Шпаргалка по "Информатике"

Объём хранящейся информации в ОЗУ  составляет от 32 до 512 Мбайт и более. Занесение информации в память и  её извлечение, производится по адресам. Каждый байт ОП имеет свой индивидуальный адрес (порядковый номер). Адрес –  число, которое  идентифицирует ячейки памяти (регистры). ОП состоит из большого количества ячеек, в каждой из которых хранится определенный объем информации. ОП непосредственно связана с процессором. Возможности ПК во многом зависят от объёма ОП.

Кеш память - очень быстрая память малого объема служит для увеличения производительности компьютера, согласования работы устройств различной скорости.

Специальная - постоянная, Fiash, видеопамять и тд.

Постоянное  запоминающее устройство (ПЗУ) – энергонезависимая память для хранения программ управления работой и  тестирования устройств ПК. Важнейшая микросхема ПЗУ – модуль BIOS(Basic Input/Output System – базовая система ввода/вывода), в котором хранятся программы автоматического тестирования устройств после включения компьютера и загрузки ОС в оперативную память. Это Неразрушимая память, которая не изменяется при выключении питания

Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) – энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого

CMOS  RAM (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) - память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Используется для хранения информации о конфигурации и  составе оборудования компьютера, о режимах его работы. Содержимое изменяется программой, находящейся в  BIOS (Basic Input Output System).

Видеопамять – запоминающее устройство, расположенное на плате управления дисплеем и предназначенное для хранения текстовой и графической информации, отображаемой на экране. Содержимое этой памяти сразу доступно двум устройствам – процессору и дисплею, что позволяет изменять изображение на экране одновременно с обновлением видеоданных в памяти.

 Виды оперативной  памяти, их назначения и основные  характеристики

Внутренняя память состоит  из микроскопических ячеек, каждая из которых имеет свой уникальный адрес, или номер. Элемент информации сохраняется  в памяти с назначением ему  некоторого адреса. Чтобы отыскать эту информацию, компьютер «заглядывает»  в ячейку и копирует ее содержимое в свой «командный» пункт. Емкость  отдельной ячейки памяти называется словом. Обычно длина слова для  персонального компьютера составляет 16 двоичных цифр, или битов. Длина  в 8 бит называется байтом. Типичные большие компьютеры оперируют словами  длиной от 32 до 128 бит (от 4 до 16 байт), тогда  как миникомпьютеры имеют дело со словами в 16-64 бит (2-8 байт). Микрокомпьютеры  используют, как правило, слова длиной 8, 16 или 32 бит (1, 2 или 4 байт соответственно).

Существуют два основных класса внутренней памяти: оперативное  запоминающее устройство с произвольной выборкой (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).

ОЗУ работают быстро: микропроцессор может получать доступ к ним за 10-20 нс. Обычные коммерческие модули ОЗУ хранят до 256 Мб (1 Мб равен 1 048 576 байт). ОЗУ надежны и работают годами, выполняя миллиарды операций. ОЗУ помнят только то, что вы сообщили им в последний раз; все остальное стирается. При отключении энергии ОЗУ свою память теряет. В оперативной памяти во время работы хранятся программы и данные. Оперативная память часто рассматривается как временное хранилище, потому что данные и программы в ней сохраняются только при включенном компьютере или до нажатия кнопки сброса (reset). Перед выключением или нажатием кнопки сброса все данные, подвергнутые изменениям во время работы, необходимо сохранить на запоминающем устройстве, которое может хранить информацию постоянно (обычно это жесткий диск). При новом включении питания сохраненная информация вновь может быть загружена в память.

Термин оперативная память часто обозначает не только микросхемы, которые составляют устройства памяти в системе, но включает и такие  понятия, как логическое отображение  и размещение. Логическое отображение - это способ представления адресов  памяти на фактически установленных  микросхемах. Размещение - это расположение информации (данных и команд) определенного  типа по конкретным адресам памяти системы.

Центральный процессор компьютера связан с оперативной памятью. Основная оперативная память компонента полезна  для хранения данных и программ, которые запускаются в центральном  процессоре. В современных компьютерах  оперативная память, как твердотельная  память, присоединена к центральному процессору, и она использует шину памяти. Шину памяти также называют адресной шиной. В дополнение к оперативной  памяти существует также кэш-память, которая содержит маленькие части  памяти для их использования центральным  процессором. Цель состоит в том, чтобы уменьшить время выборки, и, таким образом, ускорить работу центрального процессора. Кэш-память увеличивает  производительность центрального процессора, воздействуя тем самым на работу компьютера. Вообще, оперативная память - это самая важная часть компьютерной памяти. Оперативная память сделана  из интегрированных полупроводниковых  микросхем.

