Домашнее задание

Домашнее задание.

1. Что-то Вы уже сделали на уроке. То, чего нет в тетради – нужно законспектировать. У каждого должен быть полный конспект этой темы.

2. Решить задачу!

3. Принципы фон Неймана записать в тетрадь должны ВСЕ!!!

Виды памяти

1. Заполнить таблицу про виды памяти.

2. Записать определения (или пояснения) следующих видов памяти (информация об этом чуть ниже):

ОЗУ

Оперативная память.

Кэш-память.

ПЗУ

ВIOS (постоянная память).

CMOS (полупостоянная память).

Внешняя память

Все виды памяти в компьютере делятся на две большие группы: внешняя и внутренняя.

К внутренней памяти относятся:

1. ОЗУ

Оперативная память. Из нее процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нее он записывает полученные результаты. Название «оперативная» эта память получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору практически не приходится ждать при чтении данных из памяти или записи в память. Однако содержащиеся в ней данные сохраняются только пока компьютер включен.

Кэш-память. Для ускорения доступа к оперативной памяти на быстродействующих компьютерах используется специальная кэш-память, которая располагается как бы «между микропроцессором и оперативной памятью и хранит копии наиболее часто используемых участков оперативной памяти.

При обращении микропроцессора к памяти сначала производится поиск нужных данных в кэш-памяти. Поскольку время доступа к кэш-памяти в несколько раз меньше, чем к обычной памяти, а в большинстве случаев необходимые микропроцессору данные уже содержатся в кэш-памяти, среднее время доступа к памяти уменьшается.

2. ПЗУ

ВIOS (постоянная память). В компьютере имеется также и постоянная память, в которую данные занесены при изготовлении. Как правило, эти данные не могут быть изменены, выполняемые на компьютере программы могут только их считывать.

В компьютере в постоянной памяти хранятся программы для проверки оборудования компьютера, инициирования загрузки ОС и выполнения базовых функций по обслуживанию устройств компьютера. Поскольку большая часть этих программ связана с обслуживанием ввода-вывода, часто содержимое постоянной памяти называется ВIOS. В ней содержится также программа настройки конфигурации компьютера (SЕТUР). Она позволяет установить некоторые характеристики устройств компьютера (типы видеоконтроллера, жестких дисков и дисководов для дискет.

CMOS (полупостоянная память). Кроме обычной оперативной памяти и постоянной памяти, в компьютере имеется также небольшой участок памяти для хранения параметров конфигурации компьютера. Его часто называют CMOS-памятью, поскольку эта память обычно выполняется по технологии, обладающей низким энергопотреблением. Содержимое CMOS-памяти не изменяется при выключении энергопитания компьютера, поскольку для ее электропитания используется специальный аккумулятор.

Видеопамять. Еще один вид памяти в компьютерах это видеопамять, то есть память, используемая для хранения изображения, выводимого на экран монитора. Эта память обычно входит в состав видеоконтроллера – электронной схемы, управляющей выводом изображения на экран.

Внешняя память рассчитана на длительное хранение программ и данных. Она реализуется с помощью специальных устройств, которые в зависимости от  способов записи и считывания делятся на  магнитные, оптические и магнитооптические.

Основными характеристиками внешней памяти являются её объем, скорость обмена информацией, способ и время доступа к данным.

Структура внутренней памяти компьютера

Законспектировать!!!

Все устройства компьютера производят определенную ра­боту с информацией (данными и программами). А как же представляется в компьютере сама информация? Для ответа на этот вопрос «заглянем» внутрь машинной памяти. Струк­туру внутренней памяти компьютера можно условно изобра­зить так, как показано на рис. 2.4.

Наименьший элемент памяти компьютера называется би­том памяти. На рисунке каждая клетка изображает бит. Вы видите, что у слова «бит» есть два значения: единица измере­ния количества информации и частица памяти компьютера. Покажем, как связаны между собой эти понятия.

