1. Это:
 Основная или оперативная память (Main Memory)
–
ОЗУ (RAM).
 Кэш-память (Cache Memory) – сверхоперативная
память (СОЗУ).
 Постоянная память ROM, доступная только для
чтения (Read Only Memory).
 Полупостоянная память.
Электронная память PC

2. Используется для оперативного обмена информацией
(командами и данными) между ЦП, внешней памятью и
периферийными подсистемами (графика, ввод/вывод,
коммуникации и т. п.).
Другое название – ОЗУ (оперативное запоминающее
устройство) соответствует английскому RAM (Random
Access Memory) – память с произвольным доступом
Произвольность доступа – это возможность операций
записи /чтения с любой ячейкой ОЗУ в произвольном
порядке.
Оперативная память PC

3. Требования к основной памяти:
 большой объем – десятки и сотни мегабайт;
 быстродействие и производительность,
позволяющие реализовать вычислительную
мощность современных ЦП;
 высокая надежность хранения данных –
ошибка даже в одном бите может привести и к
ошибкам вычислений, к искажению и потере
данных, иногда и на внешних носителях.

4. Это буфер между ОЗУ и ЦП, другими абонентами
системной шины. Информация в ней не адресуема.
Кэш хранит копии блоков данных областей ОЗУ, к
которым происходили последние обращения, и
вероятное последующее обращение к тем же данным
будет обслужено кэш памятью быстрее, чем
оперативной памятью. Кэш в современных компьютерах
строится по двухуровневой схеме: первичный кэш L1 –
внутренний у ЦП 486 и старше; вторичный кэш L2 –
внешний. В Pentium Pro/ II кэш L2 в одном корпусе с ЦП.
Кэш память PC

5. Она для энергонезависимого хранения системной
информации – BIOS, таблиц знакогенераторов и т. п.
Эта память при работе РС только считывается, а
запись в нее (программирование) осущ-ся
программаторами. Отсюда название – ROM (Read Only
Memory – память только для чтения) или ПЗУ
(постоянное запоминающее устройство). Требуемый
объем памяти этого типа неве-лик. В первых РС она
составляла 8 Кбайт, в современ-ных РС –128 Кбайт.
Постоянная память PC

6. Быстродействие ROM обычно ниже, чем
оперативной памяти.
Для повышения производительности содержимое
ROM копируется в ОЗУ, и при работе используется
только эта копия — теневая память (Shadow ROM).
В последние годы постоянную память стала
вытеснять энергонезависимая память (EEPROM и
флэш-память), запись в которую возможна в самом
РС в специальном режиме работы.

7. Используется для хранения информации о конфигу-
рации компьютера. Вместе с часами-календарем
(CMOS Memory и CMOS RTC) эта память имеет объем
несколько десятков байт, ESCD – (Extended Static
Configuration Data) область энергонезависимой памяти,
используемая для конфигурирования устройств Plug
and Play – имеет объем несколько килобайт.
Сохранность данных памяти при отключении питания
компьютера обеспечивается маломощной внутренней
батарейкой или аккумулятором.
Полупостоянная память PC

8. В качестве полупостоянной применяется
энергонезависимая память — NV RAM (Non-
Volatile RAM), которая хранит информацию и
при отсутствии питания.

9. Для различных адаптеров она обычно является
разделяемой между ЦП и контроллерами устройств.
К этой памяти относятся 16-байтные FIFO-буферы
СОМ-портов и 16-мегабайтные кэш-буферы высоко-
производительных SCSI-адаптеров.
Особым примером буферной памяти является
видеопамять дисплейного адаптера, которая исполь-
зуется для построения растрового изображения и его
постоянного циклического вывода на монитор.
Буферная память PC

10. Необходимый объем памяти определяется
видеорежимом и типом графического адаптера.
Для текстового режима MDA было достаточно
4 Кбайт, SVGA в режимах высокого разрешения
требует нескольких мегабайт видеопамяти.
Специфика работы видеопамяти заключается в
необходимости обращения к ней со стороны ЦП или
графического акселератора одновременно с
непрерывным процессом регенерации изображения.

