером должен быть удобным. В состав современных операционных систем входят программные модули, создающие графический интерфейс. В ОС с графическим интерфейсом пользователь может вводить команды с помощью мыши, тогда как в режиме командной строки необходимо вводить команды с помощью клавиатуры.

· в состав ОС входят также сервисные программы, или утилиты. Такие программы позволяют обслуживать диски (проверять, сжимать, дефрагментировать и т.д.), выполнять операции с файлами (архивировать и т.д.), работать в компьютерных сетях и т.д.

· для удобства пользователя в состав ОС обычно входит также справочная система. Она позволяет оперативно получить необходимую информацию как о функционировании ОС в целом, так и о работе её отдельных модулей.

ОС распространяются в форме дистрибутивов на лазерных дисках. В первую очередь, необходимо провести установку ОС, в процессе которой файлы ОС копируются с диска дистрибутива на жёсткий диск компьютера.

Программы (в том числе и ОС) могут выполняться, только если они находятся в оперативной памяти, поэтому файлы операционной системы необходимо загрузить с жёсткого диска в оперативную память. Все файлы операционной системы не могут одновременно находиться в оперативной памяти, так как объем современных операционных систем составляет десятки мегабайт. Для функционирования компьютера обязательно должны находиться в оперативной памяти базовый модуль, командный процессор и драйверы подключенных устройств. Модули операционной системы, обеспечивающие графический интерфейс, могут быть загружены по желанию пользователя.

Загрузка ОС начинается после:

  1. Включения питания компьютера или
  2. Нажатия кнопки Reset на системном блоке компьютера или
  3. Одновременного нажатия клавиш Ctrl+Alt+Del на клавиатуре.

В процессе загрузки ОС сначала производится тестирование работоспособности процессора, памяти и других устройств компьютера. Программы тестирования компьютера и начальной загрузки ОС (BIOS) хранятся в ПЗУ – энергонезависимой электронной памяти. Информация о ходе тестирования высвечивается на экране дисплея в виде кратких диагностических сообщений. После проведения тестирования специальная программа, содержащаяся в BIOS, начинает поиск (в начале диска) небольшой программы-загрузчика ОС. Программа-загрузчик считывается в память, и ей передается управление. В свою очередь она ищет на диске базовый модуль операционной системы, загружает его в память и передает ему управление. В состав базового модуля операционной системы входит основной загрузчик, который ищет остальные модули операционной системы и загружает их в оперативную память.

Читайте также:  Как уменьшить тактование газового котла

После окончания загрузки ОС управление передаётся командному процессору. Пользователь получает возможность управлять компьютером с использованием графического интерфейса ОС.

Билет 6. Файловая система. Папки. Файлы (имя, тип, путь доступа). Операции с файлами и папками.

Вся информация в компьютере хранится на диске (жёстком, гибком, лазерном) в виде файлов. Некоторые из них называются программными файлами и состоят из команд для компьютера. Другие файлы содержат информацию, которую используют и обрабатывают программы – это файлы данных.

Каждый файл имеет имя. По имени файла компьютер определяет, где файл находится, какая информация в нём содержится, в каком формате она записана и какими программами её можно обработать.

Имя файла состоит из 2-х частей, разделённых точкой: имя файла . расширение

Имя файлу даёт пользователь, а расширение (тип) файла обычно задаётся программой автоматически при его создании.

Расширение указывает, какого рода информация хранится в файле.

.bat, .com, .exe – программные (исполнимые) файлы .txt, .doc – текстовые файлы
.bmp, .gif, .jpg, .tif – графические файлы .wav, .snd, .mid – звуковые файлы
.avi, .mov, .mpg – файлы видео .arj, .rar, .zip – архивные файлы

В ОС Windows имя файла вместе с расширением не может содержать более 255 символов. При задании имени файла можно использовать любые символы, имеющиеся на клавиатуре компьютера, кроме / : * ? “ | . Вместо пробелов в «длинных» именах файлов ставится знак подчёркивания _

Для того, чтобы на диске можно было хранить файлы, диск должен быть отформатирован. В процессе форматирования на диске выделяются концентрические дорожки, которые в свою очередь, делятся на секторы (кластеры). Каждой дорожке и каждому сектору (кластеру) присваивается свой порядковый номер.

