Внешняя память компьютера является энергозависимой постоянной оперативной энергонезависимой ответ

Назначение и основные характеристики памяти. Внутренняя и внешняя память

Тема урока: Назначение и основные характеристики памяти. Внутренняя и внешняя память

Тип урока: изучение нового материала

Цели урока: образовательные – познакомить учащихся с различными устройствами памяти компьютера, рассмотреть особенности внутренней памяти, типы устройств внешней памяти и их характеристики.

воспитательные - повышение информационной культуры учащихся, обеспечение сознательного усвоения материала;

развивающие - формирование познавательного интереса к предмету, развивать умения конспектирования; выделения главного, существенного

Форма проведения урока: лекция с использованием компьютерной презентации
Ход урока:
I. Оргмомент. Проверка готовности учащихся к уроку.

II. Постановка учебной задачи

- Ребята. Сегодня мы проведем теоретический урок в форме лекции. Новый материал очень объемный, нужно усвоить много новых и важных понятий. Поэтому приготовьтесь записывать конспект урока быстро, четко и аккуратно. Наглядно представить устройства памяти компьютера нам поможет презентация. Итак, садитесь поудобнее, правильно организуйте свое рабочее место.

Презентация. Слайд 1

III. Изучение нового материала

а) Ввод понятия «память компьютера»

- Микропроцессор предназначен для преобразования информации и управления компьютером. Информация, с которой работает микропроцессор, должна храниться на некотором устройстве. Такое устройство в компьютере получило название память. Презентация. Слайд 2

Память компьютера - совокупность устройств для хранения информации.

- Память компьютера можно сравнить с человеческой памятью. Какую-то часть информации, (которую мы используем часто) нам нужно помнить, т. е. хранить в своей памяти постоянно. Но ведь всё запомнить невозможно, (да и не нужно) для этого человечество придумало книги, магнитные ленты, кинофильмы и многое другое, к чему мы можем обратиться в случае необходимости.

б) Основные операции при работе с памятью Презентация. Слайд 3

- Память предназначена для хранения информации. Она должна обеспечивать выполнение операций сохранения (записи) данных и ее восстановления (чтения).

Чтение (считывание) - процесс получения информации из памяти.

Запись (сохранение) - процесс помещения информации в память.

Доступ к памяти - процесс обращения к устройству памяти для чтения или записи информации.

в) Основные характеристики памяти Презентация. Слайд 4

- Существенной характеристикой памяти является время доступа. Оно определяет быстродействие памяти компьютера. Чем оно меньше, тем выше быстродействие памяти

Время доступа к памяти - время, необходимое для чтения из памяти или записи в память минимальной порции информации.

Еще одна важная характеристика памяти - ее объем. Объем памяти указывает, какое количество информации она способна хранить

Объем (емкость) памяти - максимальное количество информации, которое можно в ней сохранить.

Вопрос: Если объем памяти определяется количеством информации, то какие единицы измерения можно использовать для определения этого объема?

Ответ: Единицами измерения объема памяти могут быть единицы измерения информации, то есть бит, байт, Кбайт, Мбайт, Гбайт.

Вопрос: Каковы должны быть значения характеристик памяти? Выразите требования к характеристикам памяти не в количественном выражении, а качественно.

Ответ: Желательно, чтобы объем памяти был как можно больше, а время доступа - как можно меньше.

Вопрос: Как изменится время доступа при увеличении объема памяти? (Допустим, вам необходимо найти учебник на вашем письменном столе или в библиотеке.)

Ответ: Вероятнее всего, если книг на столе немного, поиски много времени не займут. Поиск же книги в большой библиотеке потребует многих усилий и большого количества времени. Получается, что чем больше объем памяти, тем больше время доступа.

- Аналогичная взаимосвязь между объемом памяти и временем доступа характерна и для памяти компьютера. Таким образом, невозможно создать память, в которой были бы реализованы одновременно большой объем и высокое быстродействие. Выходом может быть создание двух видов памяти: внутренней - с ограниченным объемом, но с высоким быстродействием - и внешней - с низким быстродействием, но неограниченным объемом. Презентация. Слайд 5

г) Внутренняя и внешняя память

Внутренняя память - быстродействующая, но ограниченная по объему и по времени хранения информации. Презентация. Слайд 6

Внешняя память - менее быстродействующая, но позволяющая длительное время сохранять большой объем информации.
1. Виды внутренней памяти Презентация. Слайд 7.

- Внутреннюю память компьютера можно классифицировать по функциональному назначению: постоянная память, оперативная память, кэш-память

Постоянная память Презентация. Слайд 8.

Постоянная память - устройство для долговременного хранения программ и данных.

Для обозначения постоянной памяти используются следующие аббревиатуры:

о ПЗУ - постоянное запоминающее устройство;

о ROM - Read Only Метогу (память только для чтения).

Информация, записанная в ROM, доступна только для чтения. Ее невозможно изменить, она сохраняется при выключении питания компьютера, так как микросхемы ROM являются энергонезависимыми.

Оперативная память

- Кроме хранения данных и программ, не подлежащих изменению, должна быть память, которая позволит в любой момент времени не только считывать, но и записывать данные и программы, необходимые для работы процессора. Такая память называется оперативной

Оперативная память - устройство для хранения программ и данных, которые обрабатываются процессором в текущем сеансе работы.

Для обозначения оперативной памяти используются следующие аббревиатуры:

о ОЗУ - оперативное запоминающее устройство;

о RAM - Random Access Memory (память с произвольным доступом).

Вопрос: Во время выполнения любой программы на компьютере необходимо запоминать исходные данные, промежуточные результаты, конечные результаты. Какой вид внутренней памяти позволит записать эти данные?

Ответ: Оперативная память.

Вопрос: Такой вид внутренней памяти, выполненный в виде микросхемы, является энергозависимым, то есть работает только при включенном питании компьютера. При выключении питания информация в оперативной памяти стирается. Вспомним знакомую ситуацию: вы выполняете рисунок в графическом редакторе Раiпt. В какой памяти хранятся все текущие изменения, которые вы вносите в рисунок?

Ответ: В оперативной памяти.

Вопрос: Если неожиданно будет выключено напряжение в сети, что произойдет с рисунком?

Ответ: Он будет безвозвратно потерян.

Вопрос: У современных компьютеров объем RAM составляет от 16 до 512 Мбайт. Выбирая компьютер сегодня, RAM какого объема вы предпочтете и почему?

Ответ: Хотелось бы RAM как можно большего объема, ведь это позволит загружать более сложные программы и обрабатывать данные большего объема.

Вопрос: К каким изменениям приведет увеличение объема RAM?

Ответ: Увеличение объема памяти приведет к увеличению времени доступа и, следовательно, к уменьшению быстродействия.

Кэш-память

- Для увеличения производительности компьютера используется промежуточная память, которая получила название кэш-память.

Основная идея работы кэш-памяти заключается в том, что извлеченные из ОЗУ данные или команды копируются в кэш. Одновременно в специальном каталоге запоминаются адреса ячеек оперативной памяти, где хранилась эта информация. Если эти данные потребуются повторно, то уже не надо будет терять время на обращение к ОЗУ - их можно получить из кэш-памяти значительно быстрее. Поскольку объем кэша существенно меньше объема оперативной памяти, то его управляющая схема тщательно следит за тем, какие данные следует сохранять в кэше, а какие заменять. Удаляется та информация, которая используется реже или совсем не используется. Она же обеспечивает своевременную запись измененных данных из кэша в ОЗУ.

Использование этого вида внутренней памяти сокращает число обращений к жесткому диску.

2. Назначение внешней памяти Презентация. Слайд 9.

- Для долговременного хранения информации используется внешняя память. Внешняя память является энергонезависимой и позволяет сохранять большой объем информации.

Внешняя память реализуется на носителях информации.

Вопрос: Для длительного хранения информации человек использует материальные объекты, на которых возможно хранение информации. Приведите примеры носителей информации.

Ответ: Бумага, фотопленка, кинопленка, магнитная лента, магнитные и оптические диски.

Вопрос: Если информация сохранена в виде текста на бумаге или изображения на фотографии, как человек воспринимает информацию?

Ответ: С помощью органов чувств.

Вопрос: А если звук записан на магнитной ленте или оптическом диске?

Ответ: Потребуются устройства, которые воспроизведут информацию с этих носителей в форму, воспринимаемую человеком.

- Носителями информации для современных компьютеров являются магнитные или оптические диски и магнитные ленты, однако все они требуют специальных устройств, которые осуществят запись или считывание информации, - устройств внешней памяти

Носитель - материальный объект, способный хранить информацию.

Устройство внешней памяти (накопитель) - устройство, позволяющее производить считывание и запись информации на соответствующий носитель.

Классификация устройств внешней памяти Презентация. Слайд 10.

1.1. Гибкие магнитные диски.

1.2. Жесткие диски.

1.3 Оптические носители.

1.4 Съёмные диски

Гибкие магнитные диски

- Для оперативного переноса небольших объемов информации используют гибкие магнитные диски. Устройством для записи-считывания информации с гибких магнитных дисков является дисковод (английская аббревиатура - FDD, Floppy Disk Drive). Информация записывается на двух поверхностях. Для обозначения устройств внешней памяти операционная система использует имена в виде латинской буквы с двоеточием.

Жесткие магнитные диски

- Жесткий магнитный диск является обязательным компонентом современного компьютера. Жесткий магнитный диск (винчестер, английская аббревиатура - HDD, Hard Disk Drive) представляет собой группу дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью.

Оптические, или лазерные, носители

Оптические, или лазерные, носители - это диски, на поверхности которых информация записана с помощью лазерного луча.

Информация записывается и считывается лазерным лучом. За счет применения точно сфокусированного лазерного луча удается значительно уменьшить площадь, занимаемую на поверхности диска каждым битом информации, по сравнению с размером бита информации, записанной магнитным способом. Емкость лазерного диска составляет примерно 650 Мбайт.

Съёмные диски.

- Этот носитель информации называется flash- памятью. Наиболее распространенные емкостью 4, 8, 16 Гбайт. Очень компактны и удобны в применении.

IV. Итог урока.

- Для хранения информации в компьютере предусмотрены устройства памяти. Внутренняя память должна быть быстродействующей, однако будет ограничена по объему. Внешняя память предназначена для длительного хранения большого объема информации. Сравнивая способ организации и способ доступа к информации в устройствах внутренней и внешней памяти, можно увидеть, что они различны. Внутренняя память представляет собой совокупность ячеек, обращение к которым осуществляется по адресам. Обращение к накопителям внешней памяти значительно сложнее. Поэтому для того, чтобы эффективно с точки зрения затрат времени использовать программы и данные с внешних накопителей, необходимо предварительно считать их во внутреннюю память.

V. Домашнее задание: прочитать темы 18.1-18.3, заполнить таблицу «Сравнительная характеристика устройств памяти» Презентация. Слайд 11.

Поделитесь с Вашими друзьями:

Устройство персонального компьютера. Информатика, 10 класс: уроки, тесты, задания.

1.	Внутренние устройства ПК Сложность: лёгкое	1
2.	Значимые характеристики процессора Сложность: среднее	2
3.	Контроллеры Сложность: среднее	2
4.	Значимые характеристики оперативной памяти компьютера Сложность: среднее	2
5.	Формы исполнения современных компьютеров Сложность: среднее	2
6.	Значимые характеристики жёсткого диска Сложность: среднее	2
7.	Принципы Неймана — Лебедева Сложность: сложное	3
8.	Впиши пропущенное слово. Первый принцип Сложность: сложное	3
9.	Впиши пропущенное слово. Второй и третий принципы Сложность: сложное	3

Виды памяти пк. их назначение и характеристики.

7. Память – среда или функциональная часть ЭВМ, предназначенная для приема, хранения и избирательной выдачи данных. Различают оперативную, регистровую, кэш- и внешнюю память.

Функции и основные характеристики внутренней памяти ПК

Внутренняя память — это память, к которой процессор может обратиться непосредственно в процессе работы и немедленно использовать ее.

К внутренней памяти относятся:

1. Оперативная память (ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory — память с произвольным доступом) — это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, 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.

2. Кэш (англ. cache) или сверхоперативная память — очень быстрое ЗУ небольшого объёма, 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 этом возможны как попадания, так и промахи. В случае попадания, то есть, если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэше отсутствует, то процессор считывает её непосредственно из оперативной памяти. Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования.

Кэш-память реализуется на микросхемах статической памяти SRAM (Static RAM), более быстродействующих, дорогих и малоёмких, чем DRAM (SDRAM). Современные микропроцессоры имеют встроенную кэш-память, так называемый кэш первого уровня размером 8, 16 или 32 Кбайт. Кроме того, на системной плате компьютера может быть установлен кэш второго уровня ёмкостью 256, 512 Кбайт и выше.

Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory — память только для 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.

Виды внешней памяти ПК, их особенности и основные характеристики.

Внешняя память (ВЗУ) предназначена для длительного хранения программ и данных, и целостность её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер. Этот вид памяти обладает большим объемом и маленьким быстродействием. В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором. Информация от ВЗУ к процессору и наоборот циркулирует примерно по следующей цепочке:

В состав внешней памяти компьютера входят:

1. Жесткий диск (накопители на жестких магнитных дисках, НЖМД) — тип постоянной памяти. В отличие от оперативной памяти, данные, хранящиеся на жестком диске, не теряются при выключении компьютера, что делает жесткий диск идеальным для длительного хранения программ и файлов данных, а также самых важных программ операционной системы. Эта его способность (сохранение информации в целостности и сохранности после выключения) позволяет доставать жесткий диск из одного компьютера и вставлять в другой.

Винчестер, или жесткий диск, — самая важная составляющая компьютера. На нем хранится операционная система, программы и данные. Без операционной системы Windows нельзя запустить компьютер, а без программ — ничего сделать, когда он уже загрузился. Без банка данных придется информацию каждый раз вводить вручную.

2.Дисководы (накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), англ. FDD) бывают двух основных типов — для больших дискет (размером 5,25 дюйма, иногда пишут — 5,25), и для маленьких (3,5 дюйма, 3,5). Пятидюймовая дискета может вмещать в зависимости от ее типа от 360 информации (360 тысяч символов) до 1,2 Мбайт. Трехдюймовки хоть и меньше, но вмещают информации больше (720 КБ — 1,44 МБ). К тому же трехдюймовки заключены в пластмассовый корпус, и потому их труднее сломать или помять. Стандартным дисководом для современных компьютеров является дисковод для маленьких (3,5 дюйма) дискет. Отсюда и его название в компьютерной системе — диск 3,5 А.

3. Лазерные дисководы (CD-ROM и DVD-ROM) используют оптический принцип чтения информации.

На лазерных CD-ROM (CD — Compact Disk, компакт диск) и DVD-ROM (DVD — Digital Video Disk, цифровой видеодиск) дисках хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна, что отражено во второй части их названий: ROM (Real Only Memory — только чтение). Производятся такие диски путем штамповки и имеют серебристый цвет.

Существуют CD-R и DVD-R-диски (R — recordable, записываемый), которые имеют золотистый цвет. Информация на такие диски может быть записана, но только один раз. На дисках CD-RW и DVD-RW (RW — ReWritable, перезаписываемый), которые имеют платиновый оттенок, информация может быть записана многократно.

4. Накопители на магнитной ленте (стримеры) и накопители на сменных дисках

Стример (англ. tape streamer) — устройство для резервного копирования больших объёмов информации. В качестве носителя здесь применяются кассеты с магнитной лентой ёмкостью 1 — 2 Гбайта и больше.

Стримеры позволяют записать на небольшую кассету с магнитной лентой огромное количество информации. Встроенные в стример средства аппаратного сжатия позволяют автоматически уплотнять информацию перед её записью и восстанавливать после считывания, что увеличивает объём сохраняемой информации.

Недостатком стримеров является их сравнительно низкая скорость записи, поиска и считывания информации. На данный момент стримеры являются устаревшими и поэтому используются они на практике очень редко.

Статьи к прочтению:

Информатика. Виды памяти. Назначение, принцип работы. Ермекова

Похожие статьи:

Устройством памяти компьютера является.  Виды памяти компьютера: Внешняя и внутренняя память

Существует множество типов и подтипов компьютерной памяти, которые классифицируются в зависимости от роли в компьютерной системе. В этой статье мы сосредоточим свое внимание на самых основных видах компьютерной памяти.

Память является одним из самых важных компонентов, включенных в компьютерную систему, будь то ноутбуки или настольные компьютеры. Существуют различные типы компьютерной памяти, которые могут быть установлены, в зависимости от фактической потребности для функционирования и технических характеристик системы.

Память связана со многими устройствами и компонентами, которые отвечают за хранение данных и приложений на временной или постоянной основе. Это позволяет пользователю сохранять информацию и хранить ее на компьютере. Без оперативной памяти было бы сложно найти место, которое необходимо для хранения вычислений и процессов. Существуют различные типы памяти, общей характеристикой для всех типов является то, что они предназначены для задач сохранения некоторых видов данных. Каждая из них имеет свои особенности и возможности.

RAM работает в пределах компьютерной системы, отвечает за хранение данных на временной основе и делает их оперативно доступными для процессора. Информация, хранящаяся в памяти, как правило, загружается с жесткого диска компьютера, и включает в себя данные, касающиеся операционной системы и некоторых приложений. Когда система выключается, теряет всю хранимую информацию. Данные размещенные в этом типе данных, хранятся в ней только тогда, пока система работает. Когда оперативная память заполняется полностью, компьютерная система начинает подтормаживать, скорость работы замедляется. Данные могут быть получены в любом произвольном порядке. Есть два типа оперативной памяти, а именно: Static RAM (SRAM) и динамическое ОЗУ (DRAM). Когда на компьютере запускается одновременно множество программ, которые суммарно превышают возможности оперативной памяти, то те части памяти, которые не используются определенное по длительности время, сбрасываются частями в так называемую виртуальную память. Виртуальная память представляет собой специально отведенное на жестком диске пространство. Благодаря виртуальной памяти система может динамически освобождать часть оперативной памяти.

