Аналіз пам’яті комп’ютера

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Программирование


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Історія

персонал труд активный пассивный

Історія появи перших обчислювальних машин сягає в далеке вульгарне. Так, ще в XVII столітті німецьким вченим В. Шиккардом була винайдена обчислювальна машина, яка виконувала чотири обчислювальних дії, а також накопичувала проміжні результати обчислень. У 1834 році англійський вчений Ч. Беббедж створив обчислювальну машину, названу ним аналітичної, яка мала обчислювальний пристрій, пам’ять та елементи автоматичного керування обчислювальним процесором. Наприкінці XIX століття американський винахідник Г. Голля Рит сконструював перший перфораційні машини, які виконували сортувальні і деякі обчислювальні операції. У нашій країні в 1930—1950 рр. були досягнуті значні успіхи в області розробки засобів обчислювальної техніки. У цей період були створені повні комплекти перфораційних обчислювальних машин, а також різні аналогові обчислювальні машини і моделюючі пристрою.

Організація пам’яті

Всім комп’ютерам потрібна пам’ять декількох виглядів. Пам’ять вимагається на кожному кроці виконання програм. Пам’ять потрібна як для вхідних даних так і для зберігання результатів. Вона необхідна для взаємодії з периферією комп`ютера і навіть для підтримання образу, видимого на екрані. Вся пам’ять комп’ютера ділиться на внутрішню і зовнішню.

В комп’ютерних системах робота з пам’яттю грунтується на дуже простих концепціях. В принципі, всі, що вимагається від комп’ютерної пам’яті, це зберігати один байт інформації так, щоб потім він міг бути витягнутий звідти. В нинішній час широке розповсюдження отримали прилади динамічної пам’яті що базуються на можливості зберігати електричний заряд. Ці прилади називаються конденсаторами. З першого погляду конденсатор не задовольняє основній вимозі приладів пам’яті. Він не здатний зберігати заряд протягом тривалого проміжку часу, але він дозволяє робити це протягом кількох мілісекунд, що цілком достатньо, щоб використати це в електроніці. За цей час спеціальні ланцюги комп’ютера забезпечують підзарядку конденсатора, тобто поновлення інформації. Через безперервну природу цього процесу така пам’ять називається динамічною. В сучасних персональних комп’ютерах динамічна пам’ять реалізується на базі спеціальних ланцюгів провідників, що замінили звичайні конденсатори. Велика кількість таких ланцюгів об'єднуються в корпусі одного динамічного чіпа. Однак подібно пам’яті на конденсаторах, вона повинна постійно поновлюватись.

Одним з основних елементів комп’ютера, що дозволяє йому нормально функціонувати, є пам’ять. Внутрішня пам’ять комп’ютера — це місце зберігання інформації, з якою вона працює. Внутрішня пам’ять комп’ютера є тимчасовим робочим простором; на відміну від неї зовнішня пам’ять, така як файл довготривалого зберігання інформації. Інформація під внутрішньої пам’яті не зберігається при виключенні живлення. Кожна комірка пам’яті має адресу, що використовується для її знаходження.

Адреса, це числа, починаючи з нуля для першої комірки, що збільшуються у напрямку до останньої комірці пам’яті. Оскільки адреси — це ті ж числа, комп’ютер може використовувати арифметичні операції для обчислення адрес пам’яті.

Архітектура кожного комп’ютера накладає власні обмеження на величинуадрес. Найбільший можливий адрес визначає об'єм адресного простору комп’ютера або те, який об'єм пам’яті він може використовувати. Звичайно комп’ютер використовує пам’ять меншого об'єму, ніж допускається його можливостями адресації.

Перспективи розвитку пам’яті

Пам’ять складається з безлічі осередків, де зберігаються значення; кожна клітинка позначається адресою. Розміри цих осередків і, власне, типи значень, які можуть у них зберігатися, відрізняються у різних комп’ютерів.

Деякі старі комп’ютери мали дуже великий розмір осередків, іноді до 64К біт в кожному осередку. Ці великі осередки називалися «словами». Супер-комп'ютери Крей і комп’ютер Юніварк орієнтовані на роботу зі словами. Складність роботи зі словами великої довжини полягає в тому, що зазвичай програми працюють не з цілими словами, а з їх частинами. Тому більшість сучасних комп’ютерів, і в тому числі всі персональні комп’ютери, використовують значно менший розмір комірки пам’яті, що складається всього з 8 біт або «байти»: байт — це дуже зручна одиниця інформації, тому, що вона дозволяє зберігати код однієї літери алфавіту або одного символу. Біт — найменша частинка пам’яті комп’ютера. Звідси у слова біт є два значення: одиниця вимірювання інформації і частина пам’яті комп’ютера. Оскільки символ займає в точності один байт, термін «байт» і «символ» часто використовуються в одному і тому ж сенсі.

Модернізація пам’яті

Функція ОП є зберігання слів інформації, кожне з яких в рівній мірі є процесору та інших пристроїв ЕОМ, пов’язаних з оперативною пам’яттю. У структурному відношенні ОП складається з комплексу швидкодіючих запам’ятовуючих пристроїв.

Пам’ять завжди була важливим елементом комп’ютера. Перший комп’ютер мав здатністю звертатися до 640К оперативної пам’яті - RAM. Але в ті дні, коли стандартом вважалися 64К, це було занадто великий величиною, настільки великий, що навіть не знали, що можна з нею робити. В даний час пам’яті в 640К вже не вистачає. Пам’ять комп’ютера зазвичай називають RAM, що означає пам’ять з оперативними запам’ятовуючим пристроєм. Це тимчасова пам’ять, керована мікропроцесором комп’ютера і використовується програмним забезпеченням таким чином, щоб ми могли створювати й обробляти інформацію. Пам’ять може бути або тимчасової, або постійною.

Внутрішня пам’ять

RAM — це тимчасова, оперативна пам’ять, тому що, коли відключити живлення, вміст RAM втрачається. Цей недолік компенсується наявністю в комп’ютері накопичувачів на дисках, які зберігають інформацію постійно. Інформація, записана в дискову пам’ять, не стирається при виключенні живлення комп’ютера. Однак комп’ютер не може безпосередньо обробляти інформацію, що зберігається на диску. Він працює безпосередньо тільки з RAM. У пам’яті він зберігає різні величини, виробляє порівняння, копіює і пересилає інформацію. Чим більше у комп’ютера пам’ять, тим більше інформації він може зберігати і тим більше інформації зможе обробляти за заданою програмою мікропроцесора. Це масив кристалічних комірок що зберігають дані, існує багато різних типів оперативної пам’яті, але з точки зору фізичного принципу дії розрізняють динамічну пам’ять (DRAM) і статичну пам’ять (SRAM). Комірки динамічної пам’яті можна представити в вигляді мікроконденсаторів, що можуть накопичувати заряд на своїх обкладках.

Це найбільш поширений і економічно доступний тип пам’яті. Недоліки цього типу пов’язані по-перше, з тим що як при заряді так і при розряді конденсаторів незбіжні перехідні процеси, тобто запис даних відбувається порівняно повільно. Другий важливий недолік пов’язаний з тим, що заряди комірок мають властивість розсіюватися в просторі, при чому досить швидко. Якщо оперативну пам’ять постійно не підзаряджувати, втрата даних відбувається через декілька сотих долей секунди. Для боротьби з цим явищем в комп’ютері відбувається постійна регенерація комірок оперативної пам’яті. Регенерація відбувається декілька десятків разів в секунду і викликає не спонтанний розхід ресурсів обчислювальної системи. Комірки статичної пам’яті можна представити як електронні мікроелементи — тригери, що складаються з декількох транзисторів. В тригері зберігається не заряд, а стан (включено/виключено), тому цей тип пам’яті забезпечує швидку бистродію, хоча технологічно він складніше і відповідно дорожче. З пам’яті процесор бере програми і вихідні дані для обробки, у неї він записує отримані результати. Назва «оперативна» ця пам’ять одержала тому, що вона працює дуже швидко, так що процесору практично не доводиться чекати при читанні даних з пам’яті запису в пам’ять.В оперативній пам’яті зберігається тимчасова інформація, яка змінюється в міру виконання процесором різних операцій, таких як запис, зчитування, збереження.

