Устройства, образующие внутреннюю память

В состав внутренней памяти входят: оперативная память; кэш-память; специальная память.

Оперативная память

Оперативная память (ОЗУ, англ. RAM, R andom A ccess M emory – память с произвольным доступом) - это быстрое запоминающее устройство не очень большого объема, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.

Оперативная память используется только для временного хра­нения данных и программ, так как, когда машина выключается, все, что находилось в ОЗУ, пропадает. Доступ к элементам оперативной памяти прямой - это означает, что каждый байт памяти имеет свой индивидуальный адрес.

Объем ОЗУ обычно составляет от 32 до 512 Мбайт. Для не­сложных административных задач бывает достаточно и 32 Мбайт ОЗУ, но сложные задачи компьютерного дизайна могут потребовать от 512 Мбайт до 2 Гбайт ОЗУ.

Обычно ОЗУ исполняется из интегральных микросхем памя­ти SDRAM (синхронное динамическое ОЗУ). Каждый информацион­ный бит в этих микросхемах запоминается в виде электрического заряда крохотного конденсатора, образованного в структуре полупроводникового кристалла. Из-за токов утечки такие конденсаторы бы­стро разряжаются, и их периодически (примерно каждые 2 миллисе­кунды) подзаряжают специальные устройства. Этот процесс называ­ется регенерацией памяти.

2. Кэш-память

Кэш-память (англ. cache), или сверхоперативная память, - это очень быстрое ЗУ небольшого объема, которое 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 том 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 кэш отсутствует, то процессор считывает ее непосредственно из оперативной памяти.

Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования.

Кэш-память реализуется на микросхе­мах статической памяти SRAM (S tatic RAM), более быстродействую­щих, дорогих и малоемких, чем DRAM.

Современные микропроцессоры имеют встроенную кэш-память, так называемый кэш первого уровня емкостью 8, 16 или 32 Кбайт. Кроме того, на системной плате компьютера может быть установлен кэш второго уровня емкостью 256, 512 Кбайт и выше.

3. Специальная память

К устройствам специальной памяти относятся

· постоянная память (ROM),

· перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory),

· память CMOS RAM - разновидность ПЗУ,

· видеопамять

и некоторые другие виды памяти.

Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, R ead O nly M emory - память толькодля чтения) - энергонезависимая память, используется для хранения дан­ных, которые никогда не потребуют изменения.

Содержание памяти специальным образом «зашивается» в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения.

Из ПЗУ можно только читать.

Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) - энергонезависи­мая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого с внешнего носителя.

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 или Flash-памяти – это мо­дуль BIOS.

BIOS (B asic I nput/ O utput S ystem - базовая система ввода-вывода) - совокупность программ, предназначенных для: автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера и загрузки операционной системы в оперативную память.

Роль BIOS двоякая: с одной стороны - это неотъемлемый элемент аппаратуры (Hardware), а с другой стороны - важный мо­дуль любой операционной системы (Software).

Разновидность постоянного ЗУ – это CMOS RAM.

CMOS RAM - это память, работающая от батарейки. Она с невысоким быстродействием и минималь­ным энергопотреблением. Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, а такжео режимах его работы. Содержимое CMOS изменяется специаль­ной программой Setup, находящейся в BIOS.

Видеопамятъ (VRAM) - разновидность оперативного ОЗУ, в котором закодированные изображения. Это ЗУ организовано так, что его содержимого доступно сразу двум устройствам - процессору и дисплею. Поэтому изображение на экране меняется одновременно с обновлением видеоданных в памяти.