Этот тип памяти является активным, независимо от того, включена ли система или выключена. Это своего рода постоянная энергонезависимая память. Как следует из названия ‘только для чтения’, это предполагает, что содержащиеся в ней данные не могут быть изменены. Это интегрированная микросхема, которая запрограммирована важными данными, которые обязательно должны присутствовать на компьютере и выполнять необходимые функции. В качестве примера можно привести (базовая система ввода и вывода) материнской платы.

Кэш память является своего рода оперативной памятью, которую компьютерная система использует для того, чтобы получить доступ к определенным данным более оперативно, чем это позволяет RAM. Кэш-память располагается на центральном процессоре. В нее загружаются данные, которые наиболее часто используются процессором. Это исключает необходимость в системе поиска информации в больших массивах данных, расположенных в оперативной памяти, что в свою очередь приводит к более быстрому извлечению данных.

— это устройство хранения данных, использующееся для записи и хранения информации в компьютерной системе. Объем их памяти колеблется в широких пределах и пользователь волен выбирать объем носителя в зависимости от того, сколько ему необходимо объема для хранения всех своих файлов. В настоящее время жесткие диски имеют объем емкостью от 120 гигабайт до 1.5 Тб, а то и выше.

Это энергонезависимый , представляющий собой мобильные устройства для хранения и удобного переноса данных с одного компьютера на другой. В нем данные могут быть стерты и повторно запрограммированы. Имеет определенное количество циклов стирания и записи, которые может выдержать, после чего появляется тенденция потери части хранимой информации.

В данной статье мы познакомились с основными типами памяти компьютера, которые применяются для краткосрочного и долговременного хранения данных.

И снова всем, привет! Сегодня речь пойдет об оперативной памяти. Что такое оперативная память? Для чего она нужна? Как это работает? Какие виды оперативной памяти есть? На какие характеристики стоит обращать внимание при ее выборе? На эти вопросы вы найдете ответы ниже в этой статье. И давайте начнем по порядку.

Что такое оперативная память?

Оперативная память - она же RAM (Random Access Memory), ОЗУ (оперативное запоминающее устройство), память, оперативка - энергозависимая часть системы компьютерной памяти, в которой во время работы компьютера хранится выполняемый машинный код (программы), а также входные, выходные и промежуточные данные, обрабатываемые процессором.
Физически модуль оперативной памяти воплощен в виде таких вот планок, которые вставляются в специальный разъем на материнской плате.

Вот, впринципе, на первые два вопроса я и ответил. Хотя нет, с этого определения обычному человеку мало что понятно. Но мы сейчас все подробно разберем. Итак.
В компьютере есть несколько видов памяти: энергоНЕзависимая и энергозависимая или временная.
Энергонезависимая память представляет из себя любое устройство памяти, которое может хранить данные независимо от того подается на него питание или нет. В компьютере таковым является жесткий диск. Вы можете сохранить на нем файл, отключить компьютер от сети и когда в следующий раз вы включите его снова, все останется на месте.
Энергозависимая память - это компьютерная память, которой для хранения информации нужно постоянное питание. Таковой в компьютере и является оперативная память. Что означает то, что если от нее отключить электропитание (выключить компьютер), вся хранящаяся в ней информация исчезнет. То бишь каждый раз, когда вы включаете компьютер, его оперативная память пуста.
Думаю это понятно. Следующая часть определения отвечает на следующий наш вопрос.

Для чего нужна оперативная память?

Справедливым будет вопрос: зачем в компьютере кроме жесткого диска, на котором данные сохраняются независимо от того подается на него питание или нет, нужна еще дополнительная, столь ненадежная вещь как оперативная память?
Дело в том, что в сравнении со скоростью работы центрального процессора, скорость чтения и записи на жесткий диск очень маленькая. И если бы процессор напрямую работал с ним, то производительность компьютера была бы очень низкой.
Оперативная память же, по сравнению с жестким диском работает намного быстрее. Если не учитывать различные кэши, то ОЗУ будет самым быстрым элементом в устройстве компьютера, после центрального процессора.
Таким образом, оперативная память нужна для увеличения производительности компьютера, за счет того, что дает возможность последнему быстрее получать необходимые данные.

Как это все работает?

Когда вы запускаете компьютер, все необходимые данные: ядро операционной системы, драйвера, различные службы и программы автозапуска, загружаются из жесткого диска в оперативную память и уже от туда ЦП их берет на обработку. Результаты своей работы процессор также возвращает в оперативную память а не на жесткий диск. Каждая программа, каждое открытое вами окно любой программы на компьютере находится в оперативной памяти. С ней центральный процессор и работает. И только тогда, когда вы сохраняете какие то результаты своей работы, они записываются на жесткий диск.
Чтобы вы лучше понимали, рассмотрим простой пример создания текстового документа в Word.
Когда вы нажимаете на ярлык запуска программы, все файлы необходимые для ее работы загружаются в оперативную память и уже после этого появляется окно редактора на мониторе компьютера. Когда вы начинаете писать текст он тоже находится в оперативной памяти, просто так на жестком диске вы его не найдете. Для того, чтобы результат вашей работы сохранился на нем, его надо сохранить, нажав одноименную кнопку в Word. У всех хотя бы раз было такое, что вы пишите, пишите какой-нибудь текст и внезапно закрыли программу или компьютер выключился, а после включения его снова, ваш текст исчез. Именно потому, что оперативная память обнулилась, а вы не разу не удосужились сохранить свое творчество.
Думаю теперь вы уже понимаете что такое оперативная память, зачем она нужна и как это работает. Теперь давайте перейдем к более практичным вещам. А именно - рассмотрим виды оперативной памяти и основные ее характеристики.

Виды (типы) оперативной памяти

В наше время оперативная память может быть двух типов: статической (SRAM) и динамической (DRAM). Статические ОЗУ по сравнению с динамическими являются более быстрыми из-за своей технологии производства, но в то же время и более дорогими. Такой тип зачастую используется в качестве кэш-памяти процессора. Для массового производства модулей оперативной памяти используют технологию DRAM. И существует несколько типов такой памяти. Те, которые сейчас можно встретить:

DDR SDRAM - синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory) первого поколения;
- DDR2 SDRAM - второе поколение DDR SDRAM;
- DDR3 SDRAM - третье поколение DDR SDRAM;
- DDR4 SDRAM - четвертое поколение DDR SDRAM;

Как можно догадаться, DDR SDRAM - это самый старый тип оперативной памяти, который сейчас встретить очень трудно. DDR4 - самый новый. На сегодняшний день самым распространенным является DDR3. Различаются эти типы памяти между собой производительностью и внешним видом.
Для того, чтобы ненароком нельзя было вставить планку с одним типом оперативной памяти в разъем, предназначенный для другого типа, на планке есть специальный ключ (пропил), а в разъеме на материнской платы в том же месте выступ. И у каждого вида памяти он разный.
Кроме того, с помощью этого ключа вы не сможете вставить модуль ОЗУ наоборот.

Основные характеристики оперативной памяти

1. Тип оперативной памяти. Вы должны знать какой тип оперативной памяти поддерживает ваша материнская: DDR, DDR2, DDR3 или DDR4. И уже от этого отталкиваться дальше.
2. Объем ОЗУ. Здесь нужно отталкиваться от ваших потребностей. Как я писал выше - в оперативную память будут помещаться все запущенные программы. Соответственно чем больше будет у вас на компьютере оперативной памяти, тем больше программ вы сможете одновременно использовать. Но все же сделаю для вас небольшую подсказку. Для простого домашнего или офисного компьютера будет достаточно 2 Гб. Для домашнего мультимедийного можно устанавливать от 4 Гб памяти. Если у вас игровой компьютер или вы часто пользуетесь «тяжелыми» профессиональными программами можно установить от 8 и больше Гб оперативной памяти.
3. Тактовая частота. Чем больше, тем лучше. Но здесь также нужно смотреть чтобы эту частоту поддерживали материнская плата и процессор. Иначе, если частота ОЗУ будет больше, чем поддерживаемая материнкой, ОЗУ будет работать на пониженных частотах что для вас будет означать переплату за ненужную производительность.
4. Тайминги. Это задержка между обращением к памяти и до момента выдачи ею нужных данных. Соответственно, чем меньше будут задержки, тем быстрее ОЗУ будет работать.

ВСЕРОССИЙСКИЙ ЗАОЧНЫЙ ФИНАНСОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ

ИНСТИТУТ

КАФЕДРА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ

ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Информатика»

на тему «Классификация основных видов памяти персонального компьютера»

Вариант № 11

Исполнитель:

Кутепова Ольга Константиновна

специальность МиМ

группа 217

№ зачетной книжки 07маб03272

Руководитель:

Соловьева Евгения Григорьевна

Введение…………………………………………………………………..3

1. Внутренняя память персонального компьютера…………………….4

1.1. Оперативное запоминающее устройство……………………….4

1.2. Постоянное запоминающее устройство………………………..8

2. Внешняя память персонального компьютера……………………....10

Заключение…………………………………………………....………....14

Список использованной литературы……………………..………..…..15

ВВЕДЕНИЕ

Память это один из самих важных элементов персонального компьютера (ПК). Все ПК используют три вида памяти: оперативную, постоянную и внешнюю (различные накопители).

Устройство для хранения информации называют основной памятью, которая состоит из оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ).

В некоторых микропроцессорных системах общего назначения почти все пространство памяти является оперативным. С помощью операции записи в память записывают команды программы. Далее в ходе выполнения программы микропроцессор будет считывать из нее команды. Данные также записываются в области памяти и считываются из них. Почти все запоминающие устройства микропроцессорных систем представляют собой оперативную память. Такое название как «оперативная» эта память получила потому, что она работает очень быстро и поэтому процессору практически не нужно ждать при чтении данных из памяти или записи в нее. Поскольку в любой момент времени доступ может осуществляться к произвольно выбранной ячейке, то этот вид памяти называют еще памятью с произвольной выборкой - RAM. (Random Access Memory). Но данные, которые содержаться в оперативной памяти, сохраняются только пока компьютер включен или до нажатия кнопки сброса. При выключении компьютера содержимое оперативной памяти стирается.

Постоянная память имеет собственное название – ROM (Read Only Memory) данное название указывает на то, что ею обеспечиваются только режимы считывания и хранения и обычно содержит такую информацию, которая не должна меняться в течение длительного времени. Далее в данной работе мы более подробно рассмотрим основные виды памяти персонального компьютера.

1. ВНУТРЕННЯЯ ПАМЯТЬ

Внутренняя память - это память высокого быстродействия и ограниченной емкости, она может состоять из оперативной и постоянной памяти. Принцип ее разделения такой же, как у человека. Мы обладаем некоторой информацией, которая хранится в памяти постоянно, а есть информация, которую мы помним некоторое время, либо она нужна только на тот момент, пока мы думаем над решением какой-то проблемы.

Оперативная память служит для хранения оперативной, часто изменяющейся в процессе решения задачи. При решении другой задачи в оперативной памяти будет храниться информация только для этой задачи. При отключении ЭВМ вся информация, находящаяся в оперативной памяти, в большинстве случаев стирается.

Постоянная память предназначена для хранения постоянной информации, которая не зависит от того, какая задача решается в ЭВМ. В большинстве случаев постоянной информацией являются программы решения часто используемых задач, а также некоторые управляющие программы, микропрограммы и т.д. Отключение ЭВМ и включение ее в работу не влияют на качество хранения информации.

Микросхемы основной (оперативной) памяти всегда работают медленнее процессора. Поэтому процессору часто приходится делать пустые такты, ожидая поступления данных из памяти. Чтобы частично решить эту проблему, используется память небольшого размера (порядка 128 – 512 Кб), которая выполнена на базе более скоростных (и более дорогих) микросхем памяти. Такая память называется кэшем или сверхоперативной памятью.

1.1. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ или RAM )

ОЗУ - быстрая, полупроводниковая, энергозависимая память. ОЗУ имеет сравнительно небольшой объем - обычно от 64 до 512 Мбайт, тем не менее, центральный процессор имеет оперативный (быстрый) доступ к данным, записанным в ОЗУ (на извлечение данных из ОЗУ требуется не более нескольких наносекунд). В ОЗУ хранятся исполняемая в данный момент программа и данные, с которыми она непосредственно работает. Это значит, что когда мы запускаем какую-либо компьютерную программу, находящуюся на диске, она копируется в оперативную память, после чего процессор начинает выполнять команды, изложенные в этой программе. Часть ОЗУ, называемая "видеопамять", содержит данные, соответствующие текущему изображению на экране. ОЗУ - это память, используемая как для чтения, так и для записи информации. При отключении электропитания информация в ОЗУ исчезает, что объясняется энергозависимостью.

От количества установленной в компьютере оперативной памяти напрямую зависит возможность, с какими программами вы сможете на нем работать. При недостаточном количестве оперативной памяти многие программы вовсе не будут работать, либо станут работать очень медленно.

Часто для оперативной памяти используют обозначение RAM (Random Access Memory), то есть память с произвольным доступом.

Полупроводниковая оперативная память в настоящее время делится на статическое ОЗУ (SRAM) и динамическое ОЗУ (DRAM) (рис.1).

Рис. 1. Классификация ОЗУ

Динамическая оперативная память (Dynamic RAM – DRAM) используется в большинстве систем оперативной памяти ПК. Основное преимущество этого типа памяти состоит в том, что ее ячейки упакованы очень плотно, т.е. в небольшую микросхему можно упаковать много битов, а значит, на их основе можно построить память большей емкости.

Ячейки памяти в микросхеме DRAM – это крошечные конденсаторы, которые удерживают заряды. Проблемы, связанные с памятью этого типа, вызваны тем, что она динамическая, т.е. должна постоянно регенерироваться, так как в противном случае электрические заряды в конденсаторах памяти будут “стекать”, и данные будут потеряны.

Важнейшей характеристикой DRAM является быстродействие, а проще говоря, продолжительность цикла + время задержки + время доступа, где продолжительность цикла – время, затраченное на передачу данных, время задержки – начальная установка адреса строки и столбца, а время доступа – время поиска самой ячейки. Измеряется в наносекундах.

Существует тип памяти, совершенно отличный от других - статическая оперативная память (Static RAM – SRAM). Она названа так потому, что, в отличие от динамической оперативной памяти, для сохранения ее содержимого не требуется периодической регенерации. Но это не единственное ее преимущество. SRAM имеет более высокое быстродействие, чем динамическая оперативная память, и может работать на той же частоте, что и современные процессоры.

Микросхемы SRAM не используются для всей системной памяти потому, что по сравнению с динамической оперативной памятью быстродействие SRAM намного выше, но плотность ее намного ниже, а цена довольно высокая. Более низкая плотность означает, что микросхемы SRAM имеют большие габариты, хотя их информационная емкость намного меньше.

Несмотря на это, разработчики все-таки применяют память типа SRAM для повышения эффективности ПК. Но во избежание значительного увеличения стоимости устанавливается только небольшой объем высокоскоростной памяти SRAM, которая используется в качестве кэш-памяти.

В переводе слово «cache» (кэш) означает «тайный склад», «тайник». Тайна этого склада заключается в его «прозрачности» - адресуемой облас­ти памяти для программы он не добавляет. Кэш является дополнительным быс­тродействующим хранилищем копий блоков информации из основной памяти, вероятность обращения к которым в ближайшее время велика. Кэш не может хранить копию всей основной памяти, поскольку его объем во много раз меньше объема основной памяти. Он хранит лишь ограниченное количество блоков дан­ных и каталог - список их текущего соответствия областям основной памяти. Кроме того, кэшироваться может и не вся оперативная память, доступная процессору: во-первых, из-за технических ограничений может быть ограничен максимальный объем кэшируемой памяти; во-вторых, некото­рые области памяти могут быть объявлены некэшируемыми (настройкой регис­тров чипсета или процессора). Если установлено оперативной памяти больше, чем, возможно, кэшировать, обращение к некэшируемой области ОЗУ будет мед­ленным. Таким образом, увеличение объема ОЗУ, теоретически всегда благотвор­но влияющее на производительность, может снизить скорость работы опреде­ленных компонентов, попавших в некэшируемую память.

Основная память состоит из регистров. Регистр - это устройство для временного запоминания информации в оцифрованной (двоичной) форме. Запоминающим элементом в регистре является триггер - устройство, которое может находиться в одном из двух состояний, одно из которых соответствует запоминанию двоичного нуля, другое - запоминанию двоичной единицы. Триггер представляет собой крошечный конденсатор-батарейку, которую можно заряжать множество раз. Если такой конденсатор заряжен - он как бы запомнил значение "1", если заряд отсутствует - значение "0". Регистр содержит несколько связанных друг с другом триггеров. Число триггеров в регистре называется разрядностью компьютера. Производительность компьютера напрямую связана с разрядностью, которая бывает равной 8, 16, 32, 64, 128.

Виды памяти компьютера – это именно тот вопрос, изучение которого начинающие пользователи часто откладывают “на потом”. А зря. Это очень мешает правильному пониманию функционирования системы в целом, а значит вам сложнее будет найти общий язык с вашим “железным другом”. Я уверена, что изучение программной части вашего компьютера необходимо начинать с хотя бы поверхностного взгляда в металлические дебри. Поэтому сегодня мы пообщаемся о памяти вообще: какая она бывает, как классифицируется и чем она от самой себя отличается.

Начнем с самого понятного. У нас, у людей то есть, тоже есть своя память, и она тоже неодинаковая. Понятно, что она бывает зрительной, тактильной, слуховой и пр., но сейчас мы немного не об этом. С точки зрения механизмов функционирования, память бывает оперативной и долговременной. У компьютера где-то приблизительно также.

Человеческая оперативная память включается, в ситуациях, когда запоминать информацию нужно ненадолго, например, чтобы что-то сделать и сразу забыть. Такая информация хранится в наших головах от 5 часов до трех месяцев. В железе все очень похоже. Компьютерная оперативная память называется RAM (Random Access Memory) и существует для хранения информации, которая может понадобиться процессору и работающим в данный момент программам. Информация может сохраняться в такой памяти до перезагрузки компьютера или до завершения работы конкретной программы.