При відключенні комп’ютера вся інформація, яка перебувала в оперативній пам’яті зникає, якщо вона не була збережена на інших носіях інформації. Крім оперативної пам’яті існує ще і постійна пам’ять (ПЗУ). Її головна відмінність від ОЗУ — неможливість в процесі роботи змінити стан осередків ПЗУ. У сучасних комп’ютерах оперативна пам’ять переважно представлена динамічною пам’яттю з довільним доступом DRAM (динамічна оперативна пам’ять). Один із видів комп’ютерної пам’яті із випадковим доступом RAM, найчастіше використовується в якості ОЗП сучасних комп’ютерів. Основна перевага пам’яті цього типу полягає в тому, що її комірки упаковані дуже щільно, тобто в невелику мікросхему можна упакувати багато бітів, а значить, на їх основі можна побудувати пам’ять великої ємкості. Внутрішня пам’ять (основна) — пам’ять високої швидкості і обмеженого об'єму. Всі вузли комп’ютера виконують певну роботу з інформацією.

ROM — це постійна пам’ять, що допускає тільки зчитування. Доступ до неї здійснюється так ж, як і до RAM, але запис у цю пам’ять робити не можна. Вона зберігає інформацію постійно, тому інформація може тільки читатися. Вміст ROM не загубиться при вимкненому живленні. У комп’ютерах ROM використовується в різних цілях. Система BIOS персонального комп’ютера (ПК) зберігається в мікросхемі ROM. Крім обмеження в 1 Мб використовуваної в персональному комп’ютері оперативної пам’яті RAM при роботі з DOS зрозуміло, що пам’ять в ПК є безперервною. В момент включення комп’ютера в його оперативній пам’яті відсутні будь-які дані, оскільки оперативна пам’ять не може зберігати дані при вимкненому комп’ютері. Але процесору необхідні команди, в тому числі і відразу після включення. Тому процесор звертається за спеціальною стартовою адресою, яка йому завжди відома, за своєю першою командою. Ця адреса вказує на пам’ять, яку прийнято називати постійною пам’яттю ROM або постійним запам’ятовуючим пристроєм (ПЗП). Мікросхема ПЗП здатна тривалий час зберігати інформацію, навіть при вимкненому комп’ютері. Кажуть, що програми, які знаходяться в ПЗП, «зашиті» у ній — вони записуються туди на етапі виготовлення мікросхеми. Комплект програм, що знаходиться в ПЗП утворює базову систему введення/виведення BIOS (Basic Input Output System). Основне призначення цих програм полягає в тому, щоб перевірити склад та працездатність системи та забезпечити взаємодію з клавіатурою, монітором, жорсткими та гнучкими дисками.

Регістри. Це надшвидкісна, найпростіша пам’ять процесора. Вони зберігають адресу команди, саму команду, дані для її виконання і результат. Їх призначення зберігати двоїчну інформацію невеликого об'єму на протязі короткого відліку часу. Їх призначення зберігати двійкову інформацію невеликого об'єму протягом короткого проміжку часу. Ці регістри представляють собою набір синхронних тригерів, кожен з яких зберігає один розряд двійкового числа. Введення (запис, завантаження) і висновок (зчитування) інформації проводиться одночасно в усіх розрядах паралельним кодом. Запис забезпечується тактовим імпульсом.З приходом чергового тактового імпульсу відбувається оновлення записаної інформації.

Кеш-пам'ять. Це швидка буферна пам’ять невеликої місткості, що розташована поміж процесором і основною пам’яттю. Кеш працює на повній швидкості процесора і не пригальмовує його роботу. Кеш (cache в перекладі з анг. -- сховище) лишається прозорим для програміста, тому що система інструкцій процесора, як правило, не містить команд роботи з кешем. При поясненні роботи кеша можна прийняти, що процесор також не «бачить» кеш і генерує адреси пам’яті так, ніби кеша немає. Проте кеш, як правило, існує, і на апаратному рівні перехоплює сигнали

Зовнішня пам’ять

Жорсткі диски. На сьогоднішній день зовнішні жорсткі диски не тільки затребувані, їх актуальність стрімко зростає, навіть незважаючи на всі прогнози. Причини цього явища такі: в першу чергу, поступово падає в ціні флеш-пам'ять, але цей процес здійснюється поступово, вона просто не встигає задовольнити запити користувачів персональних комп’ютерів. Жорсткі диски, компактного формату, особливо мобільні (діаметр пластини становить 2,5), постійно досягають нових масштабів ємності і при цьому зберігається колишній рівень цін.

