1 System przechowywania danychEwa Banachowicz Zakład Biofizyki Molekularnej Na podstawie wykładu Jacka FLORKA (http://ii1.ap.siedlce.pl/~florek/sk ) System przechowywania danych

2 Pamięć – układ przeznaczony do przechowywania informacji binarnejParametry pamięci: Pojemność (jednostka: bity, bajty lub słowa; podział na słowa lub sektory) Szybkość Czas dostępu (od zażądania do otrzymania informacji) Czas cyklu (najkrótszy czas między dwoma żądaniami) Szybkość transmisji (ilość przesłanej informacji pamięć-inne urządzenie w jednostce czasu) Koszt Pobór mocy

3 Podział pamięci ze względu na hierarchięRejestrowa procesora Podręczna (cache) Operacyjna (ROM i DRAM) Masowa (HD) Zewnętrzna (FD,CD, kasety, peny itd.)

4 Podział pamięci ze względu na długoterminową trwałość zapisuStałe (ROM, UVPROM, EPROM, dyskowe) – nie ulegają zniszczeniu po odłączeniu zasilania Ulotne (pamięci operacyjne, podręczne, rejestrowe, itd) – ulegają zniszczeniu po odłączeniu zasilania

5 Podział pamięci ze względu na dostępDostęp swobodny (RAM=pamięć operacyjna) Dostęp cykliczny (dyski) Dostęp sekwencyjny (taśmy) Dostęp asocjacyjny (kierowany wewnętrznymi adresami ustalającymi kolejność przeszukiwania komórek)

6 Podział pamięci ze względu na krótkoterminową trwałość zapisuStatyczna (SRAM) –szybka, duży pobór mocy i stopień złożoności, znika po wyłączeniu zasilania Dynamiczna (DRAM) – (czynnikiem pamiętającym jest naładowanie pojemności bramkowej tranzystora MOS = kilka ms) wolniejsza, silniej upakowana mniejszy pobór mocy

7 PAMIĘCI Dostęp swobodny Dostęp cykliczny Dostęp sekwencyjny Dostęp asocjacyjny stałe ROM RAM DRAM SRAM ulotne

8 N –bitowy adres, 2 sygnałysterująceRAM (Random Access Memory) pamięć półprzewodnikową o dostępie swobodnym przeznaczoną do zapisu i odczytu informacji. RAM jest pamięcią ulotną, co oznacza, że po wyłączeniu zasilania dane są tracone. Pamięć 2n x m dane m adres n E Zapis /odczyt Matryca pamięci RAM, N –bitowy adres, 2 sygnałysterujące

9 Organizacją pamięci: sposób podziału obszaru pamięci na słowa.Pamięć 32b = 2n  m a) 32x1b =32 słowa 1 bitowe, b) 4x8b = 4 słowa 8 bitowe

10 Tworzenie bloków pamięci = łączenie wielu jednakowych układów pamięci i zapewnienie odpowiedniego sposobu ich wysterowania  zwiększenie pojemności pamięci. Zwiększenie długości słowa pamięci: magistrala adresowa i sygnały sterujące łączone są równolegle Magistrala danych – szeregowo (kolejno)

11 Pamięć ROM (Read Only Memorny) - pamięć nieulotna, przeznaczoną tylko do odczytu. Po wyłączeniu napięcia zasilania informacja przechowywana w ROM nie jest tracona. Tytko do odczytu ale zawartość tej pamięci w określonych warunkach można zmieniać. MROM (mascable ROM): trwała, ustalona w czasie produkcji (np. BIOS klawiatury) PROM (programmable ROM) jednokrotnie programowalana, obecnie wycofana z użycia EPROM: wielokrotnie programowalna, kasowanie (UV) i zapis poza systemem, wycofywana EEPROM: wielokrotnie programowalna na drodze elektronicznej, w systemie (Flas-BIOS, czyli uaktualniany BIOS) NVRAM (non-volatile) nieulotny RAM kombinacja pamięci RAM i EEPROM w jednej obudowie, do np. zapisu konfiguracji urządzeń

12 Pamięć podręczna (cache) część pamięci operacyjnej zbudowana z pamięci statycznej (SRAM)SRAM są szybsze od DRAM, ale pobierają więcej energii i mają niższy stopień scalenia – nie można całej pamięci operacyjnej zbudować z z pamięci statycznej DRAM są wolniejsze, ale mają wyższy stopień scalenia i są tańsze– nie można całej pamięci operacyjnej zbudować z z pamięci dynamiczne, bo jest za wolna dla współczesnych procesorów Rozwiązanie: większa część RAM to pamięć dynamiczna, pozostała część, to pamięć statyczna (podręczna, obsługiwana przez sterownik pamięci cache)

13 Cache składa się z 3 bloków:Sterownik pamięci cache Jednoblokowa pamięć asocjacyjna

14 Pamięć masowa i zewnętrznaDyski twarde Dyskietki Taśmy magnetyczne Napędy Iomega ZIP LS-120 CD-ROM, CD-R, CD-RW DVD Flash-memory (szerzej po omówieniu magistrali, komunikacja i organizacja danych)

15

16

17

18 karta perforowana

19  Zip-drive (SCSI, USB, parallel port, ATAPI.

20 Jaz-drive ( 1 - 2GB cartridge)Wymienny dysk, o wielu talerzach

21 Karta SmartMedia jest 2 razy wieksza od ćwierdolarówkisolid-state floppy-disk card (SSFDC), czyli SmartMedia, SmartMedia ( 2 MB do 128 MB). Karta SmartMedia jest 2 razy wieksza od ćwierdolarówki

22 Dysk mikro Optyczny Micro-optical drive, ielkości pudełka zapałek używa cieńkich dysków optycznych w plastilowych osłonach; (500 MB ) 250 MB na stronę.

23 Karta SmartMedia opamięci 64 MB.Memory Stick.    Karta SmartMedia opamięci 64 MB.

24

25

26

27 UKŁDY WEJŚCIA/WYJŚCIADef. Układem we/wy nazywamy układ elektroniczny pośredniczący w wymianie informacji pomiędzy mikroprocesorem i pamięcią systemu z jednej strony a urządzeniem peryferyjnym (zewnętrznym urządzeniem współpracującym) z drugiej. Dla systemu mikroprocesorowego układ we/wy widoczny jest jako rejestr lub zespół rejestrów o określonych adresach oraz pewien zestaw sygnałów sterujących.