ЛЕКЦИИ ОУАД / ЛЕКЦИЯ №7_ память компьютера

4

память компьютера

В современной компьютерной системе используется память различного типа: статическая (SRAM), динамическая (DRAM), постоянная память (ROM), перепрограммируемая постоянная память и некоторые другие виды памяти.

Оперативная память

Но, основной памятью компьютера, определяющей всю его работу, является оперативная память - ОЗУ. Главное требование к памяти:

-максимальный объем

-максимальное быстродействие

-максимальная надежность

Первоначально оперативная память была статического типа. Ячейка ОЗУ строилась на базе транзисторного каскада. Быстродействие у статической памяти было высокое, поскольку время переключения транзисторов из одного состояния в другое очень мало. Однако, такое количество транзисторов в расчете на одну ячейку памяти занимало довольно большой объем памяти. Второй неприятной особенностью статического массива памяти стал тот факт, что транзисторы потребляют относительно большой уровень энергии, что также накладывает свои ограничения на максимальный объем памяти.

Указанных выше недостатков лишена динамическая память, ячейка которой состоит из конденсатора и управляющего транзистора. Когда конденсатор заряжен - это одно логическое состояние, когда разряжен - другое. Конденсатор и транзистор занимают места гораздо меньше, чем несколько транзисторов. Энергопотребление такого тандема тоже гораздо ниже. Но, с быстродействием возникают проблемы.

Но, поскольку, основополагающим требованием для оперативной памяти является ее объем (современные модули памяти имеют объем в несколько Гб), то динамическая память оказалась предпочтительней, несмотря на то, что она работает медленнее и имеет сложную схему управляющего контроллера.

Статическая память нашла свое применение в кэш-памяти, которая располагается непосредственно на кристалле центрального процессора, имеет невысокий объем (десятки-сотни Кб), но очень высокое быстродействие, соизмеримое с быстродействием самого процессора.

Динамическая память (DRAM) в современных ПК используется обычно в качестве оперативной памяти общего назначения, а также как память для видеоадаптера. Из применяемых в современных и перспективных ПК типов динамической памяти наиболее известны DRAM и FPM DRAM, EDO DRAM и BEDO DRAM, EDRAM и CDRAM, Synchronous DRAM, DDR SDRAM и SLDRAM, видеопамять MDRAM, VRAM, WRAM и SGRAM, RDRAM.

Постоянная память

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, ROM), которое еще называют встроенной программой, представляет собой интегральную микросхему, при изготовлении запрограммированную определенными данными. ПЗУ используются не только в компьютерах, но и в большинстве других электронных устройств.

Типы ПЗУ

Существуют пять типов ПЗУ: с масочным программированием (собственно ПЗУ- штамп) , програм­мируемые ПЗУ (ППЗУ), репрограммируемые ПЗУ (РПЗУ). электрически репрограммируемые ПЗУ (ЭРПЗУ),репрограммируемые (с ультрафиолетовым стиранием) ПЗУ (УСРПЗУ), флэш-память.

Каждый тип памяти обладает уникальными характеристиками, однако две характеристики являются общими для всех типов:

- Хранящиеся в этих чипах данные не теряются при отключении питания.

- Данные в этих чипах либо невозможно изменить, либо для их перезаписи требуется специальная операция (в отличие от оперативных запоминающих устройств (ОЗУ), запись информации в которых осуществляется так же легко, как и считывание).

В ПЗУ с масочным программированием программа заносится изготовителем микросхемы на основе спецификации заказчика (или своей собственной). Эти ПЗУ обычно используются в изделиях, выпускаемых крупными сериями, поскольку они дешевле других ПЗУ и отличаются максимальной плотностью битов.

ППЗУ программируются пользователем электрически с помощью специаль­ного устройства, называемого программатором. После того как программа запи­сана в ППЗУ, изменить ее уже нельзя. Такие ПЗУ удобны в тех специальных случаях, когда пользователю требуется в принципе изменяемая программная среда, которая, однако, после установки должна сохраняться определенное время в неизменном виде.

УСРПЗУ схожи с ППЗУ, за тем исключением, что их можно стирать и репрограммировать. Биты программы храняться в виде заряда на конденсаторе с ничтожно малой утечкой. Стирание выполняется путем облучения ультрафиолетовым светом через прозрачное окошко в корпусе микросхемы. РПЗУ удобно использовать в опытных образцах или мелкосерийных изделиях.

ПЗУ четвертого типа, ЭРПЗУ, можно стирать, не вынимая из схемы. Большим преимуществом ЭРПЗУ перед РПЗУ является возможность стирания небольших областей ПЗУ, в то время как РПЗУ можно стереть только целиком. Типичными применениями ЭРПЗУ являются калиброванные преобразователи, автоматические телефонные номеронабиратели и цифровые телевизионные тюнеры.