Аппаратное обеспечение памяти

1  

      Операти́вная  па́мять (ОЗУ — оперативное запоминающее устройство) — в информатике — память, предназначенная для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций.  

Это рабочая  область для процессора.  

Оперативная  память передаёт процессору команды  и данные непосредственно, либо  через кэш-память.  

Каждая ячейка  оперативной памяти имеет свой  индивидуальный адрес.  

Ячейка  памяти — совокупность элементов запоминающего устройства ЭВМ для хранения 1 машинного слова (числа) или его части (например, 1 байта). Общее число ячеек памяти всех запоминающих устройств определяет ёмкость памяти ЭВМ.  

1

2  

Оперативная  память часто рассматривается  как временное хранилище, потому  что данные и программы в  ней сохраняются только при  включенном компьютере или до  нажатия кнопки сброса (reset).  

Перед выключением  или нажатием кнопки сброса  все данные, подвергнутые изменениям  во время работы, необходимо сохранить  на запоминающем устройстве, которое  может хранить информацию постоянно (обычно это жесткий диск).  

При новом  включении питания сохраненная  информация вновь может быть  загружена в память

3  

В современных  вычислительных устройствах, оперативная  память представляет собой динамическую память с произвольным доступом (англ. dynamic random access memory, DRAM).  

Понятие памяти  с произвольным доступом предполагает, что в процессе обращения к  данным не учитывается порядок  их расположения в ней. ОЗУ  может изготавливаться как отдельный  блок, или входить в конструкцию  однокристальной ЭВМ или микроконтроллера.   

Когда говорят  о памяти компьютера, обычно подразумевают  оперативную память, прежде всего  микросхемы памяти или модули, в которых хранятся активные  программы и данные, используемые  процессором.  

Однако иногда  термин память относится также  к внешним запоминающим устройствам, таким, как диски и накопители  на магнитной ленте. 

3

4  

За несколько  лет определение RAM (Random  Access Memory) превратилось из обычной аббревиатуры  в термин, обозначающий основное  рабочее пространство памяти, создаваемое  микросхемами динамической оперативной  памяти (Dynamic RAM — DRAM) и используемое  процессором для выполнения программ.  

Одним из  свойств микросхем DRAM (и, следовательно, оперативной памяти в целом) является  динамическое хранение данных, что  означает, во-первых, возможность многократной  записи информации в оперативную  память, а во-вторых, необходимость  постоянного обновления данных  (т.е., в сущности, их перезапись) примерно  каждые 15 мс (миллисекунд).  

Также существует  так называемая статическая оперативная  память (Static RAM — SRAM), не требующая  постоянного обновления данных. Следует заметить, что данные  сохраняются в оперативной памяти  только при включенном питании. 

4

5  

Под компьютерной  памятью обычно подразумевается  ОЗУ (RAM), т.е. физическая память системы, которая состоит из микросхем  или модулей памяти, используемых  процессором для хранения основных, запущенных в  текущий момент  времени программ и данных. 

При этом  термин хранилище данных относится  не к оперативной памяти, а  к таким устройствам, как жесткие  диски и накопители на магнитной  ленте (которые, тем не менее, можно  использовать как разновидность RAM, получившую название виртуальная  память). 

Термин оперативная  память часто обозначает не  только микросхемы, которые составляют  устройства памяти в системе, но включает и такие понятия, как логическое отображение и  размещение.  

Логическое  отображение — это способ представления  адресов памяти на фактически  установленных микросхемах.  

Размещение  — это расположение информации (данных и команд) определенного  типа по конкретным адресам  памяти системы. 

5

6  

Новички часто  путают оперативную память с  памятью на диске, поскольку емкость  устройств памяти обоих типов  выражается в одинаковых единицах  — мега- или гигабайтах. 

Попытаемся  объяснить связь между оперативной  памятью и памятью на диске  с помощью следующей простой  аналогии. 

6

7  

Представьте  себе небольшой офис, в котором  некий сотрудник обрабатывает  информацию, хранящуюся в картотеке.  

В нашем  примере шкаф с картотекой  будет выполнять роль жесткого  диска системы, где длительное  время хранятся программы и  данные.  

Рабочий стол  будет представлять оперативную  память системы, которую в текущий  момент обрабатывает сотрудник, — его действия подобны работе  процессора. 

Он имеет  прямой доступ к любым документам, находящимся на столе. Однако, прежде  чем конкретный документ окажется  на столе, его необходимо отыскать  в шкафу.  

Чем больше  в офисе шкафов, тем больше  документов можно в них хранить.  

Если рабочий  стол достаточно большой, можно  одновременно работать с несколькими  документами. 

