МОСКОВСКАЯ АКОДЕМИЯ ПРЕДПРИНЕМАТЕЛЬСТВА
ПРИ ПРАВИТЕЛЬСТВЕ г. МОСКВЫ
БЛАГОВЕЩЕНСКИЙ ФИЛИАЛ
ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
ПО КУРСУ: ИНФОРМАТИКА
ВЫПОЛНИЛА: ПАПОНОВА А И
НОМЕР ВАРИАНТА: 4
НОМЕР ГРУППЫ: Б-553
БЛАГОВЕЩЕНСК 2008г
Задание №1
Организация и основные характеристики основной памяти персонального компьютера (ОЗУ, ПЗУ)
Запоминающие устройства ЭВМ – это совокупность устройств, обеспечивающих хранение и передачу данных. Основные операции, выполняемые запоминающими устройствами, - запись и считывание информации, которые в совокупности называются обращением к памяти.
Наиболее важные характеристики запоминающих устройств – их емкость (объем хранимой информации) и быстродействие (время доступа к информации).
Информация всегда имеет форму сообщения, а сообщение кодируется тем или иным набором знаков, символов, цифр. Теоретически и экспериментально было показано, что самым удобным и эффективным является использование в вычислительной технике двоичного кода, то есть набора символов, алфавита, информации в вычислительных машинах, его еще называют машинным кодом.
Элементарное устройство памяти компьютера, которое применяется для хранения одной двоичной цифры машинного кода программы или данных, называется двоичным разрядом или битом.
Слово бит произошло от английского термина bit, представляющего собой сокращение словосочетаний BinarydigiT (двоичная цифра). Бит может находиться только в одном из двух возможных состояний, одно из которых принято считать изображением цифры «0», а другое – изображением цифры «1». Всегда когда в этом возникает необходимость и вне зависимости от текущего состояния, можно перевести бит из одного состояния в другое. Иначе говоря, в бит можно записать новую информацию.
Для хранения двоичных чисел в компьютере служит устройство, которое принято называть ячейкой памяти. Ячейки образуются из нескольких битов, так же как двоичные числа образуется из двоичных разрядов. А всю память компьютера можно представить как автоматическую камеру хранения, состоящую из большого количества отдельных ячеек, в каждую из которых можно положить, записать некоторое двоичное число.
Важнейшей характеристикой памяти является ее объем. Объем памяти равен количеству байтов, из которых она состоит, и, следовательно, объем памяти измеряется в байтах. Слово байт произошло от английского термина byte, представляющего собой сокращение словосочетания BinarYTErm – двоичный терм, выражение. Байт сохраняет все свойства бита, то есть он может сколь угодно долго хранить записанный в него двоичный код, этот код можно прочитать, можно также записать в байт любой новый код. Каждый из восьми битов байта может содержать любую из двоичных цифр независимо от остальных. Следовательно, байт может содержать произвольную комбинацию, последовательность из восьми нулей или единиц.
Когда речь идет о характеристике некоторого участка памяти, используется термин, длинна участка памяти. Длина участка памяти также измеряется в байтах, и понятия объем памяти, и длина участка памяти представляют собой одну и ту же характеристику- количество байт, из которых состоит обсуждаемый объект.
Хранение и обработка информации реализованы в двоичных кодах с применением двоичной системы счисления. Это связано с использованием в ЭВМ многоразрядных электронных систем памяти, каждый разряд которых – бит, может принимать одно из двух различных состояний – 0 или 1. следовательно, минимальная единица измерения информации – это бит – одна двоичная цифра. Последовательность восьми двоичных разрядов образует байт, т.е. 8 бит.
Второе значение понятия «байт» - минимальная адресуемая ячейка памяти. В этом смысле величина байта необязательно составляет 8 двоичных разрядов.
Единица измерения информации «слово» составляет два байта, или 16 бит; двойное слово – четыре байта, 32 бита.
Байты памяти условно пронумерованы. Начальным номером является нулевой. Конечный номер определяется техническими характеристиками устройства. Порядковый номер байта памяти задает его адрес. Указанный размер слова и двойного слова в некоторых типах ЭВМ может составлять другую величину битов.
Для облегчения работы с большими объемами памяти на практике применяют более крупные единицы, такие как:
1 Килобайт (Кбайт)=1024 байта
1 Мегабайт (Мбайт)=1024 Кб
1 Гигабайт (Гбайт)=1024 Мб
1 Терабайт (Тбайт)=1024 Гб
1 Петабайт (Пбайт)=1024 Тб
1 Эксабайт (Эбайт)=1024 Пб
1 Зетабайт (Збайт)=1024 Эб
1 Йоттабайт (Йбайт)=1021 Зб
В составе компьютера имеется несколько уровней, разновидностей памяти. Важнейшим для работы компьютера видами памяти являются оперативная память и внешняя память.