11. Оперативная память RAM бывает двух типов
статическая SRAM и динамическая DRAM.
Статическая память реализуется на триггерных
ячейках и хранит информацию без обращений к ней
сколь угодно долго (при включенном питании РС).
Динамическая память состоит из КМОП-транзисторов,
организованных в виде матрицы строк и столбцов.
(КМОП – это комплиментарный метал-оксидный
полупроводник, по английски CMOS – Complimentary
Metal-Oxide Semiconductor). Запоминающим элементом
является емкость затвора (элементарный конденсатор),
а КМОП-транзистор выполняет также функции электрон-
ного ключа.

12. Каждый конденсатор способен хранить информацион-
ный бит данных. Наличие заряда на конденсаторе пред-
ставляет логическую единицу, а его отсутствие – логи-
ческий нуль. Поэтому конденсатор можно считать
ячейкой хранения данных.
При записи логической единицы в ячейку конденсатор
заряжается, при записи нуля – разряжается.
Память на конденсаторах обладает недостатком:
заряд конденсатора не может сохраняться бесконечно
долго. С течением времени за счет токов утечки проис-
ходит самопроизвольный разряд конденсаторов, поэто-
му память на основе конденсаторов требует их периоди-
ческого подзаряда или регенерации. Такую память назы-
вают динамической.

13. Схема считывания разряжает через себя этот конден-
сатор, и, если заряд был не нулевым, выставляет на
своем выходе единичное значение, и подзаряжает
конденсатор до прежнего значения. Из-за простоты
ячейки DRAM на одном кристалле удается размещать
миллионы ячеек и получать дешевую память высокого
быстродействия с умеренным энергопотреблением,
используемую в качестве основной памяти РС.
Однако динамическая память сложнее в управлении.
Ячейки DRAM организованы в виде двумерной матри-
цы. Адрес строки и столбца передается по мультиплек-
сированной шине адреса MA (Multiplexed Address) и
стробируется по спаду импульсов RAS# (Row Access

14. Strobe) и CAS# (Column Access Strobe). Обращения
(запись или чтение) к ячейкам памяти происходят в
случайном порядке, поэтому для сохранности данных
применяется регенерация (Memory Refresh – «освеже-
ние» памяти) – регулярное циклическое обращение к
ячейкам (перебор ячеек) с холостыми циклами.
Регенерация происходит одновременно по всей строке
матрицы при обращении к любой из ее ячеек.
Для регенерация используются различные методы.
Максимальный период обращения к каждой строке ТRF
(refresh time) для гарантированного сохранения инфор-
мации равен 8-64 мс.

15. Для однократной регенерации всего объема матрицы
требуется 512, 1024, 2048 или 4096 циклов обращений.
При распределенной регенерации (distributed refresh)
одиночные циклы регенерации выполняются равноме-
рно с периодом t RF, который для стандартной памяти
равен 15,6 мкс.
Для памяти с расширенной регенерацией (extended
refresh) допустим период t RF до 125 мкс.
Возможна и пакетная регенерация (burst refresh),
когда все циклы регенерации собираются в пакет, во
время которого обращение к памяти по чтению и
записи блокируется. Однако практически всегда
выполняется распределенная регенерация.

16. t RF
Методы регенерации DRAM
t RF = Т RF / n = 15.6 мкс (стандартная память)
T RF
Distributed refresh
Burst refresh
n = 512, 1024, 2048, 4096 циклов

17. Циклы регенерации могут организовываться
разными способами. Классическим является
цикл без импульса САS#, именуемый ROR
(RAS Only Refresh – регенерация только
импульсом RAS#).
Адрес очередной регенерируемой строки
выставляется контроллером памяти до спада
RAS# очередного цикла регенерации, порядок
перебора регенерируемых строк не важен.

18. Другой вариант — цикл CBR (СAS Before RAS),
поддерживаемый современными микросхемами
памяти.
В таком цикле регенерации спад импульса
RAS# осуществляется при низком уровне
сигнала CAS#. Здесь адрес регенерируемой
строки находится во внутреннем счетчике
микросхемы, а контроллер периодически лишь
формирует циклы. В данном методе экономится
и потребляемая мощность за счет неактивности
внутренних адресных буферов.

19. RAS only refresh CAS before RAS
RAS#
CAS#
MA Ri Ci
ROR CBR
Циклы регенерации DRAM