コンピューターの内部および外部メモリーを整理する原則。 内部メモリ コンピュータの内部メモリに関するプレゼンテーション

ビット バイト 内部メモリの情報構造 - ビットバイト

内部メモリの特性 1. 離散性（lat. discretus）-断続的、個別の部分で構成されます） 1つのバイナリ文字を格納するメモリセルはBITと呼ばれます。 ビット 0 または 1 バイナリ エンコーディング 2. アドレス指定可能性 メモリ バイトは、内部メモリのアドレス指定可能な最小部分です。プロセッサは、アドレスによって内部メモリにアクセスします。 内部メモリの構造 BytesBits バイトのシリアル番号は、その ADDRESS と呼ばれます。

ファイル – 情報を保存するためのディスク上の名前付きスペース 外部メディア上の情報にはファイル構成がある 外部メモリの情報構造 外部メモリの情報構造 – ファイル 情報の種類: テキスト、数値、グラフィック、サウンド

磁気テープドライブ NMD（ストリーマ） カセットドライブ 磁気ディスクドライブ NMD（ディスクドライブ） CDドライブ 光学式（レーザー）ドライブ フロッピーディスクドライブ（フロッピーディスク） ハードディスクドライブ（ハードドライブ） CD-R、CD-RW DVDドライブ -ROM

フロッピー磁気ディスクに情報を書き込み、読み取るためのデバイスがディスク ドライブ (FDD - フロッピー ディスク ドライブ) です。 フロッピーディスクの情報容量はわずか1.44MBと小さい。 ディスクの回転が遅い (360 rpm) ため、情報の書き込みおよび読み取りの速度も遅い (約 50 KB/秒)。 フロッピー磁気ディスク（フロッピーディスク、フロッピーディスク）

情報をディスクに保存するには、ディスクをフォーマットする必要があります。 ディスクの物理的および論理的構造を作成する必要があります。 フォーマット処理中、ディスク上に同心のトラックが形成され、それがセクタに分割されます。このために、ドライブの磁気ヘッドはディスク上の特定の場所にトラック マークとセクタ マークを配置します。

3.5 インチ フロッピー ディスクをフォーマットすると、そのパラメータは次のようになります。

最初のハードドライブは 1973 年に IBM によって開発され、容量は 16 KB でした。 硬磁気ディスクは、1 つの軸上に配置された複数のディスクであり、金属ケースに封入され、高い角速度で回転します。 片面に多くのトラックがあり、ディスクの数が多いため、ハード ドライブの情報容量はフロッピー ディスクの情報容量の数万倍となり、数百 GB に達することがあります。 ディスクの回転が速い (7200 rpm) ため、ハード ドライブからの情報の書き込みおよび読み取りの速度は非常に高速です (約 133 MB/秒)。

磁気テープ フレキシブル磁気テープに情報を書き込んだり読み取ったりするためのデバイスはストリーマと呼ばれます。 磁気テープは、データのアーカイブとバックアップを作成するために設計されています。 薄い磁気層でコーティングされた柔軟なプラスチックテープです。 情報は磁気記録によって記録されます。 磁気テープの容量は数ギガバイトに達することがあります。

小さな領域に大量の情報を保存するために使用されます。 ディスクはポリカーボネート製で、片面が反射層でコーティングされています。 情報は光記録によって記録されます。 光ディスク容量 - 640 MB 以上 レーザー (光) ディスク

磁気光ディスクは光ライブラリの構築に使用されます。 厚さ 1.2 mm のポリカーボネート基板で、その上にいくつかの薄膜層が塗布されています。 情報は磁気記録と光記録の両方を通じて記録されます。 光磁気ディスクの容量は最大9.1GB。

フラッシュ ディスク (カード) フラッシュ メモリは、超小型回路にデータを記録および保存できる不揮発性メモリです。 フラッシュ メモリをベースにしたデバイスには可動部品がないため、モバイル デバイスで使用する場合に高いデータ セキュリティが保証されます。 フラッシュ メモリは、小型パッケージに収められたチップです。 情報の書き込みまたは読み取りを行うには、ドライブを USB ポート経由でコンピュータに接続します。 256MB以上のメモリーカードの情報容量は4GBです。 読み取りデバイス – カードリーダー。