После форматирования гибкого диска его параметры будут такими:

Дата добавления: 2015-04-24 ; Просмотров: 2249 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский государственный
инженерно-экономический университет»

«Оперативная память ПК, виды, назначение и основные характеристики»
по дисциплине «Информатика»

Руководитель А. А. Кантарович
Исполнитель В. Калмыков
Группа 2601

Оперативная память — это, в отечественной научной терминологии, "оперативное запоминающее устройство" или ОЗУ, а в западной — RAM, то есть "Random Access Memory" ("память с произвольным доступом"). ОЗУ представляет собой область временного хранения данных, при помощи которой обеспечивается функционирование программного обеспечения. Память состоит из ячеек, каждая из которых предназначена для хранения определенного объема данных, как правило, одного или четырех бит. Чипы памяти работают синхронно с системной шиной. Компьютерная оперативная память является динамической (отсюда — DRAM или Dynamic RAM) — для хранения данных в такой памяти требуется постоянная подача электрического тока, при отсутствии которого ячейки опустошаются. Пример энергонезависимой или постоянной памяти (ПЗУ или ROM — Read Only Memory) памяти — флэш-память, в которой электричество используется лишь для записи и чтения, в то время как для самого хранения данных источник питания не нужен. Ячейки памяти в микросхемах представляют собой конденсаторы, которые заряжаются в случае необходимости записи логической единицы, и разряжаются при записи нуля. Опустошение памяти в случае отсутствия электроэнергии осуществляется именно за счет утечки токов из конденсаторов. (Рис.1)

Принцип работы оперативной памяти можно представить следующим образом. Поскольку ячейки организованы в виде двумерной матрицы, для получения доступа к той или иной ячейке необходимо указать адрес соответствующих строки и столбца. Для выбора адреса применяются импульсы RAS# (Row Access Strobe — стробирующий импульс доступа к строке) и CAS# (Column Acess Strobe — стробирующий импульс доступа к столбцу) при которых уровень сигнала (точнее, напряжение) изменяется с высокого на низкий. Эти импульсы синхронизированы с тактирующим импульсом, поэтому оперативная память также называется синхронной (SDRAM). Сначала подается сигнал активации необходимой строки, после чего — импульс RAS#, а затем — CAS#. При операции записи происходит то же самое, за исключением того, что в этом случае подается специальный импульс разрешения записи WE# (Write Enable), который также должен измениться с высокого на низкий. После завершения работы со всеми ячейками активной строки выполняется команда Precharge, позволяющая перейти к следующей строке. Существуют и другие сигналы, но в контексте данной статьи их можно не упоминать, чтобы неоправданно не усложнять материал.

Важнейшая характеристика памяти, от которой зависит производительность — это пропускная способность, которая выражается как произведение частоты системной шины на объем данных, передаваемых за каждый такт. В случае с памятью SDRAM мы имеет шину шириной 64 бита или 8 байт. Следовательно, к примеру, пропускная способность памяти типа DDR333 составляет 333 МГц х 8 Байт = 2,7 Гбайта в секунду или 2700 Мбайт в секунду. Отсюда, кстати, и другое название памяти — PC2700, по ее пропускной способности в мегабайтах в секунду. В последнее время часто используется двухканальное подключение памяти, при котором теоретическая пропускная способность удваивается. То есть, в случае с двумя модулями DDR333 мы получим максимально возможную скорость обмена данных 5,4 Гбайта/с.

Читайте также:  Как очистить поиск в опере

Тем не менее, частота работы памяти и, следовательно, ее теоретическая пропускная способность не являются единственными параметрами, отвечающими за производительность. В действительности не менее важную роль играют и латентность памяти, то есть значения задержек между подачей команды и ее выполнением. Эти значения принято называть таймингами, которые выражаются в тактах, прошедших между поступлением какой-либо команды и ее реальным исполнением.Четыре важнейших тайминга, которые всегда используются при описании тех или иных модулей памяти — tRCD, tCL, tRP, tRAS (иногда дополнительно указывается и Command rate), причем записываются они обычно в этой же последовательности в виде 4-4-4-12-(1T) (цифры в данном случае произвольные). Аббревиатура tRCD расшифровывается как timе of RAS# to CAS# Delay — тайминг задержки между импульсами RAS# и CAS#. Сокращение tCL означает timе of CAS# Latency — тайминг задержки относительно импульса CAS# после подачи команды записи или чтения. tRP — это timе of Row Precharge: тайминг между завершением обработки строки и перехода к новой строке. Значение tRAS (time of Active to Precharge Delay) считается одним из основных параметров, поскольку он описывает время задержки между активацией строки и подачей команды Precharge, которой заканчивается работа с этой строкой. Наконец, параметр Command rate означает задержку между командой выбора конкретного чипа на модуле и командой активации строки; обычно эта задержка составляет не более одного-двух тактов.

