Память. Ячейка памяти. Озу и пзу. Эволюция зу?
Любая память состоит из ячеек: каждая ячейка памяти хранит один фрагмент информации. Известно, что информация в настоящее время представлена в двоичной виде. То есть одна ячейка памяти может хранить либо «0» либо «1», то есть один бит информации.
В процессе эволюции ячейки памяти реализовывались на
Ферритовых сердечниках (намагничено/ не намагничено)
Перфокартах и перфолентах (есть отверстие/ нет отверстия)
Лазерных дисках (поверхность отражает свет/ не отражает)
Транзисторах, конденсаторах и транзисторах с плавающим затвором (есть заряд/нет заряда)
Независимо от физической реализации схему памяти можно представить как
В силу конструктивных особенностей (природы) ячейки памяти запоминающие устройства делятся на
Постоянные запоминающие устройства, которые хранят информацию вне зависимости от подачи питания на устройство, и в свою очередь подразделяются на
Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) (ROM Read Only Memory)
Перезаписываемые запоминающие устройства (ППЗУ)
Оперативные запоминающие устройства, которые хранят информацию только при наличии питания с потерей информации при выключении питания. ОЗУ RAM (Random Access Memory).
ПЗУ - энергонезависимая память, используется для хранения массива неизменяемых данных. В качестве массива данных может быть как микросхема, так и CD-диск (штампованный на заводе), перфолента, штрих-код.
ПЗУ преимущественно изготавливается фабричным методом. Используется в приборах для записи программ управления техническими устройствами (телевизором, сотовым телефоном) в неизменяемых программах.
Примером исторического ПЗУ можно назвать шарманки или музыкальные шкатулки.
ППЗУ в отличие от ПЗУ - энергонезависимая память, используется для хранения массива изменяемых данных. В зависимости от способа записи и перезаписи информации в массив в разные времена существовали
PROM (Programmable ROM) программируемое пользователем ПЗУ
EPROM (erasable programmable read-only memory), перепрограммируемая микросхема ПЗУ, данные в которой стирались ультрафиолетом; количество циклов перезаписи было не слишком велико.
EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) электрически перепрограммируемое пользователем ПЗУ, перезапись возможна несколько десятков тысяч раз; например флеш-память.
ПЗУ на магнитных доменах (жёсткий магнитный диск)
ОЗУ - основной тип памяти для хранения выполняемых программ и обрабатываемых данных.
Статическая и динамическая память
Оперативная память в настоящее время бывает двух типов: Статическая SRAM (Static Random Access Memory) и Динамическая DRAM (Dynamic Random Access Memory).
Разница между SRAM и DRAM – в строении ячейки хранения информации.
Динамические ячейки памяти
В основе динамической ячейки лежит один конденсатор, на котором хранится заряд (или не хранится), что соответствует единице или нулю. Для чтения состояния данной ячейки используется транзистор: при выборе ячейки (подачи сигнала на базу транзистора) транзистор открывается и пропускает заряд с конденсатора на линию чтения данных.
Следует учесть, что при такой организации процесса, чтение информации из ячейки деструктивно: хранящаяся информация исчезает. Следовательно, процесс чтения из ячейки обязательно должен сопровождаться перезаписью считанной информации (для чего используется блок регенерации).
Также следует помнить, что в силу природы конденсатора
процесс считывания информации с пластин конденсатора не быстрый, что в целом оказывает влияние на скорость работы динамической памяти.
заряд на пластинах конденсатора не хранится постоянно, что приводит к требованию регулярной перезаписи заряда, что также замедляет работу DRAM памяти в целом.