Внутренняя память компьютера, ее свойства и характеристики :: SYL.ru
Каждый пользователь знает, что существует внутренняя память компьютера, но мало кто понимает, насколько она разнообразна, сколько существует различных её подтипов. Разбирая ПК, максимум, на что сможет указать неопытный человек, — это ОЗУ и жесткий диск. Давайте разберёмся, какие устройства внутренней памяти компьютера существуют.
Что это такое
Для начала введём определение. Внутренняя память компьютера — это устройство для хранения программ и данных, которые в конкретный момент времени участвуют в вычислении процессором. Говоря простым языком, когда вы запускаете на персональном компьютере какое-либо приложение, процессор пользуется ОЗУ, как листком бумаги, записывая на него исходные данные и промежуточные вычисления. Выделяют следующие виды внутренней памяти компьютера — постоянную и оперативную.
Особенности
Независимо от того, о чем идёт речь, нам необходимы критерии для определения качества запоминающего устройства. Назовём главные характеристики внутренней памяти компьютера:
- Общий объём. Он играет немаловажную роль. От него зависит, сколько информации можно разместить одновременно в кэше, а значит, и быстродействие компьютера. Иногда процессору нужно хранить обширные объёмы данных. При малых размерах памяти они просто не поместятся, и приложение будет «тормозить».
- Быстродействие. Оно же — время доступа. Определяет, насколько быстро происходит взаимодействие центрального процессора и памяти. От этого параметра зависит, как скоро будет проходить процесс записи-считывания байт данных в запоминающее устройство. В отличие от объёма памяти, пользователь не способен повышать этот параметр сверх конретного уровня, поскольку он определяется конструктивными особенностями, а также существующими технологиями и интерфейсом подключения.
Свойства
При рассмотрении темы статьи нельзя не упомянуть про свойства внутренней памяти компьютера. Информатика выделяет несколько критериев, по которым можно характеризовать ее.
- Дискретность. Это такое свойство, позволяющее определить структуру любого вида памяти на компьютере. Внутренняя память состоит из множества ячеек, каждая из которых хранит всего 1 бит информации — минимальный неделимый объём. Ячейки объединяются в группы разрядов, хранящие по 8 бит, что равно 1 байту данных.
- Адресуемость. Каждая ячейка памяти компьютера имеет свой адрес, к которому обращается процессор при работе, при необходимости извлечения данных.
- Энергозависимость и энергонезависимость. В зависимости от типа рассматриваемой памяти, можно выделить эти подгруппы. Зависимость от электропитания означает, что при выключении компьютера все данные из памяти удаляются.
К внутренней памяти компьютера относятся ОЗУ, ПЗУ, кэш, CMOS и видеопамять, рассмотрим их поподробнее.
ПЗУ
Постоянное запоминающее устройство. Было названо так, потому что данные, хранящиеся в нём, не подлежат изменению и предназначены исключительно для считывания. Содержимое этой памяти заполняется непосредственно при изготовлении, сюда могут входить программы для обслуживания персонального компьютера, поддержки операционной системы и устройств ввода-вывода, поэтому её называют ROM BIOS.
Однако эта память соответствовала своему названию исключительно на первом этапе своего создания. С развитием технологий стали выпускаться перепрограммируемые ПЗУ, для того чтобы можно было изменять их содержание в условиях эксплуатации.
Оперативная память
ОЗУ (оперативное записывающее устройство) по объёму является основным представителем внутренней памяти и служит для работы с информацией. Название приходит из функционала. Скорость взаимодействия с процессором настолько высока, что проходят доли секунды между запросом и ответом. Обозначается оперативная память как RAM — Random Access Memory.
ОЗУ хранит в себе все данные работающей программы. Поэтому и процессор способен работать с ней только после того, как она будет записана в оперативную память (ОП). Для взаимодействия с жестким диском ЦПУ обращается к буферу — еще одному виду ОП.
Главным недостатком (или конструктивной особенностью) оперативной памяти является её энергозависимость. То есть при выключении питания персонального компьютера все данные, которые в ней записаны, теряются. Основными характеристиками RAM являются:
- объем;
- разрядность;
- быстродействие.
Внутренняя память компьютера недостаточного объёма сильно снижает производительность. При недостатке RAM некоторые программы могут работать медленно, а некоторые откажутся запускаться вовсе.
Кэш
Ещё один вид памяти персонального компьютера, являющийся самым быстродействующим. Кэш является посредником между центральным процессором и оперативной памятью. В нем хранятся наиболее часто используемые фрагменты RAM. Поскольку время обращения ЦПУ к нему намного меньше, то и среднее время работы процессора с «оперативкой» уменьшается.
