Организация памяти в компьютере. Понятие об архитектуре компьютеров.

В составе компьютера имеется несколько уровней, разновидностей памяти. Важнейшими для работы компьютера видами памяти являются (ОП) и (ВП).

Оперативной памятью называется устройство компьютера, предназначенное для хранения выполняющихся в текущий момент времени программ, а так же всех данных, необходимых для их выполнения. Процессор имеет непосредственный доступ ко всей информации, которая находится в оперативной памяти, и именно поэтому программы, находящиеся в оперативной памяти, могут быть по этим программам обработаны. В оперативной памяти на стадии выполнения могут одновременно находиться несколько программ. Кроме того могут находиться как обрабатываемые данные так и обработанные программой данные. При отключении данные не сохраняются

Постоянная память - энергозависимая память, используемая для хранения массива неизменных данных. ПЗУ эта память отличается от оперативной тем, что запись информации в ПЗУ осуществляется только один раз на заводе-изготовителе. И в дальнейшем из нее возможно только чтение. При отключении энергопитания данные сохраняются.

Внешней памятью называется группа устройств, которые предназначены для долговременного хранения больших массивов информационных программ и данных. Внешнюю память компьютера можно представлять себе как значительный по объему информационный склад, где программы и данные могут храниться годами до тех пор, пока они не потребуются. Процессор, то есть устройство, обеспечивающее задаваемую программой обработку данных, не имеет непосредственного доступа к внешней памяти. Поэтому программа, находящаяся во внешней памяти, не может в ней выполняться, а данные не могут быть каким либо образом обработаны. В этом и состоит самое главное отличие внешней памяти от оперативной.

Внутренняя память – предназначена для оперативной обработки данных. Является более быстрой, чем внешняя.

Внутренняя память в свою очередь подразделяется на:

- ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) или ROM (read only memory), которое содержит - постоянную информацию, сохраняемую даже при отключенном питании, которая служит для тестирования памяти и оборудования компьютера, начальной загрузки ПК при включении. Запись на специальную кассету ПЗУ происходит на заводе фирмы-изготовителя ПК и несет черты его индивидуальности. Объем ПЗУ относительно невелик - от 64 до 256 Кб.

- ОЗУ (оперативное запоминающее устройство, ОП — оперативная память) или RAM (random access memory), служит для оперативного хранения программ и данных, сохраняемых только на период работы ПК. Она энергозависима, при отключении питания информация теряется.

КЭШ - очень быстрая память малого объема служит для увеличения производительности компьютера, согласования работы устройств различной скорости. Она используется как промежуточное звено между процессором и оп, которое обеспечивает повышение скорости вычислений.

ОП выделяется особыми функциями и спецификой доступа:

Объем ОП колеблется в пределах от 64 Кб до 64 Мб и выше, как правило, ОП имеет модульную структуру и может расширяться за счет добавления новых микросхем.

Кэш-память - имеет малое время доступа, служит для временного хранения промежуточных результатов и содержимого наиболее часто используемых ячеек ОП и регистров МП.

Объем кэш-памяти зависит от модели ПК и составляет обычно 256 Кб. Внешняя память.

Устройства внешней памяти весьма разнообразны. Предлагаемая классификация учитывает тип носителя, т.е. материального объекта, способного хранить информацию.

Архитектура компьютера – это описание устройств и функционирования ЭВМ без учета подробностей технической реализации.

Термин архитектура в применении компьютерам возник после 70-х годов. Под архитектурой компьютера понимается совокупность сведений об основных устройствах компьютера и их назначении, о способах представления программ и данных в машине, об особенностях ее организации и функционирования. Как было отмечено ранее, основными функциями компьютера является хранение, обработка, прием и передача данных. Для выполнения этих функций в компьютере предусмотрены различные устройства. Каждое из них выполняет ту или иную конкретную функцию. В состав любого современного компьютера входят:

Память – группа устройств, которые обеспечивают хранение программ и данных

Процессор - одно или несколько устройств, которые обеспечивают задаваемую программой обработку данных. Выполняет логические и арифметические операции, определяет порядок выполнения операции, указывает источники данных и приемники результатов.

Устройства ввода-вывода - группа устройств, которые обеспечивают обмен, то есть прием и передачу данных между пользователем и машиной или между двумя или более машинами.

Также в состав ЭВМ входят Основная (материнская) плата это основная плата компьютера, предназначенная для крепления всех основных устройств компьютера - центрального процессора, модулей операционной системы.

Системная шина – комплекс, состоящий из пучка проводов и электронных схем, обеспечивающих правильную передачу информации внутри компьютера.

A) АЛУ - арифметико-логическое устройство, предназначенное для выполнения арифметических и логических операций над данными и адресами памяти;

Б) Регистры или микропроцессорная память — сверхоперативная память, работающая со скоростью процессора, АЛУ работает именно с ними;

B) УУ - устройство управления - управление работой всех узлов МП посредством выработки и передачи другим его компонентам управляющих импульсов, поступающих от кварцевого тактового генератора, который при включении ПК начинает вибрировать с постоянной частотой (100 МГц, 200-400 МГц). Эти колебания и задают темп работы всей системной платы;

Характеристики процессора:

быстродействие (производительность, тактовая частота) — количество операций, выполняемых в секунду.

разрядность — максимальное количество разрядов двоичного числа, над которыми одновременно может выполняться машинная операция.