Характеристика современных видов устройств внутренней памяти ПК

Размещено на http://allbest.ru

Характеристика современных видов устройств внутренней памяти ПК

введение

память оперативная буферизация

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) - техническое средство, реализующее функции памяти ЭВМ.

Ячейка памяти - минимальная адресуемая область памяти (в том числе запоминающего устройства и регистра).

1.ОПЕРАТИВНАЯ (ГЛАВНАЯ, ОСНОВНАЯ, ВНУТРЕННЯЯ) ПАМЯТЬ, ОЗУ

Непосредственно связанная с основными процессами, выполняемыми ЭВМ, область памяти, из которой микропроцессор и сопроцессор берут программы и исходные данные для обработки и, в которую они записывают ее результаты перед пересылкой их во внешние запоминающие устройства.

Название "оперативная" эта память получила благодаря очень высокому быстродействию, соизмеримому со скоростью работы микропроцессора. Устройство, реализующее функции оперативной памяти оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) Характерной особенностью ОЗУ является то, что содержащиеся в нем данные сохраняются только тогда, когда ЭВМ включена, при снятии электропитания содержимое оперативной памяти стирается.

Выделяют следующие области оперативной памяти:

Базовая память (оперативная память), составляющая первые ее 640 Кбайт и служащая для загрузки системных файлов операционной системы, а в оставшейся свободной части другие исполняемые программы;

Верхняя память -- область памяти от 640 до 1024 Кбайт, обычно разделяемая на несколько блоков верхней памяти размером по 64 Кбайт каждый и предназначенная для загрузки ряда аппаратных данных, копии базовой системы ввода - вывода (BIOS), считываемой с ПЗУ, и др., а также доступа к расширенной памяти;

Наращенная память - область памяти выше 1024 Кбайт. Ее максимальный размер ограничивается только возможностями микропроцессора .

Расширенная память - область памяти от 1 до 32 Мбайт, доступ к которой обеспечивается через один из блоков верхней памяти. Расширенная память делится на сегменты по 16 Кбайт, называемые страницами; когда программа запрашивает информацию из

расширенной памяти, соответствующая страница копируется в страничный кадр --область размером в 64 Кбайт.

2.ДИНАМИЧЕСКОЕ ОЗУ

Микросхема быстродействующей оперативной памяти ПК, которая отличается

тем, что теряет свое содержимое, если не считывается в течение 2-х миллисекунд.

Микросхемы организованы в виде квадратной матрицы, пересечение каждого столбца и строки которой задает адрес соответствующих элементарных ячеек. Считывание адреса строки происходит, когда на вход матрицы подается импульс строки, а считывание адреса столбца - при подаче импульса столбца. Адреса строки и столбца передаются по специальной мультиплексированной шине адреса MA (Multiplexed Address). Динамическая память выполняется в вариантах синхронном и асинхронном. В последнем случае установка адреса, подача управляющих сигналов и чтение/запись данных

могут выполняться в произвольные моменты времени.

3.Типы динамических ОЗУ

FPU DRAH "Динамическое ОЗУ с быстрым страничным доступом": основной вид видеопамяти, идентичный применяемой в системных платах. Использует асинхронный (произвольный) доступ к ячейкам хранения данных, при котором управляющие сигналы жестко не привязаны к тактовой частоте системы.

EDO DRAH/RAH "ОЗУ с увеличенным временем доступности данных": микросхема динамической памяти, которая отличается от обычных динамических ОЗУ. Техническое обеспечение автоматизированных систем повышенной возможностью работы в так называемом страничном режиме (связанном с сокращением числа тактов при выборке смежных слов текста). В результате этого производительность машины возрастает (примерно на 5%). Используется в качестве основной памяти ПК на базе микропроцессоров Pentium и Pentium Pro, а также в видеокартах при частоте шины 40-50 МГц. Максимальная пропускная способность порядка 105 Мбайт/с.

DDR SDRAM "Синхронное динамическое ОЗУ с удвоенной скоростью передачи данных" или "Расширенное синхронное динамическое ОЗУ" отличается от SDRAH тем, что к последней добавлено небольшое статическое ЗУ, выполняющее функции кэш-памяти. Использование дополнительного кэша позволяет снизить временные задержки и достичь пиковой частоты операций в 200 МГц. Цель такого кэширования хранить данные, к которым происходит частое обращение, и минимизировать обращение к более медленной DRAM. Пропускная способность и скорость работы такой комбинации увеличивается вдвое также за счет того, что при обмене данными между SRAM-кэшем и собственно DRAM может быть

использована шина большей ширины, чем между SRAM-кэшем и контроллером

DRAM. Наибольшую популярность этот вид развивающейся памяти получил при производстве графических ускорителей.

FB-DIMM"Полностью буферизованная память" обеспечивает повышение производительности ОЗУ за счет использования технологии двухканального доступа. Необходимость этого типа памяти возникла в связи с сокращением количества модулей, которые можно посадить на один контроллер северного моста микропроцессора.

VRAH "Видео ОЗУ" или "Видеопамять": быстродействующая оперативная память ЭВМ, являющаяся результатом развития динамических ОЗУ для графической подсистемы ЭВМ и ее мультимедийных приложений. Иногда ее называют также "двухпортовая DRAM'. Отличается от обычных схем динамического ОЗУ (DRAH) возможностью одновременного выполнения операций записи и считывания данных за счет наличия двух входов (портов), чем обеспечивается существенное (примерно в два раза) повышение производительности системы. Используется в графических адаптерах. Ее параметры: частота пропускания шины 25-33 МГц, максимальная пропускная способность 120 Мбайт/с. VRAM является одним из наиболее дорогих видов памяти.

4.СТАТИЧЕСКОЕ ОЗУ

Микросхема быстродействующей (оперативной) памяти ПК. Является альтернативой динамического ОЗУ. В отличие от последнего не требует частой регенерации (т.е. стирания и последующей записи или перезаписи данных). SPD вид ЗППЗУ, хранящего информацию об объеме, типе, быстродействии и других параметрах схемного модуля. Используется в модулях DIMM, предназначенных, в частности, для плат Intel.

5.КЭШ-ПАМЯТЬ

"Сверхоперативный" вид памяти, используемый для повышения скорости доступа микропроцессора (МП) к оперативной памяти.

Поскольку кэш память располагается между микропроцессором и оперативной памятью, при обращении МП к памяти сначала производится поиск необходимых данных в кэш памяти, выполняющей функции буфера между МП и ОЗУ. Так как в большинстве случаев эти данные из ОЗУ предварительно перекачиваются в кэш-память, а время доступа в нее существенно ниже, чем в непосредственно в ОЗУ, общее время доступа МП к памяти сокращается. Кэш-памятью оснащаются достаточно быстродействующие ПК.

6.Виды кэш-памяти

Cache L1 --"кэш-память первого уровня": промежуточная сверхоперативная память как правило находящаяся на самом кристалле процессора, в которой размещаются наиболее часто используемые данные. Время доступа к этой памяти существенно меньше, чем к данным в основной оперативной памяти.

Этим достигается ускорение работы процессора. Из-за ограничений в размеpax кристалла процессора и высокого быстродействия этой памяти она имеет небольшую емкость, всего несколько десятков килобайт.

Cache L2 --"кэш-память второго уровня": промежуточная сверхоперативная память, имеющая быстродействие ниже памяти первого уровня, но выше основной оперативной памяти. Ее размер обычно составляет от нескольких сотен килобайт до нескольких мегабайт. Она может выполняться как на том же кристалле, что и процессор, так и в виде отдельных микросхем.

Дисковая кэш-память - принцип построения кэш-памяти на

основе динамического ОЗУ), хранящем наиболее часто используемые команды и данные, доступ к которым производится из внешней памяти.

7.РЕГИСТР

Типовой блок быстродействующей памяти малого объема в вычислительной системе, предназначенный для оперативного запоминания машинного слова, состоящего из "л" битов. Указанные данные могут представлять собой команду, двоичное число, буквенно-цифровой знак и т.п. Некоторые регистры могут служить счетчиками, использоваться как сдвиговые регистры и т.д.

В основе конструкции регистров лежит использование так называемых бистабильных или триггерных ячеек.

Бистабильная ячейка, триггер электронная схема, находящаяся в одном из двух устойчивых состояний ("логическая 1" или "логический О"), пока через один из своих входов не получит импульс, при помощи которого она переключается в другое состояние.

8. БУФЕР

Область памяти или отдельное ЗУ, предназначенные для временного хранения данных в процессе выполнения операций с целью обеспечения оптимальных условий обмена между устройствами ЭВМ, имеющими различное быстродействие (например, оперативной памятью и устройствами ввода-вывода).

9.БУФЕРИЗАЦИЯ

Процесс накопления данных в запоминающем устройстве с целью последующей передачи их "куда-либо" -- в другую область памяти или другое ЗУ, в какое - либо внешнее устройство и т.п.

Используется для исключения задержек (простоев) в работе более быстродействующих устройств, при их взаимодействии с медленными устройствами, а также для реализации режимов работы "в очереди" (например, при управлении печатью принтера с разных ЭВМ).

10.БИОС, БАЗОВАЯ СИСТЕМА ВВОДА-ВЫВОДА

Часть операционной системы US DOS, обязательная для всех IBM-совместимых ПЭВМ (IBM PC). Выполняется в виде одной или двух микросхем запоминающих устройств (ПЗУ, ППЗУ или флэш-памяти), установленных на системной (материнской) плате ПЭВМ.

Основное назначение - обеспечение взаимодействия операционной системы и прикладных программ с периферийными устройствами ПЭВМ (функции ввода-вывода данных).

Заключение

память оперативная буферизация

В процессе работы я рассмотрела виды устройств внутренней памяти ПК, такие, как оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), КЕШ-память, буферы, БИОС (базовая система ввода-вывода), регистры, что позволяет углубить знания на данную тему.

Список литературы

1) Воройский, Ф.С. Информатика. Энциклопедический словарь-справочник: введение в современные информационные и телекоммуникационные технологии в терминах и фактах [Текст]: энциклопедический словарь-справочник / Ф.С. Воройский. - М.:ФИЗМАТЛИТ, 2006. - С.226-240.

2) Кушниренко, А.Г. Основы информатики и вычислительной техники [Текст]: учебник для средних учебных заведений / А.Г. Кушниренко. - М., 1990. - С.53-56.

3) Кузнецов, Е. Ю. Персональные компьютеры и программируемые микрокалькуляторы [Текст]: учеб. пособие для ВТУЗов / Е.Ю. Кузнецов. - М., 1991. - С.60-63.

4) Хомоненко, А.Д. Основы современных компьютерных технологий [Текст]: учебн.пособие для ВТУЗов / А.Д. Хомоненко - СПб.: Корона-Принт, 1998. - С.70-74.

5) Угринович, Н.Д. Информатика и информационные технологии [Текст]: учебн.пособие для ВУЗов / Н.Д. Угринович - М.: БИНОМ, 2003. - С.20-24.

Размещено на Allbest.ru