Оперативная память сообщение по информатике
За всё время развития компьютерной техники и информатики, человек смог придумать огромнейшее количество различных вещей, которые сделали компьютеры такими, какими мы их знаем сегодня. Однако компьютерная техника и информатика использует далеко не только в персональных компьютерах. На данный момент, практически любая техника, так или иначе, основана на компьютерах и информатике, которая по сути своей и является основой всего, что сейчас есть. Мы живём в мире компьютерных технологий, а значит, что простое незнание каких либо комплектующих компьютера можно принимать за неграмотность. В данном докладе мы поговорим об оперативной памяти компьютера.
Компьютер по сути своей большая коробка, с огромным количеством различных комплектующих, которые взаимодействуя между собой, создают знакомый нам компьютер. Важнейшей частью компьютера является оперативная память. Оперативная память компьютера – относится к кратковременной памяти, которую мы обсудим позже, и помогает компьютеру и его комплектующим работать в нормальном, и стабильном режиме. Если же компьютер не будет иметь оперативной памяти, то он вряд ли сможет работать, так как оперативная память один из компонентов, который обеспечивает его работу. Она очень и очень важна для компьютера, так как помогает, как и самой долговременной памяти компьютера, так и помогает процессору, и его нормальная работа вряд ли будет возможна без должного количества оперативной памяти.
Оперативная память компьютера относится к кратковременной памяти компьютера. Вообще в компьютере имеется два типа памяти, как не трудно догадаться, это кратковременная и долговременная память. Кратковременная память – помогает компьютеру работать с данными, которые он получает от других комплектующих компьютера, а потому обеспечивает стабильную работу, как и на программном уровне, так и на аппаратном.
В кратковременную память компьютер сохраняет информацию только на время работы компьютера. После же его отключения вся информация, которая была в кратковременной памяти стирается. Обычно это информации о программах и их журнала загрузок, а потому не носит особой важности даже для продвинутого пользователя. Долговременная же память хранит в себе всю ту информацию и файлы, которыми пользователь может с лёгкостью управлять, добавляя туда что-то или удаляя. Она также может храниться неограниченное время на носителе, пока пользователь сам не решит её удалить.
Корней реферат.docx
- Оперативная память. Её свойства и функции___________________4
- Система памяти персонального компьютера___________________6
- КЭШ-память____________________ __________________________7
- Оперативное запоминающее устройство____________________ __10
- Физические виды ОЗУ___________________________ __________11
- Статическая память________________________ __________11
- Динамическая память________________________ ________12
- MRAM__________________________ ___________________13
- Память на основе графеновой наноленты________________16
- Оперативная память на нанотрубках___________________ _17
Список использованной литературы____________________ _____20
Оперативная память является одним из важнейших элементов компьютера. Именно из нее процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нее он записывает полученные результаты. Название «оперативная» эта память получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору практически не приходится ждать при чтении данных из памяти или записи в память. Однако содержащиеся в ней данные сохраняются только пока компьютер включен или до нажатия кнопки сброса (reset). При выключении компьютера содержимое оперативной памяти стирается. Поэтому перед выключением или нажатием кнопки сброса все данные, подвергнутые во время работы изменениям, необходимо сохранить на запоминающем устройстве. При новом включении питания сохраненная информация вновь может быть загружена в память.
Часто для оперативной памяти используют обозначение RAM (Random Access Memory, то есть память с произвольным доступом). Это означает, что обращение к данным, хранящимся в оперативной памяти, не зависит от порядка их расположения в памяти. Когда говорят о памяти компьютера, обычно подразумевают оперативную память, прежде всего микросхемы памяти или модули, в которых хранятся активные программы и данные, используемые процессором.
Операти́вная па́мять (англ. Random Access Memory, память с произвольным доступом; комп. жарг. Память) — энергозависимая часть системы компьютерной памяти, в которой, исходя из названия, временно хранятся данные и команды, необходимые процессору для выполнения им операции. Обязательным условием является адресуемость (каждое машинное слово имеет индивидуальный адрес) памяти. 1
Обмен данными между процессором и оперативной памятью производится:
- непосредственно,
- либо через сверхбыструю память, 0-го уровня — регистры в АЛУ, либо при наличии кэша — через него.
Содержащиеся в оперативной памяти данные доступны только тогда, когда на модули памяти подаётся напряжение, то есть, компьютер включен. Пропадание на модулях памяти питания, даже кратковременное, приводит к искажении либо полному пропаданию содержимого ОЗУ.
Энергосберегающие режимы работы материнской платы компьютера позволяют переводить его в режим «сна», что значительно сокращает уровень потребления компьютером электроэнергии. Для сохранения содержимого ОЗУ в таком случае, применяют запись содержимого оперативной памяти в специальный файл (в системе Windows XP он называется hiberfil.sys)
В общем случае, оперативная память содержит данные операционной системы и запущенных на выполнение программ, поэтому от объёма оперативной памяти зависит количество задач, которые одновременно может выполнять компьютер.
Оперативное запоминающее устройство, ОЗУ — техническое устройство, реализующее функции оперативной памяти.