Постоянная память – это “запомнил на всю жизнь”. Конечно, все случайно можно забыть, но и у компьютера жесткий диск может сломаться. Постоянная память хранит информацию, которая может пригодиться в любой момент на протяжении длинных промежутков времени или всей жизни вообще. Компьютерный аналог такой памяти – жесткий диск. Он всегда намного большего, чем оперативная память объема, и всегда медленнее последней. Зато на нем можно сохранять огромнейшие объемы информации, практически не занимая полезное пространство в квартире. Как-то даже странно сравнивать, например, книжный шкаф с обычной флешкой.

Кроме распределения на постоянную и оперативную, память компьютера еще можно разделить на внутреннюю и внешнюю. Здесь все просто: все, что находится внутри системного блока – внутренняя память, все остальное, что мы покупаем отдельно, носим с собой и подключаем к разным системам (флешки, CD/ DVD диски, карты памяти и пр) – внешняя память. Об этом пойдет речь немного позже, а сегодня нас интересует, какая бывает внутренняя память компьютера, и все, что с ней может быть связано.

ROM– Read Only Memory

Ее содержимое называют BIOS. Но BIOS - это ближе к софту, сейчас мы немного не о том. Это самая постоянная память вашего компьютера. Она мало заметна внешне, но крайне важна для вашей системы. Именно она тестирует готовность всего вашего оборудования от мышки до процессора перед загрузкой ОС, запускает вашу систему, и затем передает управление Windows. Там же есть программа управления работой самого процессора и также ряд инструкций, к которым может получать непосредственный доступ его величество ЦП, минуя остальные бюрократические инстанции. Содержимое этой памяти, естественно, сохраняется при выключении питания компьютера и его нельзя стереть или удалить обычным образом. Для этого понадобится перепрошивка, специальное программное обеспечение и немного смелости, если вы решитесь делать это впервые. Точнее, возможность редактирования данных в ПЗУ зависит от его типа.

1. ROM – это ПЗУ с масочным программированием. Данные в таких микросхемах зашиваются намертво во время изготовления микросхемы и их никак не получится изменить. Вышедшую из строя микросхему остается только выбросить. Это не самый лучший вариант – решили пользователи и перестали покупать такие микросхемы.
2. PROM или ППЗУ (Программируемое ПЗУ) – аналогично предыдущему за исключением методики производства. В этом варианте данные записываются программным способом тоже один раз. Сути это не изменило, поэтому такие микросхемы тоже ушли в небытие.
3. EPROM или СПЗУ (Стираемое ПЗУ) – уже лучше. Здесь уже можно стереть или записать данные, но пока только при помощи УФ-излучения. В таком варианте оченно напрягала необходимость наличия специфического оборудования. Эти микросхемы тоже уже не производятся.
4. EEPROM или ЭСППЗУ (Электрически стираемое ППЗУ или флэш-микросхема) – данные стираем и записываем без дополнительных устройств и даже без извлечения из компьютера сколько угодно раз.

В порядке дополнительных сведений, может быть интересным то, что в технической литературе можно встретить термин “встроенное ПО” (Программное Обеспечение). Это не совсем так, поскольку встроенное ПО, это не сама микросхема, а скорее, программное обеспечение, которое в ней хранится.

СMOS – полупостоянная память

Она питается от небольшой батарейки и имеет очень низкое энергопотребление. Там хранятся некоторые системные настройки, например, дата и время, которые, как вы заметили, не сбиваются даже после выключения компьютера из сети.

Кэш-память

Это память самого высокого уровня, в какой-то степени его можно считать разновидностью оперативной памяти. Он является дополнительным звеном или неким буфером между более медленными устройствами для считывания данных (например, оперативка или жесткий диск) и процессором, но при этом никак не увеличивает адресное пространство. Он намного быстрее и дороже оперативной памяти и предназначен для хранения самой частоиспользуемой и нужной для процессора информации. Такая информация выбирается программным методом с помощью особого алгоритма и помещается в кэш, откуда ЦП будет ее брать в ближайшие такты своей работы. В первую очередь процессор обращается к кэшу, а уже потом, если нужная информация там отсутствует, наступает очередь оперативной памяти. Информация в кэше может храниться разного рода, например, там можно найти блоки обычных данных из основной памяти или какую-нибудь служебную информацию вроде, таблички текущего соответствия данных и адресов, по которым их можно найти в основной памяти. Кэш бывает трех уровней.

1. L1 обычно живет в том же кристалле, что и ЦП. Он предназначен для хранения команд и данных обрабатываемых процессором в данный момент. Отличается тем, что доступ к ячейкам памяти осуществляется на тактовой частоте самого процессора, то есть почти без задержек. Производители изобретают для кэша разные чудеса - например, ассоциативнуя память, которая позволяет выбирать данные не по их адресам, а по содержимому. Почти индексируемый поиск в нашей ОС. Конечно, это существенно ускоряет работу системы.
2. L2 или внешний кэш раньше монтировался в материнку возле ЦП. Теперь встраивается в процессор вместе с кэшем первого уровня. Объем его памяти значительно больше.
3. L3 изредка можно найти на высокопроизводительных рабочих станциях, серверах и прочем мудреном оборудовании.

Характеристики кэша (если он есть) тоже обычно указаны рядом с процессором. Объемы кэша очень маленькие и в самом медленном варианте обычно достигают нескольких Мегабайт в лучшем случае. Если немножко подробнее, то процессор иногда вынужден делать пустые такты, чтобы дождаться поступления данных из гораздо более медленной оперативки. Именно в такой ситуации срабатывает кэш. Как-то так.

Регистры

У процессора тоже есть немножко супер-мега-гипер-производительной памяти. Иначе, ему было бы трудно помнить, что он делает в данный момент. Склероз, знаете ли, штука не из приятных. Если серьезно, то чаще всего в регистрах хранятся данные для арифметико-логического устройства ALU. Управляются они непосредственно компилятором, отправляющим на процессор информацию для последующей обработки. Всем, кто не программист, это помнить вовсе не обязательно.

RAM – Оперативное запоминающее устройство

Та самая оперативка. Она сразу после включения компьютера собирает множество системных файлов с жесткого диска для процессора и программ, которые по мнению системы будут выполняться в данный момент. Чем больше программ у вас в автозагрузке, тем больше процессов запускается вместе с системой, тем больше памяти им нужно, и тем медленнее включается ваш компьютер. Еще в ОЗУ хранятся данные, которые еще не были сохранены в постоянную память (на жесткий диск). Именно поэтому в момент аварийного выключения компьютера пропадает вся несохраненная информация. Чем больше объем оперативной памяти, тем больше полезной для процессора информации в ней может храниться, и тем шустрее работает вся ваша система в целом. Информация в ОЗУ постоянно изменяется по мере необходимости – новая запоминается, старая записывается на жесткий диск и выбрасывается при необходимости. Если происходит переполнение ОЗУ, компьютер начинает довольно тормозить. Частично помогает увеличение размеров файла подкачки, но, как правило, для Windows-систем это не панацея, тем более, что этот файл по умолчанию имеет динамический, то есть расширяемый при необходимости размер. Это значит, что изменение его размера «ручками» абсолютно бессмысленно. В этот файл, автоматически создаваемый системой на жестком диске или так называемую виртуальную память происходит автоматический сброс из оперативной памяти самых редко используемых в данный момент данных, чтобы немного разгрузить ее. Процессору же намного легче работать с оперативной памятью, чем с жестким диском. А для постоянного хранения информации оперативная память не подходит в силу своей дороговизны (сравните стоимость модуля оперативной памяти на 1 Гб с ценой жесткого диска емкостью, к примеру, несколько сотен ГБ), но главное – это ее энергозависимость. Информация в оперативной памяти хранится при непосредственном участии электричества и стирается в течении доли секунды после прекращения подачи питания в систему. Если за эти доли секунды успеть снять дамп (скриншот ее содержимого), то можно довольно легко сломать даже самый сложный алгоритм шифрования. Это слабое место как платных, так и бесплатных программ-шифраторов информации. Ее важная характеристика – объем и скорость доступа. Понятно, что чем больше и то, и другое - тем лучше. И один важный момент касательно объема: 32-битная система не увидит установленное в ней ОЗУ больше 3 с копейками Гб (если точнее). В 64-битных системах – и небо не предел.

Жесткий диск

Это постоянная энергонезависимая память вашей системы. Именно на жестком диске хранится вся операционная система вместе с пользовательскими данными. Редко, но бывает, что жесткий диск выходит из строя. В таком случае, восстановить систему и всю ту информацию, которая на нем хранилась, удастся только вашими молитвами. Точнее, восстановление вполне может получиться как частично, так и полностью, но сама его возможность зависит от того, что именно и как сломалось в винчестере. Новичкам, скорее всего, понадобится помощь более опытных пользователей. Здесь станет очень уместным напоминание о регулярном резервном копировании важной для вас информации.

Понятно, что жесткие диски характеризуются своим объемом, но еще одна немаловажная характеристика – это скорость вращения. Жесткий диск – это круглый магнит, который в прямом смысле этого слова приклеивает к себе информацию. Эту информацию считывают специальные неподвижные головки, которым жесткий диск вращаясь с определенной скоростью подставляет свои ячейки с хранящимися там необходимыми для чтения битами и байтами данных. Конечно, чем быстрее крутится жесткий диск, тем быстрее читается информация, тем быстрее копируются и вставляются файлы и пр. полезности. Одним словом, это полезный бонус для быстродействия вашего компьютера и комфорта работы. Если вы разберете старый хард, то все это хозяйство увидите собственными глазами. Если разберете новый, то тоже увидите, но восстановить сам диск или информацию, которая там хранилась не помогут даже молитвы.

Видеопамять

Это оперативная память, которая используется для мультимедийных нужд, а точнее – хранит изображение, выведенное в данный момент на экране вашего монитора.

Адресация памяти

В принципе – где-то в недалеком времени это станет темой для отдельной статьи, но раз уже зашел разговор о памяти… Вся память, какая бы она не была, состоит из устройства, на котором хранятся биты и байты информации и чего-нибудь, что умеет это читать. Это реализуется разными способами – информация или примагничивается (жесткий диск) к поверхности или хранится в динамической ОЗУ с помощью электричества (нет заряда – нолик, есть – единичка). Можно взять тонкую пластинку из пластика и прожечь в ней лазером определенный узор (DVD-диск). 100 лет назад были перфокарты с отверстиями в определенных местах… В данном случае способ хранения не важен, а суть в том, что любой носитель делится на множество мельчайших ячеек, в каждой из которых может храниться один бит информации (нолик или единичка). Это мельчайшая единица измерения информации, из которой в конечном итоге состоит и фильм, который вы смотрите, и музыка которую вы слушаете и все остальное, что есть в вашем компьютере. Те, в свою очередь, группируются в байты (по 8 штук). По этой причине производители “шутят” и продают вам жесткие диски емкостью на несколько десятков Гб меньше заявленной. Вот вам и 1 Гб, в котором содержится 1024 байта, а не 1000, как думают производители. А теперь немножко математики. Каждая ячейка имеет собственный номер или адрес, по которому к ней может обратиться процессор или программа, которой понадобилось то, что лежит в данной ячейке. Как раз 32-битная адресация в системах соответствующей архитектуры и делает невозможным наличие оперативной памяти больше 4 Гб (немножко памяти резервируется для жизненно необходимых потребностей). Кроме этого, есть еще разрядность процессора, которая определяет количество данных, которые могут обрабатываться одновременно. 32-битный процессор может одновременно работать с 4 байтами информации (1 байт = 8 бит), а 64-разрядный, соответственно осилит сразу 8 байт. Таким образом, 32-битный процессор с тактовой частотой 800 МГц произведет 800 млн операций в секунду (подсчет о-очень приблизительный), а память должна за ним успевать, чтобы не тратилось полезное время. Пожалуй на этом можно было бы остановиться, но все-таки напоследок я напомню еще одну классификацию. Память можно разделять на виды еще и с точки зрения реакции на возможные ошибки. Память без контроля четности совсем не будет их проверять. Память с контролем четности на каждых 8 бит данных содержит 1 бит четности, предназначенный как раз для подобных проверок. ECC – сама может найти несколько ошибочных битов, а заодно и исправить одноразрядные ошибки.

Подписывайтесь на нашу

Оперативная память (или ОЗУ – оперативное запоминающее устройство) необходима компьютеру для временного хранения данных. В магазине, на табличке с характеристиками компьютера, может указываться как RAM или ОЗУ (от англ. Random Access Memory – память с произвольным доступом).

В отличие от такого устройства хранения данных как , оперативная память обладает высокой скоростью чтения и записи. Кроме того, является энергозависимой — при отключении компьютера данные в ОЗУ не сохраняются. Но ОЗУ и не предназначен для долгого хранения информации. Для этого существуют другие устройства (жесткий диск, флешки, компакт-диски, внешние винчестеры….). Главное назначение оперативной памяти компьютера – быстрое (оперативное) чтение и запись информации, временное хранение нужных процессору данных. Дело в том, что при считывании данных с жесткого диска, они сначала передаются в ОЗУ и остаются там на то время, которое нужно процессору для ее обработки.

От объема ОЗУ и скорости его работы зависит производительность компьютера. Объем современной оперативной памяти измеряется в гигабайтах (Гб), а скорость в мегагерцах.

Физически, память представляет собой плату расширения – модуль (или планка) памяти, вставляемую в специальный слот на . Как правило, на материнской плате имеется от 2 до 4 слотов для памяти, что позволяет легко ее наращивать установкой дополнительных модулей.

Основные характеристики модуля памяти

Основными характеристиками модулей памяти, которые нужно знать , являются тип памяти, объем и частота.

Тип памяти. Сегодня, практически во всех современных компьютерах используется тип памяти DDR3. На устаревших компьютерах еще можно встретить DDR2. Модуль памяти DDR3 производительней DDR2 за счет увеличения частоты работы и применения более эффективных технологических решений. Компьютерные технологии быстро развиваются, и на смену DDR3 постепенно приходят модули DDR4, имеющие большую производительность.

Объем модуля памяти. Один модуль памяти может иметь объем от 2 до 8 Гб. Для работы в офисных программах, просмотра страниц в интернете, нетребовательных игр будет достаточно 2-4 Гб. Если же компьютер приобретается для современных игр с высоким уровнем детализации, редактирования видео, для работы в ресурсоемких программах, то понадобится от 4 Гб и выше.

Контроль знаний по теме "Персональный компьютер и его характеристики». (10 класс).

Контрольная работа  с элементами тестирования по теме «Персональный компьютер и его характеристики». (10 класс).

 Вариант №1

 

Вопрос № 1 
Как называется устройство, обеспечивающее выполнение программ и контроль устройств ПК?

 Оперативная память
 Процессор
 Системная шина
 Внешняя память

Вопрос № 2 
Оперативная память является...

 Энергонезависимой
 Внешней памятью
 Энергозависимой
 Постоянной памятью

Вопрос № 3 
Как называется устройство, связывающее компоненты системного блока для обмена информацией?

 Системная шина
 Оперативная память
 Устройство хранения
 Порт ввода-вывода

Вопрос № 4 
Какое название носят наборы микросхем на материнской плате?

 Блок питания
 Слот расширения
 Видеокарта
 Чипсет

Вопрос № 5 
Основная характеристика процессора - это...

 Производительность
 Размер
 Температура
 Цена

Вопрос № 6 
Как называется устройство, на котором смонтированы основные электронные компоненты компьютера?

 Постоянная память
 Материнская плата
 Процессор
 Внешняя память

Вопрос № 7 
Внешняя память компьютера является...

 Энергозависимой
 Постоянной
 Оперативной
 Энергонезависимой

Вопрос № 8 
Оперативная память ПК работает...

 Быстрее, чем внешняя
 Медленнее, чем внешняя
 Одинаково по скорости с внешней памятью

Вопрос № 9 
Информационный объем современных жестких дисков измеряется...

 В мегабайтах
 В байтах
 В гигабайтах
 В килобайтах

Вопрос № 10 
Как называется устройство хранения, информация с которого считывается при помощи лазерного луча?

 Флэш-карта
 Оптический диск
 Жесткий диск
 Флэш-накопитель

Вопрос № 11 
Какие из перечисленных устройств относятся к внешней памяти ПК?

 Оперативная память
 Жесткий диск
 Флэш-карта
 Постоянная память

Вопрос № 12 
Отметьте внешние устройства компьютера

 Процессор
 Монитор
 Материнская плата
 Принтер

Вопрос № 13 
Какие устройства относятся к устройствам вывода информации?

 Принтер
 Монитор
 Мышь
 Сканер
 Аудиоколонки

Вопрос № 14 
Отметьте устройства ввода информации:

 Сканер
 Мышь
 Принтер
 Микрофон
 Плоттер
 Аудиоколонки

Вопрос № 15 
Мониторы бывают...

 Игольчатыми
 На электронно-лучевой трубке
 Оптическими
 Жидкокристаллическими
 Струйными

Вопрос № 16 
Как называется устройство для ввода изображений в компьютер? 
(ответ - маленькими буквами)

Введите ответ: 

 

Вопрос № 17 
Как называется устройство для передачи сигнала по телефонным линиям? 
(ответ - маленькими буквами)

Введите ответ: 

Вопрос № 18 
Как называется устаревшее устройство хранения информации объемом 1,44 мегабайт? 
(в ответе - одно слово, маленькими буквами)

Введите ответ: 

Вопрос № 19 
Как называется устройство-манипулятор для ввода информации о движениях руки? 
(ответ-маленькими буквами)

Введите ответ: 

Вопрос № 20 
Как называется устройство ввода алфавитно-цифровой информации и команд? 
(ответ-маленькими буквами)

Введите ответ: 

Вопрос № 21 
Сколько битов в одном байте?

 8
 7
 15
 19

Вопрос № 22 
2 байта - это сколько битов?

