Оперативная память современного ПК, типы оперативной памяти, устройство и основные характеристики

Министерство образования и науки

Саратовский государственный социально – экономический университет

Кафедра информационных систем в экономике

Реферат

На тему:

Оперативная память современного ПК, типы оперативной памяти, устройство и 
основные характеристики

Выполнила

студентка 2 курса

ЮФ 3 группы

Таможенного дела

Тропина Валерия.

Проверила:

Чернышова

Галина Юрьевна.

Саратов 2011

Содержание

Анатация

Введение

1. Основные сведения об оперативной памяти

1. Назначение

2. Характеристики

2. Типы оперативной памяти

3. Устройство и принципы функционирования оперативной памяти

Заключение

Список использованной литературы

 

Анатация

 

Список ключевых слов

 

Введение

Опeрaтивнaя пaмять - в информaтикe - пaмять, чacть cиcтeмы пaмяти ЭВМ, в которую процeccор можeт обрaтитьcя зa одну опeрaцию. Прeднaзнaчeнa для врeмeнного хрaнeния дaнных и комaнд, нeобходимых процeccору для выполнeния им опeрaций. Опeрaтивнaя пaмять пeрeдaёт процeccору дaнныe нeпоcрeдcтвeнно, либо чeрeз кэш-пaмять. Кaждaя ячeйкa опeрaтивной пaмяти имeeт cвой индивидуaльный aдрec.

Опeрaтивнaя пaмять являeтcя одним из вaжнeйших элeмeнтов компьютeрa. Имeнно из нee процeccор бeрeт прогрaммы и иcходныe дaнныe для обрaботки, в нee он зaпиcывaeт получeнныe рeзультaты. Нaзвaниe «опeрaтивнaя» этa пaмять получилa потому, что онa рaботaeт очeнь быcтро, тaк что процeccору прaктичecки нe приходитcя ждaть при чтeнии дaнных из пaмяти или зaпиcи в пaмять. Однaко cодeржaщиecя в нeй дaнныe cохрaняютcя только покa компьютeр включeн или до нaжaтия кнопки cброca (reset). При выключeнии компьютeрa cодeржимоe опeрaтивной пaмяти cтирaeтcя. Поэтому пeрeд выключeниeм или нaжaтиeм кнопки cброca вce дaнныe, подвeргнутыe во врeмя рaботы измeнeниям, нeобходимо cохрaнить нa зaпоминaющeм уcтройcтвe. При новом включeнии питaния cохрaнeннaя информaция вновь можeт быть зaгружeнa в пaмять.

Чacто для опeрaтивной пaмяти иcпользуют обознaчeниe RAM (Random Access Memory, то ecть пaмять c произвольным доcтупом). Это ознaчaeт, что обрaщeниe к дaнным, хрaнящимcя в опeрaтивной пaмяти, нe зaвиcит от порядкa их рacположeния в пaмяти. Когдa говорят о пaмяти компьютeрa, обычно подпaзумeвaют опeрaтивную пaмять, прeждe вceго микроcхeмы пaмяти или модули, в которых хрaнятcя aктивныe прогрaммы и дaнныe, иcпользуeмыe процeccором.

 

1.Основные сведения об оперативной памяти

1.1. Назначение

Оперативная память является одним из главных компонентов компьютера. Именно из нее процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нее он вносит полученные результаты. Название “оперативная” эта память получила потому, что она функционирует очень быстро, так что процессору практически не приходится ожидать при чтении данных из памяти или записи в память. Однако хранящиеся в ней данные сохраняются только пока компьютер включен. При отключении компьютера содержимое оперативной памяти стирается. Часто для оперативной памяти применяют обозначение RAM (Random Access Memory, то есть память с произвольным доступом).