CMOS-RAM
Специально выделенный участок внутренней памяти персонального компьютера для хранения его конфигурации. Своё название он получил от одноимённой технологии, которая обладает невысоким энергопотреблением. Эта память считается энергонезависимой, поскольку информация в ней не теряется при отключении питания ПК. Однако это не совсем так. Если вы вдруг забыли свой пароль от компьютера, вам достаточно снять крышку с системного блока, найти на материнской плате батарейку-таблетку и вынуть её. Без этого аккумулятора все настройки компьютера, включая пароль, будут обнулены.
Видео
Ещё одна внутренняя память персонального компьютера, служащая для хранения графической информации. В персональном компьютере существует 2 способа её реализации.
Первый — это встроенная видеокарта. В этом случае память реализуется на материнской плате. Второй вариант реализации видеопамяти — на встраиваемой видеокарте. Как и при работе с оперативкой, от объёма зависит количество информации, обрабатываемой центральным процессором, и скорость её вывода на экран. От объёма видеопамяти зависит быстродействие мощных графических редакторов, высококачественного видео и современных игр.
Развитие
Внутренняя память компьютера развивалась постепенно, проходя множество этапов. Говоря об ОП, можно выделить следующие её виды в порядке совершенствования:
- SIMM — самый первый прообраз оперативной памяти персонального компьютера. Имел 30 контактов общей длиной в 89 миллиметров. В настоящий момент найти такую планку практически невозможно.
- SIMM на 72 контакта являлась следующим шагом в развитии, но имела ещё большие размеры — примерно 103 миллиметра.
- DIMM — оперативная память, которую застали обычные пользователи. Была популярна вплоть до 2001 года.
- После всех предыдущих этапов наступила эра памяти формата DDR (184 контакта). Эта технология в корне меняет подход к проектированию. Вместо ускорения частоты обмена данными в ней увеличивается количество данных, передаваемых за один такт.
- DDR2 — имеющая 204 контакта, она должна была увеличить скорость работы и взаимодействия с процессором в 2 раза по сравнению со своим предшественником.
- DDR3 — очередной виток эволюции памяти, имеющей повышенные характеристики.
- DDR4 — вышедшая во втором квартале 2014 года в массовые продажи оперативная память. Имеет 288 контактов и увеличенную в 2 раза пропускную способность.
Вывод
Прочитав эту статью, вы узнали, что такое внутренняя память компьютера, каково её строение, виды и характеристики. В жизни это может мало пригодиться, разве что для сдачи экзаменов в университете или общего самообразования.
www.syl.ru
Внутренняя память компьютера
Рассмотрим память компьютера, которая по отношению к процессору является внутренней. Внутренняя память компьютера — это место хранения информации, с которой он работает. Внутренняя память компьютера является временным рабочим пространством. Информация во внутренней памяти не сохраняется при выключении питания. Такая память в свою очередь также различается по типам:
Оперативная память или ОЗУ
Оперативная память (RAM — Random Access Memory) — это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. Иными словами, в ОЗУ хранится информация, с которой ведется работа в данный момент времени.
В ячейку можно записать только 0 или 1, т.е. 1 бит информации. Такая ячейка так и называется — «бит». Это наименьшая частица памяти компьютера и в связи с этим память имеет битовую структуру, которая определяет такое свойство оперативной памяти, как дискретность .
Оперативную память в компьютере размещают на стандартных панельках, называемых модулями. Модули вставляются в соответствующие разъемы на материнской плате. Такая конструкция облегчает процесс замены или наращивания памяти. Количество модулей зависит от нужного вам объема ОЗУ. Важнейшей характеристикой модулей оперативной памяти является быстродействие, которое зависит от максимально возможной частоты операций записи или считывания информации из ячеек памяти. Современные модули памяти обеспечивают частоту до 800 МГц, а их информационная емкость достигает 2 Гб. Hynix разработала модули памяти DDR2-800 объемом в 2 Гб
Рис.1 Модуль памяти
Мы знаем, что ОЗУ энергозависима, поэтому в целях сохранения, хранимой в ней информации необходимо подзаряжать ячейки этой памяти, этот процесс называется регенерация ОЗУ. Иными словами под регенерацией понимается восстановление заряда ячеек.
Различают динамическую память (DRAM) и статическую память (SRAM).
Память типа DRAM
DRAM (Dynamic Random Access Memory, динамическая оперативная память с произвольным доступом) — тип памяти, содержимое которой может сохраняться только в том случае, если оно будет обновляться через короткие интервалы времени. Динамическому ОЗУ нужна регенерация. DRAM применяется для производства модулей оперативной памяти.
