Главная

Статьи

ПАМ'ЯТЬ ЕОМ

Пам'яттю комп'ютера називається сукупність пристроїв для зберігання програм, що вводиться, проміжних результатів і вихідних даних

Пам'яттю комп'ютера називається сукупність пристроїв для зберігання програм, що вводиться, проміжних результатів і вихідних даних. Класифікація пам'яті представлений на малюнку:

Внутрішня пам'ять призначена для зберігання відносно невеликих обсягів інформації при її обробці мікропроцесором. Зовнішня пам'ять призначена для тривалого зберігання великих обсягів інформації незалежно від того включений або виключений комп'ютер. Енергозалежною називається пам'ять, яка стирається при виключенні комп'ютера. Незалежній називається пам'ять, яка не стирається при виключенні комп'ютера. До незалежній внутрішньої пам'яті відноситься постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗУ). Вміст ПЗУ встановлюється на заводі-виробнику і в подальшому не змінюється. Ця пам'ять складена з мікросхем, як правило, невеликого обсягу. Зазвичай в ПЗУ записуються програми, що забезпечують мінімальний базовий набір функцій керування пристроями комп'ютера. При включенні комп'ютера спочатку управління передається програмі з ПЗУ, яка тестує компоненти комп'ютера і запускає програму-завантажувач операційної системи. До енергозалежною внутрішньої пам'яті відносяться оперативний пристрій (ОЗУ), відеопам'ять і кеш-пам'ять. В оперативному запам'ятовуючому пристрої в двійковому вигляді запам'ятовується обробляється інформація, програма її обробки, проміжні дані і результати роботи. ОЗУ забезпечує режими записи, зчитування і зберігання інформації, причому в будь-який момент часу можливий доступ до будь-якої довільно вибраної комірки пам'яті. Це відображено в англомовному назві ОЗУ - RAM (Random Access Memory - пам'ять з довільним доступом). Доступ до цієї інформації в ОЗУ здійснюється дуже швидко. Ця пам'ять складена з складних електронних мікросхем і розташована всередині корпусу комп'ютера. Частина оперативної пам'яті відводиться для зберігання зображень, одержуваних на екрані монітора, і називається відеопам'ять. Чим більше відеопам'ять, тим складніші і якісні картинки може виводити комп'ютер. Високошвидкісна кеш-пам'ять служить для збільшення швидкості виконання операцій комп'ютером і використовується при обміні даними між мікропроцесором і RAM. Кеш-пам'ять є проміжним запам'ятовуючим пристроєм (буфером). Існує два види кеш-пам'яті: внутрішня, що розміщується всередині процесора і зовнішня, що розміщується на материнській платі. Зовнішня пам'ять може бути з довільним доступом і послідовним доступом. Пристрої пам'яті з довільним доступом дозволяють отримати доступ до довільного блоку даних приблизно за один і той же час доступу. Виділяють такі основні типи пристроїв пам'яті з довільним доступом:

  1. Накопичувачі на жорстких магнітних дисках (вінчестери, НЖМД) - незнімні жорсткі магнітні диски. Ємність сучасних вінчестерів від сотень мегабайт до декількох сотень гігабайт. На сучасних комп'ютерах це основний вид зовнішньої пам'яті. Перші жорсткі диски складалися з 2 дисків по 30 Мбайт і позначалися 30/30, що збігалося з маркуванням моделі мисливської рушниці "Вінчестер" - звідси пішла така назва цих накопичувачів.

  2. Накопичувачі на гнучких магнітних дисках (флоппі-дисководи, НГМД) - пристрої для запису і зчитування інформації з невеликих знімних магнітних дисків (дискет), упаковані в пластиковий конверт (гнучкий - у 5,25 дюймових дискет і жорсткий у 3,5 дюймових). Максимальна місткість 5,25 дюймової дискети - 1,2Мбайт; 3,5 дюймової дискети - 1,44Мбайт. В даний час 5,25 дюймові дискети морально застаріли і не використовуються.