ОЗУ может изготавливаться как отдельный блок или входить в конструкцию, например однокристальной ЭВМ или микроконтроллера.
Хранение данных в персональных компьютерах осуществляется в различных устройствах и их компонентах в зависимости от целей использования информации. Они включают в себя:
- регистры центрального микропроцессора (используются в процессе выполнения инструкций исполнительными блоками микропроцессора);
- кэш-память 1-го уровня (L1, компонент центрального микропроцессора, в который параллельно с выполнением текущей инструкции считываются следующие инструкции и данные для их исполнения);
- кэш-память 2-го уровня (L2, память, выполняющая роль буфера между центральным микропроцессором и оперативным запоминающим устройством; реализуется в одном конструктиве с микропроцессором);
- оперативное запоминающее устройство (ОЗУ, основная память, в которой размещаются исполняемые программы и необходимые для них данные);
- постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, хранящее базовую систему ввода-вывода и стартовые программы, запускаемые при включении компьютера);
- энергонезависимое ОЗУ (устройство памяти, хранящее значение системного времени и данные о конфигурации компьютера);
- видеопамять (устройство памяти видеоподсистемы персонального компьютера);
- накопители информации (массовая долговременная память персонального компьютера, реализованная в виде устройств хранения данных на гибких и жестких магнитных дисках, магнитной ленте, оптических дисках, флэш-памяти и т.п.).
- Оперативное запоминающее устройство
- Кэш-память
- Перспективы развития оперативной памяти
- MRAM
MRAM (Magneto-Resistive RAM -- «Магниторезистивная RAM» или «Магниторезистивное ОЗУ») -- однокристальная полупроводниковая оперативная память, при производстве которой используются магнитный материал (часто применяемый в магнитных считывающих головках) и переход с магнитным туннелированием -- MTJ (Magnetic Tunnel Junction). В основу современной конструкции MRAM положена концепция, разработанная немецким физиком Андреасом Нейем (Andreas Ney) и его коллегами из Института твердотельной электроники им. Пауля Друде, которая была опубликована в октябрьском номере 2003 журнала Nature. Авторы предложили использовать так называемые «программируемые логические элементы» на основе MRAM-памяти. Вычислительное устройство состоит из логических элементов «и», «или», «и-не» и «или-не». Устройство памяти состоит из элементов, у каждого из которых есть два независимых входа и возможны четыре начальные состояния. Элемент MRAM-памяти содержит два разделенных промежутком магнитных слоя. Если магнитные моменты обоих слоев параллельны, электрическое сопротивление всего элемента небольшое, это отвечает состоянию «1». Если антипараллельны -- сопротивление велико и это соответствует состоянию «0». Направления магнитных моментов можно менять на противоположные, пропуская электрический ток по каждой из линий. Независимость входов для каждого из магнитных слоев дает возможность иметь четыре начальных состояния: «00», «01», «10» и «11», гдe «00» отвечает состоянию с отрицательной величиной тока через оба магнитных слоя, а «01» -- отрицательному току через слой А и положительному через слой В и т.д. Этим можно осуществлять логические операции «и» и «или». Если добавить еще один вход по току, то появится возможность выполнения логических операций «и-не» и «или-не».
Первые компьютеры использовали запоминающие устройства исключительно для хранения обрабатываемых данных. Их программы реализовывались на аппаратном уровне в виде жёстко заданных выполняемых последовательностей. Любое перепрограммирование требовало огромного объёма ручной работы по подготовке новой документации, перекоммутации, перестройки блоков и устройств и т. д. Использование архитектуры фон Неймана, предусматривающей хранение компьютерных программ и данных в общей памяти, коренным образом переменило ситуацию.
Содержание
Введение 3
1. Теоретическая часть 4
1.1. Запоминающие устройства персонального компьютера 4
1.2. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 5
1.3. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 6
1.4. Внешние устройства хранения информации 7
Заключение 16
2. Практическая часть 17
2.1. Постановка задачи 17
2.2. Алгоритм решения задачи 19
Список литературы 27Прикрепленные файлы: 1 файл
Оглавление
Введение
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) является модулем, предназначенным для записи и хранения временных информационных данных, необходимых процессору для реализации программных операций. В английской интерпретации эта память обозначается как RAM (Random Access Memory), то есть память с произвольной организацией доступа. Это означает, что обращение к необходимой ячейке памяти выполняется непосредственно, без привлечения других модулей. Кроме того, особенностью этого типа памяти является энергозависимость, то есть информация сохраняется в ней только тогда, когда включено компьютерное устройство.
Назначение ОЗУ
Оперативная память используется для хранения и передачи информации ЦП, на жесткий диск, на другие внешние устройства, которая располагается в специальных разъемах на материнской плате. ОЗУ представляет собой схему из огромного числа мельчайших конденсаторов и транзисторов (одна пара позволяет хранить $1$ бит). При выключении ПК введенная информация исчезает, т.к. данные не были записаны на жесткий диск, где могут долго сохраняться, а находились в ОЗУ. Но в случае отсутствия оперативной памяти, данные должны были бы располагаться на жестком диске, и тогда время обращения к ним резко бы увеличилось, что привело бы к резкому снижению общей производительности ПК.