Масові зовнішні жорсткі диски зі стандартною товщиною, за своїм об'ємом, стали досягати відміток у 1 ТБ, хоча це ще не межа можливостей збільшення обсягів. Тут, звичайно, флеш-пам'ять не може стати аналогом. Також, більшість користувачів ПК мають в наявності декілька комп’ютерів, і, звичайно ж, оцінили переваги мобільності в користуванні зовнішніми жорсткими дисками. Ще однією важливою особливістю вінчестера є можливість його використання в якості носія для резервного копіювання та архівування. Звичайно ж, для даних функцій простіше використовувати більш функціональні і зручні пристрої на базі жорстких дисків, але для використання в якості сховища для архівів підійде і звичайний, стандартний зовнішній жорсткий диск. Зовнішні жорсткі диски — відмінний засіб для того, щоб зберігати резервні копії даних окремо від основної системи. Звичайно, це не врятує від втрати дорогого ноутбука, але допоможе запобігти куди більшим неприємностям, тому що одночасно з такою втратою не будуть втрачені необхідні документи і архіви електронної пошти.

Гнучкі, магнітні диски. Накопичувачі на жорсткому магнітному диску служать для роботи з дисками, які ще називають вінчестерами. Вінчестер — це кілька твердих круглих пластин, які закріплено на одному стержні й поміщено в герметичний корпус. Магнітні поверхні вінчестера форматуються, і запис інформації на них здійснюється так само, як і на звичайні дискети. Але вони мають значно більший об'єм пам’яті. Вінчестери призначено для постійного зберігання інформації: програм ОС, пакетів програм, що часто використовується, редакторів документів, трансляторів з мов програмування та ін., що значно збільшує зручність роботи з комп’ютером. Сучасні накопичувачі на жорстких магнітних дисках мають місткість від 1,2 Гб до 9,18 Гб, а з першого квартала 2000р. фірми ІВМ та Seagate випускають диски 70 Гб. Швидкість запису та зчитування інформації з вінчестера в 1000−10 000 разів вища, ніж у НГМД. Всю пам’ять на вінчестерах умовно поділено на частини, які називають логічними дисками. Усі доступні для роботи диски мають свої імена. Найпоширенішими є дискети діаметром 3,5? (знак ««» означає дюйм, 1? = 2,54см). Для читання та запису інформації на дискетах у комп’ютері є спеціальні пристрої - дисководи для гнучких дисків

Оптичні диски. Комп’ютер може мати дисководи для зчитування інформації з оптичних (лазерних) дисків. Нині широке застосування мають оптичні диски діаметром 5,25?, їх називають компакт-дисками. Є диски, що дають змогу здійснювати тільки читання даних. Інформація записується на диск під час його виготовлення і потім не може бути змінена. Такі компакт-диски називаються CD ROM (сі-ді-ром). На них можна записувати тексти, програми, зображення, звук, фрагменти відео-фільмів тощо. Обсяг пам’яті компакт-дисків — сотні мегабайтів. Існують також оптичні диски, інформація на яких може перезаписуватись. Вони називаються CD-R (сі-ді-ер). Названі компоненти комп’ютера розміщені в системному блоці, на передній панелі якого розташований вимикач, входи дисководів, індикатор та ін. На задній панелі є гнізда, що дають можливість під'єднувати різноманітні прилади — дисплей, клавіатуру, принтер, мишку, сканер та інш.

Флеш-пам'ять. Універсальної послідовної шини (USB) -- це маленький портативний пристрій, який під'єднується до USB-порту на комп’ютері. На флеш-пам'яті USB можна зберігати інформацію, як і на жорсткому диску, але за допомогою флеш-пам'яті можна легко переносити дані з одного комп’ютера на інший. Флеш-пам'ять USB може бути різного розміру та форми, і на ній можна зберігати гігабайти даних. Флеш-пам'ять USB також називають флеш-пристрій, флеш-брелок, флеш-накопичувач тощо. В додаток можна сказати, що флеш пам’ять пропонує високу швидкість доступу до інформації (хоча вона не настільки висока як у DRAM і кращий опір до кінетичного шоку, ніж у вінчестерах. Ці характеристики пояснюють популярність флеш пам’яті для приладів, що залежать від батарейок. Іншою приманкою флеш пам’яті є те, що коли вона скомпресована в суцільну «карту пам’яті», стає майже неможливо зруйнувати її стандартними фізичними методами, що дає змогу витримувати високий тиск і киплячу воду.

Магнітна стрічка. Магнітна стрічка має ширину близько півтора сантиметрів і зроблена з гнучкого пластика, покритого магнітним матеріалом, обложеним у вигляді гранов, кожний з яких може бути намагнічений в одному з двох можливих напрямів. Кожному з напрямів ставиться у відповідність значення 0 або 1, що дозволяє записувати, зберігати і читати дані, представлені на стрічці. Як і у разі побутових аудіокасет, запис можна стирати, після чого стрічку використовувати для абсолютно інших цілей. Дані можна записувати на семи або дев’яти доріжках (каналах). У кожному з цих випадків одна доріжка є доріжкою паритету і служить для забезпечення захисту даних, а інші (шість або вісім) -- це інформаційні доріжки. Дані можна записувати на магнітну стрічку уздовж її довжини. (Примітка. Дані виводяться з ЦП і записуються на стрічку, яка повинна бути встановлена у відповідному накопичувачі і приведена в стан готовності до роботи.) Дані можуть також прочитуватися з магнітної стрічки і завантажуватися в ЦП. У процесі прочитування даних із стрічки або запису їх на стрічку остання механічно прокручується і проходить через головку читання-запису, переміщаючись з однієї котушки на іншу.

обислювальний комп’ютерний пам’ять інформація

Використані джерела інформації

1. www. penoplast. biz. ua/?p=68

2. wiki. fizmat. tnpu. edu. ua/index. php/%D0%

3. www. jobs. ua/ukr/dkhp/articles-3609/

4. www. victoria. lviv. ua/html/oit/html/lesson12_III. htm

5. www. victoria. lviv. ua/html/oit/html/lesson4. htm

6. stdynzosh. at. ua/publ/1−1-0−50

7. textreferat. com. ua/referat2. php? id=8362

8. gdpk. narod. ru/dmenu/memory. html

9. computerllk. ucoz. ua/publ/zovnishni_pristroji_pk_pristroji_vivedennja_informaciji/1−1-0−10

10. referat. repetitor. ua/%D0%

11. «Персональный компьютер». издание 6, Автор: Глушаков С., Сурядный А., Хачиров Т. (год выпуска 2010)

12. «МОДЕРНИЗАЦИЯ И РЕМОНТ ПК», автор Скотт Мюллер,(годы выпуска 1996−2011)Домашний ПК (журнал), (год выпуска 2010), издатель: ТОВ «Видавничий дiм ITC»,№ 7 http: //refs. uaclub. net. ua/16/98 451 440/1/index. html

13. www. br. com. ua/referats/Computers/178. htm

14. http://uk. wikipedia. org/wiki/%D

15. informatic-10. at. ua/index/vnutrishnja_pam39_jat/0−44

16. translate. googleusercontent. com/translate_c?hl=ru&langpair=ru%7Cuk&rurl=translate. google. com. ua&u=http://ru. wikipedia

17. studentguide. ru/shpargalki-po-informatike/vidy-pamyati-ispolzuyushhiesya-kompyuterom-ix-naznachenie-i-xarakteristika. html

18. www. zaum. ru/pravila-referat. php

19. «Жеезо П К 2005», автор: Валентин Соломенчук, Павел Соломенчук,(год выпуска 2005)

20. firstedu. org. ua/index. php? option=com_content&view=article&id=75:2011−01−06−12−18−48&catid=14:inform&Itemid=23

21. http://uk. wikipedia. org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BC%D0%BF'%D1%8E%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B0_%D0%BF%D0%B0%D0%BC'%D1%8F%D1%82%D1%

22. reff. net. ua/20 704-Vidy_komp_yuternoiy_pamyati. html

23. samouchka. net/2006/12/19/zhelezo_pk_2005. html

24. «Железо П К, народные советы», автор: Климов Александр, Чеботарев Игорь (год выпуска 2010)

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой