Что означает термин произвольный доступ к памяти
Запоминающее устройство с произвольным доступом
Запоминающее устройство с произвольным доступом (сокращённо ЗУПД; также Запоминающее устройство с произвольной выборкой, сокращённо ЗУПВ; англ. Random Access Memory ) — один из видов памяти компьютера, позволяющий единовременно получить доступ к любой ячейке (всегда за одно и то же время, вне зависимости от расположения) по её адресу на чтение или запись.
Это отличает данный вид памяти от устройств памяти первых компьютеров, созданных в конце 40-х — начале 50-х годов XX века (EDSAC, EDVAC, UNIVAC), которые для хранения программы использовали разрядно-последовательную память [1] на ртутных линиях задержки при которой разряды слова для последующей обработки в АЛУ поступали последовательно один за другим.
Содержание
История
Ранние модели компьютеров, чтобы осуществить функции основной памяти ёмкостью сотни или тысячи бит, использовали реле, память на линиях задержки или различные виды вакуумных трубок.
Защёлки, построенные сперва на вакуумных триодах, а позднее на дискретных транзисторах, использовались для меньших по размеру и более быстрых блоков памяти, таких как регистры и регистровые хранилища прямого доступа. До разработки интегральных микросхем, память прямого доступа (или только для чтения) часто создавалась из матриц полупроводниковых диодов, управляемых дешифраторами адреса.
Ситуация в принципе изменилась с изобретением запоминающих устройств с произвольной выборкой, стала реализуемой разрядно-параллельная память, в которой все разряды слова одновременно считываются из памяти и обрабатываются АЛУ.
Первой коммерческой ЭВМ, использующей новую организацию памяти стала созданная в 1953 году IBM 701, а первой массово продаваемой (150 экземпляров) — выпущенная в 1955 году IBM 704, в которой были реализованы такие новшества, как память на ферритовых сердечниках и аппаратное средство вычисления чисел с плавающей запятой.
Внешние устройства IBM 704 и большинства компьютеров того времени были очень медленны (например, лентопротяжное работало со скоростью 15 тыс. символов в секунду, что было гораздо меньше скорости обработки данных процессором), а все операции ввода-вывода производились через АЛУ, что требовало принципиального решение проблемы низкой производительности на операциях ввода-вывода.
Одним из первых решений стало введение в состав ЭВМ специализированной ЭВМ, называемой каналом ввода-вывода, которое позволяло АЛУ работать независимо от устройств ввода-вывода. На этом принципе, путём добавления в состав IBM 704 ещё шести каналов ввода-вывода, построена IBM 709 (1958 год).
Первый широко распространённой тип перезаписываемой памяти прямого доступа был запоминающим устройством на магнитных сердечниках, разработанным в 1949—1952 годах, и впоследствии использовался в большинстве компьютеров вплоть до разработки статических и динамических интегрированных каналов оперативной памяти в конце 1960-х — начале 1970-х.
Для построения ЗУПВ современных персональных компьютеров широко применяются полупроводниковые запоминающие устройства, в частности широко применяются СБИС запоминающих устройств оперативной памяти, по принципу организации подразделяемые на статические и динамические. В ОЗУ статического типа запоминающий элемент представляет собой триггер, изготовленный по той или иной технологии (ТТЛ, ЭСЛ, КМОП и др.), что позволяет считывать информацию без её потери. В динамических ОЗУ элементом памяти является ёмкость (например, входная ёмкость полевого транзистора), что требует восстановления записанной информации в процессе её хранения и использования. Это усложняет применение ОЗУ динамического типа, но позволяет реализовать больший объём памяти. В современных динамических ОЗУ имеются встроенные системы синхронизации и регенерации, поэтому по внешним сигналам управления они не отличаются от статических.
Виды ЗУПВ
На полупроводниках
В настоящее время [когда?] выпускается в виде модулей памяти — небольшой печатной платы, на которой размещены микросхемы запоминающего устройства.