フラッシュ メモリの最初のサンプルは 1984 年に東芝によって開発されましたが、その大量使用が始まったのはデジタル カメラの出現により、わずか数年前です。 データの保存と転送にはフラッシュ メモリがますます使用されています。 現在、メーカーは 2001 年に初めて登場した数種類のカードと USB ドライブを製造しています。

媒体 記録原理 フレキシブル磁気ディスク（フロッピーディスク） 磁気記録原理 情報は同心円状のトラック上に配置されます。 ドライブの磁気ヘッドは特定のトラックに取り付けられます。 情報容量は最大1.4MB。 磁気記録の原理。 情報は同心円状のトラック上にあります。 ドライブの磁気ヘッドは特定のトラックに設置されます。 情報容量は最大1.4MB。 情報媒体

ハード磁気ディスク (ハード ドライブ) の磁気記録原理。 金属ケースには、いくつかの薄い金属ディスクが含まれています。 情報容量は 400 GB に達することがあります。 コンパクト ディスク CD ディスクは、情報を記録および読み取りする光学原理です。 ディスクの表面では、反射率が良い領域と悪い領域が交互に現れます。 情報容量は最大700MB。 DVD ディスクは、光学的な原理で情報を記録および読み取ります。 情報容量4.7GB、2層8.5GB。

光ディスク HD DVD、Blu-Ray の光記録原理。 情報容量はGBまで。 フラッシュディスクの磁気記録原理。 可動部品がなく、電源への接続も必要ありません。 情報容量は最大32GB。

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スライドのキャプション:

内部メモリデバイス。 市立教育機関中等学校第 5、ルジェフ

レッスンの目標を設定する: コンピュータのメモリは、(人間の記憶とは異なり) 取得できる物理的なデバイスです。 人間の記憶とコンピューターの記憶の共通点は何ですか? コンピューターが生涯を通じて何を「記憶」し、何を毎日「忘れ」ていくのか。 コンピュータは、新しいデバイスが装着されたこと、または古いデバイスが交換されたことをどのようにして「認識」するのでしょうか?

ラム。 ランダム アクセス メモリ (RAM – ランダム アクセス メモリ) は、データを保存できる結晶セルのアレイです。 セル(ビット)

4 メモリ特性 RAM のボリューム (容量): 最大 4 GB (理論上 - 以上) ハードドライブ: 最大 1 TB 速度 (アクセス時間) データの最小部分の読み書きに必要な時間 (RAM:

ラム。 ビットはコンピュータ メモリの最小単位であるため、メモリにはビット構造があり、これが RAM の最初の特性である離散性を決定します。 ビットは 8 バイトのグループに結合されました。 1 バイトのメモリには 1 バイトの情報を保存できます。 バイト 0 1 … 0 1 2 … 各バイトはシーケンス番号、つまりアドレスを受け取ります。 アドレス指定可能性は RAM の 2 番目の特性です。 番号付けはゼロから始まります。

ラム。 どのメモリセルにもいつでもアクセスできます。 したがって、RAMはランダムアクセスメモリと呼ばれます。 プロセッサが 1 つの単位として処理できる数バイトのグループをマシンワードと呼びます。 マシンワードの長さは、8 ビット、16 ビット、32 ビットなど、異なる場合があります。 機械語のアドレスは、その語に含まれる下位バイトのアドレスと同じです。

ラム。 物理的な観点からは、ダイナミック メモリ (DRAM) とスタティック メモリ (SRAM) は区別されます。

ラム。 ダイナミック DRAM スタティック SRAM

ラム。 RAM の 3 番目の特性は揮発性です。 コンピュータの RAM は、モジュールと呼ばれる標準パネル上に配置されます。 モジュールはマザーボード上の対応するコネクタに挿入されます。 RAM が多いほど、コンピュータの動作が速くなります。

永久記憶。 プロセッサは最初の命令を RAM から取得できますか? なぜ？ プロセッサは最初の命令を外部メモリから取得できますか? なぜ？ プロセッサが起動時にアクセスできるようにするには、メモリはどのくらいの大きさが必要ですか?

永久記憶。 読み取り専用メモリ (ROM、読み取り専用メモリ) は、変更する必要のないデータを保存するために使用される不揮発性メモリです。 メモリの内容は、永久保存のために製造中にデバイスに特別に「配線」されます。 ROMは読み出しのみ可能です。

ROM チップは、そのメモリが必要なアドレスを占有するようにインストールされます。 したがって、プロセッサが作業を開始すると、最終的には事前に準備された永続メモリに保存されます。 読み取り専用メモリ (ROM)

永久記憶。 - ROM メーカーはハード ドライブやモニターのパラメータを知っていたと思いますか? モニターを変更しました。 自分でその情報を変更できない場合、ROM パラメータを報告するにはどうすればよいですか? この情報をRAMに書き込むことは可能でしょうか? 結論: (ROM とは異なり) 情報を書き込むことができ、(RAM とは異なり) 不揮発性のメモリが必要です。

フラッシュメモリー。 不揮発性メモリ。 内容を複数回書き換えることができます。 まず、プロセッサ自体の動作を制御するプログラムを永続メモリに書き込む。 ROMには、ディスプレイ、キーボード、プリンタ、外部メモリを制御するためのプログラム、コンピュータを起動および停止するためのプログラム、およびテストデバイスが含まれています。 最も重要なフラッシュ メモリ チップは BIOS モジュールです。 BIOS の役割は 2 つあります。1 つはハードウェアの不可欠な要素であり、もう 1 つはオペレーティング システムの重要なモジュールです。

BIOS (Basic Input/Output System - 基本入出力システム) は、コンピュータの電源を入れてオペレーティング システムを RAM にロードした後にデバイスを自動的にテストするように設計されたプログラムのセットです。

CMOS RAM は、バッテリー消費が最小限の低速メモリです。 コンピューター ハードウェアの構成と構成、およびその動作モードに関する情報を保存するために使用されます。 CMOS の内容は、BIOS にある特別なプログラム Setup (英語: Setup - インストール、「セットアップ」と読みます) によって変更されます。

学んだことの定着。 表中、操作が可能な場合は「+」、操作が不可能な場合は「-」を記入してください。 メモリ 読み書き ストレージ RAM ROM CMOS フラッシュ

問題を解決します。RAM の量は 1 MB で、524,288 のマシンワードが含まれています。 各機械語には何ビットが含まれていますか? RAM の量は 1/4 MB です。 マシンワードのサイズが 32 ビットの場合、RAM はいくつのマシンワードで構成されますか?

個々のスライドによるプレゼンテーションの説明:

1 スライド

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2 スライド

スライドの説明:

このプロジェクトの関連性は、現代のコンピューター市場が非常に多様であるため、必要な特性を備えた PC 構成を決定することが非常に難しいという事実によるものです。 このプロジェクトの目標は、現代のパーソナル コンピューターのアーキテクチャを研究することです。 基本的なメモリデバイスの目的を理解します。

3 スライド

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コンピュータのメモリ コンピュータのメモリはどのように構成されていますか? これは、個々の行で構成される長いページと考えることができます。 このような各ラインはメモリ セルと呼ばれます。 BIT 0 または 1 バイナリ エンコーディング バイト ビット 001011000 101001101.... メモリ セルはビットに分割されます。 どのビットの内容も 0 または 1 になります。

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したがって、特定の 0 と 1 のセットが任意のメモリ セル、つまりマシン ワードに書き込まれます。 すべてのメモリセルには番号が付けられています。 セル番号はそのアドレスと呼ばれます

5 スライド

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6 スライド

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内部メモリ 内部メモリは情報を保存するために使用されます。 8 ビット (バイト) のグループに結合された個々のビットで構成されます。 各バイトには独自の番号 (アドレス) があります。 内部メモリには以下が含まれます: ランダム アクセス メモリ (RAM)、読み取り専用メモリ (ROM)

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したがって、内部メモリはビットベースです。 外部メモリの構成は同じではないことに注意してください。 外部メモリの情報構造はファイルベースです。 外部メモリ内の最小の名前付き単位はファイルです。 メモリが線形構成になっており、プロセッサが私たちが検討した 3 つの部分で構成されているコンピュータは、ノイマンと呼ばれます。

8 スライド

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RAM ランダム アクセス メモリは、それほど大容量ではない高速ストレージ デバイスで、プロセッサに直接接続され、実行可能プログラムとこれらのプログラムによって処理されるデータの書き込み、読み取り、保存を行うように設計されています。

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ROM ROM は読み取り専用メモリです。 情報は通常、工場で入力され、永久に保存されます。 ROMにはコンピュータのセルフテストプログラムが含まれています