Основное преимущество этого типа памяти состоит в том, что ее ячейки упакованы очень плотно, т.е. в небольшую микросхему можно упаковать много битов, а значит, на их основе можно построить память большей емкости. Ячейки памяти в микросхеме DRAM — это крошечные конденсаторы, которые удерживают заряды.
Память типа sram
SRAM (Static RAM, статическая память) – после записи данных в ячейки статической памяти они могут сохранять свое значение сколько угодно (в отличие от динамической памяти). SRAM имеет более высокое быстродействие, чем динамическая оперативная память, и может работать на той же частоте, что и современные процессоры. Время доступа SRAM не более 2 нс, это означает, что такая память может работать синхронно с процессорами на частоте 500 МГц или выше. Все это определило использование ее в качестве буферной кэш-памяти.
Подведём итоги сравнения оперативной памяти:
Память DRAM:
Преимущества:
малое число элементов на одну ячейку, откуда высокая плотность упаковки, большой объем памяти на одном кристалле;
Недостатки:
необходимость периодического перезаряда элементов памяти, а это: уменьшает быстродействие, усложняет схемы обслуживания памяти;
Память SRAM:
Преимущества:
Недостатки:
в связи с дороговизной память типа SRAM используется, в основном только как КЭШ L1 и L21
маленькая плотность упаковки
Постоянная память или ПЗУ
Первую свою команду процессор находит в памяти, которая в отличие от магнитных и оптических дисков является внутренней и, в отличие от ОЗУ, энергонезависимой, т.е. хранит информацию постоянно, даже после выключения компьютера.
Такая память действительно существует и называется ПЗУ (ROM — Read Only Memory, память только для чтения) — постоянное запоминающее устройство. Микросхема ПЗУ устанавливается так, что ее память занимает нужные адреса. Поэтому процессор, когда начинает свою работу, в постоянную память, заготовленную для него заранее. Из ПЗУ можно только читать информацию.
В постоянной памяти хранятся программы, необходимые для запуска компьютера и «зашитые» в нее при изготовлении. Основное назначение этих программ состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособной компьютерной системы сразу после включения.
Итак, в ПЗУ хранится информации об устройствах компьютера, т.е. параметры и характеристики монитора, жесткого диска, мыши и т.д. для того, чтобы при включении компьютера, прежде чем начать работу, можно было убедиться, что все они работоспособны.
Необходима такая память, в которую можно было бы записывать информацию (в отличие от ПЗУ) и которая была бы энергонезависимой (отличие от ОЗУ). И такая память действительно существует и по технологии изготовления называется она CMOS.
CMOS-память
CMOS — это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки, расположенной на материнской плате. Заряда батарейки хватает на несколько лет. CMOS используется для хранения информации о составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы. Наличие этого вида памяти позволяет отслеживать время и календарь, даже если компьютер выключен. Таким образом, программы записанные в ПЗУ, считывают информацию о составе оборудования компьютера из микросхемы CMOS, после чего выполняют тестирование устройств ПК.
Кэш-память
Cash (запас) обозначает быстродействующую буферную память между процессором и основной памятью. Кэш служит для частичной компенсации разницы в скорости процессора и основной памяти – туда попадают наиболее часто используемые данные. Когда процессор первый раз обращается к ячейке памяти, ее содержимое параллельно копируется в кэш, и в случае повторного обращения в скором времени может быть с гораздо большей скоростью выбрано из кэша [1, С.39-40].
Она увеличивает производительность, поскольку хранит наиболее часто используемые данные и команды «ближе» к процессору, откуда их можно быстрее получить. Кэш-память напрямую влияет на скорость вычислений и помогает процессору работать с более равномерной загрузкой.
Новинки имеют кэш-память емкостью до 32 Мб
Видеопамять
Еще один вид памяти – это видеопамять, то есть память, используемая для хранения изображения, выводимого на экран монитора. Эта память обычно входит в состав видеоконтроллера – электронной схемы, управляющей выводом изображения на экран. Он обычно выполняется в виде специальной платы, вставляемой в разъем системной шины компьютера, но на многих компьютерах он входит в состав системной (материнской) платы. Видеоконтроллер получает от микропроцессора компьютера команды по формированию изображения, конструирует это изображение в своей служебной памяти — видеопамяти, и одновременно преобразует содержимое видеопамяти в сигнал, подаваемый на монитор-видеосигнал.
В видеопамяти размещаются данные, отображаемые адаптером на экране дисплея. Видеопамять обычно имеет объем 256 Кбайт, на некоторых моделях видеоадаптера объем видеопамяти может быть увеличен до 512 Мбайт.
studfiles.net
8. Внутренняя память компьютера (виды памяти и их характеристика
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.
