Презентация, доклад по информатике память

для записи, хранения и выдачи по запросу информации, необходимой для решения задачи на ЭВМ.

В памяти хранятся не только данные решаемых задач, но и программы их обработки.

в старых ЭВМ находилась внутри центрального процессорного шкафа, получила вполне естественное название внутренней, а память, сконструированная в виде отдельных устройств, стала называться внешней. По мере развития технологий производства размеры всех электронных устройств уменьшились настолько, что большинство из них удалось разместить внутри единого корпуса (системного блока), тем не менее указанные названия памяти сохранились до наших дней. При этом стало отчетливо видно, что две эти составляющие памяти на самом деле должны выделяться не столько по конструктивной “близости” к процессору, сколько по особенностям функционирования: критерием является механизм обмена данными с тем или иным запоминающим устройством. Таким образом, очень важный вывод состоит в том, что доступ процессора к информации во внутренней и внешней памяти реализуется принципиально по-разному.

плате или модулях ее расширения.

различными принципами хранения информации (магнитная, оптическая и магнитооптическая, а также флэш-память).
Устройства внешней памяти часто монтируются внутри системного блока, например, жесткий диск или накопитель на оптических дисках.

котором информацию можно без каких-либо ограничений считывать и записывать.
Такой вид памяти принято называть оперативное запоминающее устройство (ОЗУ; соответствующий английский термин, который часто встречается в технической литературе, — RAM, т.е. Random Access Memory — память с произвольным доступом).
В ОЗУ хранятся оперативные данные и программы (быть может, фрагменты программ) их обработки.

имели память на ртутных линиях задержки или электронно-лучевых трубках, затем использовались запоминающие элементы на магнитных сердечниках.
В настоящее время память изготовляется на полупроводниковой основе, т.е. производится теми же методами, что и микропроцессоры.

и записывать информацию из произвольного места памяти (сравните с магнитной лентой, где информация может считываться только последовательно).
Во-вторых, высокая скорость работы ОЗУ, приближающаяся к быстродействию микропроцессора.
И, наконец, необходимость специальных мер по сохранению информации из ОЗУ после завершения работы.

(ПЗУ; английское название — ROM, т.е. Read Only Memory — память только для чтения). Его содержимое можно только читать: исполняемая программа пользователя не может изменить записанную там информацию, поэтому она всегда неизменна и постоянно доступна компьютеру.

разработки позволяют производить обновление информации чисто электрическим путем, причем даже не вынимая микросхему из платы (в момент выполнения процедуры перепрограммирования компьютер в традиционном понимании неработоспособен!), ПЗУ такого рода реализуется на базе флэш-памяти (flash memory).

каждый компьютер содержит ПЗУ с программой начальной загрузки. В этой же самой микросхеме обычно хранятся минимальные программы работы с клавиатурой и другими устройствами, поэтому ее часто называют BIOS — Basic Input/Output System (данные программы можно сравнить с врожденными безусловными рефлексами у живого существа; роль приобретенных рефлексов играют загруженные в компьютер программы).

ОЗУ, — оба запоминающих устройства имеют общее адресное пространство. Запись и чтение информации в обоих случаях основываются на принципе адресации, входящем в перечень базовых принципов устройства компьютера

так называемая кэш-память. Кэш является вспомогательным видом памяти, и объяснение его сущности носит технический характер. Кэш “невидим” для пользователя, а данные, хранящиеся там, недоступны для прикладного программного обеспечения.

между процессором и ОЗУ.

Проблема – тактовая частота работы процессора значительно выше, чем тактовая частота ОЗУ, процессор «простаивает», ожидая данные.

кэш-память

ОЗУ

Чтение из ОЗУ – сначала в кэш. Если нужная ячейка уже есть в кэше, она берется из кэша (быстро).

медленно

быстро

извлеченные из ОЗУ данные или команды программы копируются в кэш; одновременно в специальном каталоге адресов запоминается, откуда информация была извлечена. Если эти данные потребуются повторно, то уже не надо будет терять время на обращение к ОЗУ — их можно получить из кэш-памяти значительно быстрее. Поскольку объем кэш существенно меньше объема оперативной памяти, его контроллер (управляющая схема) тщательно следит за тем, какие данные следует сохранять в кэш, а какие заменять: удаляется та информация, которая используется реже или совсем не используется. Контроллер обеспечивает и своевременную запись измененных данных из кэш обратно в основное ОЗУ.

же ячейки

неэффективно, если все время нужны разные ячейки

Многоступенчатое кэширование:

процессор

ядро

ОЗУ

L1

L2

64 Кб

128 Кб…4Мб

L1 быстрее L2!

ЭВМ:
сверхоперативное запоминающее устройство небольшой емкости
кэш-память или память блокнотного типа
кэш L1 (Еп= 16-32 Кбайта с временем доступа 1-2 такта процессора);
кэш L2 (Еп= 128-512 Кбайт с временем доступа 3-5 тактов)
кэш L3 (Еп= 2-4 Мбайта с временем доступа 8-10 тактов).
оперативное запоминающее устройство
постоянное запоминающее устройство
внешнее запоминающее устройство

организацию. Наиболее просто была устроена память в ЭВМ первых двух поколений.
Она состояла из отдельных ячеек, каждая из которых считывалась или записывалась как единое целое. Любая ячейка имела свой номер (адрес); очевидно, что адреса соседних ячеек были последовательными целыми числами.
В первых ЭВМ использовались данные только одного типа — числа, причем их длина из соображений простоты, как правило, выбиралась равной длине машинной команды. Ячейка типичной ЭВМ того времени состояла из 30–40 двоичных разрядов.

минимальная порция информации для обмена с ОЗУ была установлена равной 8 двоичным разрядам, т.е. 1 байту. Введение байтовой структуры памяти сделало возможным обрабатывать несколько типов данных разной длины, например, символы текста — 1 байт, целые числа — 2 байта, вещественные числа обычной или двойной точности — 4 и 8 байт соответственно. Важно подчеркнуть, что минимальный объем адресуемой информации в ОЗУ составляет 1 байт. Зато для более крупных данных современный процессор способен извлечь из ОЗУ 4–8 байт одновременно.

каждый байт имеет свой номер, а положение многобайтовой информации задается адресом первого байта и их количеством.

число).
Байт – это наименьшая ячейка памяти, имеющая собственный адрес (4, 6, 7, 8, 12 бит).
На современных компьютерах 1 байт = 8 бит.

Слово = 2 байта

Двойное слово = 4 байта

количества двоичных разрядов шины адреса и в настоящее время измеряется гигабайтами.

Емкость запоминающих устройств —
количество структурных единиц информации, которые одновременно можно разместить в памяти

цифра, наименьшая структурная единица информации
1 бит (binary digit – двоичное число) = 0 или 1,
1 байт = 8 бит,
1 килобайт (1Кб) = 213 бит = 210 байт ,
1 мегабайт (1Мб) = 223бит = 210 Кбайт = 220 байт ,
1 гигабайт (1Гб) = 233 бит = 210 Мбайт ,
1 терабайт (1Тб) = 243 бит = = 210 Гбайт ,
1 петабайт (1Пб) = 253 бит,
1 эксабайт (1Эб) = 263 бит.