Итак, ОЗУ используется для:
- хранения данных и команд для дальнейшей их передачи ЦП для обработки;
- хранение результатов вычислений, которые были произведены ЦП.
- считывание (или запись) содержимого ячеек.
Оперативная память изготовлена в виде микросхем, которые крепятся на специальных пластинах и устанавливаются на системной плате в соответствующие разъемы.
Рисунок 1. Модуль оперативной памяти, вставленный в системную плату
При включении ПК в ОЗУ загружается операционная система, затем программное обеспечение и документы. ЦП управляет загрузкой программ и данных в ОЗУ, далее данные в ОЗУ обрабатываются. Таки образом, ЦП работает с инструкциями и данными, которые находятся в ОЗУ, а другие устройства (диски, магнитная лента, модем и т.д.) действуют через нее. Поэтому оперативная память имеет огромное влияние на работу компьютера. Т.к. ОЗУ предназначена для хранения данных и программ только во время работы ПК, то после выключения электропитания все данные в ОЗУ теряются. Во избежание потери данных или внесенных в документы изменений перед выключением ПК необходимо сохранить данные на жесткий диск и только потом выйти из приложения.
1.3. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)
В момент включения компьютера в его оперативной памяти нет ничего – ни данных, ни программ, поскольку оперативная память не может ничего хранить без подзарядки ячеек более сотых долей секунды, но процессору нужны команды, в том числе и в первый момент после включения.
Поэтому сразу после включения на адресной шине процессора выставляется стартовый адрес. Это происходит аппаратно, без участия программ (всегда одинаково). Процессор обращается по выставленному адресу за своей первой командой и далее начинает работать по программам.
Этот исходный адрес не может указывать на оперативную память, в которой пока ничего нет. Он указывает на другой тип памяти – постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Микросхема ПЗУ способна длительное время хранить информацию, даже когда компьютер выключен. Программы, находящиеся в ПЗУ, называют «зашитыми» – их записывают туда на этапе изготовления микросхемы.
Работа таких стандартных устройств, как клавиатура, может обслуживаться программами, входящими в BIOS, но такими средствами нельзя обеспечить работу со всеми возможными устройствами. Так, например, изготовители BIOS абсолютно ничего не знают о параметрах наших жестких и гибких дисков, им не известны ни состав, ни свойства произвольной вычислительной системы. Для того чтобы начать работу с другим оборудованием, программы, входящие в состав BIOS, должны знать, где можно найти нужные параметры. По очевидным причинам их нельзя хранить ни в оперативной памяти, ни в постоянном запоминающем устройстве.
Специально для этого на материнской плате есть микросхема «энергонезависимой памяти», по технологии изготовления называемая CMOS (complementary metaloxide semiconductor). От оперативной памяти она отличается тем, что ее содержимое не стирается во время выключения компьютера, а от ПЗУ тем, что данные в нее можно заносить и изменять самостоятельно, в соответствии с тем, какое оборудование входит в состав Системы. Эта микросхема постоянно подпитывается от небольшой батарейки, расположенной на материнской плате. Заряда этой батарейки хватает на то, Чтобы микросхема не теряла данные, даже если компьютер не будут включать несколько лет.
В микросхеме CMOS хранятся данные о гибких и жестких дисках, о процессоре, о некоторых других устройствах материнской платы. Тот факт, что компьютер четко отслеживает время и календарь (даже и в выключенном состоянии), тоже связан с тем, что показания системных часов постоянно хранятся (и изменяются) в CMOS.
Таким образом, программы, записанные в BIOS, считывают данные о составе оборудования компьютера из микросхемы CMOS, после чего они могут выполнить обращение к жесткому диску, а в случае необходимости и к гибкому, и передать управление тем программам, которые там записаны.
Назначение и функции оперативной памяти
В персональном компьютере кроме оперативной памяти имеется и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), которое обычно представлено в формате жёсткого диска, иногда называемого винчестером. Данный тип памяти является энергонезависимым и предназначен для хранения той информации, которая должна быть сохранена и после отключения оборудования от питающей сети. Для осуществления своих функций модулю центрального процессора необходимы данные, расположенные на жёстком диске. Но операция чтения и записи данных в оперативной памяти выполняется гораздо быстрее, по сравнению с жёстким диском. Поэтому информация переписывается с жёсткого диска в некоторую буферную зону, роль которой и играет оперативная память. После завершения работы та часть информации, которую нужно сохранить после выключения питания, записывается обратно на жёсткий диск, а оперативная память обнуляется. Помимо процессорного модуля информационные данные, которые хранятся в оперативной памяти, доступны для использования другим модулям компьютера, например, видеокарте, что повышает быстродействие.
Модули оперативной памяти
Оперативная память в ПК размещена на стандартных панелях, которые называют модулями. Модули памяти представлены в двух видах:
- односторонне расположение выводов ($SIMM$-модули) можно устанавливать только парами;
- двухстороннее расположение выводов ($DIMM$-модули) можно устанавливать по одному, обладают большей скоростью передачи.
Устанавливать на одной плате разные модули нельзя.