 19
 24
 13
 40
 16
 54
 4

Вопрос № 23 
Какое устройство компьютера, предназначенно для обработки информации.

 Внешняя память;
 Оперативная память;
 Процессор;
 Монитор;
 Клавиатура.

Вопрос № 24 
Выберите специальные клавиши:

 End;
 Пробел;
 Shift;
 Home;
 Esc;
 PageUp;
 Enter.

Вопрос № 25 
Отметьте клавиши управления курсором:

 End;
 Пробел;
 Shift;
 Home;
 Esc;
 PageUp;
 Enter.

Вопрос № 26 
81920 битов - это...

 10 килобайт;
 80 килобайт;
 8 килобайт;
 1 мегабайт.

Вопрос № 27 
Необходимо выбрать виды принтеров:

 Струйный
 Барабанный
 Лазерный
 Железный
 Матричный
 Пластиковый
 Тяжелый

Вопрос № 28 
Выбрать виды компьютеров:

 Сервер
 Планшет
 Персональный
 Прямоугольный
 Суперкомпьютер
 Мейнфрейм
 Тяжелый компьютер

Вопрос № 29 
Тактовая частота процессора - это

 число двоичных операций, совершаемых за единицу времени
 число обращений процессора к оперативной памяти за единицу времени
 скорость обмена информацией между процессорос и устройствами ввод- вывода
 скорость обмена информацией между процессором и постоянным запоминающим устройством(ПЗУ)

Вопрос № 30 
Часть магистрали по которой передаются управляющие сигналы

 Шина управления
 Шина адреса
 Шина данных

Вопрос № 31 
Через какие устройства взаимодействуют устройства внешней памяти и ввода/вывода с процессором

 оперативную память
 контроллеры
 материнскую плату
 системный блок

Вопрос № 32 
Объем оперативной памяти 2097152 Кб. Каков данный объем в Гб?

 1,98
 2,2
 2
 2,1
 2,09

Вопрос № 33 
Чему равен результат сложения двух чисел, записанных римскими цифрами: MCM+LXVIII?

 1168
 1968
 2168
 1153

Вопрос № 34 
Двоичное число 100110 в десятичной системе счисления записывается как:

 36
 38
 37
 46

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант №2

Вопрос № 1 
Сколько цифр 1 в двоичном представлении десятичного числа 15?

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7

Вопрос № 2
Какое высказывание является ложным?

 Знаком v обозначается логическая операция ИЛИ
 Логическую операцию ИЛИ также называют логическим сложеним
 Дизъюнкцию также называют логическим сложением
 Знаком v обозначается логическая операция конъюнкция

Вопрос № 3 
Как называется промежуточный буфер с быстрым доступом, содержащий информацию, которая может быть запрошена с наибольшей вероятностью?

 ОЗУ
 Кэш
 ПЗУ
 Флеш

Вопрос № 4 
Какие устройства могут заменить мышь?

 трекбол
 тачпад
 ик
 никакие
 все вышеперечисленное

Вопрос № 5 
Как называется принтер, позволяющий принимать задания на печать от нескольких компьютеров, подключенных к локальной сети (ответ записать МАЛЕНЬКИМИ буквами)

Введите ответ: 

Вопрос № 6
Что такое микропроцессор?

 Транзистор
 Чип
 Реле

Вопрос № 7
Записать число 1564 в римской системе счисления?

 MDCXVI
 MDLXIV
 MLCDIIII

Вопрос № 8 
Чипсет - это...

 набор проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами ПК
 микросхема для долговременного хранения данных
 набор микросхем, руководящей работой внутренних устройств ПК и определяющих основные возможности материнской платы
 устройства для связи с принтером, сканером и п.т., для этого ПК оснащается портами (USB, COM,LTP)

Вопрос №9 
К основным характеристикам процессора не относится:

 тактовая частота
 объем оперативной памяти
 разрядность
 частота системной шины

Вопрос № 10
Коммуникационные порты - это:

 набор проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера
 микросхема для долговременного хранения данных
 набор микросхем, руководящих работой внутренних устройств ПК и определяющих основные функциональные возможности материнской платы
 устройства для связи с принтером, сканером и п.т., для этого ПК оснащается портами (USB,COM,LTP)

Вопрос № 11
Как называются разъемы для подсоединения дополнительных устройств? (ответ записать МАЛЕНЬКИМИ буквами)

Введите ответ: 

Вопрос № 12 
Как называются разъем, используемый для установки центрального процессора на материнскую плату? (ответ записать МАЛЕНЬКИМИ буквами)

Введите ответ: 

Вопрос № 13 
Работу процессора с какими устройствами обеспечивает северный мост чипсета?

 ОЗУ, CPU и видеоадаптером
 PCI, USB, SATA, IDE-контроллеры
 для подключения принтеров, сканеров и других периферийных устройств

Вопрос № 14
Работу процессора с какими устройствами обеспечивает южный мост чипсета?

 ОЗУ, CPU и видеоадаптером
 PCI, USB, SATA, IDE-контроллеры
 с принтерами, сканерами, цифровой камерой и других периферийных устройств

Вопрос № 15 
По системной шине данные передаются

 между Северным мостом и процессором
 между Северным мостом и Южным мостом
 между Южным мостом и процессором
 между оперативной памятью и процессором

Вопрос № 16 
По шине памяти обмен данными производится

 между Северным мостом и процессором
 между Северным мостом и Южным мостом
 между Южным мостом и оперативной памятью
 между Северным мостом и оперативной памятью

Вопрос № 17 
В настоящее время все большее распространение получает шина PCI Express

 для подключения видеоплаты к Южному мосту
 для подключения видеоплаты к Северному мосту 
 для подключения видеоплаты к процессору
 для подключения видеоплаты к оперативной памяти

Вопрос № 18 
По шине SATA устройства внешней памяти (жесткие диски, CD- и DVD-дисководы) подключаются

 к Южному мосту
 к Северному мосту
 к процессору
 к оперативной памяти

Вопрос № 19 
Перевести числа в десятичную систему счисления: 101101101(2) 
ответ записать в ввиде ххх(10), где ххх - число

Введите ответ: 

Вопрос № 20
Перевести числа в десятичную систему счисления: 1711(8) 
ответ записать в ввиде ххх(10), где ххх - число

Введите ответ: 

Вопрос № 21 
Перевести числа в десятичную систему счисления: 1АF(16) 
ответ записать в ввиде ххх(10), где ххх - число

Введите ответ: 

Вопрос № 22 
Перевести числа из десятичной системы счисления в 16-ю: 192,25(10) 
ответ записать в ввиде ххх(16), где ххх - число

Введите ответ: 

Вопрос № 23
Перевести числа из двоичной системы счисления в восьмеричную: 100100,1101(2) 
ответ записать в ввиде ххх(8), где ххх - число

Введите ответ: 

Вопрос № 24
Компакт-диск, предназначенный для многократной записи новой информации называется

 CD-ROM
 CD-RW
 DVD-ROM
 CD-R
 DVD-RW
 USB-флешка

Вопрос № 25 
Назначение клавиши Backspace:

 ввод команды
 удаление символа слева от курсора
 печать заглавных символов
 переход в начало страницы
 удаление символа справа от курсора

Вопрос № 26 
Что такое джампер?

 микросхема
 оборудование для прыжков
 перемычка
 чип
 нечто космическое

Вопрос № 27 
Какие варианты корпусов системного блока существуют?

 Desktop
 Stronghold
 Tower
 Castle
 Citadel

Вопрос № 28 
Чем отличается ЖК-монитор от монитора с ЭЛ?

 габаритами
 технологией
 методом подключения
 средствами подключения
 техническими характеристиками

Вопрос № 29 
Что делает кнопка Reset?

 снимок экрана
 показывает индикацию процессора
 включает компьютер
 принудительно перезагружает компьютер
 произвольно включает ПК

Вопрос № 30 
Для чего предназначен ИБП?

 для временного автономного питания
 для постоянного прямого питания
 бесполезное оборудование
 для ускорения доступа в Internet

Вопрос № 31 
Какое устройство обеспечивает электрической энергией все другие компоненты внутри системного блока?

 Центральный процессор
 Блок питания
 Видеокарта
 Сетевая карта
 Системная плата

Вопрос № 32 
Как называется устройство, которое преобразуют электрический сигнал, полученный со звуковой карты компьютера в звуковые колебания

 Клавиатура
 Микрофон
 Кардридер
 Веб-камера
 Акустическая система

Вопрос №33 
Какое устройство лучше всего справляется с печатью цветных фотографий?

 Плоттер
 Любава ПП-305-01
 Лазерный принтер
 Струйный принтер
 Матричный принтер

Вопрос № 34 
Выберите правильную аббревиатуру периферийного устройства компьютера, совмещающего функции принтера, сканера, копировального аппарата и факса:

 ПСК
 ФБУ
 МФУ
 ЦРУ

Вопрос № 35 
Что такое IT (ИТ)?

 Интернет Технологии
 Интересные Технологии
 Информационные Технологии
 Источники Тока

 

Шпаргалка по предмету "Основы информатики"

Специальная - постоянная, Fiash, видеопамять и тд.

 К этому  типу памяти относятся память, реализованная на ОЗУ, кэш-память.

Статическая память (англ. static storage) — энергозависимая память, которой для хранения информации достаточно сохранения питающего напряжения;

Статическая оперативная память с произвольным доступом (SRAM, static random access memory) — полупроводниковая оперативная память, в которой каждый двоичный или троичный разряд хранится в схеме с положительной обратной связью, позволяющей поддерживать состояние сигнала без постоянной перезаписи, необходимой в динамической памяти (DRAM). Тем не менее, сохранять данные без перезаписи SRAM может только пока есть питание, то есть SRAM остается энергозависимым типом памяти. Произвольный доступ (RAM — random access memory) — возможность выбирать для записи/чтения любой из битов (тритов) (чаще байтов (трайтов), зависит от особенностей конструкции), в отличие от памяти с последовательным доступом (SAM — sequental access memory).

Динамическая память (англ. dynamic storage) — энергозависимая память, в которой информация со временем разрушается (деградирует), и, кроме подачи электропитания, необходимо производить её периодическое восстановление (регенерацию).

Энергозависимой называется память, которая стирается при выключении компьютера.

DRAM (dynamic random access memory) — тип энергозависимой полупроводниковой памяти с произвольным доступом (RAM), также запоминающее устройство, наиболее широко используемое в качестве ОЗУ современных компьютеров.

Физически память DRAM состоит из ячеек, созданных в полупроводниковом материале, в каждой из которых можно хранить определённый объём данных, строку от 1 до 4 бит. Совокупность ячеек такой памяти образуют условный «прямоугольник», состоящий из определённого количества строк и столбцов. Один такой «прямоугольник» называется страницей, а совокупность страниц называется банком. Весь набор ячеек условно делится на несколько областей.

Как запоминающее устройство, DRAM-память представляет собой модуль различных конструктивов, состоящий из электрической платы, на которой расположены микросхемы памяти и разъём, необходимый для подключения модуля к материнской плате.

Внутренняя память

Под внутренней памятью понимают все виды запоминающих устройств, расположенные на материнской плате. К ним относятся оперативная память, постоянная память и энергонезависимая память.

Всякая память сохраняющая данные при отключении внешнего источника питания может считаться энергонезависимой - NonVolatile Memory, однако этот термин больше утвердился за статической оперативной памятью:

с встроенной в микросхему литиевой батарейкой большой емкости .

с дополнительной EEPROM на том же кристалле, причем обмен данными между SRAM и EEPROM производится либо программно либо автоматически при падении/восстановлении  напряжения.

Внутренняя энергонезависимая память микроконтроллера (EEPROM) служит для хранения различных данных, определяющих функционирование системы. Записанные в такую память данные сохраняются даже при полном снятии напряжения питания. Как правило, в энергонезависимой памяти хранятся частотные настройки тюнеров, положение всех регулировок на момент выключения аппарата (для того чтобы аппарат даже при отключении его от бортовой сети питания включился именно в то состояние, в котором был отключен). Там могут храниться начало и конец диапазонов регулирования тембров и общего усиления, а также различные другие настроечные данные "привязки к железу". Ресурс у энергонезависимой памяти на современном этапе развития электроники всегда ограничен предельным количеством циклов записи. Износ EEPROM происходит на молекулярном уровне при выполнении процедуры "запись в энергонезависимую память" (Write EEPROM cycle)" и для микроконтроллеров серии MC68HC05 составляет не менее 10000 циклов. Реальное значение числа возможных циклов записи данных в EEPROM может превышать эту гарантированную фирмой Motorola цифру в несколько раз, но ресурс EEPROM все равно конечен.

Энергонезависимая память CMOS

Работа таких стандартных устройств, как клавиатура, может обслуживаться программами BIOS, но такими средствами невозможно обеспечить роботу со всеми возможными устройствами (в связи с их огромным разнообразием и наличием большого количества разных параметров). Но для своей работы программы BIOS требуют всю информацию о текущей конфигурации системы. По очевидной причине эту информацию нельзя сохранять ни в оперативной памяти, ни в постоянной. Специально для этих целей на материнской плате есть микросхема энергонезависимой памяти, которая называется CMOS. От оперативной памяти она отличается тем, что ее содержимое не исчезает при отключении компьютера, а от постоянной памяти она отличается тем, что данные можно заносить туда и изменять самостоятельно, в соответствии с тем, какое оборудование входит в состав системы.

Микросхема памяти CMOS постоянно питается от небольшой батарейки, расположенной на материнской плате. В этой памяти сохраняются данные про гибкие и жесткие диски, процессоры и т.д. Тот факт, что компьютер четко отслеживает дату и время, также связанн с тем, что эта информация постоянно хранится (и обновляется) в памяти CMOS. Таким образом, программы BIOS считывают данные о составе компьютерной системы из микросхемы CMOS, после чего они могут осуществлять обращение к жесткому диску и другим устройствам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19.Аппаратно-программные  методы ускорения обработки данных. Распараллеливание операции

Два различных типа архитектуры компьютеров предоставляют по крайней мере два разных способа организации параллельных вычислений: векторизация; распараллеливание.

Векторизация представляет собой тип распараллеливания по данным, т.е. одна параллельная инструкция воздействует на разные потоки данных. Распараллеливание в общем случае предоставляет более широкие возможности: наряду с распараллеливанием по данным, возможно распараллеливание по процессам – различные потоки данных участвуют в вычислительном процессе под управлением различных потоков команд.

Векторизация Данный метод распараллеливания применяется только на векторно-конвейерных машинах и имеет существенное ограничение – векторизации подлежат только циклы с заранее известным количеством итераций. Д. Кнутом (D.E.Knuth) было проанализировано большое количество программ на языке Fortran и было установлено, что в среднем циклы занимают менее 4% кода, но требуют на выполнение более 50% счетного времени. Таким образом кажущаяся ограниченность векторизации не является большим недостатком для алгоритмов, содержащих большое количество векторизуемых циклов. Мы не будем подробно освещать теорию векторизации (оптимизацию программного кода для эффективного использования векторного процессора). Перечислим лишь необходимые требования к циклам, подлежащим векторизации:  цикл должен быть самым внутренним; не допустимы ветвления внутри тела цикла; не допустимы вызовы внешних функций и процедур из тела цикла; не должно быть рекурсии элементов векторов или массивов в теле цикла.

Распараллеливание

Параллелизм, используемый в микропроцессорных архитектурах на протяжении более 20 последних лет, наряду с ростом тактовых частот, являлся одним их важнейших факторов повышения производительности вычислительных систем. В последнее время в связи с замедлением роста тактовых частот параллелизм становится определяющим фактором [1], поскольку оборудование в микропроцессорах продолжает удваиваться каждые 18 месяцев в точном соответствии с предсказаниями Гордона Мура.

Для повышения производительности используется параллелизм на разных уровнях: параллелизм операций, векторный параллелизм, параллелизм потоков управления, параллелизм задач. Все эти виды параллелизма применяются в современных микропроцессорных вычислительных системах. Параллелизм операций поддерживается в суперскалярных архитектурах и в архитектурах с явным параллелизмом операций. Векторный параллелизм поддерживается большинством современных микропроцессорных систем за счет введения специальных операций. Параллелизм потоков управления поддерживается в многоядерных микропроцессорных архитектурах и в многопроцессорных вычислительных комплексах, работающих на общей памяти. Параллелизм задач, взаимодействующих через обмен сообщениями, поддерживается в кластерных системах и многомашинных комплексах. Методы распараллеливания можно условно разделить на следующие: директивами оптимизирующего компилятора; специальными директивами, расширяющими возможности языка к параллелизации; параллельные языки программирования; коммуникационные средства, или средства межпроцессорного интерфейса.

Разумеется, список возможных средств не исчерпывается перечисленными позициями, однако, по-видимому, вышеупомянутые методы имеют самое широкое распространение.

Распараллеливание директивами компилятора является самым простым, «автоматическим» средством, которое может эффективно применяться для выборочного класса задач, однако обладает следующими недостатками: непереносимость с одной системы на другую , или даже при смене компилятора с одного на другой; поскольку вычислительная эффективность напрямую зависит от организации алгоритма (см. выше), то для хорошего результата все равно требуется «участие» программиста при написании параллельного кода; достаточно узкий диапазон возможностей, предоставляемых компилятором для распараллеливания.

Введение специальных директив, поддерживающих средства параллельной обработки, в стандартные языки программирования является перспективным направлением. Пример такого развития – HPF (High Performance Fortran) представляющий собой параллельное расширение Fortran'а с помощью оформленных с виде комментариев директив параллельной обработки. Можно отметить следующие преимущества такого подхода: переносимость с одной системы на другую исходного кода, требуется лишь наличие HPF-компилятора; совместимость с последовательной версией программы, поскольку директивы HPF, воспринимаются обычным Fortran-компилятором как комментарии, таким образом отладку последовательного можно проводить на машине без HPF-компилятора; наглядность исходного текста программы, поскольку он не перегружен «избыточной» коммуникационной информацией, как например в MPI; простота освоения пользователем, который должен только указать компилятору блоки для параллельного исполнения, а не конкретизировать какие данные и куда пересылать.