  3. Оптичні диски (СD-ROM - Compact Disk Read Only Memory) - комп'ютерні пристрої для читання з компакт-дисків. CD-ROM диски набули поширення слідом за аудіо-компакт дисками. Це пластикові диски з напиленням тонкого шару світлоповертального матеріалу, на поверхні яких інформація записана за допомогою лазерного променя. Лазерні диски є найбільш популярними знімними носіями інформації. При розмірах 12 см в діаметрі їх ємність досягає 700 Мб. В даний час все більш популярним стає формат компакт-дисків DVD-ROM, що дозволяє при тих же розмірах носія розмістити інформацію об'ємом 4,3 Гб. Крім того, доступними масовому покупцеві стали пристрої запису на компакт диски. Дана технологія отримала назву CD-RW і DVD-RW відповідно.

Пристрої пам'яті з послідовним доступом дозволяють здійснювати доступ до даних послідовно, тобто для того, щоб вважати потрібний блок пам'яті, необхідно вважати всі попередні блоки. Серед пристроїв пам'яті з послідовним доступом виділяють: Накопичувачі на магнітних стрічках (НМЛ) - пристрої зчитування даних з магнітної стрічки. Такі накопичувачі досить повільні, хоча й великої місткості. Сучасні пристрої для роботи з магнітними стрічками - стримери - мають збільшену швидкість запису 4 - 5Мбайт в сек. Існують також, пристрої дозволяють записувати цифрову інформацію на відеокасети, що дозволяє зберігати на 1 касеті 2 Гб інформації. Магнітні стрічки зазвичай використовуються для створення архівів даних для довготривалого зберігання інформації.

  1. Перфокарти - картки з щільного паперу і перфострічки - котушки з паперовою стрічкою, на яких інформація кодується шляхом пробивання (перфорування) отворів. Для зчитування даних застосовуються пристрої послідовного доступу. В даний час ці пристрої морально застаріли і не застосовуються.

Різні види пам'яті мають свої переваги і недоліки. Так, внутрішня пам'ять має гарну швидкодію, але обмежений обсяг. Зовнішня пам'ять, навпаки, має низьку швидкодію, але необмежений обсяг. Виробникам і користувачам комп'ютерів доводиться шукати компроміс між обсягом пам'яті, швидкістю доступу і ціною комп'ютера, так комбінуючи різні види пам'яті, щоб комп'ютер працював в оптимальному режимі. У будь-якому випадку, обсяг оперативної пам'яті є основною характеристикою ЕОМ і визначає продуктивність комп'ютера.

Коротко розглянемо принцип роботи оперативної пам'яті. Мінімальний елемент пам'яті - біт або розряд здатний зберігати мінімально можливий обсяг інформації - одну двійкову цифру. Біт дуже маленька інформаційна одиниця, тому біти в пам'яті об'єднуються в байти - вісімки бітів, які є осередками пам'яті. Всі комірки пам'яті пронумеровані. Номер комірки називають її адресою. Знаючи адресу осередку можна здійснювати дві основні операції:

  1. прочитати інформацію з комірки з певною адресою;

  2. записати інформацію в байт з певною адресою.

Щоб виконати одну з цих операцій необхідно, щоб від процесора до пам'яті надійшов адреса комірки, і щоб байт інформації був переданий від процесора до пам'яті під час запису, або від пам'яті до процесора при читанні. Всі сигнали повинні передаватися по провідникам, які об'єднані в шини.

По шині адреси передається адреса комірки пам'яті, по шині даних - передана інформація. Як правило, ці процеси проходять одночасно.

Для роботи ОЗУ використовуються ще 3 сигналу і відповідно 3 провідника. Перший сигнал називається запит читання, його отримання означає вказівку пам'яті прочитати байт. Другий сигнал називається запит записи, його отримання означає вказівку пам'яті записати байт. Передача відразу обох сигналів заборонена. Третій сигнал - сигнал готовності, який використовується для того, щоб пам'ять могла повідомити процесору, що вона виконала запит і готова до прийому наступного запиту.