Рисунок 4. Микросхемы памяти SIMM (сверху) и DIMM (снизу)
Получи деньги за свои студенческие работы
Курсовые, рефераты или другие работы
Автор этой статьи Дата написания статьи: 25.04.2016
Анастасия Николаевна Королева
Эксперт по предмету «Информатика»
Автор24 - это сообщество учителей и преподавателей, к которым можно обратиться за помощью с выполнением учебных работ.
Оперативная память — это память компьютерного оборудования, информация в которой стирается при выключении питания.
Основные параметры ОЗУ
Одним из главных параметров оперативной памяти является частота, на которой она работает. Этот параметр характеризует объём передаваемой информации при операциях обмена между модулем процессора и памяти в единицу времени. Частота оказывает непосредственное влияние на общую скорость функционирования компьютера. Чем больше это значение, тем больший объём информации передаётся в единицу времени. Частота определяется в мегагерцах и обычно записывается после типа памяти. Например, DDR3-1200, означает, что данный тип оперативной памяти работает на частоте 1200 МГц.
Другим важным параметром оперативного запоминающего устройства является пропускная способность, которая также непосредственно влияет на быстродействие. Пропускной способностью является информационный объём, который обрабатывается в единицу времени. Эта величина измеряется в мегабайтах в секунду и обозначается в параметрах платы оперативной памяти, например, таким образом: PC3-10600. Здесь число обозначает максимально допустимую скорость работы с данными.
Ещё одной характеристикой, которая влияет на общую производительность компьютерного оборудования, является время отсрочки осуществления команды модулем оперативной памяти. Этот параметр называется таймингом, который отвечает за готовность оперативной памяти к выполнению очередной операции без ошибок при обработке данных. Чем меньше величина тайминга, тем лучше работает память. На плате оперативной памяти обозначаются или четыре типа таймингов, например, 3-3-4-6, или первая из величин, например, CL3.
Также важной характеристикой, сильно влияющей на выбор оперативной памяти, является её размер (объём), который измеряется в мегабайтах или гигабайтах. Естественно, что больший объём памяти увеличивает общее быстродействие компьютерного оборудования. Но следует заметить, что число разъёмов и их тип на материнской плате, естественным образом определяют максимальное количество и тип модулей оперативной памяти, которые возможно поместить в компьютерное устройство. Кроме того, даже в случае наличия плат оперативной памяти с максимальным объёмом, многое решает разрядность самого процессорного модуля. Проблема заключается в том, что если процессор 32-х разрядный, то он способен поддерживать работу с оперативной памятью объёмом не более 4 ГБ. Но 64-х разрядные процессорные устройства таких ограничений уже не имеют. Также следует помнить, что, когда выбираются две платы оперативной памяти, нужно чтобы они имели одинаковые характеристики. В противном случае, компьютер будет ориентироваться на меньшие величины параметров.
Оперативная память является одним из важнейших компонентов компьютера. Ведь именно от нее во многом зависит быстродействие компьютера, а также программное обеспечение, которое мы сможем использовать на нем.
В настоящее время разработано много видов оперативной памяти: высокоскоростной и более медленной, дорогой и подешевле. Какую память следует устанавливать на компьютер, должен решать сам пользователь, в зависимости от того, какие аспекты ему важны. Но следует помнить, что быстроразвивающаяся компьютерная отрасль, в том числе программное обеспечение, предъявляют все большие требования к компьютерам, в том числе и к оперативной памяти.Содержание
Введение________________________________________________3
1. Оперативная память. Её свойства и функции___________________4
2. Система памяти персонального компьютера___________________6
3. КЭШ-память______________________________________________7
4. Оперативное запоминающее устройство______________________10
5. Физические виды ОЗУ_____________________________________11
5.1. Статическая память__________________________________11
5.2. Динамическая память________________________________12
6. Перспективы развития оперативной памяти
6.1. MRAM_____________________________________________13
6.2. Память на основе графеновой наноленты________________16
6.3. Оперативная память на нанотрубках____________________17
Заключение______________________________________________19
Список использованной литературы_________________________20Прикрепленные файлы: 1 файл
Готовые работы на аналогичную тему
1.4. Внешние устройства хранения информации
В качестве внешних запоминающих устройств при работе на ПК в основном используются накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) или дискеты, накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД) или винчестер и накопители на лазерных компакт-дисках или CD-диски. Кроме того, в последнее время все большую популярность стали приобретать различные сменные карты памяти. Основными характеристиками всех внешних устройств хранения информации являются:
1. Информационная емкость – максимально возможный объем хранимой информации. Выражается в мегабайтах (для дискет и CD-дисков) и гигабайтах (для винчестеров).
2. Время доступа к информации – временной интервал между моментом, когда процессор запрашивает с диска данные, и моментом их выдачи. Измеряется в миллисекундах (мс). Наибольшее время доступа к информации у накопителей на гибких магнитных дисках (дискетах), а наименьшее – у винчестеров.
3. Скорость чтения и записи информации – определяется количеством байт, прочитанных/записанных в секунду. Выражается в Мбайт/с.
