7

Тема 2.3.1

Тема 2.3.1: Запоминающие устройства на имс. Типы, назначение зу, основные характеристики.

1. Типы запоминающих устройств, классификация, назначение ЗУ.

2. Основные характеристики ЗУ (материал для СРС).

Ход лекции

1. Типы запоминающих устройств, классификация, назначение зу

Для хранения 1 бита информации требуется запоминающий элемент (ЗЭ) (например, триггер). Для хранения небольших массивов слов могут использоваться регистры. Для хранения больших массивов слов строят запоминающие устройства (ЗУ) с использованием специальных микросхем, в каждой из которых может храниться информация объемом в тысячи бит.

По выполняемым функциям ЗУ делят на:

• сверхоперативное (СОЗУ) – для хранения промежуточных данных, адресной информации и других целей в составе самого устройства;

• оперативное (ОЗУ или RAM - random access memory) – для кратковременного хранения часто используемых данных и команд. Это энергозависимая память, хранящая содержимое лишь при наличии питания. ОЗУ могут терять информацию (забывать) даже при кратковременных перерывах питания.;

• постоянное (ПЗУ или ROM – read only memory) – для длительного хранения. Это устройство, из которого можно считать заранее записанную информацию. Считывание – основной режим работы ПЗУ. Это энергонезависимая память, способная помнить записанную информацию без питания в течение продолжительного времени.

• внешнее (ВЗУ) – предназначен для сбора и долговременного хранения больших массивов информации и часто используется для увеличения объема ОП.

В свою очередь ПЗУ различаются способами первоначальной записи информации.

1. Масочно-программируемые ПЗУ (ROM). В них информация в отдельные ЗЭ записывается однократно в процессе изготовления ЗУ и не может быть изменена в последствии. Для этого используются индивидуальные маски, задающие порядок соединений между элементами на кристалле, Пользователь получает однажды записанную и несменяемую информацию (как книга). Так выполняются ПЗУ для хранения стандартных таблиц, символов для воспроизведения на экране, программ электронных игр и т.д.

2. Программируемые ПЗУ (ППЗУ, PROM) выпускаются в виде «чистой страницы», где в каждых элемента памяти записаны только 0 или 1 (в зависимости от типа БИС). В режиме программирования можно записать в ППЗУ информацию путем пережигания плавких перемычек электрическим током в необходимых местах. В дальнейшем изменение информации, занесенной в ППЗУ, возможно путем повторного программирования только в одном направлении – путем пережигания перемычек, оставшихся после предыдущего программирования. Т.е. в принципе допускается однократная запись информации (программирование).

3. Репрограммируемые допускают возможность многократного программирования. Перепрограммирование может производиться несколько десятков раз, а записанная информация – храниться длительно при отключении питания. Запись информации требует извлечения ЗУ из устройства, с использованием специальных предназначенных для записи устройств (программаторов) и занимает длительное время, достигающее десятков минут. Стирание осуществляется либо воздействием электрическими сигналами (РПЗУ, ЕЕPROM), либо ультрафиолетовым облучением кристалла (РПЗУУФ, ЕPROM).

Для хранения многоразрядного числа, содержащего несколько бит, требуется ячейка памяти (ЯП), состоящая из нескольких ЗЭ. При наличии некоторого числа ЯП в составе запоминающего устройства ЗУ возникает необходимость установления определенного порядка выбора той ЯП, к которой производится обращение с целью записи или считывания информации. Для этого используется, адресный принцип хранения информации, предусматривающий наличие у каждой ЯП определенного номера (адреса), который должен быть указан при каждом обращении к ЗУ. Число адресов должно быть равно числу ячеек памяти. Обращаясь к ЗУ по тому или иному адресу, узнают содержимое соответствующей ячейки, которая может содержать либо единственный бит (0 или 1), либо несколько битов информации.

По способу обращения к элементам различают:

• с произвольным доступом (с произвольной выборкой, ЗУПВ) – предполагает возможность обращения к отдельным ЗЭ с целью записи или считывания в любом требуемом для конкретных условий порядке;

• с последовательным доступом – обращение к отдельным ЗЭ только в порядке возрастания или убывания их номеров (адресов), характерен для внешней памяти.

По способу хранения информации в ЗЭ различают ЗУ:

• статические (ячейки выполнены на основе триггерных схем);

• динамические (хранение информации осуществляется за счет заряда специально сформированных в структуре полупроводника конденсаторов).

ЗУ классифицируются также в соответствии с технологией исполнения и схемотехническими особенностями микросхем.

Таким образом к ЗУ относятся технические средства, предназначенные для записи, хранения и выдачи информации в виде цифровых кодов. ЗУ служат для хранения программ, исходных данных и промежуточных результатов.