5.Память

Все компьютеры используют три вида памяти: оперативную, постоянную и внешнюю.

Оперативная память предназначена для размещения информации, к которой приходится часто обращаться. Оперативная память обеспечивает режимы записи, считывания и хранения информации. Этот вид памяти называют также памятью с произвольным доступом (Random Access Memory, RAM). По способу хранения информации оперативная память бывает статической и динамической.

Постоянная память (ПЗУ - постоянное запоминающее устройство) обычно содержит такую информацию, которая не должна меняться в ходе выполнения микропроцессором различных программ. Постоянная память имеет также название ROM (Read Only Memory), которое указывает на то, что обеспечиваются только режимы считывания и хранения. Постоянная память энергонезависима, т. е. может сохранять информацию и при отключенном питании. Все микросхемы постоянной памяти по способу занесения в них информации делятся на масочные, программируемые изготовителем (ROM), однократно программируемые пользователем (Programmable ROM) и многократно программируемые пользователем (Erasable PROM). Последние, в свою очередь, подразделяются на стираемые электрически и с помощью ультрафиолетового облучения. К элементам EPROM с электрическим стиранием информации относятся, например, микросхемы флэш-памяти (flash). От обычных EPROM они отличаются высокой скоростью доступа и быстрым стиранием записанной информации. Данный тип памяти сегодня широко используется для хранения BIOS и другой постоянной информации.

Внешняя память реализована обычно на магнитных или оптических носителях и используется:

• в качестве основного энергонезависимого устройства хранения данных в компьютере;

• для инсталляции системного и прикладного программного обеспечения;

• для переноса данных с компьютера на компьютер.

Различные типы оперативной и постоянной памяти можно выстроить в виде определенной иерархии по времени доступа к данным. При этом широко используется принцип кэширования данных.

5.1.Контроль четности и корректирующие коды

Контроль четности означает, что при записи байта информации в запоминающее устройство определяется дополнительный контрольный бит, в который записывается 0, если это число - четное, и 1 - если оно нечетное. Таким образом, при чтении ранее записанного байта, вновь получив контрольный бит и сравнив его с уже имеющимся, можно говорить о достоверности получаемой информации. Такая операция особенно актуальна для запоминающих устройств невысокой надежности, в частности для дисковых накопителей. Современные технологические успехи в области полупроводниковой памяти позволяют в ряде случаев обходиться без контроля четности. Некоторые материнские платы хотя и допускают использование модулей памяти с контролем четности, но саму проверку могут не поддерживать.

В ответственных приложениях, требующих повышенной надежности хранения информации, применяются более серьезные, чем контроль четности, методы обеспечения целостности данных. К ним относятся корректирующие коды (ECC - Error Correction Code), позволяющие не только обнаруживать ошибки, но и восстанавливать искаженную информацию за счет ее избыточности. Так, существуют модули памяти со схемами ECC, в которых для хранения контрольной информации используются не один, а два бита, в которых хранится остаток от деления числа на 4. Благодаря этим данным схема ECC умеет обнаруживать и исправлять одиночные искаженные биты, а также обнаруживать (но не исправлять) двойные ошибки. Модули памяти с ECC обычно стоят заметно дороже.

В общем случае ECC применяются во всех современных дисковых накопителях. За счет информационной избыточности закодированных данных удается восстанавливать поврежденные блоки информации длиной в сотни байт. Наиболее широко применяются помехоустойчивые коды Рида-Соломона (Reed-Solomon). Благодаря использованию этих кодов удается хранить информацию без потери данных, несмотря на низкую надежность физического носителя информации.