Накопители на гибких магнитных дисках или дискеты
Дискеты служат для долговременного хранения программ и данных небольшого объема и удобны для перенесения информации с одного компьютера на другой. Дискеты различаются размером и объемом информации, который можно на них разместить. Различают 3,5 – дюймовые и 5,25 – дюймовые дискеты (сейчас не используются). Их информационный объем составляет 1,44 Мб и 1,2 Мб соответственно. Для считывания информации с дискеты необходимо специальное устройство – дисковод.
Накопитель на жестких магнитных дисках
Накопитель на жестких магнитных дисках (от англ. HDD – Hard Disk Drive), или винчестер – это запоминающее устройство большой емкости, в котором носителями информации являются круглые жесткие пластины (иногда называемые также дисками), обе поверхности которых покрыты слоем магнитного материала. Винчестер используется для постоянного (длительного) хранения информации – программ и данных.
В принципе жесткие диски подобны дискетам. В них информация также записывается на магнитный слой диска. Однако этот диск, в отличие от дискет, сделан из жесткого материала, чаще всего алюминия (отсюда и название Hard Disk). В корпусе объединены такие элементы винчестера, как управляющий двигатель, носитель информации (диски), головки записи/считывания, позиционирующее устройство (позиционер) и микросхемы, обеспечивающие обработку данных, коррекцию возможных ошибок, управление механической частью, а также микросхемы кэш-памяти.
Если дискета физически состоит из одного диска, то винчестер состоит из нескольких одинаковых дисков, расположенных друг под другом.
НЖМД помещен в почти полностью герметизированный корпус. В отличие от НГМД, внутреннее устройство которого хорошо видно, НЖМД изолирован от внешней среды, что предотвращает попадание пыли и других частиц, которые могут повредить магнитный носитель или чувствительные головки чтения/записи, располагаемые над поверхностью быстро вращающегося диска на расстоянии нескольких десятимиллионных долей дюйма.
Магнитные диски являются элементами устройств чтения-записи информации – дисководов. Сам магнитный диск – это пластиковый (для гибких дисков) и алюминиевый либо керамический (для жестких дисков) круг с магниточувствительным покрытием. В случае жесткого диска таких кругов Может быть несколько, и все они в центре посажены на один стержень. Для гибкого диска такой круг один, при помещении в дисковод он фиксируется в центре. Во время работы диск раскручивается. Схема дисковода показана на рисунке 1.
Рис. 1. Схема дисковода магнитного диска
Головки чтения-записи могут синхронно перемещаться в горизонтальном и вертикальном направлении (это показано стрелками), что позволяет им приблизиться к любой точке поверхности диска. Каждая точка поверхности рассматривается как отдельный бит внешней памяти.
Так же, как и основная память, поверхность диска (или дисков) имеет структуру. Элементы физической структуры следующие:
1) дорожка – концентрическая окружность, по которой движутся головки чтения-записи при размещении или поиске данных. Дорожки нумеруются, начиная с нуля. Нулевой номер имеет самая внешняя дорожка на диске;
2) секторы – блоки, в которых размещаются данные на дорожке при записи. Нумеруются начиная с единицы. Помимо пользовательской информации (самих данных), сектора содержат служебную информацию, например, собственный номер. Сектора являются Минимальными адресуемыми элементами данных для диска;
3) стороны диска. Нумеруются начиная с нуля. Для винчестера, расположенного вертикально, нулевой номер имеет самая верхняя сторона, для гибкого диска нулевой номер – у «лицевой» стороны дискеты;
4) цилиндр – совокупность дорожек с одинаковыми номерами на разных сторонах диска. Номера цилиндров совпадают с номерами дорожек;
5) кластер – совокупность секторов, имеющих смежные номера. Может состоять из одного сектора (для дискет) или нескольких (для винчестера). Является минимальным адресуемым элементом данных для операционной системы. Кластеры используются операционной системой для добавления данных к файлу: добавление очередной «порции» данных к файлу выполняется в объеме кластера независимо от того, что реальный объем добавляемых меньше объема кластера. Это приводит к нерациональному расходованию внешней памяти. Поэтому не рекомендуется хранить на диске большое количество маленьких файлов: они имеют много пустых «хвостов».
Разбивка непрерывного пространства поверхности диска на указанные элементы (можно эту процедуру назвать дискретизацией) выполняется при его форматировании. При этом также формируются маркер начала и конца дорожки, места расположения секторов, в сектора записывается служебная информация.
Типы оперативной памяти
Выделяют $2$ вида оперативной памяти:
- статическую ($SRAM$) – используется в качестве кэш-памяти ЦП;
- динамическую ($DRAM$) – используется в качестве оперативной памяти ПК.
Ячейки динамической памяти можно представить в виде микроконденсаторов, которые способны накапливать электрический заряд. Недостатками $DRAM$-памяти является более низкая скорость записи и чтения данных и необходимость постоянной подзарядки.
Основными являются виды типа $SDRAM$ ($Synchronous \ Dynamic \ Random \ Access \ Memory$ – синхронная динамическая память с произвольным доступом):
$DDR$ ($Double \ Data \ Rate$ – двойная скорость передачи данных). Удвоенная скорость достигается за счет считывания данных по нарастанию и по спаду сигнала.
