Слайд 2Как устроена память?
Память компьютера построена из двоичных запоминающих элементов —
битов, объединенных в группы по 8 битов, которые называются байтами.
(Единицы измерения памяти совпадают с единицами измерения информации). Все байты пронумерованы. Номер байта называется его адресом.
Байты могут объединяться в ячейки, которые называются также словами. Для каждого компьютера характерна определенная длина слова — два, четыре или восемь байтов. Это не исключает использования ячеек памяти другой длины (например, полуслово, двойное слово).
Слайд 3Разбиение памяти на слова для четырехбайтовых компьютеров представлено в таблице:
Широко
используются и более крупные производные единицы объема памяти: Килобайт, Мегабайт,
Гигабайт, а также, в последнее время, Терабайт и Петабайт.
Слайд 4Современные компьютеры имеют много разнообразных запоминающих устройств, которые сильно отличаются
между собой по назначению, временным характеристикам, объёму хранимой информации и
стоимости хранения одинакового объёма информации.
Слайд 5Внутренняя память
3 вида внутренней памяти:
Внутрипроцессорная память
Оперативная память (ОЗУ)
Постоянная память (ПЗУ)
Внешняя
память
дисковая или память на внешних носителях
Слайд 6Оперативная память
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.
Слайд 7Оперативная 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.
Слайд 8В зависимости от разрядности шины адреса, адресное пространство процессора или
диапазон адресуемой памяти может быть разным.
Количество ячеек памяти, к
которым может обратиться процессор вычисляется по формуле: M=2^n -1
n – кол-во разрядов шины адреса. Для 16 ти –разрядной шины адреса это значение равно 65 535 (64 Кбайт), для 32 разрядной шины – 4 Гбайт, для 36 разрядной – 64 Гбайт.
Слайд 9Внутрипроцессорная память
Регистровая память
Кэш первого и второго уровней
Слайд 10Регистровая память имеет самый маленький объем и является самой быстрой.
Регистровая память расположена в микросхеме процессора. Она является неотъемлемой частью
арифметико-решающего и управляющего устройства. В регистры загружается команда для ее декодирования и выполнения операций над ними
Слайд 11Кэш-память
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.
Слайд 12Кэш-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.
Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования.
Слайд 13Кэш-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.
Слайд 14Специальная память
К устройствам специальной памяти относятся постоянная память (ROM), перепрограммируемая
постоянная память (Flash Memory), память CMOS RAM, питаемая от батарейки,
видеопамять и некоторые другие виды памяти.
Слайд 15Постоянная 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.
Слайд 16Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) — энергонезависимая память, допускающая многократную
перезапись своего содержимого
Прежде всего в постоянную память записывают программу управления
работой самого процессора. В ПЗУ находятся программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью, программы запуска и остановки компьютера, тестирования устройств.
Слайд 17Важнейшая микросхема постоянной или Flash-памяти — модуль BIOS.
Роль BIOS
двоякая: с одной стороны это неотъемлемый элемент аппаратуры, а с
другой стороны — важный модуль любой операционной системы.
BIOS (Basic Input/Output System — базовая система ввода-вывода) — совокупность программ, предназначенных для автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера и загрузки операционной системы в оперативную память.
Слайд 18Разновидность постоянного ЗУ — CMOS RAM.
CMOS RAM — это память
с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Используется для
хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы.
Содержимое CMOS изменяется специальной программой Setup, находящейся в BIOS
Слайд 19Для хранения графической информации используется видеопамять
Видеопамять (VRAM) — разновидность
оперативного ЗУ, в котором хранятся закодированные изображения. Это ЗУ организовано
так, что его содержимое доступно сразу двум устройствам — процессору и дисплею. Поэтому изображение на экране меняется одновременно с обновлением видеоданных в памяти.