Организация и основные характеристики памяти компьютера

Слайд #1

Слайд #2

Компьютер – это универсальное (многофункциональное) автоматическое программно управляемое электронное устройство, предназначенное для хранения, обработки и передачи информации. Работа компьютера имитирует (моделирует) информационную деятельность человека. Это оказывается возможным благодаря наличию в составе компьютера памяти.

Слайд #3

Благодаря памяти возможно: Чтение (считывание) – процесс выборки данных из ячейки с указанным адресом. При этом информация остается в памяти, а его копия передается в требуемое устройство. Таким образом, к данной ячейке можно обращаться сколько угодно раз. Пересылка информации –информация читается из одной ячейки и записывается в другую. После завершения процесса в этих двух ячейках будет хранится одна и та же информация. Запись (сохранение) – процесс размещения данных по указанному адресу и хранение его там определенное время. При этом, информация находящаяся в этой ячейке, стирается. Вновь записанные данные хранятся там до тех пор, пока в ячейку не будет записана новая информация.

Слайд #4

Память компьютера – (ЗУ) – совокупность устройств для хранения информации. ЗУ – запоминающее устройство.

Слайд #5

Быстродействие (время доступа к памяти)– время, необходимое для чтения из памяти или записи в память минимальной порции информации (наносекунды – 10-9с). Объем (емкость) памяти – максимальное количество информации на единицу носителя. Емкость оперативной памяти современного компьютера выросла до 4Гб. Разрядность – количество линий ввода/вывода, которые имеют микросхемы оперативной и постоянной памяти или внешние накопители.

Слайд #6

Внутренняя память представляет собой набор микросхем, размещенных внутри системного блока. Различают оперативную (ОЗУ) и постоянную память (ПЗУ).

Слайд #7

ПЗУ – постоянное ЗУ (ROM – read only memory - память только для чтения) – служит для хранения программ начальной загрузки компьютера и тестирования его узлов и, следовательно, включается в момент каждого включения компьютера. Энергонезависима, так как реализована в виде электронных схем. Хранимые в таком виде программы начинают выполняться при первом же импульсе тока, поступившем на контакты электронных микросхем.

Слайд #8

Оперативная память (или оперативное запоминающее устройство - ОЗУ) предназначена для хранения информации, изменяющейся в ходе выполнения процессором операций по ее обработке. Энергозависима. Вся информация, вводимая в компьютер и возникающая в ходе его работы, хранится в этой памяти в виде электрических зарядов и, следовательно, сохраняется только тогда, когда компьютер включен.

Слайд #9

Энергонезависимость; Дискретность структуры; Адресуемость ячеек; Возможность произвольного доступа к ячейкам памяти.

Слайд #10

Структурно оперативную память можно представить как совокупность ячеек памяти, разделенных на разряды для хранения в каждом из них бита информации. Следовательно, в любую ячейку памяти записывается некоторый набор нулей и единиц, или машинное слово – фиксированная, упорядоченная последовательность битов, рассматриваемая аппаратной частью компьютера как единое целое. Машинное слово может быть различной длины в зависимости от типа компьютера (от 8 до 64 битов или от 2 до 8 байтов) и определяет наибольшее число, которое может удержаться в ячейках памяти. Следовательно, можно говорить об объеме памяти и измерять ее в Кб(килобайтах), Мб, Гб в соответствии с количеством байтовых ячеек как дискретно структурных единиц. Емкость оперативной памяти современного компьютера выросла до 4Гб.

Слайд #11

Все ячейки памяти пронумерованы. Номер ячейки называется ее адресом. Он позволяет отличать ячейки друг от друга, обращаться к любой ячейке, чтобы записывать в нее новую информацию вместо старой или считывать хранимую в ней информацию для использования при выполнении каких-то действий. При таком считывании хранящееся в ячейке слово не изменяется.

Слайд #12

В оперативной памяти в виде последовательности машинных слов хранятся как данные, так и программы. В любой момент времени доступ может осуществляться к произвольно (то есть в соответствии с командой, волей программиста) выбранной ячейке, поэтому этот вид памяти называют также памятью с произвольной выборкой – ROM (Random Access Memory).

Слайд #13

Оперативная память выполнена обычно на микросхемах динамического типа с произвольной выборкой (Dynamic Random Access Memory, DRAM). Каждый бит такой памяти представляется в виде наличия (или отсутствия) заряда на конденсаторе, образованном в структуре полупроводникового кристалла. Другой, более дорогой тип памяти — статический (Static RAM, SRAM) в качестве элементарной ячейки использует так называемый статический триггер (схема которого состоит из нескольких транзисторов). Статический тип памяти обладает более высоким быстродействием и используется, например, для организации кэш-памяти.

Слайд #14

Кэш-память - один из элементов микроархитектуры процессоров для хранения данных и отслеживания исполнения команд. Это увеличивает производительность и повышает эффективность использования кэш-памяти за счет передачи большего количества команд в исполнительные блоки процессора и уменьшения общего времени, требуемое на возврат из неверно предсказанных ветвлений.

Слайд #15

«Сache» - тайник, склад (англ. слово). «Секретность» КЭШ заключается в том, что он невидим для пользователя и данные, хранящиеся там, недоступны для прикладного программного обеспечения. Использование этого вида внутренней памяти сокращает число обращений к жесткому диску. Отсутствие кэш-памяти может существенно (20-30%) снизить общую производительность компьютера.

Слайд #16

Внешнее запоминающее устройство (ВЗУ) – предназначено для долговременного хранения информации на специальных носителях памяти. Под внешней памятью (ПЗУ) подразумевают как устройства для чтения/записи информации – накопители (или дисководы), так и устройства, где непосредственно хранится информация – носители информации (жесткие магнитные диски, оптические (или лазерные) диски, flash-карты и д.п.). Внешняя память (ВЗУ) энергонезависима.

Слайд #17

Помимо сохранения информации после выключения компьютера носители внешней памяти компьютера обеспечивают перенос информации с одного компьютера на другой и позволяют практически неограниченно увеличивать общую память компьютера. Носители информации различают по таким характеристикам, как: информационная емкость, время доступа к информации, надежность хранения, время безотказной работы.

Слайд #18

В заключение этой темы сделаем следующие замечания: Совершенствование устройств внутренней и внешней памяти, в том числе увеличение их информационной емкости и быстродействия, происходит гораздо быстрее, чем пишутся и издаются учебники, поэтому ни об одном их достигнутых значений характеристик устройств внешней памяти нельзя говорить как об окончательном. Предыдущее замечание касается всей аппаратной части компьютера.

Слайд #19

Презентация «Организация и основные характеристики памяти компьютера» представлена на основе материалов учебника «Школьная информатика: впереди экзамены» /Н.П.Радченко – Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. Учитель информатики ГОУ ЦО №1296 г. Москвы Рычихина Светлана Александровна (2010 – 2011 учебный год)