Новые информационные технологии. Основы и аппаратное обеспечение

Оперативное запоминающее устройство - ОЗУ


Для реальной работы с ПК, помимо прикладных программ, нужны еще программы, задающие выполнение компьютером хотя бы минимально необходимых рабочих операций общего характера. У современных ПК набор таких программ образует так называемую операционную систему – ОС (или OS). Если она хранится на магнитных дисках, то ее называют дисковой операционной системой

– ДОС (или DOS).

После загрузки операционной системы прикладные программы и данные нужно хранить в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ) ПК. Программы, загружаемые в ОЗУ извне, принято называть Software (мягкое программное обеспечение).

          ОЗУ выполнено на микросхемах. Информацию в произвольные их ячейки памяти можно многократно записывать и затем считывать. При отключении напряжения питания от микросхем ОЗУ эта информация теряется. На английском языке память произвольного доступа называется  Random Access Memory (RAM). Данные в такой памяти в любой момент времени можно стереть и заменить новыми данными.

          Микросхемы ОЗУ (RAM) бывают двух типов - статические и динамические. Статическое ОЗУ – SRAM – это просто набор триггеров с двумя устойчивыми состояниями. Объем памяти у такого устройства равен 2M, где M - число двоичных ячеек памяти. Статическое ОЗУ хранит информацию сколь угодно долго - пока включено напряжение питания. Но при его выключении ОЗУ теряет информацию.

          Есть еще одно совсем простое устройство, которое тоже имеет два состояния, - это конденсатор. Если он разряжен - имеем логический 0, заряжен - логическую 1. Конденсатор с довольно простой схемой определения его заряда образует элементарную ячейку динамического ОЗУ - DRAM.

          Конденсаторные ячейки памяти хранят информацию временно, и ее время от времени (т.е. в динамике) надо регенерировать. На это уходит 5-10 % времени работы ПК. Тем не менее такие ячейки получаются простыми, поэтому ОЗУ большой емкости в ПК обычно динамического типа.

У старых ПК класса IBM PC XT и AT объем памяти ОЗУ не превышал 1 Мбайта и микросхемы памяти устанавливались прямо на материнской плате, занимая порой до трети ее поверхности.
Затем стали применяться небольшие платки, называемые модулями SIMM (Single In-Line Memory Module – модуль памяти с односторонним расположением выводов).

У современных ПК применяются сдвоенные модули DIMM (Double In-Line Memmory Module), подобные показанным на рис. 3.9. Это позволяет еще больше повысить компактность расположения микросхем памяти, уменьшить длину проводов и повысить скорость доступа к ячейкам памяти. Модули памяти объединены в банки. Желательно применение в банках однотипных модулей.

Рис. 3.9. Модуль памяти DIMM современного ПК

Микросхемы ОЗУ имеют страничную организацию ячеек. Это значит, что место ячейки (ее адрес) раскладывается на два компонента - адрес строки (row) и адрес столбца (column). Последние задаются двумя сигналами выборки - RAS (Row Address Strobe) и CAS (Column Address Strobe). Обычно вначале подается сигнал RAS, а затем с задержкой - сигнал CAS.


Содержание раздела