6. 7

Пам'ять

«Класифікація видів пам’яті ПК»

Пам'ять комп'ютера побудована з двійкових запам'ятовуючих елементів — бітів, об'єднаних в групи по 8 бітів, які називаються байтами.

Розрізняють два основні види пам'яті - внутрішню і зовнішню. До складу внутрішньої пам'яті входить оперативна пам'ять, кеш-пам'ять і постійна пам'ять.

Оперативна пам'ять (ОЗП) — це пристрій, що швидко запам'ятовує інформацію не дуже великого об'єму, безпосередньо пов'язаний з процесором і призначений для запису, прочитування і зберігання виконуваних програм і даних, що обробляються цими програмами.

Оперативна пам'ять використовується тільки для тимчасового зберігання даних і програм, оскільки, коли машина вимикається, все, що знаходилося в ОЗП, пропадає.

Постійна пам'ять (ПЗП) — незалежна пам'ять, використовується для зберігання даних, які ніколи не змінюються. З ПЗП можна тільки читати інформацію.

У ПЗП записують програми управління роботою самого процесора (управління дисплеєм, клавіатурою, принтером, зовнішньою пам'яттю, програми запуску і зупинки комп'ютера, тестування пристроїв).

Найважливіша мікросхема постійної пам'яті — модуль BIOS ( базова система введення-виведення) — сукупність програм, призначених: автоматичного тестування пристроїв після включення живлення комп'ютера; завантаження операційної системи в оперативну пам'ять.

Кеш-пам'ять — це невелика за розміром буферна пам'ять, яка дозволяє пришвидшувати процеси обміну даними між МП і ОП за рахунок значно меншого, ніж до ОП, часу доступу до даних та розташування в ній даних, які найчастіше використовуються.

Внутрішня пам'ять комп'ютера.

У пам'яті комп'ютера зберігаються програми й оброблювана інформація.

Основними характеристиками різних типів і пристроїв пам'яті є їхні обсяг і швидкодія.

Усю пам'ять комп'ютера за особливостями організації та використання можна поділити на внутрішню (основну) пам'ять, регістри процесора і зовнішню пам'ять.

Оперативна пам'ять

Існує багато різних типів оперативної пам'яті (RAM – Random Access Memory), але за фізичними принципами роботи розрізняють динамічну пам'ять (DRAM) і статичну пам'ять (SRAM).

Комірку динамічної пам'яті (DRAM) можна подати як набір мікроконденсаторів, що можуть накопичувати заряд на своїх пластинах. Це найбільш розповсюджений і економічно доступний тип пам'яті. Недоліки цього типу пам’яті пов'язані, по-перше, з тим, що як заряджання, так і розряджання конденсаторів потребує певного часу, тобто записування даних відбувається порівняно повільно. Другий важливий недолік пов'язаний з тим, що заряди конденсаторів мають властивість розсіюватися в просторі, причому дуже швидко. Якщо оперативну пам'ять постійно не «дозаряджати», відбувається втрата даних. Для цього у комп'ютері здійснюється постійна регенерація (дозаряджання) комірок оперативної пам'яті. Регенерація здійснюється кілька десятків разів за секунду і викликає непродуктивну витрату ресурсів обчислювальної системи.

Комірку статичної пам'яті (SRAM) можна подати як набір електронних мікроелементів – тригерів, що складаються з кількох транзисторів. У тригері зберігається не заряд, а стан (ввімкнено/вимкнено), тому цей тип пам'яті забезпечує більш високу швидкодію, хоч технологічно вона складніша і відповідно дорожча.

Мікросхеми динамічної пам'яті використовують як основну оперативну пам'ять комп'ютера. Мікросхеми статичної пам'яті використовують як допоміжну пам'ять (так називану кеш-пам'ять), призначену для оптимізації роботи процесора.

Кожна комірка пам'яті має свою адресу (номер), що виражається числом. У сучасних процесорів адреси подаються за допомогою 32 двійкових розрядів, а це означає, що усього незалежних адрес може бути 232= 4 Гбайт.

Оперативна пам'ять у комп'ютері розміщується на стандартних панельках, так званих модулях пам’яті. Модулі оперативної пам'яті встановлюються у відповідні гнізда на материнській платі (Рис. 7).

Основними характеристиками модулів оперативної пам'яті є її обсяг і швидкість передавання даних. Сьогодні найбільш поширені модулі обсягом 128-512 Мбайт. Швидкість передавання даних визначає максимальну пропускну здатність пам'яті (у Мбайт/с або Гбайт/с). При цьому враховується час доступу до пам'яті, ширина шини пропускання і додаткові можливості, такі як передавання кількох сигналів за один такт роботи. Час доступу до пам'яті вимірюється в мільярдних частках секунди (наносекундах, нc). Для сучасних модулів пам'яті це значення може складати 5 нc, а для особливо швидкої пам'яті – 2-3 нc.

Система BIOS

У момент ввімкнення комп'ютера в його оперативній пам'яті немає ні даних, ні програм, оскільки оперативна пам'ять не може нічого зберігати, коли живлення комп’ютера вимкнено, але процесору для роботи потрібні команди, у тому числі й у перший момент після ввімкнення. Тому відразу після ввімкнення комп'ютера процесор звертається до постійного запам'ятовуючого пристрою (ПЗП) за першою командою і далі починає працювати за програмами – відповідними наборами команд.

Комплект програм, що знаходяться в цьому ПЗП, складають базову систему введення-виведення (BIOS – Basic Input Output System). Основне призначення програм цього пакета:

-перевірити склад і придатність до роботи комп'ютерної системи (самодіагностика);

-забезпечити взаємозв’язки з клавіатурою, монітором, пристроями для збереження даних та іншими складовими комп’ютера;

-забезпечити пошук з наступним завантаженням операційної системи.

За програмами, що входять до BIOS, через звукові сигнали і тексти на екрані виводяться повідомлення про хід діагностики та запуску комп'ютера, а також про дозвіл втручатися в цей процес за допомогою клавіатури.

Починаючи з 1996 року у всіх комп'ютерах BIOS записується на мікросхему Flash ROM. Програми в цій мікросхемі можна стирати і перепрограмовувати без програматора. Використовування Flash ROM дозволяє записати нову версію BIOS з дискети, безпосередньо на системній платі без видалення і заміни мікросхеми. Оновлення програм BIOS завантажуються з WEB-сервера виробника системної плати.

Зовнішня пам'ять

Зовнішня пам'ять (ВЗП) призначена для тривалого зберігання програм і даних, і цілісність її вмісту не залежить від того, включений або вимкнений комп'ютер.

До складу зовнішньої пам'яті комп'ютера входять: накопичувачі на жорстких магнітних дисках; накопичувачі на гнучких магнітних дисках; накопичувачі на компакт-дисках; накопичувачі на магнітооптичних компакт-дисках; накопичувачі на магнітній стрічці (стримери), флеш і ін.