На ферромагнетиках
См. также
Примечания
Ссылки
Оперативная память • Запоминающее устройство с произвольным доступом
Произвольный доступ
В информатике под произвольным доступом (также называемым случайным доступом или прямым доступом, англ. random access ) понимают возможность обратиться к любому элементу последовательности за равные промежутки времени, не зависящие от размеров последовательности (в отличие от последовательного доступа, когда чем дальше расположен элемент, тем больше требуется времени для доступа).
Говорят, что структура данных поддерживает произвольный доступ, если возможен доступ к любому элементу за константное время 
по отношению к количеству элементов в ней, равное вне зависимости от позиции элемента. Немногие структуры данных могут это обеспечить, только массивы (и сходные структуры, такие как динамический массив). Поддержка произвольного доступа структурой данных является критичным для реализации многих алгоритмов (например, для быстрой сортировки и двоичного поиска).
Скорости последовательного и произвольного доступа могут различаться на 4 порядка. Произвольный доступ к основной памяти обычно выполняется медленнее последовательного доступа к дисковой памяти.
Полезное
Смотреть что такое «Произвольный доступ» в других словарях:
произвольный доступ — случайный порядок выборки произвольная выборка — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом Синонимы случайный порядок выборкипроизвольная выборка EN… … Справочник технического переводчика
произвольный доступ — laisvoji kreiptis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. random access vok. wahlfreier Zugriff, m rus. произвольный доступ, m pranc. accès aléatoire, m … Automatikos terminų žodynas
произвольный доступ к данным — Способ доступа к данным, позволяющий обращаться к ячейкам запоминающего устройства в любой последовательности. [ГОСТ 25492 82] Тематики устройства цифр. выч. машин запоминающие EN random access … Справочник технического переводчика
произвольный доступ к ячейкам памяти ЭВМ — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN random access … Справочник технического переводчика
Произвольный доступ к данным — 22. Произвольный доступ к данным Random access Источник: ГОСТ 25492 82: Устройства цифровых вычислительных машин запоминающие. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Прямой доступ к памяти — (англ. Direct Memory Access, DMA) режим обмена данными между устройствами или же между устройством и основной памятью (RAM) без участия Центрального Процессора (ЦП). В результате скорость передачи увеличивается, так как данные не… … Википедия
Последовательный доступ — Сравнение последовательного доступа с произвольным доступом. В информатике последовательный доступ означает, что доступ к группе элементов (например, данные в памяти, на диске или на магнитной ленте) осуществляется в заранее заданном порядке.… … Википедия
ИНФОРМАЦИИ НАКОПЛЕНИЕ И ПОИСК — Информация является одной из основных потребностей современного человека; она нужна для работы, путешествий, приобретения товаров, принятия решений, выполнения школьных заданий, заботы о здоровье и многочисленных других видов деятельности.… … Энциклопедия Кольера
ГОСТ 25492-82: Устройства цифровых вычислительных машин запоминающие. Термины и определения — Терминология ГОСТ 25492 82: Устройства цифровых вычислительных машин запоминающие. Термины и определения оригинал документа: 24. Ассоциативный доступ к данным Associative access Способ доступа к данным, позволяющий обращаться к ячейкам… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Vector (C++) — Стандартная библиотека языка программирования C++ fstream iomanip ios iostream sstream Стандартная библиотека шаблонов algorithm … Википедия
произвольный доступ к памяти
Смотреть что такое «произвольный доступ к памяти» в других словарях:
произвольный доступ к ячейкам памяти ЭВМ — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN random access … Справочник технического переводчика
Произвольный доступ — Сравнение произвольного доступа с последовательным доступом. В информатике под произвольным доступом (такж … Википедия
Прямой доступ к памяти — (англ. Direct Memory Access, DMA) режим обмена данными между устройствами или же между устройством и основной памятью (RAM) без участия Центрального Процессора (ЦП). В результате скорость передачи увеличивается, так как данные не… … Википедия
Последовательный доступ — Сравнение последовательного доступа с произвольным доступом. В информатике последовательный доступ означает, что доступ к группе элементов (например, данные в памяти, на диске или на магнитной ленте) осуществляется в заранее заданном порядке.… … Википедия
