Главная | Обратная связь

Тема Оперативная и кэш-память

 

Вопросы для конспектирования студентами:

1. Понятие оперативной памяти.

2. Необходимость и недостатки оперативной памяти

3. Конструктивное исполнение модулей оперативной памяти

4. Перечислите и поясните характеристики микросхем памяти

5. Дайте понятие : а) глубины адресного пространства;

б) рабочего цикла;

в) времени доступа

г) банка памяти;

6. Понятие и характеристики модулей памяти.

7. Правила установки модулей памяти

8. Распространенные типы памяти (составить и заполнить таблицу)

9. Кэш-память: назначение, виды, применение (с.20-22)

 

Память ЭВМ

Память ЭВМ содержит обрабатываемые данные и выполняе­мые программы, поступающие через устройство ввода/вывода. Память представляет собой сложную структуру, построенную по иерархическому принципу, состоящую из запоминающих устройств различных типов. Функционально она делится на две части — внут­реннюю и внешнюю.

Внутренняя память — это запоминающее устройство, напря­мую связанное с процессором и предназначенное для хранения выполняемых программ и данных, непосредственно участвующих в вычислениях. Обращение к внутренней памяти ЭВМ осуществ­ляется с высоким быстродействием, но она имеет ограниченный объем, определяемый системой адресации машины. Внутренняя память, в свою очередь, делится на оперативную и постоянную (ПЗУ) память.

Постоянная память обеспечивает хранение и выдачу ин­формации. Содержимое постоянной памяти заполняется при из­готовлении ЭВМ и не подлежит изменению в обычных условиях эксплуатации. В постоянной памяти хранятся часто используемые (универсальные) программы и данные, некоторые программы опе­рационной системы, программы тестирования оборудования ЭВМ и др. При выключении питания содержимое постоянной памяти со­храняется. Такой вид памяти называется ROM (Read Only Memory — память только для чтения), или постоянное запоминающее устрой­ство. Значительная часть программ, хранящихся в ROM, связана

устройства последовательного доступа (накопители на магнитных лентах). Устройства прямого доступа обладают боль­шим быстродействием, поэтому они являются основными вне­шними запоминающими устройствами, постоянно используемы­ми в процессе функционирования компьютера. Устройства последовательного доступа используются в основном для резервирования информации.

Устройства ввода/вывода служат для обеспечения общения пользователя с ЭВМ и относятся к периферийным, или внешним устройствам. На рис. 2.3 показаны связи между компьютером и различными периферийными устройствами.

Необходимыми устройствами ввода/вывода являются монитор, клавиатура, мышь. Монитор принимает изображение от систем­ного блока. Его экран является рабочим полем. С помощью клавиа­туры в компьютер вводятся любые тексты, символы, подаются ко­манды и осуществляется управление работой компьютера. Мышь — средство управления курсором на экране монитора.

Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной об­ласти, все эти знания сосредоточены в программном обеспече­нии. Программное обеспечение можно разделить на следующие категории.

Системные программы — выполняют функции обеспечения нор­мальной работы компьютера, его обслуживания и настройки. Среди системных программ особое место занимают операционные системы (ОС) для управления компьютером, запуска программ, обеспечения защиты данных, выполнения различных сервисных функций по запросам пользователя и программ. Каждая ОС состоит как минимум из трех обязательных частей. Ядро, или команд­ный интерпретатор, обеспечивает «перевод» с программно­го языка на язык машинных кодов. Драйверы расширяют воз­можности ОС, позволяя ей работать с тем или иным внешним устройством. Драйверы для различных ОС часто поставляются вме­сте с новыми устройствами или контроллерами. Интерфейс — удобная графическая оболочка, с которой общается пользователь.

Утилиты — комплекты полезных программ, предназначенных для обслуживания и совершенствования работы компьютера.

Тесты — программы для тестирования как программного обес­печения, так и аппаратных ресурсов, которые иногда относят к утилитам.

Прикладные программы — непосредственно обеспечивают вы­полнение необходимых пользователям работ.

Наиболее популярными из прикладных программ являются офисные программы, посредством которых создаются и ре­дактируются документы в виде текстов, электронных таблиц. В эту группу входят также системы машинного перевода; распознава­ния текста, графики со сканера; финансовые и бухгалтерские про­граммы, программы для работы с Internet.

К мультимедийным прикладным программам отно­сятся программы для обработки и создания изображений, работы со звуком, а также проигрыватели (плейеры) и программы про­смотра (вьюверы). Последние не обеспечивают редактирование зву­кового или видеофайла, но позволяют проиграть музыкальную композицию или вывести изображение на экран.

К группе профессиональных прикладных про­грамм относятся инструментальные системы программирования, обеспечивающие создание новых программ для компьютера; сис­темы автоматизированного проектирования (CAD); редакторы трехмерной графики и анимации, а также специализированные инженерные и научные программы.

 

Оперативная память

Оперативная память, или оперативное запоминающее устрой­ство (ОЗУ), предназначено для приема, хранения и выдачи инфор­мации и представляет собой самую быстродействующую запоми­нающую систему компьютера. Оперативная память обозначается RAM (Random Access Memory — память с произвольным доступом). Процессор имеет возможность выполнять программы только пос­ле того, как они загружены в оперативную рабочую память, т.е. в память, доступную для программ пользователя. CPU имеет непосредственный доступ к данным, находящимся в оперативной памяти, а к внешней памяти (на гибких или жестких дисках) — через буфер, являющийся также разновидностью оперативной па­мяти. Работа программ, загруженных с внешнего носителя, воз­можна только после того, как она будет скопирована в RAM.

Однако оперативная память имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что она временная, т.е. при отключении питания оперативная память полностью очищается. При этом дан­ные, не записанные на внешний носитель, будут утеряны. Основ­ная задача RAM — предоставлять необходимую информацию в виде двоичных кодов по запросам CPU, т.е. данные в любой мо­мент должны быть доступны для обработки. Оперативная память относится к категории динамической памяти: ее содержи­мое остается неизменным в течение короткого промежутка вре­мени, что требует периодического обновления памяти.

Конструктивно оперативная память выполняется в виде моду­лей микросхем, что позволяет дополнять объем оперативной па­мяти, которая используется не только в ПК, но и в самых разных периферийных устройствах — от видеокарт до лазерных принте­ров. Микросхемы оперативной памяти в этом случае могут при­надлежать к разным модификациям, но все они относятся к типу Динамической оперативной памяти (DRAM).