Внутренняя память дискретна. Элементарной (минимальной) единицей хранения информации является бит. Он может содержать 02 или 12. Однако компьютер при работе с памятью для размещения или выборки данных из нее оперирует не битами, а байтами и более крупными единицами — словами и двойными словами. В зависимости от класса компьютера слово — это два или четыре байта памяти.
Для обращения к элементам памяти они снабжаются адресами, начиная с нуля. Максимальный адрес основной памяти определяется функциональными возможностями того или иного компьютера.
Структура основной памяти (за исключением кэш-памяти) для компьютеров класса IBC PC с указанием начальных адресов отдельных областей представлена в таблице:
непосредственно адресуемая память операционной системы MS DOS
расширенная память ХМА
стандартная память СМА (640К)
верхняя память UMA (384К)
область служебных программ и данных операционной системы — CMOS (64K)
область программ и данных пользователя — RAM (576К)
область видеопамяти и служебных программ (256К)
область программы начальной загрузки операционной системы MS DOS и других программ — BIOS (128K)
высокая память — HMA (64K)
остальная память
0 64К 640К 896К 1024К 1088 МАХ
В силу особенностей операционной системы (ОС) MS DOS непосредственно адресуются только первые 1024К памяти, доступ к остальным адресам осуществляется средствами специальных программ, которые называются драйверами. Их подключение выполняется в файле конфигурации config.sys в предложении device.
При обращении к элементам памяти ОС использует не абсолютный адрес, например, 2245653, а сегментированный.
В простейшем случае для образования сегментированного адреса все адресное пространство делится на блоки – сегменты – размером 16Б, которые нумеруются четырехзначными шестнадцатеричными числами от 000016 до FFFF16. Тогда внутри сегмента каждый байт как элемент памяти характеризуется смещением – отстоянием в байтах от начала сегмента. В результате каждый абсолютный адрес представляется парой сегмент:смещение. На рисунке представлена схема формирования сегментированных адресов:
Зададимся абсолютным адресом, равным 40Б, и представим его в сегментированном виде: 0002:0008. Здесь 0002 – номер сегмента, 0008 – смещение в сегменте.
studfiles.net
Реферат — Внутренняя память компьютера
Память компьютера (Memory) — устройство для запоминания данных. В зависимости от характера использования различают внутреннюю или внешнюю память.
Внутренняя память
Оперативная память (ОП) 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.
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.
www.ronl.ru
2. Внутренняя и внешняя память компьютера
Внутренняя память включает все виды запоминающих устройств, расположенных на материнской плате. В состав внутренней памяти входят следующие устройства.
Оперативная память или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) служит для хранения команд и данных, необходимых процессору для выполнения операций. Это память позволяет обратиться к любой ячейке, поэтому называется также памятью с произвольным доступом (RAM— память). Отличается высоким быстродействием. К основному недостатку относится исчезновение данных после выключения электропитания.
Кэш-память или сверхоперативная память – очень быстрое запоминающее устройство, которое сохраняет текущие данные и предоставляет их процессору при необходимости. Отличается значительным быстродействием. К недостаткам относится более сложный процесс изготовления, и соответственно, большая стоимость.
Специальная память имеет несколько составляющих:
постоянная память или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) предназначена только для чтения (ROM-память), энергонезависимая, содержание памяти «зашивается» при изготовлении и в процессе эксплуатации не меняется;
перепрограммируемая постоянная память допускает многократную перезапись, энергонезависимая, содержит базовую систему ввода/вывода (BIOS), которая необходима для автоматического тестирования и загрузки операционной системы при включении компьютера;
память с питанием от батарейки является разновидностью постоянной памяти и служит для хранения времени, даты и данных о конфигурации системы;
видеопамять предназначена для хранения видеоданных, которые доступны одновременно процессору и монитору.
Внешняя память включает устройства (накопители), расположенные вне материнской платы и имеющие носители с разным принципом действия.
Носитель — это физическая среда или материальный объект, структура которых используется для хранения данных, в дисковом магнитном накопителе, например, это ферромагнитный слой на поверхности диска.
Накопители — это запоминающие устройства, предназначенные для долговременного хранения больших объемов данных при отсутствии электропитания. В зависимости от принципиальной основы носителя различают накопители магнитного, оптического и полупроводникового типа.
Накопитель на магнитных дисках (жесткий диск, винчестер) — это основное устройство долговременного хранения данных и программ, основанное на магнитном принципе записи. Магнитный накопитель собирается в герметичном корпусе, внутри которого соосно располагается несколько дисков. Каждый диск с двух сторон покрыт ферромагнитным слоем, поверхность диска разделена на дорожки и сектора (отформатирована). Диск вращается относительно магнитных головок, с помощью которых производится сохранение и считывание данных. Данные сохраняются в форме дорожки микроскопических намагниченных участков – доменов, намагниченность которых регистрируется как последовательность логических единиц.