Большинство современных микропроцессорных архитектур используют параллелизм операций для повышения производительности, т.к. этот вид параллелизма присутствует во всех без исключения классах программ. Самым распространенным является на сегодняшний день суперскалярный принцип распараллеливания операций. В архитектурах, использующих этот принцип, аппаратно распараллеливаются последовательные коды, которые получаются после компиляции программ. В результате аппаратуре приходится перекодировать сложно закодированные операции переменной длины в более простые операции, анализировать зависимости между этими операциями, чтобы обнаружить параллелизм, переименовывать регистры, чтобы избавиться от ложных зависимостей, и, наконец, планировать последовательные операции на параллельные устройства исполнения. Эта работа требует значительных аппаратных и энергетических затрат и не позволяет суперскалярным архитектурам исполнять более 4-х операций за такт из-за сложностей аппаратного распараллеливания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20. Аппаратно-программные  методы обработки данных. Кэширование  памятью

Кэширование памяти

Кэш или кеш (англ. cache, от фр. cacher — прятать; произносится [kæʃ] — 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 (ОЗУ) и быстрее внешней (жёсткий диск или твердотельный накопитель) памяти, за счёт чего уменьшается среднее время доступа и увеличивается общая производительность компьютерной системы. Прямой доступ к данным, хранящимся в кэше, программным путем невозможен.

Кэш — это память с большей скоростью доступа, предназначенная для ускорения обращения к данным, содержащимся постоянно в памяти с меньшей скоростью доступа (далее «основная память»). 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.

Когда клиент кэша (ЦПУ, веб-браузер, операционная система) обращается к данным, прежде всего исследуется кэш. Если в кэше найдена запись с идентификатором, совпадающим с идентификатором затребованного элемента данных, то используются элементы данных в кэше. Такой случай называется попаданием кэша. Если в кэше не найдена запись, содержащая затребованный элемент данных, то он читается из основной памяти в кэш, и становится доступным для последующих обращений. Такой случай называется промахом кэша. Процент обращений к кэшу, когда в нём найден результат, называется уровнем попаданий или коэффициентом попаданий в кэш. Например, веб-браузер проверяет локальный кэш на диске на наличие локальной копии веб-страницы, соответствующей запрошенному URL. В этом примере URL — это идентификатор, а содержимое веб-страницы — это элементы данных. 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.

МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПОЛУСЕМЕСТРОВОЙ АТТЕСТАЦИИ по учебной дисциплине ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Вычислите среднее время между стартом процесса и его завершением (turnaround time) и среднее время ожидания процесса (waiting time) для невытесняющего алгоритма планирования SJF. При вычислениях считать, что процессы не совершают операций ввода-вывода, временем переключения контекста пренебречь.

ВАРИАНТ 4

Задание 1. Уровень сложности -1.

Ответить на тестовые вопросы.

Внимание! В некоторых вопросах допускается 2 ответа.

Ответы поместить в таблицу.

1.Резидентная программа...
a) стартует сразу же при запуске компьютера
b) постоянно находится в оперативной памяти
c) постоянно находится на жестком диске
d) вскрывает засекреченные файлы

2. В процессе загрузки операционной системы происходит …
a) перезапись файлов операционной системы в оперативную память
b) копирование содержимого оперативной памяти на жесткий диск
c) копирование файлов операционной системы на жесткий диск
d) перезапись файлов операционной системы в постоянное запоминающее устройство

3.Переход задачи в привилегированный режим (kernel mode) осуществляется:

a) Командой пользователя, вводимой с клавиатуры

b) Командой программного прерывания

c) При выключении питания компьютера

d) При переходе компьютера в режим одновременной работы с двумя мониторами

4.Модульная структура операционной системы предполагает:

a) Наличие на материнской плате различных типов разъёмов

b) Размещение транслятора и загрузчика на одной материнской плате

c) Наличие исходного, объектного и загрузочного модулей в программе

d) Поэтапное выполнение загрузки задания во внешние устройства

5.Операционная система как менеджер ресурсов позволяет

a) Оптимизировать распределение времени, памяти и др. между программами

b) Реже обновлять прикладное программное обеспечение

c) Не проводить процедуру чистки ядра процессора

6.Для решения задач из различных предметных областей предназначено ________ программное обеспечение

a) служебное (сервисное)
b) системное
c) прикладное
d) специальное

7.Отличие служебного (сервисного) программного обеспечения от системного состоит в том, что ...
a) оно обеспечивает управление работой компьютера
b) первое является частью второго
c) с его помощью решаются прикладные задачи из разных предметных областей
d) пользователь сам решает, когда его использовать

8.Linux является
a) операционной системой
b) служебным программным обеспечением
c) пакетом прикладных программ
d) системой программирования

9.Основными компонентами системного программного обеспечения компьютера являются
a) обрабатывающие программы и система автоматизации программирования
b) операционная система и система программирования
c) пакеты прикладных программ
d) монитор и супервизор

10.Для решения задач из различных предметных областей предназначено ________ программное обеспечение
a) служебное (сервисное)
b) системное
c) прикладное
d) специальное

11.Ядро операционной системы относится к _____________ программному обеспечению.
a) служебному
b) прикладному
c) тестовому
d) системному

12.Укажите, какие из следующих высказываний являются истинными
а) При выключении компьютера содержимое внешней памяти сохраняется
б) Компьютер не может эксплуатироваться без CD-ROM
в) Кэш-память относится к внешней памяти
г) Арифметико-логическое устройство расположено вне процессора
д) Над командами можно выполнять те же действия, что и над данными
a) г, д
b) а, дc) а, б, в
d) б, в

13.Функциональной частью компьютера, предназначенной для приема, хранения и выдачи данных, является
a) графопостроитель
b) процессор
c) монитор
d) оперативная память (ОЗУ)

14.В состав внутренней памяти ЭВМ входят
a) накопители на гибких магнитных дисках
b) накопители на компакт-дисках
c) накопители на жестких магнитных дисках
d) постоянная память, оперативная память и КЭШ-память

15.Аппаратная кэш-память компьютера используется для
a) обмена информацией компьютера с периферийным устройством
b) увеличения производительности процессора
c) уменьшения сбоев в работе компьютера
d) увеличения объема энергонезависимой памяти

16.Из утверждений
a) Центральному процессору в произвольный момент времени доступны не все ячейки памяти.
b) Клавиатура является устройством ввода данных.
c) Оперативная память характеризуется равным временем доступа к данным.
d) Кэш  очень медленная память большого объема.
являются верными
a) a
b) c и d
c) a и b и c
d) b и c

17.Из утверждений
a) При выключении компьютера содержимое внешней памяти сохраняется.
b) Мышь не является устройством ввода.
c) Сканер не является долговременной памятью компьютера.
d) Процессор относится к внешним устройствам компьютера.
являются верными
a) b и d
b) d
c) a и с
d) b

18.Из утверждений
a) Сетевая плата не является устройством приема-передачи данных.
b) Компакт-диск является оперативной памятью компьютера.
c) Гибкий магнитный диск является долговременной памятью компьютера.
d) В мониторах на жидких кристаллах отсутствует электромагнитное излучение.
являются верными
a) b
b) c и d
c) a
d) a и b

a)

занятый

б)

исполняемый

в)

загружаемый

г)

выгружаемый

20.Какую деятельность, связанную с процессами, контролирует операционная система:

a)

планирование процессов

б)

загрузка процессов

в)

кодировка процессов

г)

выгрузка процессов

21.Когда процесс, находящийся в состоянии "закончил исполнение", может а)окончательно покинуть систему?
б)по прошествии определенного интервала времени
в)только при перезагрузке операционной системы
г)после завершения процесса-родителя

22.Рассмотрим механизм синхронизации, называемый бинарными семафорами. Бинарный семафор — это семафор, который может принимать всего два значения: 0 и 1. Операция P для этого семафора выглядит так же, как и для семафора Дейкстры, а операция V заключается в простом присваивании семафору значения 1. Бинарные семафоры
а)обладают меньшими возможностями, чем семафоры Дейкстры
б)обладают большими возможностями, чем семафоры Дейкстры
в)эквивалентны семафорам Дейкстры

23.Состояние процесса, когда он ожидает завершения некоторого события?

a) готовый

b) завершенный

c) ожидающий

24. Состояние процесса, когда он только что создан?

a) новый

b) созданный

c) готовый

d) завершенный

25.Что не включает себя понятие процесс?

a) данные

b) программный код

c) содержимое регистров процессора

d) содержимое стека

e) ресурс

26.Максимальный объем информации, который может храниться в запоминающем устройстве, называется …
a) емкостью
б) плотностью
в) длиной
г) весом

27.Внешняя память компьютера предназначена …
a) для долговременного хранения только данных, но не программ
б) для долговременного хранения только программ, но не данных
в) для кратковременного хранения обрабатываемой в данный момент гнформации
д) для долговременного хранения данных и программ

28.Компакт-диск (CD) – это …
a) оптический диск, информация с которого считывается лазерным лучом
б) диск после выполнения операции сжатия информации
в) сменный магнитный диск малого размера
г) магнитный диск с высокой плотностью записи информации

29.При отключении компьютера данные НЕ сохраняются …
a) в оперативной памяти (ОЗУ)
б) в постоянной памяти (ПЗУ)
в) на жестком диске (винчестере)
г) на дискете

30.Минимальное время доступа среди перечисленных устройств хранения информации имеет …
a) компакт-диск
б) ленточная память
в) оперативная память (ОЗУ)
г) винчестер (жесткий диск)

Задание 2.

Решите задачу:

Пусть в вычислительную систему поступают пять процессов различной длительности с разными приоритетами по следующей схеме:

Номер процесса

Момент поступления в систему

Время исполнения

Приоритет

1

2

2

1

2

5

4

0

3

0

4

3

4

3

1

4

5

1

3

2

Чему равно среднее время между стартом процесса и его завершением (turnaround time) и среднее время ожидания процесса (waiting time) при использовании невытесняющего приоритетного планирования? При вычислениях считать, что процессы не совершают операций ввода-вывода, временем переключения контекста.

Энергонезависимая память VS энергонезависимая: в чем разница?

Энергонезависимая память против энергозависимой

Резюме:

Что такое энергозависимая память и что такое энергонезависимая память? Если вы заинтересованы в них и хотите узнать разницу между энергонезависимыми и энергонезависимыми переменными, то вы попали по адресу. В этом посте MiniTool перечислил все ответы на эти вопросы.

Что такое энергозависимая память?

Что такое энергозависимая память? В качестве компьютерной памяти ему требуется питание для хранения сохраненной информации.И сохраняет свое содержимое при подключении к электросети, но после отключения питания сохраненные данные быстро теряются.

Оперативная память или ОЗУ является наиболее распространенным типом энергозависимой памяти. Существует два типа энергозависимой оперативной памяти: динамическая (DRAM) и статическая (SRAM). Пока питание включено, SRAM может сохранять свое содержимое и проста в использовании, но использует шесть транзисторов на бит. Интерфейс и управление динамической ОЗУ более сложны, и для предотвращения потери содержимого требуются периодические циклы обновления.

Компьютеры и другие электронные устройства используют оперативную память для быстрого доступа к данным. Скорость чтения/записи ОЗУ обычно в несколько раз выше, чем у запоминающих устройств (таких как жесткие диски или твердотельные накопители).

При запуске компьютера встроенная операционная система загружается в оперативную память. Аналогично, когда вы открываете приложение на компьютере или мобильном устройстве, оно загружается в оперативную память. Загрузка операционной системы и активных приложений в оперативную память может ускорить их работу.

Что такое энергонезависимая память?

Энергонезависимая память (NVM) или энергонезависимая память — это тип компьютерной памяти, который очень популярен в цифровых носителях, и сохраненная информация может быть восстановлена ​​даже при отключении питания.

Примеры энергонезависимой памяти включают флэш-память, постоянную память (ROOM), ферроэлектрическую оперативную память, большинство типов магнитных запоминающих устройств (например, жесткие диски, гибкие диски и магнитные ленты), оптические диски и ранние компьютеры методы хранения данных, такие как бумажная лента и перфорированная карта.

Энергонезависимая память часто используется в качестве вторичного или долговременного, согласованного хранилища, что устраняет необходимость в относительно медленных типах дополнительных систем хранения (включая жесткие диски).

Энергонезависимая память VS энергонезависимая?

После получения основной информации о энергозависимой и энергонезависимой памяти в этой части мы сосредоточимся на энергозависимой и энергонезависимой памяти. Вы можете узнать разницу между энергозависимой памятью и энергонезависимой памятью с 9 аспектов.

	Платативная память	Нелетучная память
Хранение данных	Данные существуют в долгосрочной мощности.	Даже при отсутствии питания данные сохраняются.
Прочность	Не навсегда.	Фиксированный.
Скорость	Быстрее.	Медленнее.
Пример	БАРАН.	КОМНАТА.
Передача данных	Передача данных легко осуществляется в энергозависимой памяти.	Затруднена передача данных в энергонезависимую память.
Доступ к процессору	ЦП имеет доступ к данным, хранящимся в энергозависимой памяти.	ЦП может получить доступ к данным, если данные копируются из энергонезависимой памяти в энергозависимую память.
Хранилище	Энергонезависимая память имеет меньшую емкость.	Энергонезависимая память имеет очень большой объем.
Воздействие	Энергозависимая память, такая как ОЗУ, оказывает большое влияние на производительность системы.	Энергонезависимая память не влияет на производительность системы.
Стоимость	Стоимость энергозависимой памяти на единицу размера высока.	Стоимость энергозависимой памяти на единицу размера невелика.
Расположение	Энергонезависимые микросхемы памяти обычно хранятся в разъемах памяти.	В материнскую плату встроена микросхема энергонезависимой памяти.

Заключительные слова

В завершение в этом посте я представил что такое энергозависимая память и энергонезависимая память.Кроме того, вы также можете получить информацию о энергозависимой и энергонезависимой памяти.

.

Что такое энергозависимое запоминающее устройство?

Что такое энергозависимое запоминающее устройство? Энергонезависимая память — это память компьютера, в которой данные сохраняются только при включении устройства. Большая часть RAM (оперативной памяти), используемой в качестве основного хранилища в персональных компьютерах, представляет собой энергозависимую память. Энергонезависимая память отличается от энергонезависимой памяти, которая не теряет содержимое при отключении питания.

Что такое энергозависимая память объясните на примере? Энергозависимая память — это память, для хранения данных которой требуется электрический ток.Все данные удаляются при отключении питания. Скорость чтения/записи ОЗУ обычно в несколько раз выше, чем у запоминающих устройств, таких как жесткий диск или твердотельный накопитель. Когда компьютер запускается, он загружает операционную систему в оперативную память.

Что такое энергонезависимая память? Жесткие диски — это устройства постоянного хранения, которые используются для быстрого хранения и извлечения данных. Энергонезависимая память — это физический носитель, на котором хранятся данные без электропитания.Это означает, что данные не теряются при выключении компьютера, что делает жесткие диски пригодными для постоянного хранения информации.

Является ли оперативная память энергозависимой? ОЗУ — это энергозависимая память, используемая для хранения инструкций и данных запущенных в данный момент программ. Теряет целостность после потери мощности. Модули оперативной памяти устанавливаются в слоты на материнской плате компьютера. ПЗУ (постоянная память) является энергонезависимым: данные, хранящиеся в ПЗУ, сохраняют свою целостность после отключения питания.

Что такое энергонезависимая память, объясните на примере? Примеры энергонезависимой памяти включают флэш-память, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), ферроэлектрическое ОЗУ, большинство типов магнитных компьютерных запоминающих устройств (например, жесткие диски, дискеты и магнитные ленты), оптические диски и ранние компьютерные запоминающие устройства. такие методы, как бумажная лента и перфокарты.

Что такое энергозависимое запоминающее устройство? - Дополнительные вопросы

Что является примером энергозависимой памяти?

ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) является примером энергозависимой памяти.

Что такое нестабильная система?

Энергонезависимая система — это система, которая хранит и поддерживает данные, когда устройство включено. В этой системе оперативная память, используемая в качестве основной памяти, называется оперативной памятью.

Является ли карта памяти Memory Stick устройством энергонезависимой памяти?

Энергонезависимая память очень популярна среди цифровых носителей; широко используется в микросхемах памяти для USB-накопителей и цифровых камер. Энергонезависимая память также известна как энергонезависимая память.

Какие типы памяти являются энергонезависимыми?

В основном существует пять типов технологии энергонезависимой памяти: флэш-память, ферроэлектрическая оперативная память (FeRAM), магнитная оперативная память (MRAM), память с фазовым переходом (PCM) и RRAM.

Какая память хранит данные без питания?

Флэш-память представляет собой тип электронно-стираемой программируемой постоянной памяти (ЭСППЗУ), микросхемы памяти, которые хранят информацию, не требуя источника питания.(Это отличается от флэш-памяти, для хранения данных которой требуется питание.)

Где хранятся энергозависимые данные?

Динамическая оперативная память (DRAM) и статическая оперативная память (SRAM) — это два места, где будут храниться энергозависимые данные. DRAM хранит свои биты данных в отдельных ячейках, состоящих из конденсатора и транзистора.

Почему оперативная память является энергозависимой?

ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) называется энергозависимым, потому что ОЗУ стирается при отключении питания.Компьютер имеет два типа RAM и ROM (Read Only Memory). Данные, необходимые для выполнения основных операций, требуются временно, поэтому они хранятся в оперативной памяти.

Почему оперативная память энергозависима?

Базовая память — это основная память компьютерной системы. Доступ к данным из основной памяти выполняется быстрее, поскольку это внутренняя память компьютера. Первичная память является наиболее энергозависимой, а это означает, что данные в основной памяти не существуют, если только они не будут сохранены в случае сбоя питания.ОВЕН.

В чем разница между энергозависимой и энергонезависимой памятью?

