Устройства памяти

Устройства памяти
Учебник, тема 18 стр. 246 - 261
"Память определяет быстродействие"
Фон-Нейман
"Самый медленный верблюд определяет
скорость каравана"
Арабское народное
Назначение и основные
характеристики памяти
 Память компьютера – совокупность
устройств для хранения информации.
Параметры
 Время доступа (быстродействие) – время,
необходимое для чтения из памяти либо записи в
нее минимальной порции информации.
 Объем (емкость) памяти – максимальное количество
хранимой в ней информации.
Желательно объем иметь больше, время доступа
меньше. Но, чем больше объем, тем больше время
доступа.
Поэтому создали два вида памяти:
 Внутренняя (быстрая, но ограниченная по объему)
 Внешняя (медленная, не ограниченная по объему)
Виды памяти компьютера
 Внутренняя



Оперативная
Постоянная
Кэш-память
 Внешняя

Магнитная
 Гибкие магнитные диски
 Жесткие магнитные диски
 Магнитные ленты

Оптическая

Флэш-память
Внутренняя память
 Характерные особенности:


Высокое быстродействие
Ограниченный объем
 Структура:




Внутренняя память есть совокупность
ячеек;
Ячейка – узел памяти, предназначенный
для хранения 1 байта информации.
Ячейка имеет адрес.
Адрес ячейки – двоичное число,
формируемое в устройстве управления.
Виды внутренней памяти
 Оперативная
 Постоянная
 Кэш
Оперативная память
 Хранит информацию, необходимую в данном






сеансе работы: данные и команды.
ОЗУ – оперативное запоминающее устройство.
Англоязычный вариант названия
RAM (random access memory – память с
произвольным доступом)
Характеризуется высоким быстродействием и
относительно малой емкостью.
Позволяет записывать и считывать информацию.
Является электронным устройством (построена
на микросхемах).
Энергозависима.
Магнитные ОЗУ
Магнитные ОЗУ
Полупроводниковое ОЗУ (RAM)
DC
триггер
выход
вход
триггер
выход
триггер
триггер
триггер
триггер
триггер
триггер
вход
вход
вход
вход
вход
вход
вход
выход
выход
выход
выход
выход
выход
Повторение
 Ячейка – узел памяти для хранения 1
байта.
 Триггер – элемент памяти, способный
хранить 1 бит.
Следовательно, ячейка памяти организована
из 8 триггеров
Повторение
Дешифратор – преобразует двоичный код в
унитарный (на одном выходе 1, на
остальных 0)
Следовательно, если на вход дешифратора
подать двоичное число – адрес ячейки, то
 1 будет на выходе, соответствующем
адресу ячейки,
 0 на остальных выходах.
Работа схемы ОЗУ (RAM)
 Каждая строка – ячейка для хранения 1
байта, состоящая из 8 триггеров.
 Каждая ячейка имеет свой адрес (число)
 Дешифратор служит для выбора ячейки по
заданному адресу. На вход дешифратора
подается двоичный код адреса, на выходе
дешифратора одна 1, обеспечивающая
выбор ячейки, остальные 0, запрещающие
действия с ячейками.
Задание
 Нарисуйте схему ОЗУ на 4 ячейки
Постоянная память
 Хранит информацию постоянного характера.
 ПЗУ – постоянное запоминающее устройство.
 Англоязычный вариант названия
ROM (read only memory – память только для
чтения)
 Позволяет только считывать информацию.
 Характеризуется высоким быстродействием и
относительно малой емкостью.
 Работает при включенном и выключенном
компьютере.
Построение ПЗУ (ROM)
Рассмотрим условный пример построения
ПЗУ из 4 ячеек памяти.
DC
0
1
Адрес ячейки
2
1
2
3
Шины считывания данных
 Каждая горизонтальная линия – для
хранения 1 байта.
 Если есть перемычка, то это 1, нет
перемычки, то это 0.
 Дешифратор служит для выбора ячейки по
адресу
Пример считывания информации
 На вход дешифратора двоичный код числа 3 (11),
т.е. выбираем данные из этой ячейки.
 На выходе дешифратора 1 только на выходе с
номером 3, на остальных выходах 0.
 Если горизонтальный провод имеет перемычку с
вертикальным, то на вертикальном тоже 1, если
нет перемычки, то на вертикальном проводе 0.
 Т.о. из 3 ячейки считывается информация:
00110000
Задание
 На вход дешифратора ПЗУ подается код
адреса 00
 Что будет считано на выходе?
Кэш память
 Cache (англ.) – тайник, склад.
 Кэш - это память с большей скоростью доступа,
предназначенная для ускорения обращения к
данным, содержащимся постоянно в памяти с
меньшей скоростью доступа.
 Высокоскоростная память сравнительно
небольшого объема.
 Служит для увеличения производительности
компьютера.
 Используется при обмене данными между
микропроцессором и оперативной памятью.
Кэш-память



Большинство программ имеют
циклический характер и
многократно используют одни и
те же данные.
Кэш запоминает копии
информации, передаваемой
между устройствами. Если
данные уже использовались, то
можно извлечь их копию из
кэш, исключая обращение в
ОЗУ.
Сокращение частоты
обращений микропроцессора к
оперативной памяти позволяет
повысить производительность.
Типы кэш-памяти
 внутренняя (внутри процессора)
 внешняя (на системной плате)
Домашнее задание
 Самостоятельная работа


На листочке с заданием напишите
фамилию
Отвечайте на листочке с заданием.
 Записи в тетради (два задания)
 Выучить все
 Начать готовиться к зачету по устройству
компьютера (те вопросы, которые
изучены).