Организация и основные характеристики памяти компьютера

Организация и основные

характеристики памяти компьютера

Всю память компьютера можно разделить на внутреннюю (основную) память, регистры процессора и внешнюю память.

Внутренняя память ПК состоит из оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ).

ПЗУ – быстрая энергонезависимая память, предназначенная только для чтения. Выполнена в виде одной микросхемы, расположена внутри системного блока на материнской плате. Информация заносится в неё один раз (обычно в заводских условиях). В ПЗУ хранится информация, присутствие которой постоянно необходимо в компьютере. Обычно это компоненты операционной системы: тест проверки оборудования, Базовая система ввода-вывода (BIOS) и программа вызова загрузчика операционной системы.

ОЗУ – быстрая, полупроводниковая, энергозависимая память. В ОЗУ хранятся исполняемая в данный момент программа и данные, с которыми она непосредственно работает. ОЗУ – это память, используемая как для чтения, так и для записи информации. При отключении электропитания информация из ОЗУ исчезает.

В современных ПК есть быстрая память еще одного вида, имеющая специальное назначение. Это видеопамять. Видеопамять хранит код изображения, выводимого на монитор. В современных ПК видеопамять является составной частью видеоадаптера (видеокарты), управляющего работой монитора.

Для ускорения доступа к данным используется специальное устройство, называемое кэш-памятью. Кэш-память – это «сверхоперативная» память сравнительно небольшого объема (обычно до 256 КБ), построенная на иной элементной базе, чем оперативная память. В кэш-памяти хранятся наиболее часто используемые участки оперативной памяти. При обращении процессора к памяти сначала производится поиск нужных данных в кэш-памяти. Поскольку время доступа к кэш-памяти в несколько раз меньше, чем к оперативной памяти, то среднее время доступа к памяти уменьшается.

Каждый бит оперативной памяти представляется в виде наличия (или отсутствия) заряда на конденсаторе, образованном в структуре полупроводникового кристалла. Такая организация памяти называется динамической. Со временем конденсатор испытывает утечку заряда, поэтому периодически требуется «восстановление» информации. Это снижает скорость работы динамической памяти и является основным его недостатком.

Кэш-память, в свою очередь, состоит из транзисторов. Такая организация памяти называется статической. Статическая память обладает большим быстродействием. Информация хранится надежно, не требуется ее восстановления. Но этот вид памяти дорог и энергоемок. Поэтому вся оперативная память не может быть построена по статическому принципу.

Характеристики памяти.

1.  Память дискретна. Это значит, что память состоит из отдельных частиц. Одна частица называется «Бит». Один бит – это двоичный разряд памяти. Он хранит код: 0 или 1. Вся память компьютера – это упорядоченная последовательность двоичных разрядов. Эта последовательность делится на группы по 8 разрядов, каждая такая группа образует байт памяти. Ячейка памяти – это группа последовательных байтов внутренней памяти, вмещающая в себя информацию, доступную для обработки одной командой процессора. Содержимое ячейки памяти называется машинным словом. Разрядность ячейки памяти и размер машинного слова в битах равны разрядности процессора.

0 байт	1 байт	2 байт
1 бит
0	1	1	0	0	1	0	1	1	0	0	0	1	1	1	0	1	0	0	1	1	1	0	0
1	0	1	1	0	1	1	0	0	1	1	1	1	0	0	1	0	0	0	0	1	1	1	0
3 байт	4 байт	5 байт

С 0 байта по 3 байт включительно – ячейка памяти.

– машинное слово

2.  Байты внутренней памяти пронумерованы. Нумерация начинается с нуля. Порядковый номер байта называется адресом байта. Принцип адресуемости памяти означает, что любая информация заносится в память и извлекается из неё по адресам. Адрес ячейки памяти равен адресу младшего байта. Адресация как байтов, так и ячеек памяти начинается с нуля.