5.Внутренняя память компьютера (оперативная, кэш-память, постоянная память). Состав и назначение каждого вида памяти, основные характеристики.

Оперативная память (ОП) или оперативно-запоминающее устройство (ОЗУ) – это устройство для временного хранения данных. ОП обнуляется при включении и выключении компьютера. ОП представляет собой набор ячеек, доступ к которым может осуществляться в произвольном порядке, поэтому память получила название RAM (Random Access Memory – память произвольного доступа). ОП отн к категории динамической памяти DRAM (Dynamic RAM) и основывается на полупроводниковых конденсаторах, в которых информация хранится ограниченное время. Микросхема DRAM имеет матричную организацию. Каждый элемент матрицы представляет собой миниатюрный конденсатор, который хранит 1 бит данных. ОП может быть синхронной и асинхронной. В асинхронной памяти работа не синхронизирована с частотой работы системной шины. Существуют различные модификации динамической памяти. Напр, модификация SDRAM (Synchronous DRAM – синхронная динамическая память) – память с синхронным доступом, работающая быстрее обычной асинхронной памяти. Память SDRAM использует тактовый генератор для синхронизации всех сигналов, применяемых в микросхеме памяти. Модули памяти с такими микросхемами получили название DIMM. DDR SDRAM (Double Data Rate) – память позволяет передавать данные по обоим фронтам каждого тактового импульса, что удваивает пропускную способность памяти. Осн хар-ки ОП: 1)емкость – измеряется в байтах; 2)адресуемая единица – адресуется каждый байт памяти.; 3)передаваемая порция – количество битов информации, считываемое или записываемое за один цикл обращения; 4)метод доступа – считывание (запись) данных может выполняться в любой момент времени по любому адресу; 5)время доступа – промежуток времени между моментом формирования запроса на чтение информации из ОП и моментом поступления из памяти запрошенного машинного слова; 6)длительность цикла – минимально допустимое время между двумя последовательными обращениями к ОП. Кэш-память – это тоже RAM память, но по принципу физ орг отн к статической памяти SRAM (Static RAM). Она базируется на электрических схемах, имеет более высокое быстродействие, чем DRAM. Инф в SRAM может храниться сколь угодно долго. Кэш-память распределяют по нескольким уровням. Кэш первого уровня помещается в том же кристалле, что и сам процессор, и имеет объем порядка десятков Кбайт. Кэш второго уровня находится либо в кристалле процессора, либо в том же узле, что и процессор. Кэш-память первого и второго уровня работает на тактовой частоте, согласованной с частотой процессора. Кэш-память третьего уровня располагается на материнской плате вблизи процессора, работает на частоте материнской платы, и ее объем может достигать нескольких Мбайт. Кэш-память состоит из трех основных элементов: 1.Контроллера кэш-памяти; 2.Кэш-памяти данных (DataRAM); 3.Кэш-памяти адресов (TagRAM). Процессор для получения данных обращается первоначально к TagRAM, если анализ адресов показывает, что требуемых данных в кэш-памяти нет, происходит обращение к ОП. Постоянная память(ПП) или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) обычно содержит такую инф, кот не должна меняться в течение длит времени. ПЗУ располагается на мат плате и представляет собой одну микросхему. Существует несколько видов ПП. ROM – память поддерживает только режимы считывания и хранения. PROM – можно однократно менять программу памяти после изготовления микросхемы. EPROM – можно несколько раз менять программу памяти после изготовления микросхемы с помощью специального устройства – программатора, подключаемого через какой-либо порт. Flash Memory – память может быть перезаписана многократно непосредственно в компьютере. Имеет малое время доступа и малую длительность процесса стирания. В современных компьютерах используется Flash-память. Постоянная память содержит программу BIOS (Basic Input Output System). Программа получает управление при включении и сбросе МП и выполняет следующие действия: 1)осущ вызов блока начальной загрузки, кот переносит остальную часть (ОС) с жесткого диска в ОП; 2)запускает тестовую программу POST (Power On Self Test), кот при вкл компа проверяет все его основные компоненты; 3)обеспечивает программную поддержку стандартных устройств компа (клавиатуры, видеокарты, дисков, шин); 4)предоставляет программу CMOS Setup для установки аппаратной конфигурации компьютера.