В каждом бите памяти может храниться в данный момент одно из двух значений: нуль или единица. Использование двух знаков для представления информации называется двоичной кодировкой.

Данные и программы в памяти компьютера хранятся в виде двоичного кода.

Один символ двухсимвольного алфавита несет 1 бит ин­формации.

В одном бите памяти содержится один бит информации.

Битовая структура определяет первое свойство внутрен­ней памяти компьютера — дискретность. Дискретные объ­екты составлены из отдельных частиц. Например, песок ди­скретен, так как состоит из песчинок, «Песчинками» ком­пьютерной памяти являются биты.

Второе свойство внутренней памяти компьютера — адресуе­мость. Восемь расположенных подряд битов памяти образуют байт. Вы знаете, что это слово также обозначает единицу коли­чества информации, равную восьми битам. Следовательно» в одном байте памяти хранится один байт информации.

Во внутренней памяти компьютера все байты пронумерованы. Нумерация начинается с нуля.

Порядковый номер байта называется его адресом. 

Принцип адресуемости означает, что:

Запись информации в память, а также чтение ее из памяти производится по адресам.

Память можно представить как многоквартирный дом, в котором каждая квартира — это байт, а номер квартиры — адрес. Для того чтобы почта дошла по назначению, необхо­димо указать правильный адрес. Именно так, по адресам, об­ращается процессор к внутренней памяти компьютера.

Наибольшая последовательность бит, которую процессор может обрабатывать как единое целое, называют машинным словом. Но если понятие бита и байта не зависит от типа компьюте­ра, то машинное слово у разных ЭВМ бывает разным. Размер машинного слова (в битах) равен разряднос­ти процессора. Следовательно, у компьютера с 8-раз­рядным процессором машинное слово равно 1 байту, с 16-разрядным процессором — 2 байтам, с 32-раз­рядным процессором — 4 байтам и т. д. Обмен ин­формацией между процессором и оперативной памятью происходит порциями, равными машинному слову.

Адрес машинного слова в памяти компьютера равен адресу младше­го байта, входящего в это слово. Если размер слова равен 1 байту, то адреса слов, как и адреса байтов, изменяются через единицу; если слово равно 2 байтам, то адреса слов меняются через двойку: 0, 2, 4, 6,..., т. е. являются четными чис­лами. На следующем рисунке показан принцип деле­ния памяти на слова для 32-разрядного компьютера:

Адреса слов	Байты ОЗУ
0	0	1	2	3
4	4	5	6	7
8	8	9	10	11
12	12	13	14	15

Задача.

Объем ОЗУ компьютера 512 байт. Длина машинного слова 4 байта. Определить номер первого и последнего байта памяти, первого и последнего машинного слова.

Записать в тетрадь

Принципы фон Неймана (Записать)

Все современные ЭВМ, не смотря на то, что прошло большое количество времени, работают на принципах предложенных американским математиком Джоном фон Нейманом (1Также внес значительный вклад в развитие и применение ЭВМ. Был первым, кто основал принципы, по которым работает ЭВМ:

1. Принцип двоичного кодирования:  вся информация в ЭВМ представлена в двоичном виде, сочетание 0 и 1.

2. Принцип однородности памяти:  и программы и данные хранятся в одной и той же памяти. поэтому ЭВМ не распознает что хранится в данной ячейке памяти, а там могут располагаться цифры, текст, команда и т. д. Над командами можно совершать те же действия, что и над данными.

3. Принцип адресуемости памяти: схематически ОП (основная память) состоит из пронумерованных ячеек, ЦП (центральный процессор) в любой момент времени доступная любая ячейка памяти. Поэтому возможно присваивать имена блокам памяти для более удобного взаимдействия ОП и ЦП.

4. Принцип последовательного программного управления: программа состоит из совокупности команд, которые выполняются ЦП последовательно друг за другом.

5. Принцип условного перехода: не всегда происходит так, что команды выполняются одна за одной, поэтому возможно присутствие команды условного перехода, которые меняют последовательно выполнения команд в зависимости от значения хранимых данных