Внутренняя память.

ОЗУ (Оперативно – запоминающее устройство) по английские - RAM (RandomAccessMemory – память с произвольным доступом, т.е. возможны чтение и запись) – устройство предназначенное для оперативной записи, хранения и считывания информации непосредственно участвующей в информационно – вычислительном процессе в текущее время.

Достоинством оперативной памяти является ее относительно высокое быстродействие, по отношению к внешней памяти, и возможность обращения к каждой ячейке памяти отдельно. Скорость доступа или необходимое время для считывания данных в ОЗУ составляет для SIММ-модулей — 50-70 нс (50*10^-9 – 70*10^-9сек), для совре­менных DIММ-модулей оно составляет 7-10 нс(наносекунд).

Особенности ОЗУ:

1. ОЗУ является энергозависимым запоминающим устройством и при выключении компьютера вся информация в ОЗУ пропадет.

2. При загрузке компьютера в ОЗУ заносится (загружается) цепочка байтов, в которых храниться операционная система.

3. В ОЗУ помещаются все запускаемые программы и данные, обрабатываемые данными программами

4. Содержимое многих ячеек памяти постоянно изменяется в процессе работы программы (пересылка данных, арифметические операции и многое другое). После загрузки новой программы содержимое ОЗУ замещается новым, а после выключения машины пропадает вовсе.

Каждая ячейка памяти имеет свой адрес, который выражается числом. В настоя­щее время в процессорах IntelPentium и некоторых других принята 32-разрядная адресация, а это означает, что всего независимых адресов может быть 2³². Таким образом, в современных компьютерах возможна непосредственная адресация к полю памяти размером 2³² = 4 294 967 296 байт (4, 3 Гбайт). Однако это отнюдь не означает, что именно столько оперативной памяти непременно должно быть в ком­пьютере.

Оперативная память в компьютере размещается на стандартных панельках, назы­ваемых модулями. Модули оперативной памяти вставляют в соответствующие разъемы на материнской плате.

Конструктивно модули памяти имеют два исполнения — однорядные (SIMM-модули) и двухрядные (DIMM-модули). На компьютерах с процессорами Pentium однорядные модули можно применять только парами (количество разъемов для их установки на материнской плате всегда четное), а DIMМ-модули можно устанав­ливать по одному.

Основными характеристиками модулей оперативной памяти являются объем памяти и время доступа..SIMM-модули поставляются объемами 4, 8, 16, 32 Мбайт, а DIMM-модули — 16, 32, 64, 128 Мбайт и более.

Регистровая память — наиболее быстрая (ее иногда называют сверхоперативной). Она представляет собой несколько регистров общего назначения (РОН), которые размещены внутри процессора. Регистры используются при выполнении процессором простейших операций: пересылка, сложение, счет и т.д. Наилучшим вариантом было бы размещение всей памяти на одном кристалле с процессором. Однако из-за существующих технологических сложностей изготовления памяти большого объема пришлось бы большое число микросхем отправить в брак.

ПЗУ (Постоянное – запоминающее устройство) по английски ROM (ReadOnlyMemory) – это устройство предназначенное для хранения неизменяемой информации.

Информация из ПЗУ может только считываться. При выключении питания содержимое ПЗУ сохраняется - это энергозависимая память. Модули ПЗУ имеют емкость, как правило, несколько сот килобайт. Микросхема ПЗУ способна длительное время хранить информацию, даже когда компьютер выключен. Программы, находящиеся в ПЗУ, называют «заши­тыми» — их записывают туда на этапе изготовления микросхемы. Комплект программ, находящихся в ПЗУ, образует базовую систему ввода-вывода (BIOS — BasicInputOutputSystem). Основное назначение программ этого пакета состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособность компьютерной системы и обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, жестким диском и диско­водом гибких дисков. Программы, входящие в BIOS, позволяют нам наблюдать на экране диагностические сообщения, сопровождающие запуск компьютера, а также вмешиваться в ход запуска с помощью клавиатуры.

Работа стандартных устройств может обслуживаться программами, входящими в BIOS, но такими средствами нельзя обеспечить работу со всеми возможными устройствами. Так, например, изготовители BIOS абсолютно ничего не знают о параметрах наших жестких и гибких дисков, им не известны ни состав, ни свойства произвольной вычислительной системы. Для того чтобы начать работу с другим оборудованием, программы, входящие в состав BIOS, должны знать, где можно найти нужные параметры.

Специально для этого на материнской плате есть микросхема «энергонезависимой памяти», называемая CMOS (КМОС). От оперативной памяти она отличается тем, что ее содержимое не стирается во время выключения ком­пьютера, а от ПЗУ она отличается тем, что данные в нее можно заносить и изме­нять самостоятельно, в соответствии с тем, какое оборудование входит в состав системы. Эта микросхема постоянно подпитывается от небольшой батарейки, располо­женной на материнской плате. Заряда этой батарейки хватает на то, чтобы микро­схема не теряла данные, даже если компьютер не будут включать несколько лет. В микросхеме CMOS хранятся данные о гибких и жестких дисках, о процессоре, о некоторых других устройствах материнской платы. Тот факт, что компьютер четко отслеживает время и календарь (даже и в выключенном состоянии), тоже связан с тем, что показания системных часов постоянно хранятся (и изменяются) в CMOS. Таким образом, программы, записанные в BIOS, считывают данные о составе обо­рудования компьютера из микросхемы CMOS, после чего они могут выполнить обращение к жесткому диску, а в случае необходимости и к гибкому, и передать управление тем программам, которые там записаны.

Кеш – память (Cache – тайник) – высокоскоростная (и более дорогая) память большой емкости, позволяющая увеличить скорость выполнения операций.

Регистры кеш – памяти недоступны пользователю. В кеш – памяти хранится информация, которую микропроцессор получил, и будет использовать в ближайшие такты своей работы. Кеш – память предназначена для согласования скорости работы более медленных устройств, типа оперативной памяти, с более скоростными, например – процессором. Использование кеш – памяти увеличивает быстродействие процессора в целом.

Различают:

· Внутреннюю кеш – память, расположенную на кристалле микропроцессора (время доступа 5-10нс, объем обычно не > 512Кb)

· Внешнюю кеш – память – микросхема быстрой статической памяти, как правило, устанавливается на системной плате (время доступа 15нс, объем от 256Кb до нескольких мегабайт).

· Кеш –память контроллеров дисков, которая сокращает время поиска данных на диске, но не влияет на скорость обмена между ОЗУ и МП.

В современных быстро скоростных компьютерах кеш – память располагается между микропроцессором и оперативной памятью и обеспечивает быстрый доступ микропроцессора к оперативной памяти, иначе процессор будет простаивать. Такая кеш – память называется «сверхоперативной» и имеет относительно небольшой объем от 256 Кb до нескольких мегабайт.