Рисунок 2. Схема платы памяти DDR
На плате оперативной памяти (рис. 2) с обеих сторон находятся микросхемы с памятью. Снизу находится ключ для вставки платы в разъем системной платы.
Рисунок 3. Разъемы для установки оперативной памяти
$DDR2$ от $DDR$ отличается удвоенной частотой шины, по которой данные передаются в буфер, и способность работы на более высокой частоте. Скорость работы $DDR2$ чуть выше, чем у $DDR$.
$DDR3$ отлична от $DDR2$ пониженным энергопотреблением (на $40 \ %$).
$DDR4$ отличается повышенными частотными характеристиками и пониженным напряжением питания.
Платы $DDR$, $DDR2$, $DDR3$ и $DDR4$ не являются взаимозаменяемыми, т.к. имеют различия в строении (смещение ключа, разное количество контактов и т.п.).
1.2. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)
Оперативное запоминающее устройство, или оперативная память, – это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. Ее основная особенность заключена в том, что хранение информации в ней осуществляется только до тех пор, пока компьютер включен. При выключении компьютера, вся хранимая информация сразу же удаляется без возможности восстановления. По способу хранения информации оперативная память делится на статическую (SRAM – Static RAM) и динамическую (DRAM – Dynamic RAM).
Микросхемы динамической памяти используют в качестве основной оперативной памяти компьютера. Микросхемы статической памяти используют в качестве вспомогательной памяти (кэш-памяти), предназначенной для оптимизации работы процессора.
Оперативная память в компьютере размещается на стандартных панельках, называемых модулями. Модули оперативной памяти вставляют в соответствующие разъемы на материнской плате. Если к разъемам есть удобный доступ, то операцию можно выполнять своими руками. Если удобного доступа нет, может потребоваться неполная разборка узлов системного блока, и в таких случаях операцию поручают специалистам.
Популярные сегодня темы
Божья коровка – представитель семейства КОКЦИНЕЛЛИДЫ, относится к отряду жесткокрылых типа членистоногих. Это насекомое знает любой ребенок. Размер составляет от четырех до десяти миллиметров
Человеческой жизнью двигает энергия. Энергетический запас у каждого индивидуален. Одни люди от рожденья очень энергичны, а другим жизненных сил еле хватает на самые рядовые дела. Но даже самы
Мир флоры полон диковинных и уникальных растений. Поэтому многие из них занесены в красную книгу. Это список, созданный международным союзом охраны природы.
Загар бывает разный, именно это определяет, будет он полезен или же принесет настоящий вред. Легкое и умеренно нахождение на солнце приносит пользу, чего нельзя сказать о постоянном нахождени
Экологическое воспитание необходимо в условиях настоящего времени. Сейчас очень много проблем возникло из-за безалаберности и халатности человечества. Для того, чтобы избежать ещё большего ус
Повар – человек, профессия которого заниматься приготовлением пищи. Настоящий кулинар – творец. Он может сделать самые разнообразные шедевры из продуктов, имеющихся под рукой. Повар знает, ка
Оперативная память (ОЗУ, $Random \ Access \ Memory$ – $RAM$, память с произвольным доступом) – запоминающее устройство сравнительно небольшого объёма, которое непосредственно связано с ЦП и предназначено для записи, чтения и хранения данных о выполняемых программах и данных, обрабатываемых этими программами.
Оперативная память используется только для временного хранения данных и программ, т.к. при выключении ПК информация, которая находилась в ОЗУ, пропадает. Доступ к элементам оперативной памяти прямой, т.е. каждый байт памяти имеет свой индивидуальный адрес.
Основные характеристики ОЗУ
- Объем памяти – максимальное количество информации, которая может быть помещена в эту память, выражается в Кб, Мб и Гб.
- Время доступа к памяти (в наносекундах) представляет собой минимальное время, необходимое для размещения в памяти единицы информации.
- Плотность записи (в $бит/см^2$) – количество информации, которая записана на единице поверхности носителя.
$SIMM$-модули имеют объем $4$, $8$, $16$, $32$, $64$ Мб; $DIMM$-модули – $16$, $32$, $64$, $128$, $256$, $512$ Мб.
Время доступа SIMM-модулей – $50–70$ нс, $DIMM$-модулей – $7–10$ нс.
1.1. Запоминающие устройства персонального компьютера
В компьютерах хранения информации выделяют следующие основные типы памяти: внутренняя память, кэш-память и внешняя память. Кроме того, в ЭВМ могут присутствовать различные специализированные виды памяти, характерные для тех или иных устройств вычислительной системы, например, видеопамять.
Внутренняя память предназначена для оперативного хранения и обмена данными, непосредственно участвующими в процессе обработки. Конструктивно она исполняется в виде интегральных схем (ИС) и подразделяется на два вида [6, c. 121]:
• постоянное запоминающее устройство (ПЗУ);
• оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).