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BIOS コンピュータの電源を入れるとすぐに、メインバスの電子「時計」が「時を刻み」始めます。 彼らの衝動は眠っているプロセッサを押しのけ、動作を開始することができます。 ただし、プロセッサが動作するにはコマンドが必要です。 ROM チップの設計は RAM チップとは異なりますが、電源をオフにしても消去されないことを除けば、論理的にはいくつかの数字が書き込まれた同じセルです。 各セルには独自のアドレスがあります。

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CMOS マザーボードには別のチップ、CMOS メモリがあります。 BIOS プログラムの動作に必要な設定を保存します。 特に、現在の日付と時刻、ハードドライブおよびその他のデバイスのパラメータがここに保存されます。 このメモリは動作可能でも永続的でもありません。 これは不揮発性であり、同じくマザーボード上にある小型の充電式バッテリーによって常に電力が供給されます。 このバッテリーの充電量は、たとえ数年間コンピューターの電源が入っていなかったとしても、コンピューターの設定が失われないようにするのに十分です。

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キャッシュ メモリ キャッシュ メモリは、コンピュータ プロセッサが情報を一時的に保存するために使用する高速ランダム アクセス メモリです。 最も頻繁に使用されるデータとコマンドをプロセッサーの「近く」に保持し、より速く取得できるようにすることで、パフォーマンスを向上させます。 キャッシュ メモリは計算速度に直接影響し、プロセッサがより均等な負荷で動作するのに役立ちます。

スライド 13

スライドの説明:

キャッシュ メモリはマイクロプロセッサと RAM の「間」にあり、マイクロプロセッサがメモリにアクセスすると、まずキャッシュ メモリ内で必要なデータを検索します。 キャッシュ メモリへのアクセス時間は従来のメモリに比べて数分の 1 であり、ほとんどの場合、マイクロプロセッサが必要とするデータはキャッシュ メモリに含まれるため、平均メモリ アクセス時間は短縮されます。

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ビデオ メモリ グラフィックス カード (グラフィックス カード、ビデオ カード、ビデオ アダプタとも呼ばれます) は、コンピュータのメモリにある画像をモニタ用のビデオ信号に変換するデバイスです。 通常、ビデオ カードは拡張カードであり、マザーボード上のビデオ カード用の特別なスロットに挿入されますが、内蔵することもできます。 最近のビデオ カードは、単純な画像出力に限定されず、追加の処理を実行できるマイクロプロセッサを内蔵しており、コンピュータの中央プロセッサをこれらのタスクから解放します。

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グラフィックス ボードは次の部分で構成されます。 グラフィックス プロセッシング ユニット (GPU) - 出力イメージの計算を処理し、中央プロセッサの責任を軽減し、3D グラフィックス コマンドを処理するための計算を行います。 これはグラフィックス カードの基礎であり、デバイス全体のパフォーマンスと機能はそれに依存します。

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ビデオ コントローラー - ビデオ メモリ内に画像を生成し、モニター用のスキャン信号を生成する RAMDAC コマンドを与え、中央プロセッサからの要求を処理します。 さらに、通常は外部データ バス コントローラ、内部データ バス コントローラ、およびビデオ メモリ コントローラがあります。 通常、内部バスとビデオ メモリ バスの幅はさらに広くなります。

スライド 17

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デジタル - アナログ コンバーター DAC (RAMDAC) - ビデオ コントローラーによって生成された画像を、アナログ モニターに供給される色の強度レベルに変換する役割を果たします。 画像の可能な色の範囲は、RAMDAC パラメータによってのみ決定されます。 ほとんどの場合、RAMDAC には 4 つのメイン ブロックがあります。つまり、カラー チャネル (赤、青、緑、RGB) ごとに 1 つずつ、計 3 つのデジタル - アナログ コンバーターと、補正ガンマ データを保存するための SRAM です。

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スライドの説明:

ビデオ ROM (ビデオ ROM) は、ビデオ BIOS、画面フォント、サービス テーブルなどが書き込まれる永続的なストレージ デバイスであり、ビデオ コントローラーによって直接使用されるのではなく、中央プロセッサのみがアクセスします。 ROM に保存されているビデオ BIOS は、メイン オペレーティング システムをロードする前にビデオ カードの初期化と動作を保証します。また、動作中にビデオ ドライバが読み取って解釈できるシステム データも含まれています。