Память. 
Компьютерная техника

Память компьютера удобно представлять в виде последовательности ячеек. Каждая ячейка содержит информацию в количестве 1 байт. Любая информация хранится в памяти ПК в виде последовательности байтов. Ячейки пронумерованы друг за другом, причем номер первого от начала памяти байта равен нулю.

Основная задача, стоящая перед ПК при работе с памятью, — это найти данное или команду, т. е. определить местоположение требуемой информации в памяти. Для этого введено понятие адреса в памяти. Адрес информации — это номер первого из занимаемых этой информацией байтов. Каково наибольшее число для указания адреса? (Иначе: чем определяется объем доступной памяти компьютера?) Адрес, как и любая другая информация в компьютере, представляется в двоичном виде. Значит, наибольшее значение адреса определяется количеством битов, используемых для его двоичного представления.

Обмен данными между ЦП и памятью осуществляется с помощью специального устройства, называемого шиной. Упрощенно шину можно представить себе как набор параллельных проводов, каждый из которых передает 1 бит информации: 1 или 0.

Количество проводов в шине — это ширина шины. Именно ширина шины и есть то количество битов (разрядов), которое определяет количество одновременно передаваемой информации. Чем шире шина (больше ее разрядность), тем больше данных можно передавать одновременно, тем быстрее работает компьютер. Для передачи адресов используется шина адреса (ША), для передачи данных — шина данных. Естественно, что процесс усовершенствования современных компьютеров включает в себя и переход к более широким шинам. Т.о., наибольшее число N, которое можно использовать для указания адреса в памяти, определяется шириной n шины адреса по формуле: N = 2n. Итак, ширина шины адреса определяет объем доступной памяти компьютера. Современные IBM-совместимые компьютеры имеют ширину шины адреса 20, 24 или 32 разряда. ПК с 20-разрядной ША могут обращаться (адресовать) до 1 Мб (220 б) памяти. ПК с 24-разрядной ША могут адресовать уже до 16 Мб (224 б) памяти, а компьютеры с 32-разрядной шиной — именно они составляют большинство используемых в нашей стране компьютеров — могут адресовать уже до 4 Гб (232 б).

Весь объем памяти состоит из 3 частей:

ь Основная (или стандартная) — conventional memory — обычная память — занимает первые или, как говорят, нижние 640 Кб памяти;

ь верхняя (UMA — UpperMemoryArea) — занимает 384 Кб: от 640 Кб до 1Мб;

ь расширенная (extended memory) — память за пределами 1 Мб. Первые 64 Кб расширенной памяти называется областью высокойпамяти (highmemoryarea).

В процессе работы ПК каждая из этих частей используется для хранения определенных видов программ и данных.

Вся память ПК делится на 2 вида:

• ? ОЗУ
• ? ПЗУ.

Оперативная память (ОЗУ, RAM — RandomAccessMemory — память с произвольным доступом) — предназначена для чтения и записи информации. Содержимое этого вида памяти не сохраняется при выключении ПК (энергозависимая память). ОЗУ используется для хранения программ, составляемых пользователем, а также исходных, конечных и промежуточных данных, получающихся при работе процессора. В качестве запоминающих элементов в ОЗУ используются либо триггеры (статическое ОЗУ), либо конденсаторы (динамическое ОЗУ).

Постоянная память (ПЗУ, ROM — ReadOnlyMemory — память только для чтения) — позволяет только считывать информацию. Запись в этот вид памяти невозможна. Благодаря этому информация, находящаяся в ПЗУ, защищена от нарушений и изменений. Содержимое этого вида памяти сохраняется при выключении ПК (энергонезависимая память). В ПЗУ находятся важные для правильной работы ПК данные и программы, часть из которых ПК использует для своей работы сразу после включения (тест-мониторные программы, драйверы и др.).

Перспективным видом постоянной памяти является память с электрическим способом стирания и записи информации (FLASH-память), которая при острой необходимости позволяет перепрограммировать ПЗУ и тем самым оперативно улучшать характеристики ЭВМ. ПЗУ расположено в верхней памяти, т. е. составляет лишь небольшую часть общего объема памяти ПК. Большую часть всего объема памяти ПК занимает ОЗУ.

Есть еще один вид памяти, служащий для ускорения работы ПК — кэш-память(cache — тайник, т.к. она не доступна для программиста, а автоматически используется компьютером). В кэш-памяти запоминаются на некоторое время полученные ранее данные, которые будут использоваться процессором в ближайшее время.

Время доступа к информации, хранящейся в кэш-памяти, меньше, чем время доступа к этой же информации, хранящейся в других видах памяти ПК. Механизм кэширования ускоряет работу ПК, т.к. быстро действующим устройствам не приходится ожидать поступления информации от медленно действующих по сравнению с ними видов памяти. Кэш-память первого уровня размещается на одном кристалле с процессором, второго уровня — на материнской плате. Всего в современных ЭВМ имеется 2−3 ЗУ этого вида.