Энергонезависимая память — это память компьютера, в которой данные сохраняются только при включении устройства. Энергонезависимая память отличается от энергонезависимой памяти, которая не теряет содержимое при отключении питания. Энергонезависимая память имеет постоянный источник питания и не требует периодического обновления содержимого памяти.

Как данные хранятся в энергонезависимой памяти?

Энергонезависимая память обычно относится к хранению данных в полупроводниковых микросхемах памяти, которые хранят данные в ячейках памяти с плавающим затвором, состоящих из МОП-транзисторов с плавающим затвором (оксидно-полупроводниковые полевые транзисторы), включая флэш-память, такую ​​как флэш-память NAND и диски с постоянным состоянием (SSD). ).

Является ли хранилище SSD энергозависимым или энергонезависимым?

Устройства массовой памяти, такие как жесткие диски и твердотельные накопители, используют энергонезависимую память, поскольку они должны сохранять свои данные при выключении главного устройства. Жесткие диски (HDD) хранят данные на магнитах, а (флэш-накопители | флэш-память) (SSD) хранят данные с использованием ячеек памяти в интегральных схемах.

Какие данные наиболее изменчивы?

Данные в памяти являются наиболее неустойчивыми.Сюда входят данные в центральном процессоре (ЦП), кэше и регистрах системной оперативной памяти (ОЗУ). Данные в кэш-памяти и регистрах ЦП являются наиболее изменчивыми, в основном из-за того, что объем памяти очень мал.

Какие существуют два типа кэша?

В персональных компьютерах обычно используются два типа кэширования: кэширование в памяти и кэширование на диске.

Как работает энергозависимая память?

Как работает энергозависимая память?

Память ПЗУ?

В вашем компьютере присутствуют ОЗУ, что означает оперативное запоминающее устройство, и ПЗУ, что означает постоянное запоминающее устройство.ОЗУ — это энергозависимая память, в которой временно хранятся файлы, над которыми вы работаете. ПЗУ — это энергонезависимая память, в которой постоянно хранятся инструкции для вашего компьютера.

Какие плавающие цены?

Термин "изменчивость цен" используется для описания колебания цены товара. Волатильность измеряется ежедневной процентной разницей в цене товара. По мере увеличения волатильности фирмы могут откладывать инвестиции и другие решения или активизировать свои усилия по управлению рисками.

Что хранится в оперативной памяти?

Оперативная память называется «произвольным доступом», потому что данные и инструкции могут быть сохранены и доступны из любого места в памяти).Оперативная память используется для хранения используемых в данный момент данных и инструкций. В современном компьютере оперативная память используется для хранения операционной системы, любых открытых документов и запущенных программ.

Какая самая основная энергонезависимая память?

Какая самая основная энергонезависимая память? Объяснение: Первичная энергонезависимая память представляет собой маскирующее ПЗУ или ПЗУ, а содержимое ПЗУ фиксируется в микросхеме, что полезно в прошивке системной загрузки.

Как долго флэш-память может хранить данные без питания?

Как долго устройство флэш-памяти может хранить данные без повторного подключения к компьютеру? - Квора. Упомянутая вами концепция называется «время хранения» в NAND Flash. В соответствии со стандартом [JEDEC-47] общие системы хранения данных, ориентированные на данные, должны гарантировать срок хранения от 1 до 10 лет.

Как долго SSD-накопитель может хранить данные без питания?

Твердотельные накопители могут потерять данные всего за 7 дней без питания.SSD-накопители имеют много преимуществ по сравнению с обычными жесткими дисками. Они потребляют меньше энергии, работают на порядок быстрее и, хотя в абсолютном выражении остаются более дорогими, размер этого разрыва значительно сократился за последние несколько лет.

.

Какой вариант не является постоянным хранилищем?

Что не является вариантом постоянного хранения? По сравнению с постоянной памятью энергозависимая память, также известная как энергозависимая память, представляет собой запоминающее устройство, данные которого теряются при отключении источника питания. Примерами энергозависимой памяти являются кэш ЦП и ОЗУ.

Является ли ПЗУ постоянным запоминающим устройством? В отличие от ОЗУ, постоянная память (ПЗУ) обеспечивает как энергонезависимую, так и постоянную первичную память.ПЗУ сохраняет свое содержимое даже в случае отключения питания устройства. Вы не можете изменить данные на нем, вы можете только прочитать его.

Что такое постоянное хранилище на компьютере? Фиксированное хранилище: - Память компьютера, в которой хранятся данные или их содержимое, независимо от того, отключено ли питание или устройство хранения перемещено на другой компьютер. Наиболее часто используемой постоянной памятью является жесткий диск компьютера.

Постоянна ли оперативная память? На вашем компьютере присутствуют ОЗУ, что означает оперативную память, и ПЗУ, что означает память только для чтения.ОЗУ — это энергозависимая память, в которой временно хранятся файлы, над которыми вы работаете. ПЗУ — это энергонезависимая память, в которой постоянно хранятся инструкции для вашего компьютера. Узнайте больше об оперативной памяти.

Какая память используется для постоянного хранения? Компьютеры имеют два типа памяти - временную и постоянную. Память вашего компьютера предназначена для временного хранения, а жесткий диск вашего компьютера — для постоянного хранения.

Что не является вариантом постоянного хранения? - Дополнительные вопросы

Является ли основная память ПЗУ?

Основные сведения о памяти

Оперативная память (ОЗУ) является основной энергозависимой памятью, а постоянная память (ПЗУ) — основной энергонезависимой памятью.Ее также называют памятью для чтения и записи, основной памятью или первичной памятью. Это энергозависимая память, так как данные теряются при отключении питания.

В чем разница между памятью и хранилищем?

В то время как память относится к местоположению краткосрочных данных, хранилище — это часть компьютера, которая позволяет хранить данные и получать доступ к ним в течение длительного времени. Важное различие между памятью и запоминающим устройством состоит в том, что память очищается при выключении компьютера.

Оперативная память или жесткий диск важнее?

Чем больше памяти у вашего компьютера, тем больше он может думать одновременно. Больше оперативной памяти позволяет использовать более сложные программы и многое другое. Больше места на жестком диске позволяет хранить больше данных на вашем компьютере. Однако это редко влияет на производительность компьютера.

Как долго данные будут храниться на жестком диске?

Хранение данных

Ожидается, что в этих идеальных условиях жесткие диски смогут хранить данные от 9 до 20 лет.Большой ассортимент обусловлен различной архитектурой, используемой при производстве современных винчестеров. Твердотельные накопители (SSD) имеют очень низкую скорость хранения данных.

Кто хранит данные постоянно?

Энергонезависимая память, также известная как энергонезависимая память, представляет собой любое компьютерное устройство хранения данных, которое сохраняет свои данные, когда на устройство не подается питание. Типичным примером постоянного хранилища является жесткий диск компьютера или твердотельный накопитель.

ПЗУ все еще используется?

Использование постоянного хранилища — единственный способ запустить этот процесс для компьютеров и других устройств.Чипы ПЗУ также использовались в картриджах для игровых систем, таких как оригинальные Nintendo, Gameboy, Sega Genesis и другие. Память ПЗУ все еще используется.

Где постоянно хранятся компьютерные данные?

Ответ: Данные хранятся в памяти/памяти компьютера, которую можно разделить на постоянную (жесткий диск/жесткий диск) и временную (ОЗУ-оперативная память).

Какие существуют 3 типа хранилища?

Существует три основных типа устройств хранения данных: первичная память, вторичная память и третичная память.

Является ли оперативная память постоянной или временной?

В основном существует два типа твердотельной памяти: оперативная память (ОЗУ) и постоянная память (ПЗУ). RAM — это домен временного хранения, а ROM используется как домен полупостоянного хранения.

Сколько существует типов запоминающих устройств?

Существует два типа запоминающих устройств, используемых в компьютерах: первичное запоминающее устройство, такое как ОЗУ, и вторичное запоминающее устройство, например жесткий диск.Дополнительная память может быть съемной, внутренней или внешней.

Какое запоминающее устройство самое популярное?

SD-карта. Жесткие диски являются одними из самых популярных типов запоминающих устройств. Большинство компьютеров уже имеют встроенный жесткий диск и могут иметь большой объем памяти, к которому пользователь может легко получить доступ.

Какая основная память RAM или ROM?

Память компьютера состоит из двух основных типов - первичной памяти (ОЗУ и ПЗУ) и вторичной памяти (жесткий диск, компакт-диск и т. д.).). Оперативная память (ОЗУ) — это первичная энергозависимая память, а постоянная память (ПЗУ) — первичная энергонезависимая память. Ее также называют памятью для чтения и записи, основной памятью или первичной памятью.

Какова основная функция ПЗУ?

ПЗУ содержит все управляющие программы и инструкции, необходимые для работы компьютерной системы и ее аппаратных компонентов, таких как клавиатура, мышь, принтер и т. д. ПЗУ включает в себя BIOS (базовую систему ввода/вывода) и также известен как «загрузчик».

Что важнее память или память?

Что важнее память или память?

В чем разница между памятью и хранилищем в мобильном телефоне?

Память телефона (ПЗУ) — это просто память телефона, используемая для хранения приложений, файлов, мультимедиа и т. д. В то время как внутренняя память (ОЗУ) — это память, в которой хранятся операционная система (ОС), прикладные программы и используемые данные , поэтому они могут быть быстро доступны процессору устройства.

Достаточно ли 8 ГБ памяти?

8 ГБ: обычно устанавливается в ноутбуках начального уровня. Это нормально для основных игр Windows с более низкими настройками, но быстро заканчивается. 16 ГБ: отлично подходит для Windows и MacOS, а также подходит для игр, особенно если это быстрая оперативная память. 32 ГБ: идеальное место для профессионалов.

Должен ли я увеличить RAM или SSD?

Если вы планируете использовать компьютер для более специализированной работы, вам может пригодиться больший объем оперативной памяти.Чем быстрее диск, тем меньше времени требуется компьютеру для чтения и записи виртуальной памяти. Например, компьютер с SSD будет отображаться под нагрузкой быстрее, чем компьютер с обычным жестким диском.

Почему оперативная память быстрее жесткого диска?

Доступ к оперативной памяти осуществляется в сотни раз быстрее, чем к жесткому диску, поэтому активные программы загружаются в оперативную память. Это связано с тем, что чтение данных из оперативной памяти происходит намного быстрее, чем чтение данных с жесткого диска.Запуск программ из оперативной памяти вашего компьютера позволяет им работать без задержек.

Что лучше для долговременного хранения: SSD или HDD?

Факторы надежности SSD, которые необходимо учитывать. В целом твердотельные накопители служат дольше, чем жесткие диски, в экстремальных и суровых условиях, поскольку в них нет движущихся частей, таких как приводные рычаги. Твердотельные накопители могут выдерживать случайные падения и другие удары, вибрации, экстремальные температуры и магнитные поля лучше, чем жесткие диски.

Что из следующего используется для постоянного хранения данных?

Правильный ответ — жесткий диск. Жесткий диск (HDD), жесткий диск, жесткий диск или фиксированный диск - это электромеханическое устройство хранения данных, которое хранит и извлекает цифровые данные с использованием магнитной памяти и одной или нескольких жестких быстровращающихся пластин, покрытых магнитным материалом.

.

Типы памяти :: Структура компьютера

Типы памяти компьютера

DIP (Dual In-line Package) , (1981) иногда называемый DIL (Dual In Line) - в электронике, тип Компоненты корпуса электронные, в основном интегральные схемы с малым и средним масштабом интеграции, а также такие элементы, как оптопары, оптотриаки.
Выводы элемента расположены ровной линией на двух длинных сторонах прямоугольного корпуса
.Корпуса типа DIP выпускаются следующих исполнений: DIP4 (четыре контакта), DIP6 (шесть контактов), DIP8 (восемь контактов), DIP14 (четырнадцать контактов), DIP16, DIP20 и др. Также выпускаются корпуса SOIP, SK-DIP и другие, которые отличаются от корпусов DIP размерами, расстоянием между выводами и т. д.

SIPP (Single Inline Pin Package) созданный в результате рыночного спроса на тип оперативной памяти, который легко установить на материнскую плату.Чип SIPP использовал 30 контактов по периферии и устранял необходимость индивидуальной установки каждого чипа DRAM. SIPP произвел революцию в использовании оперативной памяти персональными компьютерами (ПК), поскольку ее можно было заменить на другую модель намного быстрее.

SIMM (Single Inline Memory Module), (1994/1996 ) представляет собой одиночный модуль линейной памяти
. Это следующее поколение DRAM после SIPP. Важным нововведением в системе SIMM было то, что в ней не было выступающих элементов, т.н.контакты, как и в предыдущей версии DRAM, которая была SIPP, потому что они были размещены на поверхности монтажной платы. Еще одним важным изменением стала физическая форма платы памяти SIMM, чтобы ее нельзя было установить неправильно. Технически это помогло
исключить возможность потенциального повреждения при монтаже микросхемы памяти на материнскую плату
.

RIMM (Rambus Inline Memory Module) - один из типов микросхем компьютерной памяти
, на которых установлены интегральные схемы с памятью Rambus DRAM
(RDRAM).16-битные Dice RIMM на материнских платах должны быть установлены парами, 32-битные Dice могут быть установлены по отдельности. Каждый неиспользуемый слот памяти на материнской плате (слот) должен быть закрыт специальной заглушкой.
Микросхемы памяти RIMM снабжены радиатором, необходимым для отвода излишков

SDR SDRAM (Single Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory) - это динамическая память (ранее называвшаяся просто SDRAM, после введения технология DDR SDRAM) добавлена ​​приставка SDR) синхронная, построенная на конденсаторах и транзисторах.Синхронный, потому что работает в соответствии с ходом тактовой частоты процессора (сотрудничество с системной шиной). В SDR SDRAM 168 контактов. Память SDR SDRAM работает на частотах 66, 100 и 133 МГц. Выпускались модули на 16, 32, 64, 128, 256 и 512 Мб. Производство было прекращено в связи с появлением DDR — более быстрой и производительной памяти, размер которой уже достигает 4 ГБ.

DDR SDRAM (синхронная динамическая оперативная память с удвоенной скоростью передачи данных)
тип оперативной памяти, используемой в компьютерах в качестве оперативной памяти и памяти видеокарт
.Эти ЗУ выполнены в корпусах TSOP и BGA и выдерживают температуру до 70°C. Пластины для материнских плат, содержащих модули DDR SDRAM, имеют 184 контактных контакта и один отсек. Это модификация ранее использовавшейся SDRAM (Synchronous Dynamic RAM).
В памяти DDR SDRAM данные передаются как по переднему, так и по заднему фронту тактового сигнала, что приводит к вдвое большей пропускной способности
, чем в случае обычных PC-100 и PC-133 SDRAM.Кости питаются от напряжения 2,5 В, что вместе с уменьшением емкости внутри микросхем памяти существенно снижает энергопотребление. Время доступа к данным в
в оперативной памяти в новейшей памяти DDR-SDRAM составляет около 4 нс.

DDR2 SDRAM (Синхронная динамическая оперативная память с удвоенной скоростью передачи данных 2) — рядом со стандартом DDR SDRAM RAM, используемой в компьютерах в качестве оперативной памяти
. Память DDR2 имеет более высокую эффективную тактовую частоту (533, 667, 800, 1066 МГц) и меньшее энергопотребление.Как и DDR, память DDR2 использует передний фронт
и задний фронт тактового сигнала для передачи данных, не путать с двухканальной технологией. Память DDR2 встроена в корпуса FBGA (Fine-pitch Ball Grid Array). Они могут работать при температуре до 70°С. Модули памяти DDR2 несовместимы с модулями памяти DDR. В настоящее время DDR2 поддерживается как процессорами Intel, так и AMD.

DDR3 SDRAM (синхронная динамическая оперативная память с удвоенной скоростью передачи данных (вер.3)) - новый стандарт памяти SDRAM, являющийся развитием памяти DDR и DDR2, используемой в компьютерах в качестве оперативной памяти. Память DDR3 выполнена по технологии 90 нм, что позволяет использовать более низкое напряжение (1,5 В по сравнению с 1,8 В для DDR2 и 2,5 В для DDR). В результате память DDR3 характеризуется сниженным энергопотреблением примерно на 40% по сравнению с памятью DDR2 и более высокой пропускной способностью по сравнению с DDR2 и DDR. Память DDR3 не имеет обратной совместимости, т.е.не работают с чипсетами, поддерживающими DDR и DDR2. Так же имеют смещенный вправо вырез по отношению к DDR2 (у DDR2 вырез почти по центру косточки).Поддержка процессором памяти DDR3 была введена в 2007 году в чипсетах материнских плат для процессоров Intel и в 2009 году в
для процессоров AMD процессоры. .

DDR4 SDRAM (Синхронная динамическая оперативная память с удвоенной скоростью передачи данных (версия 4)) - новый стандарт памяти DDR SDRAM.Это расширение памяти DDR, DDR2 и DDR3 для компьютерных приложений. Самые слабые чипы будут иметь тактовую частоту 2133 МГц, у самых быстрых ЗУ они будут работать с частотой 4266 МГц. DDR4 будет работать при напряжении 1,2 или 1,1 В (Есть планы понизить напряжение до 1,05 В). Предполагается, что чипы DDR4 будут иметь размер 32 или 36 нм. Однако это только предположения, поскольку стандарт DDR4 не был одобрен. Однако известно, что с введением этого стандарта текущая модель оперативной памяти, позволяющая использовать многоканальность, будет нарушена.

.

Различные типы модулей памяти, используемые во встроенной системе

Во встроенной системе используются различные типы модулей памяти для широкого круга задач, таких как хранение программного кода и аппаратных инструкций. Эти программные коды и инструкции используются для программирования микроконтроллера.

Прочая память

Модуль памяти — это физическое устройство, которое используется для временного или постоянного хранения программ или данных для использования в цифровой электронике.Во встроенных системах есть разные типы памяти, каждый из которых имеет свой собственный режим работы. Эффективная память повышает производительность встроенных систем.

