Запоминающие устройства

Классификация запоминающих устройств

Запоминающее устройство (ЗУ) — устройство, предназначенное для записи и хранения данных, играет важную роль в структуре ЭВМ.

ЗУ можно классифицировать по целому ряду параметров и признаков.

По технологии изготовления, широко распространены полупроводниковые запоминающие устройства, которые выполняются в виде интегральных схем.

По выполняемым функциям различают следующие типы полупроводниковых ЗУ [3]:

  • — оперативные запоминающие устройства (ОЗУ);
  • — постоянные запоминающие устройства (ПЗУ);
  • — перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ).

ОЗУ — обеспечивает режим записи, хранения и считывания информации в процессе её обработки, предназначено для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций.

В цифровых вычислительных устройствах ОЗУ используются для хранения промежуточных и конечных результатов обработки данных. При этом в режимах чтения и записи ОЗУ должно функционировать с высоким быстродействием (доли микросекунды). При отключении источника питания информация в ОЗУ теряется. Данные и программы в ОЗУ загружаются с внешних энергонезависимых запоминающих устройств, например, жесткого диска.

В условном графическом обозначении функция ОЗУ задается комбинацией символов «RAM» (Random Access Memory, память с произвольным доступом).

В ОЗУ предусматриваются три режима работы:

  • — режим хранения;
  • — режим чтения информации;
  • — режим записи новой информации.

В качестве элементной базы для построения ОЗУ могут быть использованы БИС ОЗУ:

  • — статического типа;
  • — динамического типа.

В БИС статических ОЗУ (SRAM— Static RAM) каждая запоминающая ячейка построена на основе триггера, состояние которого определяется значением (нуль или единица) хранимого бита данных.

В БИС динамических ОЗУ (DRAM— Dynamic RAM) ячейка памяти выполнена на основе конденсатора, а значение бита данных определяется наличием или отсутствием на нем заряда.

БИС динамического ОЗУ может быть реализована на меньшем размере кристалла при одинаковом объеме по сравнению с БИС статического ОЗУ. Отношение количества ячеек БИС динамического ОЗУ к количеству ячеек БИС статического ОЗУ при равных объемах кристалла равно 16:1 и более [6]. Однако динамические ОЗУ требуют в процессе работы периодического восстановления заряда (регенерации) на запоминающих конденсаторах, что требует добавления узла регенерации, что может свести на нет преимущества БИС динамического ОЗУ. Поэтому динамические ОЗУ реализуются в БИС большой емкости.

ПЗУ (ROM» — Read Only Memory, память только с функцией чтения) предназначено для хранения некоторой однажды записанной в него информации, не нарушаемой при отключении источника питания.

В ПЗУ предусматриваются два режима работы:

  • — режим хранения;
  • — режим чтения.

Режим записи не предусматривается. Используется ПЗУ для хранения программ или констант, которые не меняются со временем.

ППЗУ (EPROM — Erase Programmable ROM) в процессе функционирования цифрового устройства используется как ПЗУ. Однако информацию в ППЗУ можно обновить с использованием специально предназначенных для записи устройств — программаторов. Кроме этого запись в ППЗУ занимает значительное время и обычно требует отключения от устройства, в котором функционирует. ППЗУ дороже ПЗУ и их применяют в процессе отладки программного обеспечения цифрового вычислительного устройства.

В ЗУ с циклическим доступом благодаря непрерывному вращению носителя информации (например, магнитный диск) возможность обращения к некоторому участку носителя циклически повторяется, благодаря совмещению требуемого сектора с головками чте-ния/записи. Время доступа во многом определяется скоростью вращения носителя.

В ЗУ с последовательным доступом производится последовательный просмотр участков носителя информации (например, магнитной ленты), пока нужный участок не совместится с головкой чтения/записи.

На рис. 2.12 представлена классификация по типу обращения и организации доступа к ячейкам ЗУ [3].

Классификация запоминающих устройств

Рис. 2.12. Классификация запоминающих устройств

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >