Презентация Основная память. презентация Основная память. Запоминающие устройства
 Скачать 0.94 Mb.
|
|
ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА Внутренняя память имеет сравнительно небольшой объем. Она входит в состав вычислительной системы и непосредственно участвует в обмене информацией с процессором в процессе вычислений. Внешняя память дополняет и расширяет возможности внутренней памяти. Внутренняя память Представляет собой полупроводниковые запоминающие устройства (ЗУ). Полупроводниковые ЗУ выполняются на больших интегральных схемах (БИС). Информация в ЗУ представляется n-разрядными двоичными словами. ЯП предназначена для хранения одного двоичного слова. ЯП состоят из фиксированного числа элементов памяти (ЭП). ЭП хранит один бит двоичного слова. Каждая ЯП имеет уникальный номер (адрес), задаваемый m-разрядным двоичным кодом. Организация памяти В памяти может храниться N n-разрядных слов. Режимы работы памяти:
Чтобы обратиться к конкретной ячейке памяти, необходимо указать ее адрес.
Единицы измерения информации:
tобр. = tа + tст + tз При считывании время складывается из времени поиска ячейки по адресу tа и времени затраченного на считывание информации из найденной ячейки tсч и времени восстановления информации tвос (при разрушающем считывании): tобр. = tа + tсч + tвос Классификация внутренней памяти по способу обращения Оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) БИС ОЗУ предназначены для кратковременного хранения оперативной, часто изменяющейся информации. ОЗУ является энергозависимой памятью, т.е. при отключении питания информация в ОЗУ разрушается. Микросхемы ОЗУ обозначаются RAM (Random Access Memory - память с произвольным доступом) , т.е. подразумевают возможность обращения к любой ячейке в произвольном порядке. В динамических ОЗУ (DRAM) элемент памяти строится на конденсаторе (при записи «1» конденсатор заряжается, а при записи «0» – разряжается). При считывании происходит опрос заряда конденсаторов. Состояние элементов памяти определяется по наличию или отсутствию тока считывания в разрядной шине. Наличие тока воспринимается как лог. «1». Структурная схема статического ОЗУ Микросхемы ОЗУ состоят из накопителя и схем управления. Накопитель предназначен для хранения информации и представляет собой матрицу элементов памяти. Число ЭП определяет информационную емкость микросхемы. Схемы управления позволяют производить поиск, ввод и вывод информации.
Микросхемы ОЗУ имеют три типа выводов:
На адресные входы Аm-1 ….A1А0 подается m-разрядный адрес ячейки, к которой производится обращение. На управляющие входы подаются сигналы, определяющие режим работы микросхемы. Вход CS (Crystal select – выбор кристалла) «разрешает» обращение к микросхеме. При пассивном сигнале на CS микросхема находится в режиме хранения (обращение к ней запрещено, ЯП недоступны). Он может быть двух видов: (W/R) : (R/W) : Многоразрядная оперативная память как правило бывает с двунаправленной (совмещенной) шиной входных и выходных данных. Микросхемы в этом случае имеют двунаправленные выводы (входы/выходы), на которых в режиме записи присутствует записываемая информация, а в режиме считывания отображается содержимое запрашиваемой ЯП. Например, Например, Микросхемы имеют выходы 3С, что позволяет отключать их от шины, переводя в состояние Z. По разрядности шины данных можно определить длину ячейки. Зная количество ячеек и их длину можно определить организацию микросхемы и ее информационную емкость. Например, определить организацию и информационную емкость микросхемы ОЗУ К565РУ2, организовать запись «1» в 109 ячейку памяти. n = 1 (микросхема имеет 1-разрядную выходную шину данных); N = 210 (разрядность адресной шины – 10). Таким образом, организация микросхемы: 1024х1 (1024 1-разрядных ЯП). Информационная емкость: М = 1024 (бит) = 1 Кбит А9 А8 А7 А6 А5 А4 А3 А2 А1 А0 109D = 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1В 2) Подать записываемое слово на DI; 3) обеспечить подачу управляющих сигналов для режима записи: W/R = 0; CS = 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 Задания для самостоятельной работы:
Микросхемы оперативной памяти довольно часто объединяются для увеличения разрядности данных (длины обрабатываемого слова) или разрядности адреса (количества ячеек). Наращивание разрядности обрабатываемого слова Для этого микросхемы ОЗУ соединяются параллельно. Входы CS всех микросхем объединяются, также объединяются входы W/R. На все микросхемы одновременно подается один и тот же адрес. При записи на каждую микросхему подаются соответствующие разряды записываемого слова. Наращивание количества ячеек памяти Для этого микросхемы соединяются последовательно. Для увеличения количества ячеек вдвое достаточно 2-х микросхем ОЗУ. Входы CS всех микросхем объединяются, также объединяются входы W/R. Данные подаются одновременно на все микросхемы. Младшие разряды адреса подаются одновременно на обе микросхемы, а значение старшего разряда адреса будет определять какая микросхема ОЗУ активна. Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) ПЗУ служат для длительного хранения постоянной информации, не изменяющейся в процессе работы компьютера (системной информации – BIOS, микропрограмм, подпрограмм, тестовых программ, таблиц, констант). Основной режим работы ПЗУ – режим многократного считывания заранее записанной информации. ПЗУ являются энергонезависимой памятью, т.е. при отключении питания информация сохраняется. Процесс организации перемычек называется программированием ПЗУ («прошивкой»). По способу занесения информации ПЗУ делятся на три типа: масочные ПЗУ, программируемые пользователем (ППЗУ) и репрограммируемые или перепрограммируемые пользователем (РПЗУ). Масочные ПЗУ Этому типу памяти соответствует обозначение ROM (Read Only Memory — память только для считывания). Запись информации в память производится в процессе изготовления микросхемы на заводе-изготовителе. Информация заносится с помощью специального фотошаблона (маски) и впоследствии не может быть изменена пользователем. Микросхема работает в двух режимах: хранения и считывания. Эти ПЗУ обладают самым высоким быстродействием среди энергонезависимых ЗУ. Готовая запрограммированная микросхема имеет низкую стоимость, обладает высокой надежностью и устойчивостью к электромагнитным полям. Но после изготовления записывать и модифицировать данные в ней невозможно. УГО масочного ПЗУ в общем виде: Программируемые ПЗУ (ППЗУ) Этому типу ПЗУ соответствует обозначение PROM (Programmable Read Only Memory). Микросхема поступает к пользователю с полным набором возможных перемычек, пользователь с помощью программатора самостоятельно программирует (пережигает) перемычки в соответствии со своими задачами. Программирование производится однократно, дальнейшее ее изменение невозможно. В дальнейшем микросхема работает только для считывания. УГО программируемого ПЗУ в общем виде: Репрограммируемые ПЗУ (РПЗУ) Этому типу ПЗУ соответствует обозначение RPROM (EPROM) илиEЕPROM. Микросхемадопускает многократное программирование пользователем. РПЗУ способны практически бесконечно долго хранить информацию при отключении питания и в то же время допускают многократное ее изменение. Но в отличие от ОЗУ обладают высоким быстродействием только в режиме считывания. Стирание информации и запись требуют длительного времени и может осуществляться когда устройство останавливает свою работу. EЕPROM – Electrically Erasable Programmable ROM – микросхемы, информация в которых стирается электрическими сигналами (более дорогостоящая по сравнению с EPROM). Запись информации в любые РППЗУ производится с помощью подачи определенных последовательностей электрических сигналов. В настоящее время наиболее распространена EEPROM программируемая в целевом устройстве с использованием программы процессора – Flash-память (Flash Erase EEPROM). Пользователь может самостоятельно модернизировать BIOS своего компьютера с помощью программы перезаписи flash-памяти. Условно-графическое обозначение FLASH памяти на принципиальных схемах |