2 типа модулей памяти

Различные типы модулей памяти для каждой системы зависят от характера системного приложения. Для недорогих систем требования к производительности и памяти невысоки. Выбор модуля памяти является наиболее важным требованием при разработке проекта на базе микроконтроллера.

Следующие основные типы модулей памяти можно использовать во встраиваемых системах.

• Энергонезависимая память
• Энергонезависимая память

Модуль энергозависимой памяти — ОЗУ

Энергозависимая память — это типы устройств хранения данных, которые хранят содержимое до включения питания.

Эти воспоминания теряют свое содержимое при отключении питания.

Примером энергозависимой памяти является оперативная память (RAM). модуль памяти.Ячейка памяти, к которой можно получить доступ для передачи информации в любое произвольное место или из него, называется памятью с произвольным доступом.

Оперативная память выполнена с набором ячеек памяти. Каждая ячейка содержит BJT или MOSFET в зависимости от типа модуля памяти. Например, оперативная память 4*4 может хранить 4 бита информации.

Каждая инструкция строки и столбца в этой матрице является ячейкой памяти. Каждый блок, помеченный BC, представляет собой бинарные ячейки с 3 входами и 1 выходом.Каждый блок состоит из 12 бинарных ячеек.

Внутренняя схема хранения данных для ОЗУ

Для каждого блока памяти каждое выходное слово декодера является входом выбора. Декодер включается по входу разрешения памяти. Когда на контакте включения памяти низкий логический уровень, все выходы декодера имеют низкий логический уровень, и память не выбирает ни одно слово. Когда вывод разрешения имеет высокий логический уровень, параллельный выход, соответствующий последовательному входу, используется как вход выбора для каждого блока памяти.

Внутренняя схема хранения данных для микросхемы ОЗУ

При выборе вывода для чтения-записи каждый блок определяет операцию. Если на контакте чтения/записи низкий логический уровень, ввод записывается в блок памяти. Если вывод чтения/записи имеет высокий логический уровень, вывод считывается из каждого блока.

Энергонезависимая память-ПЗУ

Энергонезависимая память — это постоянные типы микросхем памяти, которые могут извлекать сохраненную информацию даже после отключения питания.Примером энергонезависимой памяти является постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).

ROM расшифровывается как Read Only Memory. ПЗУ может быть только для чтения, но не для записи. Эти запоминающие устройства являются энергонезависимыми.

Энергонезависимая память-ПЗУ

Информация постоянно хранится в этих запоминающих устройствах во время производства. В ПЗУ могут храниться инструкции, необходимые для запуска компьютера после подачи питания на компьютер. Эта операция называется начальной загрузкой.

Ячейка ПЗУ имеет один транзистор.ПЗУ используется не только в компьютерах, но и в других электронных устройствах, таких как контроллеры, микропечи, стиральные машины и др.

Разработано семейство ПЗУ с набором ячеек памяти. Каждая ячейка памяти содержит биполярный транзистор или МОП-транзистор в зависимости от типа памяти.

Доступные типы ОЗУ

Семейство ОЗУ включает два важных устройства памяти, а именно:

Статическая оперативная память (SRAM)

Модуль статической оперативной памяти — это тип ОЗУ, в котором хранятся биты данных в вашей памяти. пока он находится под напряжением.Память SRAM не нуждается в периодическом обновлении. Статическая RAM обеспечивает более быстрый доступ к данным и дороже, чем DRAM.

Статическая оперативная память (SRAM)

Каждый бит в SRAM хранится в четырех транзисторах, образующих два инвертора с перекрестной связью. Два дополнительных транзистора - типа используются для управления доступом к ячейкам памяти при операциях чтения и записи. Типичная SRAM использует шесть транзисторов для хранения каждого бита памяти.Эти ячейки памяти имеют два устойчивых состояния, которые используются для обозначения «0» и «1».

Преимущества:

• Внешняя SRAM обеспечивает большую емкость, чем память микросхемы.
• Устройства SRAM можно найти как в меньшей, так и в большей емкости.
• SRAM обычно имеют очень низкую задержку и высокую производительность.
• SRAM может быть очень легко сконструирована и объединена с другими блоками памяти

Применение:

• Внешняя SRAM весьма эффективна в качестве более быстрого буфера для блока данных среднего размера.Вы можете использовать внешнюю SRAM для буферизации данных, которые не помещаются в память микросхемы и требуют меньшего времени ожидания, чем то, что обеспечивает DRAM.
• Если вашей системе требуется блок памяти больше 10 МБ, вы можете рассмотреть различные типы памяти, такие как SRAM.

Динамическая оперативная память:

Динамическая оперативная память — это тип модуля ОЗУ, в котором каждый бит данных хранится в отдельном конденсаторе.Это эффективный способ хранения данных в памяти, поскольку для хранения данных требуется меньше физического места.

Оперативная динамическая память (DRAM)

DRAM определенного размера может содержать больше данных, чем микросхема SRAM того же размера. Конденсаторы в DRAM должны постоянно перезаряжаться, чтобы поддерживать заряд. Это причина, по которой DRAM требует больше энергии.

Каждая микросхема DRAM состоит из ячейки памяти или ячеек памяти.Он состоит из конденсатора и транзистора, который можно оставить активным или неактивным. Каждая ячейка DRAM называется битом.

Когда ячейка DRAM активна "1", полезная нагрузка высока. Когда ячейка DRAM неактивна «0», полезная нагрузка ниже определенного уровня.

Преимущества:

• емкость памяти очень большая
• Это дешевое устройство

Приложения:

• Используется для хранения больших блоков из Data
• для выполнения MicroPute MicroPute Microptocess
• 800888 888.
• . доступ к памяти с низкой задержкой.

Типы ПЗУ

Различные типы памяти в семействе ПЗУ имеют четыре важных запоминающих устройства:

Программируемая память только для чтения:

Пользователь. PROM изготавливается с различными предохранителями. Чип запрограммирован программатором PROM, где перегорели некоторые предохранители. Открытые предохранители считываются как единицы, а перегорают как нули.

Программируемая постоянная память

Стираемая программируемая постоянная память:

Стираемая программируемая постоянная память

Стираемая программируемая постоянная память — это один из специальных типов модулей памяти, которые можно программировать любое количество раз для исправления ошибок. Он может сохранять свое содержимое до тех пор, пока не подвергнется воздействию ультрафиолетового света.

Ультрафиолетовый свет стирает ее содержимое, позволяя запрограммировать память.Для записи и стирания микросхемы памяти EPROM нам понадобится специальное устройство, называемое программатором PROM.

СППЗУ программируется путем подачи электрического заряда на небольшой кусочек поликремния, известный как плавающий затвор, который находится в ячейке памяти. Когда в этом затворе присутствует заряд, ячейка программируется, т.е. в памяти стоит «0». При отсутствии нагрузки в воротах ячейка не программируется, т.е. в памяти стоит "1".

Программируемая постоянная память с возможностью электрического стирания :

EEPROM — это изменяемая пользователем микросхема постоянной памяти, которую можно многократно стирать и программировать.

Электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство

Эти запоминающие устройства используются в компьютерах и других электронных устройствах для хранения небольшого объема данных, которые необходимо сохранять при отключении питания. Содержимое EEPROM стирается при воздействии на него электрического заряда.

Данные EEPROM записываются и очищаются одновременно, 1 байт данных. Нет необходимости извлекать EEPROM из компьютера для модификации.Изменение содержимого не требует дополнительного оборудования.

Современная память EEPROM позволяет работать с многобайтовыми страницами и имеет ограниченный срок службы. Память EEPROM может быть рассчитана от 10 до 1000 циклов записи. Когда количество операций записи завершено, EEPROM перестает работать. EEPROM

— это запоминающее устройство большой емкости, которое может быть реализовано с более низкими стандартами проектирования ячеек. Более распространенная ячейка состоит из двух транзисторов. Транзистор памяти имеет плавающий индикатор, аналогичный СППЗУ.Память EEPROM имеет два семейства: последовательная и параллельная EEPROM. Параллельная EEPROM быстрее и дешевле, чем последовательная память.

Флэш-память:

Флэш-память является наиболее часто используемым устройством для электронных и компьютерных устройств. Флэш-память — это особый тип памяти, который можно стирать и программировать с помощью блока данных. Флэш-память сохраняет данные даже без питания. Флэш-память популярна, потому что работает быстрее и эффективнее, чем EEPROM.

Флэш-память

Модуль флэш-памяти рассчитан приблизительно на 100 000–10 000 000 циклов записи. Основным ограничением флэш-памяти является количество раз, которое вы можете записать в нее данные. Данные из флеш-памяти можно считывать сколько угодно раз, но после определенного количества операций записи она перестанет работать.

Встроенная память

Встроенная память относится к любому модулю памяти, такому как ОЗУ, ПЗУ или другой памяти, но который физически выходит из самого микроконтроллера.Различные типы микроконтроллеров Как и микроконтроллер 8051, он имеет ограниченное встроенное ПЗУ. Однако его можно расширить до 64 КБ внешнего ПЗУ и 64 КБ внешнего ОЗУ.

Встроенная память

Pin/EA используется для управления внешней и внутренней памятью микроконтроллера. Если вывод /EA подключен к 5В, данные загружаются во внутреннюю память микроконтроллера или из нее. Когда контакт /EA подключен к земле, данные загружаются во внешнюю память или из нее.

Надеюсь, вы уже хорошо разбираетесь в различных типах памяти. Вот основной вопрос: для разработки любой встроенной системы какой тип ПЗУ и ОЗУ обычно используется и почему?

Введите свои ответы в разделе комментариев ниже.

Фото предоставлено:

Различные типы модулей памяти в соответствии с klbict
Энергонезависимый модуль памяти - RAM в соответствии с wikimedia
Энергонезависимый модуль памяти ROM в соответствии со слотом
Статическая оперативная память в соответствии с 2.bp.blogspot
Динамическая оперативная память в соответствии с directindustry
Программируемая постоянная память по touque
Стираемая программируемая постоянная память по qcwo
Программируемая постоянная память с электрическим стиранием по bats
Флэш-память в соотв. на зашифрованный-tbn1.gstatic

.

EEPROM, FLASH, FRAM • FORBOT

1. Блог
2. Статьи
3. Программирование
4. Сборник внешней памяти: EEPROM, FLASH, FRAM

программирование Артур Качмарчик

Выбор типа используемой внешней памяти влияет на работу всего устройства. Как выбрать память, которая позволит быстро читать, обеспечит безотказную работу и сохранит все данные?

Сборник внешних запоминающих устройств — это подсказки, облегчающие выбор между EEPROM, FLASH и FRAM.Это также позволяет найти ответ на вопрос: какая внешняя память лучше?

Большинство выпускаемых сегодня микроконтроллеров оснащены внутренней FLASH-памятью для хранения программного кода. Некоторые из них также имеют энергонезависимую память EEPROM для хранения дополнительных данных, например информации о конфигурации устройства.

Многие новички, начиная свои приключения с STM32, забывают, что у этих чипов нет встроенной памяти EEPROM (в отличие от популярного AVR).

Размер встроенной памяти ограничен - в случае самых простых и дешевых микросхем это обычно несколько (десятков) килобайт FLASH-памяти и несколько килобайт памяти EEPROM. В случае более дорогих и сложных систем речь может идти о нескольких мегабайтах FLASH-памяти и нескольких десятках килобайтах памяти EEPROM. Например, FLASH-память в Arduino UNO составляет 32 КБ.

Фрагмент документации популярной микросхемы ATmega328 (известной по Arduino UNO)

Однако существуют проекты, требующие хранения гораздо большего объема данных, например.файлы для графического интерфейса и даже дополнительное программное обеспечение (например, BIOS). Это когда лучше всего использовать дополнительную внешнюю память .

Как выбрать конкретную внешнюю память?

Прежде чем принять решение о выборе дополнительной памяти, необходимо ответить на несколько важных вопросов:

• Какой тип памяти выбрать: EEPROM, FRAM, FLASH?
• Какой протокол передачи использовать (последовательный/параллельный)?

Кроме того, будут полезны дополнительные вопросы:

• Сколько памяти вам потребуется?
• Сколько контактов микроконтроллера можно использовать для связи?
• Насколько быстрый доступ к данным вам потребуется?
• Какова минимальная необходимая скорость чтения и записи?
• Будут ли данные записываться нечасто и большими блоками или часто и небольшими партиями?
• Нужно ли программировать память извне (напр.при производстве)?

Далее в этой статье вы найдете советы, которые помогут вам выбрать правильную систему в зависимости от ваших конкретных потребностей.

Каждое задание требует выбора правильной технологии

Практические отличия: EEPROM, FRAM, FLASH

Что такое внешнее хранилище? В начале следует упомянуть, что существует 3 основных типа энергонезависимой памяти: EEPROM, FRAM и FLASH. Ввиду практического характера статьи мы опустим научно-теоретические вопросы и сосредоточимся на практических отличиях.

Что такое FLASH-память? Как работает EEPROM? Основное различие между памятью EEPROM и FLASH заключается в том, что в системах EEPROM у нас есть возможность записи (перезаписи) отдельных байтов, а в системах FLASH мы должны выполнять очистку и запись коллективно.

Область FLASH-памяти разделена на блоки данных, которые разделены на сектора, которые, в свою очередь, разделены на страницы. Это имеет огромные последствия!

Для чего нужна внешняя память компьютера? В системах FLASH требуются специальные процедуры доступа и дополнительные переменные (буферы) для хранения больших объемов данных (и, следовательно, большего объема оперативной памяти микроконтроллера), чтобы при изменении нескольких байтов в памяти вы не потеряли оставшиеся данные, хранящиеся на том же страница/сектор памяти.Что такое ЭСППЗУ? Эти типы микросхем чаще используются там, где требуется последовательная запись одиночными байтами.

Как работает флэш-память? В случае с этим типом чипов перед сохранением данных требуется выполнить процедуру очистки памяти, причем минимальная область, которую можно очистить, составляет один сектор. Последовательность записи нескольких байтов во FLASH память должна быть следующей:

1. Чтение данных из сектора в буфер,
2. Очистить сектор в памяти
3. модификация байт в буфере,
4. записать данные в сектор.

Если в каждом секторе памяти по 16 страниц и каждая страница по 256 байт, то нам нужно 4кБ свободной оперативной памяти для вспомогательного буфера - довольно много.

В случае микросхем EEPROM мы можем очищать и сохранять в памяти даже отдельные байты. К сожалению, этот тип памяти отличается более низкой скоростью записи и чтения по сравнению с FLASH-памятью.

Что такое внешняя память FRAM? Это третья группа памяти, обычно называемая энергонезависимой ОЗУ.На практике это решение позволяет очищать и записывать одиночные байты со скоростью даже выше, чем в случае с FLASH-памятью. К сожалению, к недостаткам этой технологии можно отнести более высокую стоимость чипов и ограничения максимального объема памяти.

Емкости и интерфейсы связи

Память

EEPROM предназначена для хранения небольшого объема данных — наиболее распространенные емкости составляют от 64 КБ до 1 МБ, поэтому на практике, если вы думаете о хранении более 1 Мбит (128 КБ), они не будут хорошим выбором.С другой стороны, есть FLASH-память, размер которой варьируется от нескольких сотен килобит до нескольких гигабит.

Для записи: 1 КБ = 1 КБ = 8 КБ = 8 КБ!

На этом этапе нам нужно еще больше усложнить ситуацию и сделать дополнительные деления:

• для последовательной и параллельной памяти,
• на памяти FLASH NOR и FLASH NAND.

Параллельная память

Памяти с параллельным интерфейсом требуют много линий связи.Их преимуществом является более короткое время доступа и более быстрая передача, но при стоимости вы будете выделять больше контактов микроконтроллеру для связи с такой памятью и ценным пространством на печатной плате из-за гораздо больших размеров таких систем.

Для 8-битной памяти вам понадобится 8 линий данных + несколько линий управления.

Последовательная память

С другой стороны, у нас есть последовательные ЗУ с такими протоколами, как I2C, SPI, Microwire или 1-wire , которые, помимо питания, требуют только от 1 до 4 контактов микроконтроллера.В настоящее время все более быстрые протоколы последовательной связи представляют собой последовательную память, которая набирает огромную популярность и в настоящее время используется в подавляющем большинстве проектов. Мы находим их в компьютерах (память BIOS), планшетах, телевизорах, маршрутизаторах и целом ряде бытовой электроники. Им посвящена эта статья.

Однако стоит помнить, что если мы не найдем достаточно быстрой последовательной памяти для нашего решения, то нас должны интересовать параллельные памяти.

Выбор последовательной памяти имеет больше преимуществ: требуется небольшое количество линий управления от микроконтроллера, меньшее энергопотребление, небольшие физические размеры (необходимо лишь небольшое количество места на печатной плате) и относительно быстрая передача - особенно для протокола SPI.

Еще одним важным аспектом является возможность программирования памяти извне. В случае последовательной памяти программистов больше. Также часто возможно программирование памяти в схеме (без выпайки), что может быть важно на этапе производства устройства.

Последовательная память SPI

Если только можно пожертвовать 4 пинами микроконтроллера, то протокол SPI будет лучшим выбором. Он предлагает во много раз более быструю связь, чем другие интерфейсы. Устройства SPI могут быть объединены в сеть (каждое последующее устройство потребует одной дополнительной линии управления).

Последовательная память 1-Wire

Когда в приоритете количество пинов, идеальным решением будет 1-Wire, где по одному проводу мы можем общаться с множеством ведомых устройств (памяти) — , однако эта передача очень медленная .

Последовательная память I2C

Хорошим компромиссом может быть интерфейс I2C, для которого требуется всего две линии связи. Это определенно быстрее, чем 1-Wire, но и определенно медленнее, чем SPI. По шине I2C мы обычно можем подключить от 1 до 8 устройств в сети.

Подключение нескольких устройств к шине I2C на практике

Последовательная память Microwire

Протокол Microwire, аналогичный SPI, требует 4 линии связи, но он намного медленнее, чем SPI, и не пользуется популярностью (мы можем встретить его в некоторых старых памяти EEPROM).