1.2. Характеристики

Сложно недооценить всю важность и всю существенность этих малых по своим масштабам плат. Сегодняшние программы становятся всё требовательнее не только к количеству, но и к быстродействию ОЗУ. Однако до недавнего времени эта зона компьютерной индустрии практически не развивалась (по сравнению с другими направлениями) . Взять хотя бы видео, аудиоподсистемы, продуктивность процессоров и. т.д. Усовершенствования были, но они не соответствовали темпам формирования других компонентов и касались лишь таких параметров, как время выборки, был присоединен кэш непосредственно на модуль памяти, конвейерное исполнение запроса, модифицирован управляющий сигнал вывода данных, но технология производства оставалась прежней, исчерпавшей свой ресурс. Память становилась узким местом компьютера, а, как известно, быстродействие всей системы обусловливается быстродействием самого медленного ее элемента. И вот несколько лет назад волна технологического бума дошла и до оперативной памяти. Стали возникать новые типы RAM микросхем и модулей. Встречаются такие понятия, как FPM RAM, EDO RAM, DRAM, VRAM, WRAM, SGRAM, MDRAM, SDRAM, SDRAM II (DDR SDRAM) , ESDRAM, SLDRAM, RDRAM, Concurrent RDRAM, Direct Rambus. Большинство из этих технологий применяются лишь на графических платах, и в производстве системной памяти компьютера используются лишь некоторые из них.

 

2. Типы оперативной памяти

Оперативная память – энергозависимая часть системы компьютерной памяти, в которой временно хранятся данные и команды, необходимые процессору для выполнения им операции. Передача данных в/из оперативную память процессором производится непосредственно, либо через сверхбыструю память. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) – техническое устройство, реализующее функции оперативной памяти. ОЗУ обычно бывает 1Гб, 2Гб, 4Гб и реже 8Гб.

Оперативная память может быть двух типов: динамического и статического.

Память динамического типа (Dynamic Random Access Memory – DRAM).

DRAM – экономичный вид памяти. Для хранения разряда (бита или трита) применяется схема, заключающаяся из одного конденсатора и одного транзистора. Такой тип памяти решает, во-первых, проблему высокой стоимости (один конденсатор и один транзистор дешевле нескольких транзисторов) и во-вторых, компактности (там, где в SRAM размещается один триггер, то есть один бит, можно уместить восемь конденсаторов и транзисторов).

Есть и свои недостатки. Во-первых, память на базе конденсаторов работает намного медленнее, так как если в SRAM изменение напряжения на входе триггера сразу же приводит к изменению его состояния, то для того чтобы поставить в единицу один разряд (один бит) памяти на базе конденсатора, этот конденсатор нужно зарядить, а для того чтобы разряд установить в ноль, соответственно, разрядить. А это гораздо более продолжительные операции (в 10 и более раз), чем переключение триггера, даже если конденсатор имеет весьма небольшие размеры.

Второй существенный недостаток – конденсаторы предрасположены к «стеканию» заряда; другими словами, со временем конденсаторы разряжаются. Причём разряжаются они тем скорее, чем незначительнее их ёмкость. За то, что разряды в ней содержатся не статически, а «стекают» динамически во времени, память на конденсаторах приобрела своё название динамическая память.

В связи с этим обстоятельством, чтобы не утратить содержимое памяти, заряд конденсаторов для возобновления необходимо «регенерировать» через установленный интервал времени. Регенерация выполняется центральным микропроцессором или контроллером памяти, за обусловленное количество тактов считывания при адресации по строкам. Так как для регенерации памяти периодически приостанавливаются все операции с памятью, это существенно уменьшает производительность данного вида ОЗУ.

Память статического типа (Static Random Access Memory – SRAM).

SRAM – ОЗУ, которое не надо регенерировать, именуется статической памятью с любым доступом или просто статической памятью.

Плюс этого типа памяти – скорость. Так как триггеры сосредоточены на вентилях, а время приостановки вентиля очень мало, то и переключение состояния триггера происходит очень быстро.

Данный тип памяти не лишён изъянов. Группа транзисторов, входящих в состав триггера, обходится дороже, даже если они изживаются миллионами на одной кремниевой подложке. Кроме того, группа транзисторов занимает гораздо больше места, так как между транзисторами, которые создадут триггер, должны быть вытравлены линии связи. Применяется для организации сверхбыстрого ОЗУ, критичного к скорости работы.

