Запоминающие устройства (зу)

Память предназначена для записи, хранения и считывания информации.

ОЗУ НЖД

КЭШ НГД

ПЗУ – постоянное ЗУ Компакт-диски:

ППЗУ – перепрогр. ЗУ Магн-оптич-диски

Флеш-память

Blu-Ray

Основные характеристики памяти:

• емкость (максимальный объем информации, вмещающейся на устройстве);

• скорость обращения к информации;

• способ доступа (прямой или последовательный);

• принцип записи.

ЗУ принято разделять на внешние и внутренние.

Внешняя память служит для долговременного хранения данных, поэтому ее еще называют долговременной. Главная составляющая – ОЗУ. Внутренняя память – служит главным образом для хранения программ и данных во время выполнения программы. Основное отличие внутренней памяти от внешней – это произвольный доступ к ячейкам памяти. Внутреннюю память называют основной.

ОЗУ (RAM – Random Access Memory) – относительно быстродействующее ЗУ, непосредственно доступное процессору. ОЗУ предназначено для оперативной записи, считывания и хранения программ, исходных данных, промежуточных и окончательных результатов. Используется для временного хранения информации, в него загружаются программы на время их выполнения и данные, которые она обрабатывает. Является памятью с прямым (произвольным) доступом, энергозависимой (при выключении все уничтожается). Размер ОП 1Гбайт – 4 Гбайт.

Каждая ячейка оперативной памяти имеет адрес, по которому к ней можно обратиться. Чтение из ячеек может осуществляться многократно. При записи в ячейку предыдущая информация стирается. Адрес занимает 4 байта (32 разряда).

По способу хранения информации выделяют 2 типа ОП: статическая и динамическая (они отличаются по технологии изготовления). Статическая память конструируется на триггерах, работает очень быстро, время доступа несколько наносекунд. Часто используется в кэш-памяти. Динамические ОЗУ представляет собой массив ячеек, каждая из которых содержит транзистор и конденсатор. В персональных компьютерах ОП строится на основе динамических ОЗУ.

Конденсатор меньше триггера и поэтому на одинаковом кристалле можно сделать больше ЗУ динамического типа, чем статического. ДП имеет большую емкость и меньшую стоимость, но она работает медленнее СП.

КЭШ – память малого объема с очень малым временем доступа.

В момент включения компьютера в ОП ничего нет, но процессору нужны команды и в первый момент включения. Поэтому после включения на адресной шине процессора выставляется стартовый адрес. Это происходит аппаратно, без участия программ. Процессор обращается по выставленному адресу за своей первой командой и дальше работает по программам. Начинает работать ПЗУ. (Этот исходный адрес указывает на ПЗУ)

ПЗУ – постоянное запоминающее устройство (ROM - READ only Memory). Память только для чтения. Энергонезависимая. Информация записывается в ПЗУ при изготовлении, однократно (говорят, “она зашита”). Изготавливается специальный трафарет. Единственный способ изменить программу – это поменять микросхему.

В ПЗУ записано встроенное программное обеспечение. В компьютерах семейства IBM PC это комплект программ, который образует базовую систему ввода/вывода (BIOS (Base Input Output System)) Основное назначение программ этого пакета состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособность компьютерной системы и обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, дисками. Другими словами, в ПЗУ находятся программы управления работой основных устройств, программы запуска (начальный загрузчик ОС) и остановки компьютера, программы тестирования устройств. Мы можем наблюдать на экране монитора диагностические сообщения, а также вмешиваться в процесс запуска с клавиатуры.

BIOS реализован в виде микросхемы, установленной на материнской плате компьютера. В состав базовой системы ввода-вывода входят различные программы, которые обеспечивают взаимодействие между операционной системой, прикладными программами с одной стороны и устройствами, входящими в состав компьютера с другой.

Первоначально она предназначалась для осуществления тестирования компьютера при включении – так называемых POST(Power On Self Test) или BIST(Built In Self Test)-процедур, и обеспечивания последующей загрузки ОС. Это справедливо для ПК семейств i8086, i8088 и для значительной части семейства 80286.

В настоящее время BIOS представляет собой сложную систему, состоящую из большого количества утилит, предназначенных для автоматического распознавания установленного на компьютер оборудования, его настройки и проверки функционирования. Вызов программ BIOS, как правило, осуществляется через программные или аппаратные прерывания. При включении питания компьютера BIOS тестирует (POST -- Power-On-Self-Test) компоненты системы -- процессор, память, приводы дисков (как жестких, так и флоппи-дисководов), клавиатуру т.д.

Название ROM BIOS в настоящее время не совсем справедливо, т.к. "ROM" предполагает использование постоянных запоминающих устройств (Read Only Memory), а для хранения кодов BIOS в настоящее время применяют в основном перепрограммируемые запоминающие устройства. Наиболее перспективной для хранения системы BIOS является флэш-память. Она позволяет модифицировать функции для поддержки новых устройств, подключаемых к компьютеру.

Технология изготовления ПЗУ постоянно совершенствовалась. Появились программируемые ПЗУ. Современные программируемые ПЗУ используют флеш-память. Изменить содержимое такого программируемого ПЗУ можно, запустив специальную программу.

Средств BIOS недостаточно для проверки всех возможных устройств (например, ничего не известно о параметрах жестких дисков).

Необходимо знать параметры устройств конкретного компьютера (не известен состав и свойства конкретной вычислительной системы). Специально для этого на материнской плате в IBM-совместимых компьютерах есть микросхема (еще один вид памяти – память конфигурации) CMOS RAM.

Это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки (энергонезависимая). Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования, режима его работы (хранятся разнообразные настройки аппаратного обеспечения), поддерживает время и дату и календарь. Отличается от ОЗУ тем, что при выключении компьютера, ее содержимое не стирается, а от ПЗУ – тем, что можно заносить и изменять данные об оборудовании.

Программы, записанные в BIOS, считывают данные о составе оборудования компьютера из CMOS. CMOS -память не входит в адресное пространство внутренней памяти. К ней нельзя обратиться по адресу. Для работы с этим видом памяти предусмотрена специальная программа BIOS Setup. С ней пользователь может работать до загрузки ОС (при включении компьютера).

Установку конфигурации системы производят при помощи внутренней утилиты SETUP. Эта утилита позволяет не только установить типы используемых внешних устройств, такие как гибкие диски и винчестер, но и изменить более важные параметры системы. По этой причине работать с SETUP нужно осторожно и не изменять установки, которые вам неизвестны.