Vector (C++) — Стандартная библиотека языка программирования C++ fstream iomanip ios iostream sstream Стандартная библиотека шаблонов algorithm … Википедия
ГОСТ 25492-82: Устройства цифровых вычислительных машин запоминающие. Термины и определения — Терминология ГОСТ 25492 82: Устройства цифровых вычислительных машин запоминающие. Термины и определения оригинал документа: 24. Ассоциативный доступ к данным Associative access Способ доступа к данным, позволяющий обращаться к ячейкам… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Компьютерная память — НЖМД объёмом 44 Мб 1980 х годов выпуска и CompactFlash на 2 Гб 2000 х годов выпуска … Википедия
SRAM (память) — У этого термина существуют и другие значения, см. SRAM. Типы компьютерной памяти Энергозависимая DRAM (в том числе DDR SDRAM) SRAM Перспективные T RAM Z RAM TTRAM Из истории Память на линиях задержки Запоминающая электронстатическая трубка… … Википедия
произвольная выборка — произвольный доступ 1. Обращение к памяти, при котором все ее ячейки являются адресуемыми, и доступ к ним может производиться в произвольном порядке. 2. Метод доступа к файлу или базе данных, при котором последовательность запросов не совпадает с … Справочник технического переводчика
Запоминающее устройство — (ЗУ) блок вычислительной машины или самостоятельное устройство, предназначенное для записи, хранения и воспроизведения информации. Наибольшее распространение ЗУ получили в цифровых вычислительных машинах (См. Цифровая вычислительная… … Большая советская энциклопедия
ФЛЭШ-ПАМЯТЬ — (англ. flash memory, flash storage) или электрически стираемое перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ЭСППЗУ, EEPROM) энергонезависимое полупроводниковое запоминающее устройство (см. ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО), выполненное в виде… … Энциклопедический словарь
Как работает произвольный доступ к оперативной памяти?
HDD работает частично последовательно. Тем не менее, ОЗУ известно для произвольного доступа к памяти, что позволяет обеспечить равную скорость доступа к памяти для каждого места в любое время. Итак, что делает RAM такой особенной? Как работает произвольный доступ к памяти? (Я знаю, что DRAM не совсем произвольный доступ, а работает в пакетном режиме. Я не уверен, что это также означает.)
Ячейки памяти расположены в матрице
Выбор столбца делает нечто подобное, но использует мультиплексор для выбора 1 из 2 строк в качестве выходного сигнала. Таким образом, комбинация выбора строки и выбора столбца может адресовать отдельную ячейку памяти. N ‘ role=»presentation»> N
Это оперативная память, потому что любой бит доступен напрямую, независимо от адреса. И это касается как DRAM, так и SRAM. SRAM требуется больше оборудования для хранения бита (4 или 6 FET), чем показано на DRAM, для которого требуется только 1 FET на бит. Данные хранятся в конденсаторах. Конденсаторы имеют утечку, и через некоторое (очень короткое!) Время данные исчезнут. Вот почему DRAM нуждается в частом обновлении: данные постоянно читаются и перезаписываются между обращениями. Это добавляет дополнительное устройство к устройству, но кристалл DRAM по-прежнему намного меньше кристалла SRAM с той же емкостью.
Простая RAM может быть выражена как (из некоторой заметки):
ОЗУ организованы в виде квадратных массивов отдельных битов. Существует два декодера, декодер строки и столбца, и каждая ячейка памяти с одним битом активна, только когда ее строка и строки столбца равны. В случае 256-битной оперативной памяти каждый декодер преобразует четырехбитное двоичное число в шестнадцатиразрядное унарное число. Таким образом, в квадратном массиве ячеек памяти с одним битом всегда будет только одна ячейка, для которой и строка, и строки столбца равны. Каждая ячейка подключена к одной и той же линии чтения / записи и линии данных. Линия данных подключается к внешней стороне через двухсторонний буфер трех состояний, так что, если чип не включен, никакие данные не могут проходить ни внутрь, ни наружу.
Статические данные ОЗУ в своей основе имеют бистабильную схему фиксации (обычно четыре или шесть транзисторов) для хранения одного бита, в то время как динамическое ОЗУ использует емкостный метод хранения для одного бита (только один транзистор и конденсатор). Таким образом, DRAM способен хранения памяти более плотным способом, чем SRAM. Так как емкостная память подвержена утечке, DRAM требует более высоких частот обновления для сохранения битовой информации внутри ячеек памяти.
Типичный статический чип памяти будет иметь несколько временных ограничений, которые можно эффективно смоделировать, сказав, что различные входы могут вести себя так, как будто они имеют различные (не обязательно постоянные) задержки. Операция чтения может привести к кратковременному выводу произвольных (мусорных) значений на выводы данных до того, как чип начнет выводить правильные данные. Чтобы выполнить операцию записи, необходимо подать чипу действительный адрес за некоторое время, прежде чем подавать сигналы для перевода чипа в режим «записи», и необходимо удерживать правильные данные на выводах данных в течение некоторого времени после того, как чип вынут. «Режим записи. Однако выполнить эти ограничения, как правило, не так уж сложно. Многие микросхемы памяти имеют дополнительное состояние, которое можно рассматривать как« готовимся к чтению »: микросхема непрерывно определяет, какое значение будет выводиться на шину данных, если ее попросят вывести адресную ячейку памяти. Если затем попросить чип вывести это местоположение, он сможет поставить его гораздо быстрее, чем если бы ему пришлось начинать «с нуля».
Обратите внимание, что хотя типичная статическая микросхема памяти будет внутренне подключена как сетка строк / столбцов (как указано в других ответах), и будет иметь около половины своих контактных штырьков, предназначенных для управления «строкой», и половину для управления «столбцом», Типичная микросхема динамической памяти будет использовать один набор адресных контактов для управления как строкой, так и столбцом. Чтобы получить доступ к динамической памяти, нужно выбрать адрес строки, а затем установить вывод с именем / RAS (выбор адреса строки). Это одновременно фиксирует адрес строки и приводит к тому, что конкретный ряд областей памяти будет считан во временный буфер. Затем можно использовать адресные контакты вместе с некоторыми другими управляющими контактами для доступа к этому временному буферу способом, аналогичным статическому ОЗУ. Как только вы закончите со строкой, вы можете / RAS. Это приведет к копированию (возможно измененному) содержимого буфера строк обратно в соответствующую строку в массиве. Через некоторое время после освобождения / RAS микросхема памяти будет готова к получению другого адреса строки и снова подтвердит / RAS.
Обратите внимание, что чтение строки из массива памяти во временный буфер удалит эту строку из массива памяти. Следовательно, даже если кто-то не внес никаких изменений в буфер строк, все равно необходимо будет записать его обратно в массив памяти, прежде чем можно будет получить доступ к другой строке. Также обратите внимание, что время, необходимое для доступа к строке, и время между окончанием одной строки и доступом к другой, намного больше, чем время, необходимое для чтения и записи данных в буфере. Хотя многие старые микрокомпьютеры всегда выполняли всю последовательность «выбор строки; чтение или запись байта; отмена выбора строки» для каждого доступа к памяти, более быстрые компьютеры будут пытаться сделать как можно больше с каждой операцией выбора строки (я признаюсь, некоторое любопытство относительно того, почему старые компьютеры не В этом отношении прилагать больше усилий при доступе к памяти для таких вещей, как обновления отображения видео, поскольку во многих случаях доступ к видеопамяти можно было легко получить группами по два, четыре или восемь байтов). Кроме того, современные устройства памяти включают в себя функции, позволяющие перекрывать определенные операции во многих случаях (например, возможность записывать буфер строк обратно в массив памяти, пока читается другая строка).
Запоминающие устройства с произвольным доступом
Рубрика: Технические науки
Дата публикации: 15.01.2017 2017-01-15
Статья просмотрена: 1221 раз
Библиографическое описание:
Магеррамов, Р. В. Запоминающие устройства с произвольным доступом / Р. В. Магеррамов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 2 (136). — С. 155-158. — URL: https://moluch.ru/archive/136/38134/ (дата обращения: 15.12.2021).
В современном мире, учитывая огромные объемы хранения данных и обработки большого количества информации, используются устройства, которые благодаря своей структуре способны выполнять операции связанные с записью, перезаписью и хранением данных. В зависимости от сферы применения запоминающие устройства используют того или иного типа (Рисунок 1).