Разумеется, чем большей  оперативной памятью обладает персональный компьютер, тем больше его возможности  для размещения и использования  в своей работе программ и данных. Для увеличения объема оперативной  памяти используются дополнительная память (Expanded Memory) на дополнительных платах, а  также расширенная память (Extended Memory), которая обычно размещается прямо  на материнской плате. При работе с дополнительной памятью процессор  обращается к данным так, словно они  расположены в обычной оперативной  памяти объемом до 1 Мбайта, но при  этом происходит переадресация в  дополнительную память на дополнительной плате, которая может иметь емкость  несколько мегабайт. Для работы с  расширенной памятью процессор  должен переходить из реального режима в защищенный (protected mode).

ПЗУ же запоминает практически  навсегда. ПЗУ особенно удобны для  задач, которые нуждаются в неоднократном  повторении одного и того же набора команд. ПЗУ работают обычно медленнее, чем ОЗУ, но зато их память постоянна  и помехоустойчива. Не все ПЗУ  имеют абсолютно постоянную память. Некоторые ПЗУ обладают, так сказать, полупостоянной памятью, то есть они  помнят (даже при отключенном питании), что им сообщалось, до тех пор, пока не подвергнутся стиранию и перезаписи. Стирание осуществляется путем экспозиции чипа в ультрафиолетовых лучах высокой  интенсивности или другими способами, как в некоторых современных  чипах памяти со стиранием и записью.

Внутренняя память реализуется  с помощью набора микросхем, установленных  на материнской плате. Она предназначена  для хранения программ и данных, с которыми процессор непосредственно  работает.

Память компьютера состоит  из ячеек, местонахождение которых  определяется уникальным адресом. В  каждой ячейке хранится машинное слово, соответствующее какому либо данному  или элементу программы. От разрядности  машинного слова зависит объем  внутренней памяти (количество ячеек).

Ёмкость памяти измеряется в килобайтах, мегабайтах и гигабайтах.

Кроме временных данных, которые определяются тем, что компьютер  делает в настоящий момент, он должен знать и постоянно помнить  некоторые стандартные программы  и данные.

Например, компьютер должен знать, что ему делать после включения, где найти и прочитать операционную систему, которой будет передано управление компьютером, как выполнить  конкретную операцию и пр. Причём выключение питания компьютера не должно приводить  к потере этой важной информации.

Решение проблем хранения различных видов информации и  надежного функционирования персонального  компьютера привело к использованию  нескольких видов внутренней памяти: оперативной, постоянной, кэш-памяти.

Оперативная память предназначена  для временного хранения выполняемых  программ и данных, обрабатываемых этими программами. Это энергозависимая  память. Физически реализуется в  модулях ОЗУ (оперативных запоминающих устройствах) различного типа. При выключении электропитания вся информация в  оперативной памяти исчезает.

Объём хранящейся информации в ОЗУ составляет от 32 до 512 Мбайт  и более. Занесение информации в  память и её извлечение, производится по адресам. Каждый байт ОП имеет свой индивидуальный адрес (порядковый номер). Адрес - число, которое идентифицирует ячейки памяти (регистры). ОП состоит  из большого количества ячеек, в каждой из которых хранится определенный объем  информации. ОП непосредственно связана  с процессором. Возможности ПК во многом зависят от объёма ОП.

Классификация оперативной  памяти запоминающее устройство является одним из самых первых устройств  вычислительной машины. Приведём некоторую  классификацию ОЗУ по элементной базе и конструктивным особенностям.

ЭВМ первого поколения  по элементной базе были крайне ненадежными. Так, среднее время работы до отказа для ЭВМ “ENIAC” составляла 30 минут. Скорость счета при этом была не сравнима со скоростью счета современных  компьютеров. Поэтому требования к  сохранению данных в памяти компьютера при отказе ЭВМ были строже, чем  требования к быстродействию оперативной  памяти. Вследствие этого в этих ЭВМ использовалась энергонезависимая  память.

