Память ЭВМ. Виды памяти

Памятью компьютера называется совокупность устройств, предназначенная для храненияпрограмм, вводимой информации, промежуточных результатов и выходных данных.

Память

Внутренняя память

Внешняя память

Энергонезависимая

Энергозависимая

ПЗУ

ОЗУ

Кэш-память

Видеопамять

Память с последовательным доступом

Память с произвольным доступом

ПЛ

ПК

НМЛ

НГМД

НЖМД

CD-ROM

Регистровая память

Классификация памяти ЭВМ.

Классификацию памяти можно представить следующим образом (рис.3.5).

Внутренняя память предназначена для хранения относительно небольших объемов информации при ее обработке процессором.

Внешняя память предназначена для длительного хранения больших объемов информации независимо от того включен или выключен компьютер.

Энергозависимой называется память, которая стирается при выключении компьютера.

Энергонезависимой называется память, которая не стирается при выключении компьютера.

К энергонезависимой внутренней памяти относится постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Содержимое ПЗУ устанавливается на заводе-изготовителе и в дальнейшем не меняется. Обычно в ПЗУ записываются программы, обеспечивающие минимальный базовый набор функций управления устройствами компьютера, а также необходимая справочнаяинформация об аппаратных средствах ЭВМ.

Важнейшая часть ПЗУ в компьютере – это микросхема BIOS. BIOS (BasicInput/OutputSystem – базовая система ввода-вывода) – содержит совокупность программ, предназначенных для тестирования устройств, при включении питания компьютера, и для загрузки операционной системы в оперативную память. Таким образом, играет BIOS двойную роль: с одной стороны это неотъемлемый элементаппаратуры, а с другой стороны – важный модуль любой операционной системы.

Еще одна разновидность ПЗУ – это CMOS RAM. CMOS RAM — это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Она используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы. Содержимое CMOS RAM можно изменять специальной программой Setup (англ. Setup – устанавливать), находящейся в BIOS.

К энергозависимой внутренней памяти относятся регистровая память, кэш - память, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)и видеопамять.

В ОЗУ в двоичном виде запоминается обрабатываемая информация, программа ее обработки, промежуточные данные и результаты работы. ОЗУ обеспечивает режимы записи, считывания и хранения информации, причём в любой момент времени возможен доступ к любой произвольно выбранной ячейке памяти. Это отражено в англоязычном названии ОЗУ – RAM (RandomAccessMemory – память с произвольным доступом). Доступ к этой информации в ОЗУ осуществляется очень быстро.

Часть оперативной памяти отводится для хранения изображений, получаемых на экране монитора, и называется видеопамять. Чем больше видеопамять, тем более сложные и качественные картинки может выводить компьютер. В настоящее время видеопамять обычно располагается отдельно от ОЗУ на плате видеоадаптера.

Высокоскоростная кэш-память, как мы уже отмечали ранее, служит для увеличения скорости выполнения операций компьютером и используется при обмене данными между процессором и ОЗУ.

Регистровая память представляет собой местную память процессора небольшой емкости, но чрезвычайно высокого быстродействия. Эта память используется АЛУ при выполнении поступающих команд.

Внешняя память может быть с произвольным и последовательным доступом к ней. Устройства памяти с произвольным доступом позволяют получить доступ к произвольному блоку данных примерно за одно и то же время доступа.

Выделяют следующие основные типы устройств памятис произвольным доступом:

1. Накопители на жёстких магнитных дисках (винчестеры, НЖМД). На современных компьютерах это основной вид внешней памяти. Ёмкость современных винчестеров составляет от десятков до нескольких сотен гигабайт.

2. Накопители на гибких магнитных дисках (флоппи-дисководы, НГМД) – устройства для записи и считывания информации с небольших съемных магнитных дисков, упакованных в пластиковый конверт (гибкий конверт у 5,25 дюймовых дискет и более жесткий у 3,5 дюймовых). Максимальная ёмкость 5,25 дюймовой дискеты - 1,2Мбайт; 3,5 дюймовой дискеты - 1,44Мбайт. В настоящее время 5,25 дюймовые дискеты морально устарели и не используются.

3. СD-ROM (CompactDiskReadOnlyMemory) – устройства для чтения с оптических компакт-дисков (CD-ROM компакт-дисков). CD-ROM компакт-диски (лазерные диски только для чтения) представляют собой пластиковые диски, на поверхности которых информация записана в виде " впадин " и " площадок ", с нанесенным на них тонким слоем светоотражающего материала. При размерах 12 см в диаметре ёмкость лазерных компакт-диски составляет 650, 700, 800 Мбайт.

В настоящее время все более популярным становится формат компакт-дисков DVD, позволяющий, при тех же размерах носителя, записать информацию гораздо большего объема:

1) на односторонние однослойные диски 4,7 Гб;

2) на односторонние двуслойные диски 8,5 Гб;

3) на двусторонние однослойные диски 9,4 Гб;

4) на двусторонние двуслойные диски 17 Гб.

Кроме того, доступными массовому покупателю стали устройства записи на компакт-диски. Данная технология получила название CD-RW и DVD-RW соответственно. В связи с этим можно выделить три вида оптических дисков:

1) только для чтения;

2) для чтения и однократной записи;

3) длячтения и для многократной записи.

Диски второго и третьего вида имеют сложную многослойную структуру.

Устройства памяти споследовательным доступом позволяют осуществлять доступ к данным последовательно, т.е. для того, чтобы считать нужный блок памяти, необходимо считать все предшествующие блоки. Среди устройств памяти с последовательным доступом выделяют:

1. Накопители на магнитных лентах (НМЛ)– устройства считывания данных с магнитной ленты. Такие накопители достаточно медленные, хотя и большой ёмкости. Современные устройства для работы с магнитными лентами – стримеры – имеют увеличенную скорость записи 4 - 5 Мбайт в секунду. Существуют также, устройства позволяющие записывать цифровую информацию на видеокассеты, что позволяет хранить на 1 кассете 2 Гбайта информации. Магнитные ленты обычно используются для создания архивов данных для долговременного хранения информации.

2. Перфокарты – карточки из плотной бумаги, и перфоленты – катушки с бумажной лентой, на которых информация кодируется путем пробивания (перфорирования) отверстий. В настоящее время данные устройства морально устарели и не применяются.

Различные виды памяти имеют свои достоинства и недостатки. Так, внутренняя память имеет хорошее быстродействие (малое время доступа к памяти), но ограниченный объем. Внешняя память, наоборот, имеет низкое быстродействие (большое время доступа), но очень большой объем.

Перечислим виды памяти в ЭВМ по мере увеличения времени доступа к ним и объема: регистровая память, кэш-память, ОЗУ, НЖМД. Гибкие магнитные диски, оптические диски и магнитные ленты хранятся отдельно от компьютера, их количество может быть не ограниченным, поэтому в данном перечислении мы их не учитываем. Отметить только то, что время доступа к ним является наибольшим.