Запоминающее устройство — устройство, основной функцией которого является запись и хранение информации. Принцип работы такого устройства заключается в любом физическом эффекте, который обеспечивает приведение системы к двум или более постоянным состояниям.
Рис. 1. Общая классификация запоминающих устройств[1]
Статическая память (Рисунок 2а) является полупроводниковым типом памяти, в котором каждый следующий двоичный разряд находиться (хранится) в схеме с положительной обратной связью. Положительная обратная связь обеспечивает поддержку определенного состояния без регенерации, которая необходима в динамической памяти. Однако сохранение информации в статической памяти без перезаписи возможно только в том случае, если есть питание схемы так, как SRAM является энергозависимым видом памяти. К основным преимуществам SRAM можно отнести быстрый доступ, простоту в схемотехническом исполнении, частоты синхронизации памяти могут быть очень низкими. Недостатки данной архитектуры памяти заключаются в ее энергозависимости, в невысокой плотности ячеек вследствие чего цена производства выше, чем у DRAM (dynamic random access memory).
Рис. 2. Ячейки а) статической, б) динамической памяти: WL (Word Line) — линия управления транзисторами доступа М5, М6; BL (Bit Line) — битовые линии для записи и чтения данных
На физическом уровне динамическая память (Рисунок 2б) представляет собой матрицу ячеек, осуществляющих хранение информации. Ячейка состоит из адресного транзистора и элемента хранение «накопление» заряда. Элементов хранения одного бита информации может являться как конденсатор (Рисунок 3а), так и сам полевой транзистор с замкнутым стоком и истоком (Рисунок 3б), производя хранения информации в подзатворной емкости.
Рис. 3. Ячейки динамической памяти, построенные а) на управляющем транзисторе и конденсаторе, б) на двух транзисторах
Рис. 4. Организация банка ячеек а) статической, б) динамической памяти
Динамическая память относительно статической является недорогой в изготовлении и имеет большую плотность компоновки ячеек (Рисунок 4). Стандартная ячейка динамической памяти обычно в своей структуре имеет два элемента, в то время как статическая минимум 6 элементов (транзисторов).
Недостатки динамической памяти заключаются в том, что она требует регенерацию записанных данных в ячейку и имеет относительно невысокое быстродействие.
Общая структура памяти спроизвольным доступом
Упрощенная структура памяти с произвольным доступом имеет в своем составе следующие блоки (Рисунок 5):
– Дешифратор (Row, Column DC) — обеспечивает доступ к определенной ячейке, как правило, используют два дешифратора, которые организуют обращения к строкам и столбцам банка ячеек памяти.
– Банк ячеек памяти (Bank cell) — матрица ячеек для хранения информации.
– Триггер «защелка» (LATCH) — для установки двух битлайнов в противоположные состояния.
– Блок предзаряда битлайнов (PreCharge) — необходим для предзаряда битлайнов до половины питания, с целью уравнивания их напряжений, для организации корректного чтения данных с ячеек
– Дифференциальный усилитель (Sense Amp.) — необходим для усиления выходного сигнала
– Блок управления (Control Circuit), формирует сигналы, для обеспечения правильного алгоритма работы всей памяти (записи и считывания данных в ячейку памяти).
– Блок для организации высокоимпеданскного или Z-состояния (TRISTATE)
Рис. 5. Упрощенная структура а) статической, б) динамической памяти с произвольным доступом
Заключение
В современном мире практически ни одно электронное устройство не обходится без блоков памяти. Запоминающие устройства представляют собой сложно-функциональный блок, который выполняет функцию хранения и записи данных. В данной статье была рассмотрена общая классификация запоминающих устройств, статическая и динамическая память с произвольным доступом. Каждый из этих видов памяти имеет свои преимущества и недостатки, исходя из этого, определяется область применения запоминающих устройств.
Список использованных сокращений
– SRAM (static random access memory)
– DRAM (dynamic random access memory)
– ПЗУ — постоянное запоминающее устройство
– ОЗУ — оперативное-запоминающее устройство
– НМЛ — накопители на магнитных лентах
– НГМД — накопители на гибких магнитных дисках
– НЖМД — накопители на жестких магнитных дисках