Классификация, виды, основные
характеристики внутренней памяти.
Содержание
Введение...........................................................................................................................3
1. Память ПК. Назначение памяти.................................................................................4
2. Классификация видов памяти....................................................................................6
3. Классификация внутренней
памяти.........................................................................10
4. Характеристики внутренней
памяти компьютера..................................................12
Заключение.....................................................................................................................15
Список литературы........................................................................................................16
Введение
В последние два десятилетия
массовое производство персональных компьютеров
и стремительный рост Интернета существенно ускорили становление
информационного общества в развитых
странах мира.
В информационном обществе
главным ресурсом является информация,
именно на основе владения информацией
о самых различных процессах
и явлениях можно эффективно и
оптимально строить любую деятельность. Большая
часть населения в информационном обществе
занята в сфере обработки информации или
использует информационные и коммуникационные
технологии в своей повседневной производственной
деятельности.
Для жизни и деятельности
в информационном обществе необходимо
обладать информационной культурой, т.е.
знаниями и умениями в области информационных
технологий, а также быть знакомым с юридическими
и этическими нормами в этой сфере.
Информационный подход
к исследованию мира реализуется в рамках информатики, комплексной
науки об информации и информационных
процессах, аппаратных и программных средствах
информатизации, информационных и коммуникационных
технологиях, а также социальных аспектах
процесса информатизации.
1. Память ПК.
Назначение памяти.
Компактная микроэлектронная
“память” широко применяется в
современной аппаратуре самого различного
назначения. Но, тем не менее, разговор о классификации
памяти, её видах следует начать с определения
места и роли, отведённой памяти в ЭВМ.
Память является одной из самых главных
функциональных частей машины, предназначенной
для записи, хранения и выдачи команд и
обрабатываемых данных. Следует сказать,
что команды и данные поступают в ЭВМ через
устройство ввода, на выходе которого
они получают форму кодовых комбинаций
1 и 0. Основная память, как правило, состоит
из запоминающих устройств двух видов
оперативного (ОЗУ) и постоянного (ПЗУ).
Память – среда или функциональная часть ЭВМ,
предназначенная для приема, хранения
и избирательной выдачи данных. Различают
оперативную (главную, основную, внутреннюю),
регистровую, кэш- и внешнюю память.
Запоминающее
устройство, ЗУ – технической средство, реализующее
функции памяти ЭВМ.
Ячейка
памяти – минимальная адресуемая область памяти
(в том числе запоминающего устройства
и регистра).
ОЗУ предназначено для
хранения переменной информации; оно
допускает изменение своего содержимого
в ходе выполнения вычислительного
процесса. Таким образом, процессор
берёт из ОЗУ код команды и,
после обработки каких-либо данных, результат обратно помещается в ОЗУ.
Причем возможно размещение в ОЗУ новых
данных на месте прежних, которые при этом
перестают существовать. В ячейках происходит
стирание старой информации и запись туда
новой. Из этого видно, что ОЗУ является
очень гибкой структурой и обладает возможностью
перезаписывать информацию в свои ячейки
неограниченное количество раз по ходу
выполнения программы. Поэтому ОЗУ играет
значительную роль в ходе формирования
виртуальных адресов.
ПЗУ содержит такой вид
информации, которая не должна изменяться в ходе выполнения
процессором программы. Такую информацию
составляют стандартные подпрограммы,
табличные данные, коды физических констант
и постоянных коэффициентов. Эта информация
заносится в ПЗУ предварительно, и блокируется
путем пережигания легкоплавких металлических
перемычек в структуре ПЗУ. В ходе работы
процессора эта информация может только
считываться. Таким образом, ПЗУ работает
только в режимах хранения и считывания.
Из приведённых выше характеристик
видно, что функциональные возможности
ОЗУ шире чем ПЗУ: оперативное запоминающее
устройство может работать в качестве
постоянного, то есть в режиме многократного
считывания однократно записанной информации,
а ПЗУ не может быть использовано в качестве
ОЗУ. Это заключение, в свою очередь, приводит
к выводу, что ПЗУ не участвует в процессе
формирования виртуальной памяти. Но бесспорно,
ПЗУ имеет свои достоинства, например,
сохранять информацию при сбоях, отключении
питания (свойство энергонезависимости).
