Внутренняя память – это запоминающее устройство, которое напрямую связано с процессором и предназначено для хранения программ и данных, непосредственно участвующих в вычислениях.
Введение
Памятью электронной вычислительной машины (ЭВМ) является запоминающее устройство, которое выступает как информационный носитель, служащий для записи и сохранения информационных данных. Работа запоминающих устройств может базироваться на любых физических эффектах, которые обеспечивают наличие у системы минимум двух устойчивых состояний.
Компьютерная память является компонентом вычислительной машины, а именно физическим устройством или средой, предназначенными для сохранения информационных данных, участвующих в вычислительных процессах в течение некоторого временного интервала. Модули памяти, как и процессора, всегда были неименными компонентами компьютера с момента его изобретения. В вычислительном оборудовании память обладает иерархической структурой и, как правило, предполагается применение набора запоминающих модулей, обладающих разными параметрами и предназначением. Назначением памяти ЭВМ считается сохранение в своих элементах состояния внешних воздействий и записи информационных данных.
Процедура обращения к памяти разбивается на поделённые во времени операции, а именно записи и считывания. Как правило, такие операции выполняются под управлением специального модуля, именуемого контроллером памяти.
Внутренняя память электронной вычислительной машины является её главной памятью и состоит из следующих компонентов:
- Оперативного запоминающего устройства ОЗУ. В англоязычном варианте RAM, то есть Random Access Memory, что переводится как память с произвольным доступом.
- Постоянного запоминающего устройства ПЗУ. В англоязычном варианте ROM, то есть Read-Only Memory, что переводится как память только для чтения.
Современные направления развития внутренней памяти ЭВМ
Оперативная память служит для сохранения информационных данных, которые прямо участвуют в процессе вычислений на данном этапе работы компьютера. ОЗУ является энергозависимой памятью, то есть при отключении питающего напряжения информационные данные, которые хранятся в оперативной памяти, стираются. Основой ОЗУ являются большие интегральные схемы, которые содержат матрицы, состоящие из набора триггеров, представляющих собой полупроводниковые запоминающие элементы. Запоминающие элементы располагаются на пересечениях горизонтальных и вертикальных матричных шин.
В современном вычислительном оборудовании оперативная память реализуется на основе технологии динамической памяти с произвольным доступом(DRAM). Термин «память с произвольным доступом» означает, что выполняемое в настоящее время обращение к памяти не зависит от порядка предшествующих процедур и местоположения информационных данных в ней. Оперативная память может быть реализована в виде отдельного модуля, или находится в составе конструкции однокристальных ЭВМ или микроконтроллеров.
Себестоимость памяти может составлять значительную часть общей цены ЭВМ. Сегодня в передовом компьютерном оборудовании применяются модули памяти, выпускаемые такими известными фирмами как Sumsung, Western Digital, Transcend, Seagate, Kingston, San Disk и другими.
Очень популярными сегодня стали твёрдосплавные накопители, именуемые SSD. Они имеют быстродействие, значительно превосходящее этот показатель у стандартных жёстких дисков.
Память ЭВМ организована согласно следующей многоуровневой структуре:
- Память сверхоперативного типа (СВОП).
- Память типа кэш.
- Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)
- Оперативная память.
Кэш-память сегодня повсеместно применяется в мини-ЭВМ, а также и в супермощных ЭВМ. Память типа кэш реализуется на больших интегральных схемах (БИС) с высоким быстродействием, поскольку этот её параметр должен быть согласован с быстродействием арифметико-логического устройства (АЛУ) и устройства управления. Кэш-память применяется для сохранения самых часто применяемых приложений и информационных данных. Она является своеобразным связующим буфером между модулями, имеющими разное быстродействие, такими как, например, центральный процессор и оперативная память. Это позволяет получить значительный бонус по времени исполнения операций.
Оперативная память предназначена для сохранения информационных данных, таких как, программные приложения, собственно данные, промежуточные и итоговые результаты, которые прямо обеспечивают выполнение текущего вычислительного процесса в АЛУ и устройстве управления процессора. Как уже указывалось выше, данные в оперативной памяти хранятся лишь когда включено питание. По этой причине, чтобы избежать случайной потери информации блоки ОЗУ, применяемые для самых ответственных действий на ЭВМ высоких классов, должны быть обеспечены автономным питанием, автоматически подключаемым при перебоях базового питания.
При выполнении информационной обработки существует тесная взаимосвязь центрального процессора и оперативной памяти. Из оперативной памяти в центральный процессор пересылаются коды команд и операнды, а из центрального процессора в оперативную память пересылаются для сохранения промежуточные и итоговые результаты работы.
На сегодняшний день размер оперативной памяти ЭВМ измеряется многими гигабайтами, а время обращения к ОЗУ меньше, чем 0,2мкс. Элементной база применяется на основе полупроводниковых элементов. Непрерывное развитие элементной базы вносит постоянные коррективы в параметры оперативной памяти в сторону их улучшения.
Оперативная память ЭВМ состоит из двух областей:
- Область памяти с непосредственной адресацией, имеющая ёмкость 1024 Кбайт и расположенная в ячейках с адресами от нуля до 1024 Кбайт.
- Область памяти с расширенной адресацией, то есть от 1024 Кбайт и выше. Доступ к этим ячейкам памяти возможен с помощью драйверов.