7

8  

Добавление  к системе жесткого диска подобно  установке еще одного шкафа  для хранения документов в  офисе — компьютер может постоянно  хранить большее количество информации. 

Увеличение  объема оперативной памяти в  системе подобно установке большего  рабочего стола — компьютер  может работать с большим количеством  программ и данных одновременно. 

Впрочем, есть  одно различие между хранением  документов в офисе и файлов  в компьютере: когда файл загружен  в оперативную память, его копия  все еще хранится на жестком  диске. 

Обратите  внимание: поскольку невозможно постоянно хранить файлы в оперативной памяти, все измененные после загрузки в память файлы должны быть вновь сохранены на жестком диске перед выключением компьютера. Если измененный файл не будет сохранен, то первоначальная копия файла на жестком диске останется неизменной. 

8

9  

Во время  выполнения программы в оперативной  памяти хранятся ее данные.  

Микросхемы  оперативной памяти (RAM) иногда называют  энергозависимой памятью: после  выключения компьютера данные, хранимые  в них, будут потеряны, если они  предварительно не были сохранены  на диске или другом устройстве  внешней памяти.  

Чтобы избежать  этого, некоторые приложения автоматически  делают резервные копии данных. 

Файлы компьютерной  программы при ее запуске загружаются  в оперативную память, в которой  хранятся во время работы с  указанной программой.

 

Процессор  выполняет программно реализованные  команды, содержащиеся в памяти, и сохраняет их результаты.  

9

10  

Оперативная  память хранит коды нажатых  клавиш  при работе с текстовым  редактором, а также величины  математических операций.  

При выполнении  команды Сохранить (Save) содержимое  оперативной памяти сохраняется  в виде файла на жестком  диске. 

Физически  оперативная память в системе  представляет собой набор микросхем  или модулей, содержащих микросхемы, которые обычно подключаются  к системной плате. 

Эти микросхемы  или модули могут иметь различные  характеристики и, чтобы функционировать  правильно, должны быть совместимы  с системой, в которую устанавливаются 

10

11  

11  

В современных  компьютерах используются запоминающие  устройства трех основных типов: 

- ROM (Read Only Memory). Постоянное запоминающее устройство - ПЗУ, не способное выполнять операцию записи данных. 

- DRAM (Dynamic Random Access Memory). Динамическое запоминающее устройство с произвольным порядком выборки. 

- SRAM (Static RAM). Статическая оперативная память.

12  

12  

Память  типа ROM 

В памяти  типа ROM (Read Only Memory), или ПЗУ (постоянное  запоминающее устройство), данные  можно только хранить, изменять  их нельзя.  

Именно поэтому  такая память используется только  для чтения данных.  

ROM также  часто называется  энергонезависимой  памятью, потому что любые данные,  записанные в нее, сохраняются  при выключении питания. 

Поэтому в ROM помещаются команды запуска  ПК, т.е. программное обеспечение, которое  загружает систему.

13  

ROM и оперативная  память — не противоположные  понятия. 

На самом  деле ROM представляет собой часть  оперативной памяти системы.  

Другими словами, часть адресного пространства  оперативной памяти отводится  для ROM.  

Это необходимо  для хранения программного обеспечения, которое позволяет загрузить  операционную систему. 

14  

14  

Основной  код BIOS содержится в микросхеме ROM на системной плате, но на платах aдаптеров также имеются аналогичные  микросхемы.  

Они содержат  вспомогательные подпрограммы BIOS и  драйверы, необходимые для конкретной  платы, особенно для тех плат, которые должны быть активизированы  на раннем этапе начальной  загрузки, например видеоадаптер.  

Платы, не  нуждающиеся в драйверах на  раннем этапе начальной загрузки, обычно не имеют ROM, потому что  их драйверы могут быть загружены  с жесткого диска позже —  в процессе начальной загрузки.

15  

15  

В настоящее  время в большинстве систем  используется одна из форм Flash-памяти, которая называется электрически  стираемой программируемой постоянной  памятью (Electrically Erasable Programmable Read-only Memory — EEPROM).  

Flash-память  является по-настоящему энергонезависимой  и перезаписываемой, она позволяет  пользователям легко модифицировать  ROM, программно-аппаратные средства   системных плат и других компонентов  (таких, как видеоадаптеры, платы  SCSI, периферийные устройства и  т.п.).

16  

16  

Память типа DRAM 

Динамическая  оперативная память (Dynamic RAM — DRAM) используется  в большинстве систем оперативной  памяти современных ПК.

 

Основное  преимущество памяти этого типа  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  большой емкости.