Для обеспечения надежной работы ЭВМ при
отказах питания нередко ПЗУ используется
в качестве памяти программ. В таком случае
программа заранее “зашивается” в ПЗУ.
2. Классификация видов
памяти.
- В зависимости от возможности записи и перезаписи данных, устройства памяти подразделяются на следующие типы:
- память (ЗУ) с записью-считыванием (read/write memory) – тип памяти, дающей возможность пользователю помимо считывания данных производить их исходную запись, стирание и/или обновление. К этому виду могут быть отнесены оперативная память, а также ППЗУ;
- постоянная память, постоянное ЗУ, ПЗУ (Read Only Memory, ROM) - типа памяти (ЗУ), предназначенный для хранения и считывания данных, которые никогда не изменяются. Запись данных на ПЗУ производится в процессе его изготовления, поэтому пользователем изменяться не может. Наиболее распространены ПЗУ, выполненные на интегральных микросхемах (БИС, СБИС) и оптических (компакт-) дисках;
- программируемая постоянная память, программируемое ПЗУ, ППЗУ (PROM, Programmable Read-Only Memory) – постоянная память или ПЗУ, в которых возможна запись или смена данных путем воздействия на носитель информации электрическими, магнитными и/или электромагнитными (в том числе ультрафиолетовыми или другими) полями под управлением специальной программы. Различают ППЗУ с однократной записью и стираемые ППЗУ (EPROM, Erasable PROM), в том числе:
- электрически программируемое ПЗУ, ЭППЗУ;
- электрически стираемое программируемое ПЗУ, ЭСПЗУ. К стираемым ППЗУ относятся микросхемы флэш-памяти, отличающиеся высокой скоростью доступа и возможностью быстрого стирания данных.
- Виды памяти, различаемые по признаку зависимости сохранения записи при снятии электропитания:
- энергозависимая (не разрушаемая) память (ЗУ) (non-volatile storage) – память или ЗУ, записи в которых не стираются (не разрушаются) при снятии электропитания;
- динамическая память (dynamic storage) – разновидность энергозависимой полупроводниковой памяти, в которой хранимая информация с течением времени разрушается, поэтому для сохранения записей, необходимо производить их периодическое восстановление (регенерацию), которое выполняется под управлением специальных внешних схемных элементов.
- Различия видов памяти по виду физического носителя и способа записи данных:
- акустическая память (acoustic storage) - вид памяти (ЗУ), использующий в качестве среды для записи и хранения данных замкнутые акустические линии задержки;
- голографическая память (holographic storage) – вид памяти (ЗУ), использующий в качестве среды для записи и хранения графической объемной (пространственной) информации голограмм;
- емкостная память (capacitor storage) – вид памяти (ЗУ), использующий в качестве среды для записи и хранения данных конденсаторы;
- криогенная память (cryogenic storage) – вид памяти (ЗУ), использующий в качестве среды для записи и хранения данных материалы, обладающие сверхпроводимостью;
- лазерная память (laser storage) – вид памяти (ЗУ), в котором запись и считывание данных производятся лучом лазера;
- магнитная память (magnetic storage) – вид памяти (ЗУ), использующий в качестве среды для записи и хранения данных магнитный материал. Наиболее широко использующимися устройствами реализации магнитной памяти в современных ЭВМ являются накопители на магнитных лентах (НМЛ), магнитных (жестких и гибких) дисках (НЖМД и НГМД);
- магнитооптическая память (magneto-optic storage) – вид памяти, использующий магнитный материал, запись данных на которые возможна только при нагреве до температуры Кюри, осуществляемом в точке записи лучом лазера;
- молекулярная память (molecular storage) – вид памяти, использующей технологию «атомной туннельной микроскопии», в соответствии с которой запись и считывание данных производится на молекулярном уровне. Носителями информации являются специальные виды пленок. Головки, считывающие данные, сканируют поверхность пленок. Их чувствительность позволяет определять наличие или отсутствие в молекулах отдельных атомов, на чем и основан принцип записи/считывания данных;
- полупроводниковая память (semiconductor storage) – вид памяти (ЗУ), использующий в качестве средств записи и хранения данных микроэлектронные интегральные схемы. Преимущественное применение этот вид памяти получил в постоянных запоминающих устройствах и, в частности, в качестве оперативной памяти ЭВМ, поскольку он характеризуется высоким быстродействием;
- электростатическая память (electrostatic storage) – вид памяти (ЗУ), в котором носителями данных являются накопленные заряды статического электричества на поверхности диэлектрика.
- По назначению, организации памяти и/или доступа к ней различают следующие виды памяти:
- автономная память, автономное ЗУ (off-line storage) – вид памяти (ЗУ), не допускающий прямого доступа к ней а также управление центрального процессора: обращение к ней, а также управление ею производится вводом в систему специальных команд и через посредство оперативной памяти;
- адресуемая память (addressed memory) – вид памяти (ЗУ), к которой может непосредственно обращаться центральный процессор;
- ассоциативная память, ассоциативное ЗУ (АЗУ) (associative memory, content-addressable memory (CAM)) – вид памяти (ЗУ), в котором адресация осуществляется на основе содержания данных, а не их местоположения, чем обеспечивается ускорение поиска необходимых записей. С указанной целью поиск в ассоциативной памяти производится на основе определения содержания в той или иной ее области (ячейке памяти) слова, словосочетания, символа и т.п., являющихся поисковым признаком.
- буферная память, буферное ЗУ (buffer storage) – вид памяти (ЗУ), предназначенный для временного хранения данных при обмене ими между различными устройствами ЭВМ;
- виртуальная память (virtual memory): 1)способ организации памяти, в соответствии с которым часть внешней памяти ЭВМ используется для расширения ее внутренней (основной) памяти; 2) область памяти, предоставляемая отдельному пользователю или группе пользователей и состоящая из основной и внешней памяти ЭВМ, между которыми организован так называемый постраничный обмен данными;
- временная память (temporary storage) – специальное запоминающее устройство или часть оперативной памяти, резервируемые для хранения промежуточных результатов обработки;
- вспомогательная память (auxiliary storage) – часть памяти ЭВМ, охватывающая внешнюю и наращенную оперативную память;
- вторичная память (secondary storage) – вид памяти, который в отличие от основной памяти имеет большее время доступа, основывается на большем обмене, характеризуется большим объемом и служит для разгрузки основной памяти;
- гибкая память (elastic storage) – вид памяти, позволяющей хранить переменное число данных, пересылать (выдавать) их в той же последовательности, в которой принимает и варьировать скорость вывода и т.п.
Таким образом,
была дана классификация основных видов
компьютерной памяти.
3. Классификация
внутренней памяти.
Внутренняя
память компьютера предназначена для
оперативной обработки данных. Она
является более быстрой, чем внешняя
память, что соответствует принципу
иерархии памяти, выдвинутому в проекте
Принстонской машины. Следуя этому принципу, можно выделить
уровни иерархии и во внутренней памяти.
Выделяют следующие
виды внутренней памяти:
- оперативная. В нее помещаются программы для выполнения и данные для работы программы, которые используются микропроцессором. Она обладает большим быстродействием и является энергозависимой. Обозначается RAM - Random Access Memory -память с произвольным доступом;
- кэш-память (от англ. caсhe – тайник). Она служит буфером между RAM и микропроцессором и позволяет увеличить скорость выполнения операций, т.к. является сверхбыстродействующей. В нее помещаются данные, которые процессор получил и будет использовать в ближайшие такты своей работы. Эта память хранит копии наиболее часто используемых участков RAM. При обращении микропроцессора к памяти сначала ищутся данные в кэш-памяти, а затем, если остается необходимость, в оперативной памяти;
- постоянная память - BIOS (Basic Input-Output System). В нее данные занесены при изготовлении компьютера. Обозначается ROM - Read Only Memory. Хранит:
- программы для проверки оборудования при загрузке операционной системы;
- программы начала загрузки операционной системы;
- программы по выполнению базовых функций по обслуживанию устройств компьютера;
- программу настройки конфигурации компьютера - Setup. Позволяет установить характеристики: типы видеоконтроллера, жестких дисков и дисководов для дискет, режимы работы с RAM, запрос пароля при загрузке и т.д;
- полупостоянная память - CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor). Хранит параметры конфигурации компьютера. Обладает низким энергопотреблением, потому не изменяется при выключении компьютера, т.к. питается от аккумулятора;
- видеопамять. Используется для хранения видеоизображения, выводимого на экран. Входит в состав видеоконтроллера.