4 Внутрішні запам’ятовуючі пристрої



Скачати 61.26 Kb.
Дата конвертації16.11.2016
Розмір61.26 Kb.

4.1. Внутрішні запам’ятовуючі пристрої

4.1. Внутрішні запам’ятовуючі пристрої


Однією з центральних ланок комп’ютера з архітектурою фон Неймана є пристрої збереження інформації, чи так звана комп’ютерна пам’ять. Сучасні комп’ютери оснащені кількома видами запам’ятовуючих пристроїв, що призначені для виконання своїх особливих функцій. Часто для скорочення замість терміну «запам’ятовуючий пристрій» вживають термін «пам’ять».

Універсального запам’ятовуючого пристрою не існує, і умовно комп’ютерну пам’ять можна поділити на:



  • Пристрої внутрішньої пам’яті. Тут зберігаються спеціальні програми, що потрібні для увімкнення та функціонування комп’ютера. Ці пристрої знаходяться на материнський платі.

  • Пристрої зовнішньої пам’яті. Призначені для збереження програм та документів користувача (операційна система, прикладні програми, текстові документи, фотографії, музика тощо). Ці пристрої можуть знаходитися у системному блоці, але не на материнській платі чи під’єднуватися до зовнішніх портів системного блоку.

Оперативний ЗП

Постійний ЗП

Енергонезалежний ЗП

Кеш-пам’ять процесора



Твердий диск

Оптичні диски

Флеш-пам’ять

Інші пристрої


Внутрішні запам’ятовуючі пристрої


Під внутрішньою пам’яттю розуміють всі види запам’ятовуючих пристроїв, що реалізовані у вигляді мікросхем і розташовані на материнській платі.

Там зберігається лише інформація, що потрібна для виконання основних функцій комп’ютера і не призначена для збереження документів користувача чи прикладних програм.


До пристроїв внутрішньої пам’яті відносяться


  1. Оперативний запам’ятовуючий пристрій.

  2. Постійний запам’ятовуючий пристрій.

  3. Енергонезалежний запам’ятовуючий пристрій.

Оперативна пам’ять RAM (Random Access Memory)


Оперативна пам’ять - це робоча ділянка для процесора і використовується для швидкого обміну інформацією (командами та даними) між процесором та іншими пристроями. До неї завантажується програма чи кілька програм з якою працює користувач.

Коли користувач запускає програму, вона завантажується до оперативної пам’яті, і лише після цього процесор виконує команди цієї програми. Також в оперативній пам’яті знаходиться інформація, яку обробляє процесор і туди заносяться результати цієї обробки. При виконанні команди Зберегти (Save) вміст оперативної пам’яті зберігається у вигляді файлу на твердому диску чи іншому носії.

Оперативна пам’ять є тимчасовим сховищем, тому дані і програми в ній зберігаються лише при увімкнутому комп’ютері або до натиснення кнопки перевантаження (Reset). Тому, перед вимиканням чи перевантаженням комп’ютера слід зберегти всі результати на певний носій інформації, що може зберігати інформацію постійно і тривалий час (твердий диск, флеш-накопичувач тощо). Також, на випадок раптового вимикання електрики, варто що 10-15 хвилин зберігати документ, з яким працює користувач.

Назва «оперативна» свідчить, що цей пристрій працює дуже швидко і процесор не гає часу під час обробки інформації.

Важливою характеристикою оперативного запам’ятовуючого пристрою є об’єм. Чим він є більшим, тим більше програм можна запустити на комп’ютері одночасно і робити складні операції (обробка зображень, перегляд відеофільмів, сучасні ігри, робота з надвеликими базами даних тощо).

За фізичним принципом дії розрізняють


  • Динамічну оперативну пам’ять DRAM (Dynamic RAM).

  • Статичну оперативну пам’ять SRAM (Static RAM).

Динамічна оперативна пам’ять


Фізично, пам’ять DRAM являє собою набір запам’ятовуючих комірок, які складаються з конденсаторів та транзисторів, що розташовані всередині напівпровідникових мікросхем пам’яті. В кожній комірці можна зберігати певний об’єм даних від 1 до 4 біт.

При відсутності подачі електроенергії до комірки конденсатори розряджаються і пам’ять очищається (обнулюється). При подачі напруги до комірки спрацьовує транзисторний ключ і конденсатор заряджається. Тобто конденсатори заряджаються, коли в комірку записується «1», і розряджаються, коли в комірку записується «0».

Динамічній пам’яті притаманна простота реалізації і низька вартість. Але, тут є повільний запис і зчитування даних, потрібна постійна підзарядка конденсаторів.

Статична оперативна пам’ять


Фізично, пам’ять SRAM являє собою набір запам’ятовуючих комірок, які складаються з тригерів та транзисторів. Тригер має два стани «включений» - «1», «виключений» - «0», заряд до тригера надходить від транзисторного ключа.

Статична пам’ять є самою швидкісною зі всіх запам’ятовуючих пристроїв, вона має типовий час доступу біля 25 наносекунд. Але, вона є дорогою, бо має складний процес виготовлення. На відміну від DRAM, статична RAM зберігає дані доки на мікросхему подається живлення.

