Устройства памяти компьютера

Сахалинский Государственный Университет 
Южно-Сахалинский педагогический колледж 
 
 

ПЦК математики и информатики 

Реферат  
Устройства памяти компьютера 
 
 
 
 

Игольникова О.И. 
Специальность 100201.51  
Туризм 
курс II, группа 116 
 

Южно-Сахалинск

2011

 

Содержание 
 
 
 
 
 
 
 

 

Введение

     В моем реферате рассказывается о компьютерной памяти, что это такое, ее использование  и виды. Память существует как внутренняя так и внешняя. Внешняя память: жесткие диски, дискеты, CD- диски, USB- карта и т.д.

      Главной задачей компьютерной памяти является хранение информации. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Компьютерная  память

      Компьютерная память (устройство хранения информации, запоминающее устройство) - часть вычислительной машины, физическое устройство или среда для хранения данных, используемых в вычислениях, в течение определённого времени. Память, как и центральный процессор, является неизменной частью компьютера с 1940-х. Память в вычислительных устройствах имеет иерархическую структуру и обычно предполагает использование нескольких запоминающих устройств, имеющих различные характеристики.

     В персональных компьютерах «памятью»  часто называют один из её видов — динамическая память с произвольным доступом (DRAM), — которая в настоящее время используется в качестве ОЗУ персонального компьютера.

     Задачей компьютерной памяти является хранение в своих ячейках состояния внешнего воздействия, запись информации. Эти ячейки могут фиксировать самые разнообразные физические воздействия (см. ниже). Они функционально аналогичны обычному электромеханическому переключателю и информация в них записывается в виде двух чётко различимых состояний — 0 и 1 («выключено»/«включено»). Специальные механизмы обеспечивают доступ (считывание, произвольное или последовательное) к состоянию этих ячеек.

     Процесс доступа к памяти разбит на разделённые  во времени процессы — операцию записи (сленг. прошивка, в случае записи ПЗУ) и операцию чтения, во многих случаях эти операции происходят под управлением отдельного специализированного устройства — контроллера памяти. 

     Также различают операцию стирания памяти — занесение (запись) в ячейки памяти одинаковых значений, обычно 0016 или FF16.

     Наиболее известные запоминающие устройства, используемые в персональныхкомпьютерах: модули оперативной памяти (ОЗУ), жёсткие диски (винчестеры), дискеты (гибкие магнитные диски), CD- или DVD-диски, а также устройства флеш-памяти. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 

Функции памяти

     Компьютерная  память обеспечивает поддержку одной  из функций современного компьютера, — способность длительного хранения информации. Вместе с центральным процессором запоминающее устройство являются ключевыми звеньями, так называемой архитектуры фон Неймана, — принципа, заложенного в основу подавляющего большинства современных компьютеров.

     Первые  компьютеры использовали запоминающие устройства исключительно для хранения обрабатываемых данных. Их программы реализовывались на аппаратном уровне в виде жёстко заданных выполняемых последовательностей. Любое перепрограммирование требовало огромного объёма ручной работы по подготовке новой документации, перекоммутации, перестройки блоков и устройств и т. д. Использование архитектуры фон Неймана, предусматривающей хранение компьютерных программ и данных в общей памяти, коренным образом переменило ситуацию.

     Любая информация может быть измерена в битах и потому, независимо от того, на каких физических принципах и в какой системе счисления функционирует цифровой компьютер (двоичной, троичной, десятичной и т. п.), числа,текстовая информация, изображения, звук, видео и другие виды данных можно представить последовательностями битовых строк или двоичными числами. Это позволяет компьютеру манипулировать данными при условии достаточной ёмкости системы хранения (например, для хранения текста романа среднего размера необходимо около одного мегабайта).

     К настоящему времени создано множество  устройств, предназначенных для  хранения данных, основанных на использовании  самых разных физических эффектов. Универсального решения не существует, у каждого имеются свои достоинства и свои недостатки, поэтому компьютерные системы обычно оснащаются несколькими видами систем хранения, основные свойства которых обуславливают их использование и назначение.

 
 
 
 
 
 
 
 

Физические  основы функционирования

     В основе работы запоминающего устройства может лежать любой физический эффект, обеспечивающий приведение системы к двум или более устойчивым состояниям. В современной компьютерной технике часто используются физические свойства полупроводников, когда прохождение тока через полупроводник или его отсутствие трактуются как наличие логических сигналов 0 или 1. Устойчивые состояния, определяемые направлением намагниченности, позволяют использовать для хранения данных разнообразные магнитные материалы. Наличие или отсутствие заряда в конденсаторе также может быть положено в основу системы хранения.  Отражение или рассеяние света от поверхности CD, DVD или Blu-ray-диска также позволяет хранить информацию.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Классификация типов памяти

Следует различать классификацию памяти и классификацию запоминающих устройств (ЗУ). Первая классифицирует память по функциональности, вторая же — по технической реализации. Здесь рассматривается первая — таким образом, в неё попадают как аппаратные виды памяти (реализуемые на ЗУ), так и структуры данных, реализуемые в большинстве случаев программно.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Доступные операции с данными

• Память только для чтения
• Память для чтения/записи

Память  на программируемых и перепрограммируемых  ПЗУ (ППЗУ и ПППЗУ) не имеет общепринятого  места в этой классификации. Её относят  либо к подвиду памяти «только  для чтения»^[1], либо выделяют в отдельный вид^[2].

Также предлагается относить память к тому или иному виду по характерной  частоте её перезаписи на практике: к RAM относить виды, в которых информация часто меняется в процессе работы, а к ROM — предназначенные для хранения относительно неизменных данных.^[1]

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Энергозависимость

• Энергонезависимая память — память, реализованная ЗУ, записи в которых не стираются при снятии электропитания. К этому типу памяти относятся все виды памяти на ПЗУ и ППЗУ;
• Энергозависимая память — память, реализованная ЗУ, записи в которых стираются при снятии электропитания. К этому типу памяти относятся память, реализованная на ОЗУ, кэш-память.
• Статическая память — энергозависимая память, которой для хранения информации достаточно сохранения питающего напряжения;
• Динамическая память — энергозависимая память, в которой информация со временем разрушается (деградирует), и, кроме подачи электропитания, необходимо производить её периодическое восстановление (регенерацию).

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Метод доступа

• Последовательный доступ — ячейки памяти выбираются (считываются) последовательно, одна за другой, в очерёдности их расположения. Вариант такой памяти — стековая память.
• Произвольный доступ — вычислительное устройство может обратиться к произвольной ячейке памяти по любому адресу.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Назначение

• Буферная память — память, предназначенная для временного хранения данных при обмене ими между различными устройствами или программами.
• Временная (промежуточная) память — память для хранения промежуточных результатов обработки.
• Кеш-память — часть архитектуры устройства или программного обеспечения, осуществляющая хранение часто используемых данных для предоставления их в более быстрый доступ, нежели кешируемая память.
• Корректирующая память — часть памяти ЭВМ, предназначенная для хранения адресов неисправных ячеек основной памяти. Также используются термины «relocation table» и «remap table».
• Управляющая память — память, содержащая управляющие программы или микропрограммы. Обычно реализуется в виде ПЗУ.
• Разделяемая память или память коллективного доступа — память, доступная одновременно нескольким пользователям, процессам или процессорам.

И др.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Организация адресного пространства

• Реальная или физическая память ) — память, способ адресации которой соответствует физическому расположению её данных;
• Виртуальная память — память, способ адресации которой не отражает физического расположения её данных;
• Оверлейная память — память, в которой присутствует несколько областей с одинаковыми адресами, из которых в каждый момент доступна только одна.