Память – группа устройств, которые обеспечивают хранение программ и данных.
ЭВМ имеет несколько типов запоминающих устройств, выполняющих различные функции, имеющих разные характеристики. Различают внутренние и внешние запоминающие устройства.
Внутренние запоминающие устройства (электронные устройства) непосредственно взаимодействуют с процессором, имеют высокое быстродействие и относительно небольшую емкость. К внутренним запоминающим устройствам относятся: регистровая паять (составная часть процессора); кэш – память; оперативная память, постоянная память.
Регистры – внутренняя память процессора, в которой хранятся промежуточные результаты обрабатываемых процессором данных. Она имеет высокое быстродействие, сопоставимое с быстродействием процессора, и малую емкость (сотни байтов). Данные загружаются в регистры из оперативной памяти, обрабатываются в них процессором, а потом опять переписываются в оперативную память.
Оперативная память обеспечивает возможность обращения процессора к любой ее ячейке, поэтому называется памятью с произвольным доступом (RAM – RandomAccessMemory). Каждая ячейка памяти имеет свой порядковый номер, являющимся ее адресом. Адресное пространство – номер максимальной ячейки памяти, доступной процессору.
Оперативной памятью называется устройство компьютера, предназначенное для хранения выполняющихся в текущий момент времени программ, а также всех данных, необходимых для их выполнения.
Процессор компьютера имеет непосредственный доступ ко всей информации, которая находится в оперативной памяти, могут быть выполнены процессором, а данные, находящиеся в оперативной памяти, могут быть по этим программам обработаны.
Из определения следует, что в оперативной памяти на стадии выполнения могут одновременно находится несколько программ. Кроме того, в оперативной памяти могут находиться как обрабатываемые, так и уже обработанные программой данные. Можно считать, что оперативная память представляет собой последовательность пронумерованных байтов. Каждый байт имеет свой собственный номер, который называют адресом. Содержимое любого байта памяти может обрабатываться независимым от остальных байтов образом. Указав адрес байта, можно прочитать код, который в нем записан или записать в этот байт какой – либо другой код. Поэтому оперативную память называют еще прямоадресуемой памятью, памятью с прямым доступом, и обозначают RAM(RandomAccessMemory- память произвольного доступа). Для оперативной памяти используются еще: оперативное запоминающее устройство, основная оперативная память, основная память.
Максимально возможный объем оперативной памяти, который иногда называют адресным пространством, и объем памяти, фактически присутствующий в составе машины, являются важнейшими характеристиками данной модели в целом и конкретного экземпляра компьютера. Адресное пространство является величиной постоянной для данной модели, в то время как фактический объем оперативной памяти может у разных экземпляров быть разным, но он не может быть больше, чем адресное пространство для данной модели.
Кроме оперативной памяти в состав персонального компьютера входит кэш-память – память процессора. Но часто и различные внешние устройства (например, накопители на дисках) имеют свою собственную кэш – память. Она не относится к внутренним запоминающим устройствам и является специализированной памятью конкретного устройства. Кроме того, в современных операционных системах всегда используется кэширование дисков. Для этого выделяется область оперативной памяти, через которую происходит обмен данными накопителями.
В общем случае под кэш – памятью понимается быстродействующая память, предназначенная для ускорения доступа к данным, размещенным в памяти, обладающим меньшим быстродействием. Принцип ее работы состоит в том, что по мере работы устройства кэш – память заполняется данными из памяти, обладающей меньшим быстродействием, и при последующих обращениях медленной памяти сначала проверяется наличие этих данных в кэш – памяти.
Если нужные данные уже размещены в ней, то их загрузка осуществляется существенно быстрее. Если нужных данных в кэш – памяти нет, то происходит обращение к медленно действующей памяти, и считанные из нее данные загружаются в кэш – память вместо неиспользуемого в текущий момент фрагмента данных кэш – памяти. Разработаны различные механизмы, позволяющие так спланировать загрузку – выгрузку данных из кэш – памяти, чтобы обеспечить оптимизацию времени доступа к данным медленно действующей памяти.
Еще один вид памяти компьютера – постоянная память, или ROM(ReadOnlyMemory – память только для чтения). Эта память отличается от оперативной тем, что запись информации в постоянно запоминающее устройство осуществляется только один раз на заводе – изготовителе.
И в дальнейшем из этой памяти возможно только чтение. Кроме того, при отключении электропитания данные, записанные в постоянно запоминающее устройство, сохраняются. Постоянная память используется для хранения наиболее важных и часто используемых служебных программ, которые осуществляют проверку работы отдельных устройств компьютера, а также выполняют постоянно используемые операции по обмену данными клавиатурой, монитором и памятью компьютера. Этот комплекс программ образует базовую систему вводу - вывода или сокращенно BIOS(BaseInputOutputSystem-базовая ввода - вывода система).