Кэш-память служит для хранения копий информации, используемой в текущих операциях обмена. Это очень быстрое ЗУ небольшого объема, являющееся буфером между устройствами с различным быстродействием. Обычно используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью. 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. При этом возможны как «попадания», так и «промахи». В случае попадания, т. е. если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэше отсутствует, то процессор считывает ее непосредственно из оперативной памяти. Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования.
Внешняя память используется для долговременного хранения больших объемов информации. В современных компьютерных системах в качестве устройств внешней памяти наиболее часто применяются [1, c.89]:
• накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД)
• накопители на гибких магнитных дисках (НГМД)
• накопители на оптических дисках
• магнитооптические носители информации
• ленточные накопители (стримеры).
Введение
Теоретическая часть курсовой работы посвящена изучению памяти ПК. Компьютерная память обеспечивает поддержку одной из функций современного компьютера, — способность длительного хранения информации. Вместе с центральным процессором запоминающее устройство являются ключевыми звеньями, так называемой архитектуры фон Неймана, — принципа, заложенного в основу подавляющего большинства современных компьютеров.
Первые компьютеры использовали запоминающие устройства исключительно для хранения обрабатываемых данных. Их программы реализовывались на аппаратном уровне в виде жёстко заданных выполняемых последовательностей. Любое перепрограммирование требовало огромного объёма ручной работы по подготовке новой документации, перекоммутации, перестройки блоков и устройств и т. д. Использование архитектуры фон Неймана, предусматривающей хранение компьютерных программ и данных в общей памяти, коренным образом переменило ситуацию.
В работе будут рассмотрены основные виды памяти персонального компьютера и их характеристики.
В практической части рассматривается задача о страховой деятельности компании «Страховщик» на территории РФ по различным видам полисов. Решение данной задачи предусматривает использование табличного процессора MS Excel2003.
Теоретическая часть выполнена с использованием текстового процессора MS Word 2003 пакета программ MS Office 2003.
Характеристики компьютера: Pentium®Dual-Core, 2,5 GHz, 2 Гб ОЗУ, HDD 200 Гб.
1. Теоретическая часть
Готовые работы на аналогичную тему
Подводя промежуточный итог, можно сделать вывод, что использование оперативного запоминающего устройства позволяет ускорить обменные операции модуля центрального процессора с жёстким диском, и это ведёт к росту производительности компьютерного устройства, в общем и целом. Следует подчеркнуть, что есть параметры оперативной памяти, которые ведут к достижению максимального эффекта, но при некоторых условиях компьютер может вообще перестать работать.
Существуют следующие типы оперативной памяти:
- Статический тип памяти (SRAM, то есть Static Random Access Memory). Обладает хорошими параметрами быстродействия, но стоит не дёшево, обычно используется в кэш-памяти различных компьютерных модулей.
- Динамический тип памяти (DRAM, то есть Dynamic Random Access Memory). Работает медленнее статической памяти, но и стоит дешевле, может применяться практически в любом компьютерном оборудовании.
Очень широкое распространение получила динамическая память поколения DDR SDRAM, то есть Double Data Rate Synchronous DRAM. Она обладает повышенным быстродействием. Существуют следующие версии этой памяти:
- DDR SDRAM
- DDR2 SDRAM
- DDR3 SDRAM
- DDR4 SDRAM
Отличие перечисленных версий этой памяти состоит в разном числе контактов, увеличении быстродействия и уменьшении энергопотребления каждой последующей версии. Сейчас самыми распространёнными версиями являются DDR3 и DDR4.
11.doc
Читайте также:
Кэш — промежуточный буфер с быстрым доступом, содержащий информацию, которая может быть запрошена с наибольшей вероятностью. Доступ к данным в кэше идёт быстрее, чем выборка исходных данных из оперативной и быстрее внешней памяти, за счёт чего уменьшается среднее время доступа и увеличивается общая производительность компьютерной системы.
Кэширование применяется ЦПУ, жёсткими дисками, браузерами, веб-серверами, службами DNS и WINS.
Кэш состоит из набора записей. Каждая запись ассоциирована с элементом данных или блоком данных (небольшой части данных), которая является копией элемента данных в основной памяти. Каждая запись имеет идентификатор, определяющий соответствие между элементами данных в кэше и их копиями в основной памяти.
Если кэш ограничен в объёме, то при промахе может быть принято решение отбросить некоторую запись для освобождения пространства. Для выбора отбрасываемой записи используются разные алгоритмы вытеснения.
При модификации элементов данных в кэше выполняется их обновление в основной памяти. Задержка во времени между модификацией данных в кэше и обновлением основной памяти управляется так называемой политикой записи.
В кэше с немедленной записью каждое изменение вызывает синхронное обновление данных в основной памяти.
В кэше с отложенной записью (или обратной записью) обновление происходит в случае вытеснения элемента данных, периодически или по запросу клиента. Для отслеживания модифицированных элементов данных записи кэша хранят признак модификации (изменённый или «грязный»). Промах в кэше с отложенной записью может потребовать два обращения к основной памяти: первое для записи заменяемых данных из кэша, второе для чтения необходимого элемента данных.
Кэш центрального процессора разделён на несколько уровней. В универсальном процессоре в настоящее время число уровней может достигать 3.
