Виды и характеристика внутренней памяти ПК

Программы и данные во время непосредственного сеанса работы хранятся в основной (оперативной) памяти компьютера.

Еще эту память называют оперативным запоминающим устройством (ОЗУ).

Оперативная память состоит из ячеек памяти одинаковой длины. Каждая ячейка памяти включает в себя элементы памяти, состояние каждого из которых соответствует одной двоичной цифре (0 или 1), т.е. одному биту (Bit – Binary Digit).

Совокупность нолей и единиц, хранящихся в элементах одной ячейки, представляет собой содержимое этой ячейки. При этом стандартный размер ячейки равен восьми битам и образует один байт (Byte) информации.

Байт является наименьшей адресуемой единицей оперативной памяти. Для идентификации ячеек в оперативной памяти каждой из них присваивается адрес, представляющий собой номер ячейки. Ячейки нумеруются числами из последовательного натурального ряда чисел. Организация оперативной памяти ЭВМ представлена на рис.3.2.

Рис. 3.2 Организация оперативной памяти ЭВМ.

Запись в память данных осуществляется подачей на шину адреса сигналов, соответствующих адресам ячеек, в которые помещаются данные из шины записи. При чтении данных из памяти по шине адреса передаются адреса читаемых ячеек, а сами данные из ячеек передаются по шине чтения. Возможность произвольного доступа к любой из ячеек памяти позволяет называть оперативную память, как память с произвольным доступом (RAM – память Random Access Memory).

Современные персональные компьютеры оснащаются оперативной памятью типов DDR2 SDRAM и DDR3 SDRAM объемом до 4 Гб. Абревиатура DDR2 SDRAM расшифровывается как Double Data RateSynchronous Dynamic Random Access Memory — синхронная динамическая память с произвольным доступом и с удвоенной скоростью передачи данных.

Передача данных осуществляется по 64-разрядной шине по обеим частям синхросигнала (восходящему — «фронту», и нисходящему — «срезу»), что обеспечивает удвоенную эффективную скорость передачи данных по отношению к ее частоте. Память DDR2 работает на эффективной частоте до 800 МГц, обеспечивая пропускную способность 6400 Мбайт/с. Эффективная частота работы памяти DDR3 (третье поколение) достигает 1333 МГц.

Под синхронной памятью обычно понимается строгая привязка управляющих сигналов и временных диаграмм функционирования памяти к частоте системной шины.

Понятие «динамической» памяти относится ко всем типам оперативной памяти, начиная с самой древней и заканчивая современной DDR3. Помимо динамической памяти существует еще и статическая память. Различие между этими двумя видами памяти заключается в конструктивных особенностях ячеек для хранения отдельных битов.

В статическойпамяти ячейки построены по принципу триггеров с двумя устойчивыми состояниями «0» или «1». После записи бита в такую ячейку она может прибывать в одном из этих состояний и сохранять записанный бит при наличии электропитания сколь угодно долго. Отсюда и название памяти – статическая. Достоинством статической памяти является ее быстродействие, а недостатками – высокое энергопотребление, высокая стоимость памяти, низкая удельная плотность данных, поскольку одна триггерная ячейка состоит из нескольких транзисторов и, следовательно, занимает много места на кристале.

В динамической памяти ячейка памяти представляет собой миниатюрный конденсатор, способный поддерживать заряд очень малый промежуток времени, после чего конденсатор разряжается. Вследствие этого память на основе массива конденсаторов требует отдельного цикла регенерации (подзарядки) состояния конденсаторов, что требует дополнительного времени. К достоинствам динамической памяти относят низкую стоимость, высокую удельную плотность элементов памяти, низкое энергопотребление, а к недостаткам – относительно низкое быстродействие по сравнению со статической памятью.

Динамическая память используется в качестве оперативной памяти ЭВМ, а статическая память – для создания высокоскоростной кэш-памяти процессора.

Оперативная память и кэш – память являются энергозависимыми, поэтому при отключении питания их содержание теряется.

Набор логических схем ЭВМ, называемый чипсетом, примерно на 90% определяет особенности основной системной (материнской) платы ЭВМ. Название материнская плата произошло от двух английских слов Mother Board.

Чипсет определяет типы процессоров, системной шины, оперативной памяти, контроллеров, портов ввода-вывода, внешних устройств.

Функциональные возможности компьютера и типы установленных на нем устройств определяются установленным чипсетом.

Чипсет состоит из двух микросхем, называемых северным и южным мостами.

Северный мост отвечает за взаимодействие с «быстрыми» устройствами: процессором, оперативной памятью, графической подсистемой, южным мостом.

Южный мост организует работу с более медленными устройствами: жестким диском, портами ввода-вывода и другими.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) располагается на материнской плате и содержит BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода – вывода), а также сведения, позволяющие осуществить первоначальную загрузку операционной системы.

BIOS содержит инструкции по настройке даты, времени, паролей ЭВМ, выбору устройства для первоначальной загрузки операционной системы, настройке клавиатуры, монитора, дисковых накопителей, портов ввода – вывода и другие устройства. ПЗУ предназначена только для чтения данных.

Изменить содержание BIOS можно только в устройствах Flash BIOS используя специальную программу. Такая технология позволяет BIOS всегда быть доступным, даже в случае повреждений, например, дисковой системы. Поэтому ПЗУ, в отличие от оперативной и кэш - памяти, является энергонезависимой