Мікросхеми DRAM використовують як оперативну пам’ять загального призначення, а мікросхеми SRAM як високошвидкісну кеш-пам’ять процесора.

Виконання оперативної пам’яті


Фізично, оперативна пам’ять представлена у вигляді окремих панелей з мікросхемами, що називаються модулями. Панелі оперативної пам’яті вставляються у спеціальні роз’єми на материнській платі. Модулі пам’яті мають різні характеристики і для свого функціонування мають бути сумісними з основними пристроями комп’ютера (материнською платою, процесором та іншими).

Основними характеристиками модулів оперативної пам’яті є:


  • Об’єм, вимірюється в Мбайтах.

  • Час доступу, вимірюється в наносекундах.

Сучасні модулі є об’ємом в 1024, 2048, 4096 Мбайт і вище. Чим вище цей показник, тим більше програм можна одночасно завантажити, тим складніші процеси можна виконувати.

Час доступу показує, скільки часу витрачається на звернення до комірок пам’яті, чим показник є меншим, тим швидше працює комп’ютер.


Постійна пам’ять ROM (Read Only Memory)


В момент увімкнення комп’ютера в його оперативній пам’яті відсутні будь-які дані, оскільки оперативна пам’ять не зберігає дані при вимиканні комп’ютера. Але, процесору необхідні команди відразу після вмикання. Тому, процесор звертається за першою командою за спеціальною стартовою адресою, яка йому завжди відома.

Ця команда міститься у мікросхемі постійного запам’ятовуючого пристрою, де інформація зберігається постійно, навіть при вимкнутому комп’ютері. Комплект програм, що знаходиться у постійній пам’яті записується на стадії виготовлення мікросхеми і називається BIOS «Базова система Вводу/Виводу» (Basic Input Output System).


Основним призначенням програм BIOS є:


  • Перевірка складу та працездатності основних пристроїв системи.

  • Забезпечення взаємодії з основними пристроями вводу/виводу: монітором та клавіатурою.

Перші програми BIOS записувалися в одноразово програмовану мікросхему постійної пам’яті. Згодом стали застосовувати мікросхеми з ультрафіолетовим затиранням, тут інформацію вже можна було змінювати за допомогою спеціального програматора.

Сучасні мікросхеми постійної пам’яті виконують за технологією Flash ROM або EEP ROM з електричним затиранням та перезаписом, що дозволяє користувачеві легко і швидко змінювати налаштування програм BIOS.


Але новітні технології мають й свої недоліки:


  • Перепад напруги в момент зміни налаштувань або раптове вимикання живлення можуть зіпсувати мікросхему постійної пам’яті.

  • Існують комп’ютерні віруси, які затирають налаштування чи самі програми BIOS, і це може цілком зруйнувати працездатність комп’ютера.

Енергонезалежна пам’ять CMOS (Complement Metal Oxide Semiconductor)


Для своєї роботи програми BIOS потребують інформацію про поточну конфігурацію комп’ютерної системи, яка є досить різноманітною із великою кількістю параметрів (відомості про твердий диск, під’єднані принтери, модеми, мережні карти, паролі, системну дату, час тощо).

Спеціально, для збереження такої інформації на материнській платі міститься мікросхема енергонезалежної пам’яті CMOS, що підживлюється від невеличкої батарейки.


Вміст енергонезалежної пам’яті постійно оновлюється:


  • При під’єднанні чи від’єднанні пристроїв.

  • При зміні налаштувань програм BIOS через команду SETUP.

При вимиканні комп’ютера вміст енергонезалежної пам’яті зберігається, а батарейка дозволяє підтримувати відлік системної дати та часу.

Узгоджена робота пристроїв внутрішньої пам’яті


  1. При вмиканні комп’ютера, процесор звертається до мікросхеми постійної пам’яті.

  2. Запускаються програми BIOS, які перевіряють наявність монітора, клавіатури та інших важливих пристроїв.

  3. Програми BIOS звертаються до мікросхеми CMOS, щоб отримати відомості про твердий диск і дізнатися адресу запуску операційної системи.

  4. Операційна система завантажується в оперативну пам’ять і процесор вже може з нею працювати.

  5. Всі програми, що запускає користувач завантажуються в оперативну пам’ять і процесор може з ними працювати.

Контрольні запитання


  1. Які пристрої відносяться до пристроїв внутрішньої пам’яті?

  2. В якому пристрої зберігаються програми BIOS?

  3. Яка інформація зберігається в енергонезалежній пам’яті?

  4. Які ви знаєте типи оперативної пам’яті? Яка між ними різниця?

  5. Що є основною характеристикою модулів оперативної пам’яті?

  6. Чому налаштування системної дати та часу зберігаються навіть при вимкнутому комп’ютері?

  7. Для чого потрібно збільшення об’єму кеш-пам’ять процесора?

  8. В якому запам’ятовуючому пристрої інформація не зберігається після вимкнення комп’ютера?





База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка