Оперативная память

Память, в которой хранятся исполняемые программы и данные, назы­вается оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), или RAM (Random Access Memory) – памятью со свободным доступом.

ОЗУ состоит из множества ячеек, в которых храниться информа­ция, закодированная с помощью нулей и единиц. ОЗУ позволяет записывать и считывать информацию из ячейки, обращаясь к ней по ее номеру или адресу.

При записи информации в память по определенному адресу старая информация, находящаяся по этому адресу, пропадает. При считывании информации из памяти в ЦП пересылается копия значения, находящегося по указанному адресу, при этом исходное значение не меняется.

Информация в ОЗУ сохраняется все время, пока на схемы памяти по­дается питание, т.е. она является энергозависимой.

Существует два вида ОЗУ, отличающиеся техническими характери­стиками:

1. динамическое ОЗУ (Dynamic RAM, DRAM) – построено на одном транзисторе и конденсаторе, заряд которого определяет значение бита;

2. статическое ОЗУ (Static RAM, SRAM) – представляет собой триг­гер (устройство, которое может сохранять один двоичный бит) на четы­рех или шести транзисторах.

Быстродействие динамического ОЗУ ниже, чем у статического, т.к. оно ограничено временем накопления заряда на конденсаторе. Однако из-за большего числа элементов статические ОЗУ способны хранить меньший объем информации и более энергоемки по сравнению с динамическими ОЗУ.

Устройства ввода-вывода

Устройства ввода-вывода, подключаемые к компьютеру, и без ко­то­рых он не в состоянии полноценно реализовывать свои вычислительные воз­можности, часто называют внешними устройствами.

Для выполнения операций ввода-вывода предназначены следующие устройства:

1. внешние запоминающие устройства – обладают большим объе­мом сохраняемой информации и являются энергонезависимыми (накопители на магнитных и оптических дисках, флэш-память);

2. видеотерминалы – предназначены для оперативного отображе­ния текстовой и графической информации (монитор и видеоконтроллер);

3. устройства ручного ввода информации (клавиатура, мышь, джой­стик и т.д.);

4. печатающие устройства – устройства вывода данных, формирую­щие потизображение копии документов на бумаге или ином ана­логичном материале (матричные, струйные, лазерные принтеры, плот­теры);

5. устройства поддержки безбумажных технологий – преобразуют бумажные документы в электронные копии (сканер);

6. устройства обработки звуковой информации – обеспечивают соз­дание, запись и воспроизведение звуковых сигналов (звуковая карта, звуковые колонки, микрофон);

7. устройства для соединения компьютеров в сеть (модем, сетевая карта).

Управление процессом ввода-вывода в компьютере осуществ­ляется тремя различными способами:

1. по опросу состояния устройства – ЦП опрашивает регистры со­стояния о готовности устройства к вводу-выводу информации (способ опроса прост, но требует больших затрат времени ЦП, т.к. приходится через ма­лые интервалы времени прерывать выполнение основной программы, чтобы опросить регистры состояния);

2. по прерыванию – при готовности устройство посылает сигнал пре­рывания к ЦП, который прерывает процесс обработки данных, чтобы обслу­жить устройство (способ требует более сложных аппа­ратных и про­граммных средств, но обеспечивает более эффективную работу ЦП).

3. с использованием механизма прямого доступа к па­мяти –спе­циализированный контроллер приостанавливает работу ЦП и прогоняет дан­ные между ОЗУ и устройством ввода-вывода (в отличие от ЦП, который яв­ляется универсальным устройством, контроллер предназначен для выполне­ния всего лишь одной функции, что существенно повышает производитель­ность вычислительных систем в тех случаях, когда велик объем операций ввода-вывода).

10