Накопитель на оптических дисках (CD—ROM) – это устройство для долговременного хранения больших объемов данных, записанных с более высокой плотностью, чем на магнитном диске. Принцип действия основан на считывании данных с помощью лазерного луча, который отражается от поверхности диска. В качестве носителя данных выступает металлизированная поверхность компакт-диска (CD), на которой нанесена спиральная дорожка. Цифровая запись на дорожке компакт-диска сохраняется в виде последовательности участков, которые называются pit (точка, углубление) и land (поверхность). Логическая единица кодируется переходом между углублением и поверхностью. Последовательность углублений, в которой закодирована запись, наносят либо штамповкой с матрицы, либо прижиганием участков дорожки лучом лазера.
Компакт-диски изготавливаются из полипропилена, на поверхность которого наносится многослойное покрытие, включающее так называемый активный слой. В зависимости от соотношения покрытий, материала активного слоя, ширины дорожки различают компакт-диски разного устройства и назначения:
CD-R – диски, которые позволяют выполнить однократную запись и неограниченное количество считываний;
CD-RW – диски для многоразовой записи, перезаписи и чтения данных;
DVD – диски для многоразовой записи с повышенной плотностью данных.
Основной недостаток дисковых накопителей выражается в наличии электромеханического привода, который ограничивает надежность, ресурс, вес и размеры устройств.
Флэш-накопитель – устройство полупроводникового типа для долговременного энергонезависимого хранения данных, которое реализовано на основе микросхемы памяти. В качестве носителя данных выступает массив полупроводниковых ячеек, расположенных внутри микросхемы. Принцип действия полупроводникового накопителя основан на записи и стирании электрического заряда в ячейке полупроводниковой структуры. Благодаря компактности, дешевизне, механической прочности и низкому энергопотреблению флеш-накопитель все шире используется в компьютерной технике и успешно заменяет устройства памяти предыдущих поколений.
studfiles.net
Что такое память компьютера? :: SYL.ru
Что такое память? Существует насколько вариантов ответа, в зависимости от того, что конкретно имеет ввиду спрашивающий. Память персонального компьютера подразделяется на несколько категорий по структуре и предназначению.
Классификация
В первую очередь выделяют внешнюю и внутреннюю память. Внешняя память необходима для долговременного хранения информации. Именно поэтому она является энергонезависимой, однако для её считывания вам потребуются накопители памяти.
Внутренняя память предназначена для промежуточного хранения информации при обработке активных процессов в персональном компьютере.
Внутренняя память подразделяется на два типа:
- Постоянная.
- Оперативная.
Внешняя память имеет классификацию исключительно по типам доступа:
- Последовательный.
- Прямой.
Характеристики
Чтобы лучше понять, что такое память компьютера, введём определённые характеристики, которые расширят наше представление о ней. О какой бы памяти не шла речь, будь то внутренняя или внешняя, они обе имеют две главные характеристики, на которые стоит обращать внимание при покупке.
- Объём памяти. Название параметра говорит само за себя. Это то количество информации и данных, которые могут поместиться в конкретную память компьютера, будь то кэш процессора или внешний жесткий диск. Единственная разница в том, что для внутренней памяти эта характеристика определяет еще и общее быстродействие компьютера в целом.
- Быстродействие. Этот параметр определяет, насколько быстро может быть прочитана или записана информация на определённый носитель или внутреннюю память персонального компьютера.
Как видите, несмотря на различия между внутренней и внешней памятью, у них есть много общего.
Внутренняя память
Понимание строения внутренней памяти ПК позволит нам лучше понять, что такое память в целом. Можно выделить следующие типы внутренней памяти персонального компьютера.
- ПЗУ, или постоянное запоминающее устройство. Однако обычно его называют просто БИОС. Базовая система ввода-вывода. ПЗУ содержит в себе основные настройки персонального компьютера, необходимые для его работоспособности и запуска. Первые версии ПЗУ были действительно «постоянными» и не могли быть перезаписаны. Однако с развитием компьютерных технологий возникла необходимость перепрограммирования ПЗУ в условиях эксплуатации, что и было в конце концов реализовано.
- Следующий тип также отвечает на вопрос: «Что такое память ОЗУ на компьютере?» Оперативное запоминающее устройство служит для хранения данных программ, в настоящее время выполняемых на вашем персональном компьютере. Также в ней содержатся данные промежуточных вычислений. Этот тип памяти неотрывно связан с другим вопросом: «Что такое память RAM?» Random access memory — другое название оперативной памяти. Она получила такое название из-за того, что центральный процессор может получить доступ к каждой ячейке памяти в любой момент времени.
- КЭШ-память имеет небольшой объём и служит для хранения наиболее часто используемых процессором данных. Она намного меньше оперативной памяти, но и намного быстрее.
- Видеопамять служит для хранения графической информации, приготовленной к выводу на экран.
Внешняя память
Чтобы понять, что такое память, в обязательно порядке необходимо рассмотреть и внешнюю память персонального компьютера. Она делится на два основных типа, связанных друг с другом. Носители информации — это устройства, на которых хранится информация или данные. Накопители — это технические устройства, предназначенные для работы с носителями, то есть для записи или чтения данных на них.
Наиболее популярные носители информации в наши дни:
- жесткие диски;
- энергонезависимая флэшпамять;
- оптические диски (одноразовые и перезаписываемые):
- CD.
- DVD.
- BlueRay.
Все они различаются по объёму, надёжности, стоимости и быстродействию. Давайте рассмотрим эти характеристики поподробнее, чтобы лучше разобраться, что такое память.
- Объём или ёмкость носителя информации определяет сколько данных может быть записано на него. Причем, если говорить о флэшках или жестких дисках, то на них данные записываются исключительно исходя из размера. С оптическими дисками ситуация немного другая. Если вам надо записать на диск музыкальные файлы, то существует два варианта. Первый использовался, для создания музыкальных CD, которые проигрывались на старых проигрывателях. Эти диски имели свою собственную разметку и записать на них можно было исключительно 90 минут музыки (13-14 песен). Если же вы создаёте диск с музыкой, как обычный диск с данными, то на него можно записать порядка 140 треков.
- Надёжность или наработка на отказ. Определяет, сколько может прослужить вам тот или иной носитель информации. Этот параметр зависит как от производителя, так и от условий, в которых вы будете хранить его. С одной стороны, даже маленькая царапина на диске может привести его в нерабочее состояние, с другой же, оптические диски более устойчивы к воздействию влаги, даже известны случаи, когда компьютер спокойно работал со сломанным напополам диском.
- Быстродействие. Тут всё понятно. Скорость считывания зависит от интерфейса, которым носитель подключен к ПК. USB медленнее чем дисковод, однако, новейшие интерфейсы USB 3.0, которые еще не поддерживаются большинством оборудования, обещают выйти на новый уровень производительности.
- Стоимость не является показателем качества продукта. В первую очередь вы платите за бренд. Далеко не факт, что флэшка от Kingston прослужит вам дольше, чем такая же от малоизвестного производителя. Зато заплатите вы в 2 раза дороже.
Теперь вам стало более понятно, что такое память?
Программная ошибка
Как и любое сложное устройство, память компьютера нуждается в правильном обращении. Зачастую можно встретить на форумах вопросы пользователей: «Что такое «Память не может быть read», как это исправить?»
Как вы можете понять, эта ошибка вызвана неправильной работой памяти компьютера. Истоки проблемы могут быть самыми разными. С одной стороны, это может быть неправильно удалённая программа, занимающая место в памяти, с другой — может не хватать файла подкачки или места в оперативной памяти.
Увеличиваем файл подкачки. Совершаем следующее — переходим в «Свойства моего компьютера /дополнительно/быстродействие/параметры/дополнительно/изменить», там устанавливаем объем файла подкачки для системного диска примерно 4096 мегабайт.
Отключаем службу Data Execution Prevention. Открываем C:\boot.ini и заменяем в нём строку /noexecute=optin на /noexecute=AlwaysOff.
Проверьте путь установки. Он должен быть как можно короче.
Отключите отправку отчета в Майкрософт.
Ошибка «железа»
Есть другие варианты причин возникновения вышеуказанной ошибки. Она может быть связана с неправильной сборкой персонального компьютера или несовместимостью «железа».
- Перегрев памяти. Попробуйте почистить ваш компьютер от пыли либо поставить систему охлаждения посильнее.
- Если у вас многоядерный процессор, то может возникать конфликт со старыми игрушками. Установите программу CPU-control и выставите режим CPU 1.
- Оперативную память лучше устанавливать в паре. То есть обе планки должны быть одной ёмкости (например, обе по 2048 мегабайт).
Вот и всё. Надеемся, эта статья помогла вам лучше разобраться, что такое память компьютера.
www.syl.ru
ВНУТРЕННЯЯ ПАМЯТЬ КОМПЬЮТЕРА — Мегаобучалка
Память.
Различают два основных вида памяти – внутреннюю и внешнюю.
 |
Основными характеристиками памяти являются объем, время доступа и плотность записи информации. Объем памяти определяется максимальным количеством информации, которая может быть помещена в эту память, и выражается в килобайтах, мегабайтах, гигабайтах. Время доступа к памяти (секунды) представляет собой минимальное время, достаточное для размещения в памяти единицы информации. Плотность записи информации (бит/см2) представляет собой количество информации, записанной на единице поверхности носителя.
ВНУТРЕННЯЯ ПАМЯТЬ КОМПЬЮТЕРА
Внутренняя память компьютера состоит из двух частей: оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). Они располагаются на материнской плате.В состав внутренней памяти входят оперативная память, кэш–память и специальная память.
Процессор компьютера может работать только с теми данными, которые хранятся в ячейках его оперативной памяти.
Оперативная память (ОЗУ, англ. RAM, Random Aссess Memory – память с произвольным доступом) – это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.
Рассмотрим принципиальную схему её организации.
Оперативная память — это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные.
Память можно представить наподобие листа из тетради в клеточку. В каждой клетке может храниться в данный момент только одно из двух значений: нуль или единица. В ячейку можно записать только 0 или 1, то есть 1 бит информации. Такая ячейка так и называется — «бит».
| … | … | ||||||||
éЯчейка(бит)
Ячейка памяти, хранящая один двоичный знак, называется «бит».
Бит – наименьшая частица памяти компьютера.
Следовательно, у слова «бит» есть два смысла: это единица измерения количества информации и частица памяти компьютера. Оба эти понятия связаны следующим образом: В одном бите памяти хранится один бит информации.
Это наименьшая частица памяти компьютера и в связи с этим память имеет битовую структуру, которая определяет первое свойство оперативной памяти – дискретность.
Дискретные объекты состоят из отдельных частиц. Например, песок дискретен, так как состоит из песчинок. Память состоит из отдельных ячеек – битов.
Бит является слишком маленькой едиицей информации, поэтому биты объединили в группы по 8 – байты. В одном байте памяти можно сохранить 1 байт информации.
| . | . | . | . | . | . | . | . | ||||||||||||||||
| . | . | . | . | . | . | . | . | ||||||||||||||||
é Байт
Каждый байт получает порядковый номер – адрес. Адресуемость – второе свойство оперативной памяти. Нумерация начинается с нуля.
| … | ||||||||||||||||||||||||
| . | . | . | . | . | . | . | . | |||||||||||||||||
| . | . | . | . | . | . | . | . | |||||||||||||||||
| … | ||||||||||||||||||||||||
Таким образом, память можно представить себе в виде многоквартирного дома, в котором квартиры – это байты, а номер квартиры – адрес. Чтобы найти нужную информацию, необходимо знать адрес байта, в котором она хранится. Именно так поступает процессор, когда обращается за данными и программами к оперативной памяти.
Мы можем в любое время прийти к кому-нибудь в гости, если знаем адрес. Аналогично доступ к любой ячейке памяти осуществляется в любой момент времени. Поэтому оперативную память называют памятью с произвольным доступом.
Группа из нескольких байтов, которые процессор может обработать как единое целое, называется машинным словом. Длина машинного слова бывает различной – 8, 16, 32 бита и т.д. Адрес машинного слова равен адресу младшего байта, входящего в это слово.
| … | |||||
| байт | байт | байт | байт | байт | |
| байт | байт | байт | байт | байт | |
| байт | байт | … | … | … | |
| … | |||||
| … |
машинное слово длиной 16 бит
Объём оперативной памяти зависит от количества разрядов, отведённых под адрес. В настоящее время принята 32-разрядная адресация, а это означает, что всего независимых адресов может быть 232. 232=4294967296 байт. Объём оперативной памяти увеличивается из поколения в поколение. В современных компьютерах её объём достигает 2 Гбайт.
Рассмотрим физический принцип действия оперативной памяти. С этой точки зрения различают динамическую память (DRAM) и статистическую память(SRAM).
| Характеристики | ||||
| Что является ячейкой | Недостатки | Преимущества | Где используется | |
| Статистическая память | Микроконденсатор, способный накапливать заряд на своих обкладках | 1. Заряды ячеек рассеиваются в пространстве и их приходится всё время подзаряжать, чтобы не утратить данные. Процесс подзарядки называется регенерацией и осуществляется несколько десятков раз в секунду. При этом происходит непроизвольный расход ресурсов вычислительной системы. 2. Запись данных происходит медленно | Это экономически доступный вид памяти и поэтому наиболее распространённый | В основной оперативной памяти |
| Динамическая память | Триггер, хранящий состояние включен/ выключен | Технологически сложнее и дороже | Более быстрая | В кэш-памяти |
Оба вида запоминающих микросхем успешно конкурируют между собой, поскольку ни одна из них не является идеальной. С одной стороны, статистическая память значительно проще в эксплуатации, так как не требует регенерации, и приближается по быстродействию к процессорным микросхемам. С другой стороны, она имеет меньший информационный объём и большую стоимость (в самом деле, изготовление конденсатора значительно проще, чем триггерной схемы и требует на кремниевой пластине гораздо меньше места), сильнее нагревается при работе. На практике в данный момент выбор микросхем для построения ОЗУ всегда решается в пользу динамической памяти. И все же быстродействующая статистическая память в современном компьютере тоже обязательно есть – кэш-память.