 

3. Устройство и принципы функционирования оперативной памяти

Оперативная память ПК сегодня, как и десять лет тому назад, базируется на основе относительно дешевой динамической памяти - DRAM (Dynamic Random Access Memory). Масса поколений интерфейсной логики, поменялось за это время. Эволюция носила ярко выраженный преемственный характер - каждое новое поколение памяти практически полностью унаследовало архитектуру предыдущего, охватывая, в том числе, и характерные ему ограничения. Ядро же памяти и вовсе не претерпевало никаких принципиальных видоизменений.

Поэтому, устройство и принципы функционирования оперативной памяти лучше всего постигать от самых старых моделей памяти до самых нынешних разработок.

Ядро микросхемы динамической памяти состоит из массы ячеек, каждая из которых содержит всего один бит информации. На физическом уровне ячейки объединяются в прямоугольную матрицу, горизонтальные линейки которые называются строками (ROW), а вертикальные - столбцами (Column) или страницами (Page).Линейки выступают как стандартные проводники, на пересечении которых находится ячейки - простое устройство, включающее в себя один транзистор и один конденсатор. Конденсатору отводится роль прямого хранителя информации. Объем, которого составляет - один бит. Отсутствие заряда на обкладках соответствует логическому нулю, а его существование - логической единице. Транзистор же играет роль "ключа", хранящего конденсатор от разряда. В спокойном состоянии транзистор закрыт, но, стоит подать на определенную строку матрицы электрический сигнал, он откроется, объединяя обкладку конденсатора с соответствующим ей столбцом.

Чувствительный усилитель (sense amp), подсоединенный к каждому из столбцов матрицы, реагируя на слабый поток электронов, устремившихся через открытые транзисторы с обкладок конденсаторов, считывает всю страницу полностью. Именно страница является минимальной порцией обмена с ядром динамической памяти. Чтение/запись отдельно взятой ячейки невозможно! На самом деле, открытие одной строки приводит к открытию всех, подключенных к ней транзисторов, и тем самым, - разряду зафиксированных за этими транзисторами конденсаторов. Чтение ячейки деструктивно по своей природе, так как sense amp разряжает конденсатор в процессе считывания его заряда. Благодаря этому динамическая память представляет собой память разового действия. Для борьбы с потерей памяти прибегают к ее регенерации - периодическому считыванию ячеек с последующей перезаписью. Зависимо от конструктивных признаков регенератор может находиться как в контроллере, так и в микросхеме памяти. В современных модулях памяти регенератор чаще всего встраивается внутрь самой микросхемы, причем перед регенерацией содержимое обновляемой строки копируется в специальный буфер, что предотвращает блокировку доступа к информации.

 

Заключение

В этом реферате были раскрыты аспекты оперативной памяти. Мы удостоверились, что эта память является одним из главных элементов компьютера. Ведь именно от нее во многом зависит быстрая работа компьютера, а также программное обеспечение, которое мы сможем использовать на нем.

Одним из важнейших устройств компьютера является память, или запоминающее устройство (ОЗУ). По определению, данном в книге "Информатика в понятиях и терминах", ОЗУ - "функциональная часть цифровой вычислительной машины, предназначенной для записи, хранения и выдачи информации, представленных в цифровом виде. " Однако под это определение попадает как собственно память, так и внешние запоминающие устройства (типа накопителей на жестких и гибких дисках, магнитной ленты, CD-ROM), которые лучше отнести к устройствам ввода/вывода информации. Таким образом под компьютерной памятью в дальнейшем будет пониматься только "внутренняя память компьютера: ОЗУ".

В наше время создано много типов оперативной памяти: высокоскоростной и более медленной, дорогой и дешевой. Какую память стоит устанавливать на компьютер, должен принимать решение сам пользователь, в зависимости от того, какие возможности ему необходимы. Но надо помнить, что быстроразвивающаяся компьютерная область, в том числе программное обеспечение, предъявляют все большие запросы к компьютерам, в том числе и к оперативной памяти.

 

Список использованной литературы

 

 

ЮФ 2 курс 3 группа Тропина В. Е.

Оперативная память Современного ПК, типы оперативной памяти, устройство и основные характеристики.