FLASH NOR и FLASH NAND

памяти Память

FLASH NAND и NOR различается по типу используемых логических элементов (перевернутые логические элементы И или ИЛИ). На практике память NAND предлагает в несколько раз более высокую плотность емкости и гораздо более быстрый процесс очистки ячеек памяти.

Это искупается сохранением сохраненной информации (или, скорее, ее отсутствием). Со временем также появляются битых секторов !

Для поддержки такой памяти используются усовершенствованные контроллеры, которые гарантируют, что каждая ячейка будет записана сравнимое количество раз, а сбойные сектора соответствующим образом помечены и исключены из использования.Из-за очень короткого времени доступа и большой емкости память FLASH NAND обычно используется в качестве хранилища данных , например, в SSD-дисках. Однако они не подходят для хранения программного обеспечения или исполняемого кода микроконтроллера.

С другой стороны, у нас есть FLASH NOR памяти - быстрее для чтения, но медленнее для очистки и записи. Их самым большим преимуществом является долговечность, поэтому они обычно используются для хранения данных, где наиболее важна их целостность (например,исполняемая программа для UC, BIOS устройства, данные измерений с устройств и т. д.). Структура памяти FLASH NOR обеспечивает большую надежность.

Что выбрать: EEPROM, FRAM или FLASH?

В принципе, мы можем принять 1 Мбит в качестве порога емкости. Если требуется большая емкость, то память EEPROM такого размера недоступна, и нашим выбором должна быть память FLASH. Однако, если нам не нужна большая емкость, то EEPROM может быть лучшим выбором.

В этой ситуации EEPROM может быть более подходящим выбором из-за возможности записи отдельных байтов и, следовательно, меньшего потребления оперативной памяти в микроконтроллере.

Если специфика проекта естественно требует сохранения данных большими партиями и мы можем найти дополнительную оперативную память для буфера, то лучшим выбором будет память FLASH .

Записывая (или читая) большее количество данных пакетами из FLASH-памяти, мы добьемся гораздо более высокой передачи данных , чем в случае с EEPROM-памятью.

Однако, если необходимо быстрое чтение и запись, и в то же время должна быть возможность записи отдельных байтов, тогда память FRAM будет оптимальным выбором.

Сравнение памяти EEPROM, FRAM и FLASH

Таблица - сравнение описанных воспоминаний.

Обзор памяти 1-Wire/I2C/SPI EEPROM

Решив использовать память EEPROM, вы все равно можете запутаться в доступных системах. Если самым главным аспектом является минимизация количества пинов, то стоит присмотреться к системам, работающим на 1-Wire. Я говорю о серии DS, например DS2430A (256 бит), DS2431 (1 кбит), DS24B33+ (4 кбит).

Образец памяти DS2430A

Проблемой этих ЗУ являются малая емкость и очень низкая скорость передачи (на практике ок.2кБ/с в стандартном режиме и около 8кБ/с для памяти, поддерживающей режим «овердрайв»), что дополнительно уменьшается с увеличением количества цепей на шине 1-Wire.

Преимуществом этих систем является тот факт, что каждая из них имеет 64-битный уникальный идентификационный номер , который не может быть изменен (выжигается лазером на этапе производства) и может использоваться, например, как серийный номер устройства. Как читать EEPROM? Пример чтения такого 64-битного ID из памяти DS с помощью внешнего программатора REVELPROG-IS показан ниже:

Если мы можем пожертвовать 2 линиями процессора для передачи I2C, то стоит посмотреть все памяти, начиная с 24xx.Они предлагают пропускную способность до 1 Мбит (например, 24LC1024) и скорость передачи от примерно 10 кБ/с в режиме 100 кГц до примерно 40 кБ/с в режиме 400 кГц. Некоторые виды памяти поддерживают более быстрые режимы передачи I2C, но тогда единственным ограничением является время доступа и записи ячеек памяти (около 5 мс для одной последовательности записи), поэтому на практике передача во время записи будет несколько быстрее.

Если только вы можете пожертвовать 4 линиями процессора для передачи по SPI (или больше в случае многих микросхем на одной шине), то еще лучшим выбором будет EEPROM SPI памяти - их обозначения начинаются с 25xx.Они предлагают, как и системы I2C, пропускную способность до 1 Мбит (например, 25LC1024) и, как правило, более высокую скорость передачи. К сожалению, как и в случае с памятью I2C, ограничением будет время, необходимое для записи ячеек (~5 мс на одну последовательность записи всей страницы — иногда даже до 256 байт, что даст теоретическую скорость записи до 50кБ/с).

Обзор памяти

FRAM I2C/SPI

EEPROM был бы идеальным выбором, если бы не слишком низкая скорость передачи данных? В таком случае стоит смотреть на FRAM I2C (FM24xx) или более быстрый FRAM SPI (FM25xx).

Например, память FM25V10 имеет емкость 1Mbit и может работать с частотой 40MHz . Эти чипы предлагают немедленную запись (по часовой стрелке на шине, без задержек, аналогично оперативной памяти), так что на практике вы можете писать на уровне нескольких МБ/с!

Образец памяти FRAM

Более того, эта память доступна в размерах от до 4 Мбит (например, CY15B104Q). Список образцов памяти FRAM можно найти на форуме REVELTRONICS (производитель программатора, который использовался в предыдущей демонстрации).

Проверить список FRAM »

Обзор памяти

FLASH SPI

Память

FLASH SPI является наиболее расширенным сегментом памяти. Самые большие мощности, самые производители и самый большой выбор. В настоящее время доступна память FLASH SPI NOR емкостью до 2 Гб и FLASH SPI NAND до 4 Гб (а вскоре и 8 Гб). Структура FLASH-памяти такова, что рабочая частота часто превышает 100 МГц. На практике это означает возможность работы в т.н. в режиме QUAD-SPI также возможно чтение памяти в 4 раза быстрее, что может достигать нескольких МБ/с.

Однако очистка и сохранение данных занимает гораздо больше времени.

В случае NOR-памяти очистка одного сектора занимает 50-150 мс, а время записи одной страницы 0,1-3 мс, что выливается в передачу на запись примерно от 100кБ/с до примерно 2МБ/с в случае самые быстрые воспоминания. В случае NAND-памяти наименьшая область, которую можно очистить, — это весь блок (который обычно состоит из 64 страниц). Тем не менее, это время гораздо меньше и обычно составляет 3-5 мс на блок, что на практике дает от нескольких до нескольких десятков раз более быстрые операции очистки памяти FLASH NAND по сравнению с FLASH NOR.Запись в ячейки памяти NAND также происходит быстрее, но разница не столь значительна.

Ячейки

NAND со временем изнашиваются и нуждаются в правильном управлении!

В случае памяти FLASH NAND интересные предложения:

• МИКРОН MT29F1G01 (1 Гб), MT29F1G02 (2 Гб),
• GigaDevice GD5FxGQ4UF (1/2/4 Гб).

Нет проблем с деградацией ячеек памяти NOR. Обозначения памяти FLASH SPI обычно начинаются с 25xx (аналогично памяти EEPROM SPI) или 26xx.

Некоторые интересные предложения FLASH NOR:

• Винбонд W25Q64FV (64 Мб),
• Micron N25Q128A13 (3,3 В 128 Мб), N25Q128A11 (1,8 В 128 Мб), MT25QU02G (1,8 В 2 Гб),
• Атмел/Адесто AT25SF081 (8 Мбит),
• Adesto AT45DB161D (16 Мбит) - память AT45xx. Конструкция этого типа FLASH-памяти отличается наличием дополнительного вспомогательного буфера, что снижает потребность в оперативной памяти.

Большинство FLASH-памяти доступны для 3,3 В и 1.8В.

Программатор для последовательной памяти

Программатор памяти может быть полезен во многих случаях, но не обязателен. Если в нашем устройстве внешняя память служит дополнительным буфером памяти для УК (например, для хранения данных с датчиков), а мы реализовали протокол связи с УК, то программатор не нужен (но значительно облегчит проектирование и процесс отладки).

Пример программирования памяти контроллера диска HDD

В случае производства устройств с памятью, в которой хранится часть программного обеспечения, программатор будет необходим.На рынке представлен огромный выбор программаторов, от любительских разработок до профессиональных. Для последовательной и параллельной памяти, а также микропроцессоров различных производителей.

Как только мы узнаем, какую память нам нужно запрограммировать, выбор, естественно, будет ограничен программистами, поддерживающими эту память. Как запрограммировать EEPROM, FRAM, FLASH? В случае с этими ЗУ стоит поинтересоваться программатором REVELPROG-IS, который справится с большинством доступных систем, взаимодействующих через интерфейсы I2C, SPI, 1-Wire и MicroWire.Кроме того, он имеет возможность связи (так называемое «программирование сценариев») с внешними модулями I2C/SPI, для которых может потребоваться дополнительная настройка (например, модули RTC, GPS и т. д.).

Резюме

Несмотря на длинную запись, здесь были рассмотрены только основные вопросы, связанные с хранением данных во внешней памяти. Тем не менее, эта информация должна быть удобным конспектом для людей, которые сталкиваются с выбором правильного макета.

Запись создана благодаря сотрудничеству с компанией REVELTRONICS - производителем показанного здесь программатора REVELPROG-IS.Так что совет дал человек, практически постоянно работающий с устройствами, работающими на самой разной внешней памяти. В случае возникновения вопросов или неясностей рекомендуем оставлять комментарии, Артур из REVELTRONICS постарается ответить на дополнительные вопросы.

Автор:
MSc Eng. Артур Качмарчик
www.REVELTRONICS.com

Редактирование текста: Дамиан Шимански. Спонсорская запись на основе информации, присланной компанией REVELTRONICS, производителем программатора последовательной памяти REVELPROG-IS.

Статья была интересной?

Присоединяйтесь к 11 000 человек, которые получают уведомления о новых статьях! Зарегистрируйтесь и вы получите PDF-файлы с шпаргалками (в том числе по питанию, транзисторам, диодам и схемам) и списком вдохновляющих DIY на основе Arduino и Raspberry Pi.

Это не конец, проверьте еще

Прочитать похожие статьи и популярные в настоящее время записи или рандомизировать другую статью »

eeprom, flash, fram, микроконтроллеры, память, программирование

.

Секреты жестких дисков

Жесткий диск (HDD) — энергонезависимая память, позволяющая записывать и считывать информацию с помощью устройства, к которому он подключен, обычно это компьютер.

КОНСТРУКЦИЯ ЖЕСТКОГО ДИСКА

Жесткий диск состоит из одной или более пластин, или магнитных дисков, приводимых в движение двигателем, на которых данные записываются головкой, все в закрытом корпусе из металлических сплавов.Именно благодаря структуре и материалу, из которого изготовлены носители, диски определяются как жесткие диски, в отличие, например, от дискет, магнитных лент, компакт-дисков или DVD-дисков. Внутренние жесткие диски, устанавливаемые на традиционных рабочих станциях (ПК), обычно устанавливались в отсек для дисков и подключались к материнской плате с помощью кабеля ATA (IDE), SATA или SCSI. Разумеется, накопитель также должен быть подключен к источнику питания, который подает электроэнергию на электронику носителя, что, в свою очередь, приводит в действие остальные компоненты привода.Именно поэтому все сбои в электроснабжении, скачки напряжения в сети или просто неправильное подключение диска обычно приводят к сгоранию диска - его электроники или механической системы.

ПРИМЕНЕНИЕ ЖЕСТКИХ ДИСКОВ

Жесткие диски чаще всего устанавливаются в настольные и портативные компьютеры, а также внешние корпуса и полки или серверные шкафы. Установленные в серверах часто объединяются в различные конфигурации массивов RAID , что позволяет увеличить пространство для хранения данных или максимально защитить информацию.

Компьютер не может работать без жесткого диска , так как он установлен, в том числе, на операционная система – без нее работа на компьютере практически невозможна. На диск также записываются прикладные программы и личные файлы пользователей. Внешние накопители, подключаемые к компьютеру через USB-кабель, обычно не оснащены какой-либо системой — носитель управляется программным обеспечением компьютера, к которому он подключен.

Все чаще, в связи с миниатюризацией носителей, жесткие диски устанавливаются также и в другие устройства - камеры, системы мониторинга, регистраторы, а также промышленные устройства, поддерживающие, например.технологические ленты на производственных предприятиях. В таких случаях на диске размещается программное обеспечение, управляющее работой машины или конструкции выпускаемой продукции.

ЭЛЕМЕНТАРНАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ПАМЯТЬ

Многие пользователи путают жесткий диск с кэшем оперативной памяти, который отвечает за выполняемые в данный момент операции и в котором хранятся данные, обрабатываемые в данный момент. Содержимое оперативной памяти теряется сразу после ее отключения, поэтому мы называем ее энергозависимой памятью, в отличие от жестких дисков, которые являются энергонезависимой памятью. Данные на диске не теряются в результате отключения его от источника тока u, при условии, конечно, что данные вообще были сохранены на носителе. Тем не менее, винчестеры не обходят стороной проблему потери данных, но обычно она возникает из-за выхода из строя самого носителя или ошибок, допущенных пользователями, а не из-за отключения накопителя от источника питания.

ЕМКОСТЬ ЖЕСТКИХ ДИСКОВ

Первые жесткие диски имели размеры шкафа при очень небольшой емкости — диск IBM 350 1956 года выпуска весил почти тонну, имел емкость всего 5 Мбайт и состоял из пятидесяти 24-дюймовых пластин.Сегодня, 56 лет спустя, накопители имеют емкость до 20 ТБ , причем некоторые из них имеют размер 1,8”. Поэтому технологический скачок в конструкции, конструкции и эксплуатации жестких дисков огромен. Так или иначе, из года в год производители вносят изменения в процесс производства своих носителей, стремясь к оптимизации, направленной на повышение скорости и эффективности работы, при этом постоянно увеличивая пространство для хранения данных. Накопители в настольных компьютерах обычно имеют размер 3,5”, а в ноутбуках — 2,5”.Миниатюризация носителей означает, что на небольшие поверхности пластин впихивается все больше и больше данных, а значит, производителям приходится постоянно совершенствовать технологию их записи.

КАК ДАННЫЕ СЧИТЫВАЮТСЯ И СОХРАНЯЮТСЯ НА ДИСК?

Данные, отправленные на диск и считанные с него, интерпретируются контроллером на электронике носителя, который управляет другими его элементами. Когда возникает необходимость сохранить данные или получить доступ к информации, уже заархивированной на носителе, контроллер использует таблицу размещения файлов, чтобы определить их местонахождение, либо найти свободное место для новых данных.Как только эта информация установлена, контроллер инициализирует двигатель для перемещения головки. Поскольку отдельные файлы разбросаны по разным местам на всех пластинах диска, печатающая головка должна постоянно находиться в движении, чтобы получить доступ ко всем фрагментам файла.

ВНУТРЕННИЕ И ВНЕШНИЕ ЖЕСТКИЕ ДИСКИ

С развитием технологий и производством человечеством все большего количества цифровых данных возникла острая необходимость решения проблемы их архивирования.Одним из решений стала продажа внешних накопителей , т.е. работающих вне компьютера, благодаря подключению с помощью USB-кабеля. С точки зрения технологии внешние накопители практически не отличаются от традиционных HDD — они просто заключены в специальный корпус, облегчающий переноску и защищающий накопитель от физических повреждений. Всего несколько лет назад в корпусах использовались точно такие же накопители, как и в компьютерах, сегодня они немного отличаются платой электроники, поэтому для подключения к разъему USB не нужно использовать дополнительные переходники.

портативные накопители, хотя удобны в использовании и все чаще используются пользователями, несколько более подвержены механическим поломкам, связанным с их мобильностью. Просто компьютер обычно стоит на одном месте, без необходимости его не двигают и не таскают. Уличный привод всегда в движении - используется на рабочем месте, во время сверхурочной работы дома или во время презентаций на территории заказчика, где требуется транспорт. Рюкзак чаще всего носят в портфеле, сумочке или просто в руке, что позволяет легко ударить его, вызвав механические повреждения.Нередко сбои возникают в процессе эксплуатации, когда пользователь нечаянно дергает за несущий трос, уронив переноску на пол.

КОНКУРС SSD ДЛЯ ТРАДИЦИОННЫХ ЖЕСТКИХ ДИСКОВ

В течение нескольких лет жестким дискам приходилось конкурировать за свои позиции с твердотельными накопителями, основанными на несколько иной технологии производства. Твердотельные накопители не имеют механической системы и, как и устройства с флэш-памятью, полностью выполнены из электроники - все элементы диска, включая микросхему памяти и контроллер, управляющий работой носителя, установлены на материнской плате устройства. .SSD крайне удобны в использовании, так как однозначно быстрее и тише , чем их предшественники. Единственным их недостатком на сегодняшний день является относительно высокая цена по сравнению с небольшими емкостями — самый большой из продаваемых сегодня SSD, способный хранить 2 ТБ данных, стоит более 2000 злотых. Цена его пластинчатого аналога в десять раз ниже, то есть около 200 злотых. И хотя может показаться, что твердотельные накопители в силу своей конструкции менее подвержены физическим неисправностям, так как не имеют чувствительной механической системы, статистически они выходят из строя не реже, чем HDD - неисправности просто других элементов.С другой стороны, стоимость восстановления данных с накопителя на основе технологии NAND из-за сложности работы может быть в разы выше, чем в случае с винчестером

.

---

Смотрите также

• 
  Перенос приложений на sd карту honor 7a
• 
  Dir 300 стандартный пароль
• 
  Скорость чтения ssd диска
• 
  Что за безопасный режим на андроиде
• 
  Как подключить проводные наушники к компьютеру с микрофоном
• 
  Boot option menu на ноутбуке acer
• 
  Как выбрать джойстик для компьютера
• 
  Удалить cortana windows 10 powershell
• 
  Лицо 3д модель
• 
  Крутые идеи для тик тока
• 
  Как изменить место на диске с windows 10