52. Основная память компьютера: назначение, типы запоминающих устройств, способы организации.

Основная память

Единственный вид памяти (за исключением регистров), к которой ЦП может обращаться непосредственно.

Информация, хранящаяся на внешних ЗУ, становится доступной процессору только после того, как будет переписана в основную память.

Реализуется на основе запоминающих устройств с произвольным доступом.

Может включать в себя два типа запоминающих устройств:

• оперативные (ОЗУ);

• постоянные (ПЗУ).

Оперативное ЗУ

RAM (Random Access Memory, память с произвольным доступом*).

Составляет преимущественную долю основной памяти.

«Оперативное»:

• допускает как запись, так и считывание информации;

• обе операции выполняются однотипно, практически с одной и той же скоростью;

• операции производятся с помощью электрических сигналов.

*не совсем корректное наименование, т.к. памятью с произвольным доступом являются также ПЗУ и регистры процессора.

Большинство типов полупроводниковых ОЗУ являются энергозависимыми (volatile memory): микросхема ОЗУ должна быть постоянно подключена к источнику питания.

ОЗУ может использоваться только как вре́менная память.

Достоинства по сравнению с энергонезависимыми типами ОЗУ (non-volatile memory):

• большая емкость;

• низкое энергопотребление;

• более высокое быстродействие и невысокая себестоимость хранения единицы информации.

Энергозависимые ОЗУ можно подразделить на две основные подгруппы:

• динамическую память (DRAM – Dynamic Random, Access Memory);

• статическую память (SRAM – Static Random Access Memory).

Запоминающий элемент:

• может хранить записанную информацию неограниченно долго (при наличии питающего напряжения);

• выполнен на основе триггера, обычно состоящего из четырех или шести транзисторов.

• способен хранить информацию в течение достаточно короткого промежутка времени, после которого информацию нужно восстанавливать заново, иначе она будет потеряна;

• состоит из одного конденсатора и запирающего транзистора.

Периодическое восстановление заряда ЗЭ называется регенерацией и осуществляется каждые 2-8 мс.

Постоянное ЗУ

ROM (Read-Only Memory, память «только для чтения»)

Энергонезависимое ЗУ.

Обеспечивает считывание информации, но не допускает ее изменения.

В некоторых типах ПЗУ информация может быть изменена, но процесс записи:

• сильно отличается от считывания;

• требует значительно большего времени.

Современные ПЗУ реализуются в виде полупроводниковых микросхем, которые по возможностям и способу программирования разделяют на:

• программируемые при изготовлении;

• однократно программируемые после изготовления;

• многократно программируемые.

Энергонезависимые оперативные запоминающие устройства

NVRAM – Non-Volatile RAM

Несколько типов памяти.

От перепрограммируемых ПЗУ отличаются отсутствием этапа стирания, предваряющего запись новой информации, поэтому вместо термина «программирование» для них употребляют стандартный термин «запись».

Запоминающие устройства основной памяти

Элементная база меняется вследствие успехов в области полупроводниковых технологий:

• раньше – ЗУ на базе ферритовых колец;

• сейчас – полупроводниковые микросхемы.

Способы организации памяти

Способ организации памяти зависит от методов размещения и поиска информации в запоминающем массиве.

По этому признаку различают память:

• адресную;

• ассоциативную;

• стековую (магазинную).