Энергонезависимая память позволяла  хранить введенные в нее данные продолжительное время (до одного месяца) при отключении питания. Чаще всего  в качестве энергонезависимой памяти использовались ферритовые сердечники. Они представляют собой тор, изготовленных  из специальных материалов -- ферритов. Память на ферритовых сердечниках работала медленно и неэффективно: ведь на перемагничивание сердечника требовалось время и затрачивалось много электрической энергии. Поэтому с улучшением надежности элементной базы ЭВМ энергонезависимая память стала вытесняться энергозависимой -- более быстрой, экономной и дешевой. Тем не менее, ученые разных стран по-прежнему ведут работы по поиску быстрой энергозависимой памяти, которая могла бы работать в ЭВМ для критически важных приложений, прежде всего военных.

Рис.1- «Схема элемента памяти на ферритовых сердечниках»

Полупроводниковая память в  отличие от памяти на ферритовых сердечниках  полупроводниковая память энергозависимая. Это значит, что при выключении питания ее содержимое теряется. Преимуществами же полупроводниковой памяти перед  ее заменителями являются:

· малая рассеиваемая мощность;

· высокое быстродействие;

· компактность.

Эти преимущества намного  перекрывают недостатки полупроводниковой  памяти, что делают ее незаменимой  в ОЗУ современных компьютеров.

За несколько лет определение RAM (Random Access Memory) превратилось из обычной  аббревиатуры в термин, обозначающий основное рабочее пространство памяти, создаваемое микросхемами динамической оперативной памяти (Dynamic RAM -- DRAM) и  используемое процессором для выполнения программ. Одним из свойств микросхем DRAM (и, следовательно, оперативной памяти в целом) является динамическое хранение данных, что означает, во-первых, возможность  многократной записи информации в оперативную  память, а во-вторых, необходимость  постоянного обновления данных (т. е., в сущности, их перезапись) примерно каждые 15 мс (миллисекунд). Также существует так называемая статическая оперативная  память (Static RAM -- SRAM), не требующая постоянного  обновления данных. Следует заметить, что данные сохраняются в оперативной  памяти только при включенном питании.

Термин оперативная память часто обозначает не только микросхемы, которые составляют устройства памяти в системе, но включает и такие  понятия, как логическое отображение  и размещение. Логическое отображение -- это способ представления адресов  памяти на фактически установленных  микросхемах. Размещение -- это расположение информации (данных и команд) определенного  типа по конкретным адресам памяти системы.

Новички часто путают оперативную  память с памятью на диске, поскольку  емкость устройств памяти обоих  типов выражается в одинаковых единицах -- мега- или гигабайтах. Попытаемся объяснить связь между оперативной  памятью и памятью на диске  с помощью следующей простой  аналогии.

Представьте себе небольшой  офис, в котором некий сотрудник  обрабатывает информацию, хранящуюся в картотеке. В нашем примере  шкаф с картотекой будет выполнять  роль жесткого диска системы, где  длительное время хранятся программы  и данные. Рабочий стол будет представлять оперативную память системы, которую  в текущий момент обрабатывает сотрудник, -- его действия подобны работе процессора. Он имеет прямой доступ к любым  документам, находящимся на столе. Однако, прежде чем конкретный документ окажется на столе, его необходимо отыскать в шкафу. Чем больше в офисе шкафов, тем больше документов можно в них хранить. Если рабочий стол достаточно большой, можно одновременно работать с несколькими документами.

Добавление к системе  жесткого диска подобно установке  еще одного шкафа для хранения документов в офисе -- компьютер может  постоянно хранить большее количество информации. Увеличение объема оперативной  памяти в системе подобно установке  большего рабочего стола -- компьютер  может работать с большим количеством  программ и данных одновременно.

Впрочем, есть одно различие между хранением документов в  офисе и файлов в компьютере: когда  файл загружен в оперативную память, его копия все еще хранится на жестком диске. Обратите внимание: поскольку невозможно постоянно  хранить файлы в оперативной  памяти, все измененные после загрузки в память файлы должны быть вновь  сохранены на жестком диске перед  выключением компьютера. Если измененный файл не будет сохранен, то первоначальная копия файла на жестком диске  останется неизменной.

Во время выполнения программы  в оперативной памяти хранятся ее данные. Микросхемы оперативной памяти (RAM) иногда называют энергозависимой  памятью: после выключения компьютера данные, хранимые в них, будут потеряны, если они предварительно не были сохранены  на диске или другом устройстве внешней  памяти. Чтобы избежать этого, некоторые  приложения автоматически делают резервные  копии данных.