1) Оперативная память (озу);

2) кэш-память;

3) Постоянная память (пзу, ппзу).

1. Оперативная память (ОП), (ОЗУ - оперативное запоминающее устройство, англ. RAM - Random Access Memory — память с произвольным доступом) — это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и временного хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами только во время работы компьютера, так как, когда компьютер выключается, все, что находилось в ОЗУ, пропадает. Это свойство памяти - энергозависимость, (это связано с ее физическим исполнением).

! ОЗУ – это память, в которой хранится исполняемая в данный момент времени программа и данные, с которыми она непосредственно работает.

! При выключенном компьютере вся информация из оперативной памяти стирается.

Структурно ОП можно представить как совокупность ячеек памяти, разделенных на разряды для хранения в каждом из них бита информации, т. е. память имеет дискретную структуру. В любую ячейку памяти записывается набор нулей и единиц или машинное слово – последовательность битов, воспринимаемое компьютером как единое целое. Машинное слово может быть. различной длины (зависит от типа компьютера) – от 8 до 64 бит и определяет наибольшее число, которое хранится в ячейке памяти. При байтовой архитектуре минимальной единицей измерения информации является байт, а машинное слово может равняться 2, 4 или 8 байтам. Поэтому можно говорить об объеме памяти ПК и измерять его в Килобайт, Мегабайт, Гигабайт, а также, в последнее время, Терабайт и Петабайт.

Все ячейки памяти пронумерованы. Номер ячейки называется адресом того байта, который записан в данный момент. Адрес ячейки не меняется, а содержимое ячейки (значение байта) может изменяться. Это свойство оперативной памяти – адресуемость.

В оперативной памяти в виде последовательности машинных слов хранятся наши данные и программы. Процессор в любой момент времени имеет доступ к произвольно выбранной ячейке, поэтому ОП называют памятью с произвольным доступом (с произвольной выборкой) - RAM - Random Access Memory.

Объем ОЗУ обычно составляет 4 - 64 Мбайтов, а для эффективной работы современного программного обеспечения желательно иметь не менее 16 Мбайт ОЗУ.

Физически для построения запоминающих устройств типа RAM используют микросхемы динамической(DRAM) и статической памяти.

Обычно ОЗУ исполняется из интегральных микросхем памяти DRAM (Dynamic RAM — динамическое ОЗУ). Микросхемы DRAM работают медленнее, чем другие разновидности памяти, но стоят дешевле.

Каждый информационный бит в DRAM запоминается в виде электрического заряда крохотного конденсатора, образованного в структуре полупроводникового кристалла. Из-за токов утечки такие конденсаторы быстро разряжаются, и их периодически (примерно каждые 2 миллисекунды) подзаряжают специальные устройства. Этот процесс называется регенерацией памяти (Refresh Memory).

Статическая память основанная на работе триггеров, обладает большим быстродействием, т. е. имеет малое время доступа к ячейке информация хранится надежно, не требует восстановления. Но этот вид памяти дорог и энергоемок (происходит нагревание элементов), что уменьшает надежность. Реально статическую RAM используют в кэш-памяти.

Современные микросхемы имеют ёмкость 1-16 Мбит и более. Они устанавливаются в корпуса и собираются в модули памяти, в ПК располагаются на материнской плате в системном блоке.

Наиболее распространены модули типа SIMM (Single In-Line Memory Module — модуль памяти с однорядным расположением микросхем).

Рис.3. SIMM. Модуль памяти c однорядным расположением микросхем

В модуле SIMM элементы памяти собраны на маленькой печатной плате длиной около 10 см. Ёмкость таких модулей неодинаковая — 256 Кбайт, 1, 2, 4, 8, 16, 32 и 64 Мбайта. Различные модули SIMM могут иметь разное число микросхем — девять, три или одну, и разное число контактов — 30 или 72.

Важная характеристика модулей памяти — время доступа к данным, которое обычно составляет 60 – 80 наносекунд.

! Оперативное запоминающее устройство размещается на материнской плате.

2. Кэш (англ. cache), или сверхоперативная память — очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью.

Кэш-памятью управляет специальное устройство — контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память. При этом возможны как "попадания", так и "промахи". В случае попадания, то есть, если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэше отсутствует, то процессор считывает её непосредственно из оперативной памяти. Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования.

Кэш-память реализуется на микросхемах статической памяти SRAM (Static RAM), более быстродействующих, дорогих и малоёмких, чем DRAM.

! Кэш-память – сверхбыстрая память, в которой хранятся наиболее часто используемые участки оперативной памяти.

3. Постоянная память (ПЗУ – постоянное запоминающее устройство, англ. ROM - Read Only Memory — память только для чтения) — энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержание памяти специальным образом “зашивается” в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать.

! ПЗУ – это память, в которой хранится информация, присутствие которой постоянно необходимо в ПК. Эта информация хранится независимо от того, работает компьютер или нет.

Перепрограммируемая постоянная память (ППЗУ) — энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого с дискеты

Прежде всего, в постоянную память записывают программу управления работой самого процессора. В ПЗУ находятся программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью, программы запуска и остановки компьютера, тестирования устройств.

Важнейшая микросхема постоянной памяти — модуль BIOS (Basic Input/Output System — базовая система ввода-вывода) — совокупность программ, предназначенных для: 1) автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера; 2) загрузки операционной системы в оперативную память. Роль BIOS двоякая: с одной стороны это неотъемлемый элемент аппаратуры (Hardware), а с другой строны — важный модуль любой операционной системы (Software).

Конструктивно процессор и оперативная память устанавливаются на системной плате.

Подключение всех внешних устройств - клавиатуры, монитора, внешних ЗУ, мыши, принтера и т.д. обеспечивается через контроллеры, адаптеры, карты. Контроллеры, адаптеры или карты имеют свой процессор и свою память, т.е. представляют собой специализированный процессор.