Вышерассмотренное физическое устройство оперативной памяти определяет её третье свойство – энергозависимость. Так как и конденсаторы, и триггеры хранят информацию, закодированную с помощью электрического сигнала, следовательно, его отсутствие ведёт к потере информации. Это значит, что ОЗУ используется для временного хранения данных и программ, так как когда машина выключается (пропадает источник электрических сигналов), всё, что находилось в данной памяти, пропадает.
И, наконец, оперативную память конструктивно представляет собой набор микросхем, размещенных на одной небольшой плате (модуль, планка). Модули памяти представляют собой пластины с рядами контактов, на которых размещаются БИС памяти. Модули памяти могут различаться между собой по размеру и количеству контактов(SIMM или DIMM), быстродействию, информационной емкости и так далее. Важнейшей характеристикой модулей оперативной памяти является быстродействие, которое зависит от максимально возможной частоты операций записи или считывания информации их ячеек памяти. Модули вставляются в соответствующие разъёмы на материнской плате. Такая конструкция облегчает процесс замены или наращивания памяти. Количество модулей зависит от нужного вам объёма ОЗУ.
Как вам уже известно, важнейшей характеристикой компьютера является скорость обработки информации, которая зависит от быстродействия процессора. Но, если «быстрый» процессор будет работать с «медленной» памятью небольшого объёма, то большую часть своего времени он будет простаивать. Поэтому объём оперативной памяти и скорость её работы также очень влияют на работоспособность компьютерной системы.
Для увеличения производительности компьютера, согласования работы устройств с различным быстродействием современный компьютер использует ещё один вид — кэш—память.
Кэш (англ. сaсhe), или сверхоперативная память – очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и менее быстродействующей ОЗУ.
Кэш–памятью управляет специальное устройство – контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш–память. Если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэше отсутствует, то процессор считывает её непосредственно из оперативной памяти.
Для постоянного хранения информации используется постоянное запоминающее устройство, где хранятся данные, не требующие вмешательства пользователя и необходимые для корректной работы компьютера. Она включает в себя программы: запуска и остановки ЭВМ; тестирования устройств, проверяющие при каждом включении компьютера правильность работы его блоков; управления работой процессора, дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью. А также содержит информацию о месторасположении на диске операционной системы.
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 свойство постоянной памяти объясняет часто используемое английское название.
Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory – память только для чтения) – энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения пользователем и необходимы для корректной работы компьютера.
Содержание памяти специальным образом «зашивается» в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения. Микросхема ПЗУ устанавливается так, что её память занимает нужные адреса. Поэтому процессор, когда начинает свою работу, попадает в постоянную память, заготовленную для него заранее. Из ПЗУ можно только читать информацию.
К устройствам специальной памяти относятся постоянная память (ROM), перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory), память СMOS RAM, питаемая от батарейки, видеопамять и некоторые другие виды памяти.
СMOS RAM – это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки, расположенная на материнской плате.
Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы. Заряда батарейки хватает на несколько лет. Наличие этого вида памяти позволяет отслеживать время м календарь, даже если компьютер выключен. Таким образом, программы, записанные в ПЗУ, считывают информацию о составе оборудования компьютера из микросхемы CMOS, после чего выполняют тестирование устройств ПК.
Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) – энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого.
Прежде всего в постоянную память записывают программу управления работой самого процессора. В ПЗУ находятся программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью, программы запуска и остановки компьютера, тестирования устройств.
Важнейшая микросхема постоянной памяти – модуль BIOS.
BIOS (Basiс Input/Output System – базовая система ввода–вывода) – совокупность программ, предназначенных для: тестирования устройств, загрузки операционной системы в оперативную память, управление устройствами компьютера.
Для хранения графической информации используется видеопамять.
Видеопамять (VRAM) – разновидность оперативного ЗУ, в котором хранятся закодированные изображения. Это ЗУ организовано так, что его содержимое доступно сразу двум устройствам – процессору и дисплею. Поэтому изображение на экране меняется одновременно с обновлением видеоданных в памяти.
megaobuchalka.ru