Самой быстрой памятью является кэш первого уровня — L1-cache. По сути, она является неотъемлемой частью процессора, поскольку расположена на одном с ним кристалле и входит в состав функциональных блоков. В современных процессорах обычно кэш L1 разделен на два кэша, кэш команд (инструкций) и кэш данных (Гарвардская архитектура). Большинство процессоров без L1 кэша не могут функционировать. L1 кэш работает на частоте процессора, и, в общем случае, обращение к нему может производиться каждый такт. Зачастую является возможным выполнять несколько операций чтения/записи одновременно. Латентность доступа обычно равна 2−4 тактам ядра. Объём обычно невелик — не более 384 Кбайт.
Вторым по быстродействию является L2-cache — кэш второго уровня, обычно он расположен на кристалле, как и L1. В старых процессорах — набор микросхем на системной плате. Объём L2 кэша от 128 Кбайт до 1−12 Мбайт. В современных многоядерных процессорах кэш второго уровня, находясь на том же кристалле, является памятью раздельного пользования — при общем объёме кэша в nM Мбайт на каждое ядро приходится по nM/nC Мбайта, где nC количество ядер процессора. Обычно латентность L2 кэша, расположенного на кристалле ядра, составляет от 8 до 20 тактов ядра.
Кэш третьего уровня наименее быстродействующий, но он может быть очень внушительного размера — более 24 Мбайт. L3 кэш медленнее предыдущих кэшей, но всё равно значительно быстрее, чем оперативная память. В многопроцессорных системах находится в общем пользовании и предназначен для синхронизации данных различных L2.
Иногда существует и 4 уровень кэша, обыкновенно он расположен в отдельной микросхеме. Применение кэша 4 уровня оправдано только для высокопроизводительных серверов 2 .
Оперативное запоминающее устройство (Random Access Memory, RAM) является основной памятью персонального компьютера, в которой размещаются исполняемые программы и необходимые для них данные.
Отличительной особенностью RAM-памяти является ее быстродействие, которое очень важно для современных микропроцессоров. По принципам действия RAM-память можно разделить на динамическую и статическую. Различие между этими типами памяти заключается в принципе хранения информации.
Поскольку элементарной единицей информации является бит, то оперативную память можно рассматривать как некий набор ячеек, каждая из которых может хранить один информационный бит. Различие между динамической и статической памятью заключается в конструктивных особенностях элементарных ячеек для хранения отдельных битов.
ОЗУ большинства современных компьютеров представляет собой модули динамической памяти, содержащие полупроводниковые БИС ЗУ, организованные по принципу устройств с произвольным доступом. Память динамического типа дешевле, чем статического, и её плотность выше, что позволяет на том же пространстве кремниевой подложки размещать больше ячеек памяти, но при этом её быстродействие ниже. Статическая, наоборот, более быстрая память, но она и дороже. В связи с этим массовую оперативную память строят на модулях динамической памяти, а память статического типа используется для построения кэш-памяти внутри микропроцессора.
В статической памяти ячейки построены на различных вариантах триггеров – транзисторных схем с двумя устойчивыми состояниями. После записи бита в такую ячейку она может пребывать в одном из этих состояний и сохранять записанный бит сколь угодно долго – необходимо только наличие питания. Отсюда и название памяти – статическая, то есть пребывающая в неизменном состоянии.
Достоинством статической памяти является ее быстродействие, а недостатками – высокое энергопотребление и низкая удельная плотность данных, поскольку одна триггерная ячейка состоит из нескольких транзисторов и, следовательно, занимает немало места на кристалле. К примеру, микросхема емкостью 4 Мбит состояла бы более чем из 24 млн транзисторов, потребляя соответствующую мощность.
В динамической памяти элементарная ячейка памяти представляет собой конденсатор, выполненный по КМОП-технологии. Такой конденсатор способен в течение некоторого, хотя и очень малого, промежутка времени сохранять электрический заряд, наличие которого можно ассоциировать с информационным битом.
Упрощая, можно сказать, что при записи логической единицы в ячейку памяти конденсатор заряжается, при записи нуля – разряжается. При считывании данных каждый конденсатор разряжается (через схему считывания), и если заряд конденсатора был ненулевым, то на выходе схемы считывания устанавливается единичное значение.
Кроме того, поскольку при считывании конденсатор разряжается, то его необходимо зарядить до прежнего значения. Поэтому процесс считывания (обращения к ячейке) сочетается с подзарядкой конденсаторов, то есть с регенерацией заряда. К тому же, если обращения к ячейке не происходит в течение длительного времени, то со временем за счет токов утечки конденсатор разряжается (неизбежный физический процесс) и информация теряется. Вследствие этого память на основе массива конденсаторов требует постоянного периодического подзаряда конденсаторов.
Для компенсации утечки заряда применяется регенерация (Memory Refresh), основанная на периодическом циклическом обращении к ячейкам памяти, так как каждое такое обращение восстанавливает прежний заряд конденсатора.
К достоинствам динамической памяти относятся высокая удельная плотность размещения данных и низкое энергопотребление, а к недостаткам – низкое быстродействие по сравнению со статической памятью.