Общее правило гласит: чем меньше тайминги при одной тактовой частоте, тем быстрее память. Более того, в целом ряде случаев быстрее оказывается память с меньшими таймингами, работающая даже на более низкой тактовой частоте. Все дело в том, что, как мы уже упоминали, оперативная память работает синхронно с системной шиной, поэтому память с частотой, не кратной частоте системной шины и с пропускной способностью, превышающей пропускную способность системной шины никаких преимуществ перед более дешевой не имеет. К примеру, системная шина современных процессоров Pentium 4 работает на частоте 800 МГц, что при ширине шины 64 бит обеспечивает максимальную пропускную способность в 6,4 Гбайта в секунду. Оптимальным выбором для таких чипов является двухканальная память DDR2 400 с аналогичной пропускной способностью в те же 6,4 Гбайта в секунду. Использование в двухканальном режиме более дорогих модулей типа DDR2 533/677 реальной прибавки в производительности вряд ли даст. Более того, в иных случаях есть смысл снизить рабочую частоту таких модулей, но добиться более низких таймингов. Это положительно скажется на производительности — чтобы убедиться в этом, достаточно "прогнать" различные тестовые программы.

2.Виды оперативной памяти, их назначение и основные характеристики.

Существует много различных видов оперативной памяти, но их все можно подразделить на две основные подгруппы — статическая память (Static RAM) и динамическая память (Dynamic RAM).

Эти два типа памяти отличаются, прежде всего, различной в корне технологической реализацией — SRAM будет хранить записанные данные до тех пор, пока не запишут новые или не отключат питание, а DRAM может хранить данные лишь небольшое время, после которого данные нужно восстановить (регенерировать), иначе они будут потеряны.

Рассмотрим достоинства и недостатки SRAM и DRAM:

Память типа DRAM, в силу своей технологии, имеет большую плотность размещения данных, чем SRAM.

DRAM гораздо дешевле SRAM, но последняя, производительнее и надежнее, поскольку всегда готова к считыванию.

2.1 Статическая память

Статическая память, или SRAM (Statistic RAM) является наиболее производительным типом памяти. Микросхемы SRAM применяются для кэширования оперативной памяти, в которой используются микросхемы динамической памяти, а также для кэширования данных в механических устройствах хранения информации, в блоках памяти видеоадаптеров и т. д. Фактически, микросхемы SRAM используются там, где необходимый объем памяти не очень велик, но высоки требования к быстродействию, а раз так, то оправдано использование дорогостоящих микросхем. В персональных компьютерах с процессорами, у которых не было интегрированной на кристалле кэш-памяти второго уровня, всегда использовались микросхемы SRAM внешнего кэша. Для удешевления системных плат и возможности их модернизации производители системных плат с процессорами 486 и первых поколений Pentium устанавливали специальные кроватки (разъемы для микросхем с DIP-корпусом), в которые можно было устанавливать различные микросхемы SRAM, отличающиеся как по быстродействию и объему памяти, так и различной разрядностью. Для конфигурирования памяти на системной плате предусматривался набор джамперов. Для справки прямо на системной плате краской наносилась информация об установке джамперов, например, как показано в табл.(в колонках JS1 и JS2 указаны номера контактов, которые надо замкнуть перемычками).

Пример таблицы конфигурирования кэш-памяти на системной плате:

Size SRAM JS1 JS2
256 К 32×8 1-2 1-2
512 К 64×8 2-3 1—2
1 М 128×8 2-3 2-3

Отметим, что изменением конфигурации кэш-памяти занимались только тогда, когда выходила из строя какая-либо микросхема кэш-памяти. В остальных случаях изменять положение джамперов не рекомендовалось. В дальнейшем, по мере разработки более совершенных микросхем SRAM, они непосредственно припаивались на системную плату в количестве 1, 2 или 4 штук. На системных платах, которые выпускаются в настоящее время, микросхемы SRAM используются, в основном, только для кэширования ввода/вывода и других системных функций.

Ссылка на основную публикацию
Телевизор с выходом в интернет отзывы
Стоит ли покупать телевизор с функцией wi-fi? По идее очень полезная функция. Но на практике оказалось, что такой телевизор очень...
Стикеры для рабочего стола windows 10
Простой инструмент по быстрому созданию записок на рабочем столе в операционной системе Windows 10 поможет всегда быть в курсе предстоящих...
Телевизор с выходом в интернет отзывы
Стоит ли покупать телевизор с функцией wi-fi? По идее очень полезная функция. Но на практике оказалось, что такой телевизор очень...
Устройства памяти назначение и основные характеристики памяти
Память это один из самих важных элементов персонального компьютера (ПК).Память ПК – это совокупность отдельных устройств которые запоминают, хранят, выдают...
Adblock detector