Paměti

Paměti Druhy informace pro pamatování: 9.4.2017 Druhy informace pro pamatování: Textová (psaný text, dokumenty, atd. ) obrazová (obraz, kresba, statické obrázky – fotografie, počítačová grafika, text na určitém formátu rozložený do bodů dle zvoleného rastru – rozlišení, atd. ) Zvuková (záznam akustického signálu dle příslušného akustického spektra) Způsob uchování informace: Ruční záznam – např. perem nebo štětcem na záznamovou plochu (papír, stěna, atd.) Mechanický záznam – pomocí základních jednoduchých strojů (páka, kladka, převody, vačka, mechanické otvory či výstupky atd. Elektromechanický záznam – pomocí relé, jazýčkových relé, vytvoření rysky či ovládání záznamového pera Elektronický záznam – pomocí polovodičů, klopných obvodů, integrovaných obvodů Číslicový záznam – převedení analogového signálu na digitální, zápis impulsů podobně jako u elektronického záznamu či pomocí optických signálů (laser, LED, atd.)

Paměti Základní vlastnosti mechanického kontaktu 9.4.2017 Základní vlastnosti mechanického kontaktu pro zápis binárních hodnot 0 a 1: - sepnutý kontakt - rozepnutý kontakt Základní vlastnosti elektronického kontaktu pro zápis binárních hodnot 0 a 1: - sepnutý stav tranzistoru - rozepnutý stav tranzistoru Základní prvek elektronických pamětí – BISTABILNÍ KLOPNÝ OBVOD - základní parametry BKO - činnost BKO - použití BKO Základní prvek číslicových pamětí - základní vlastnosti číslicového signálu – stav 0 a 1 - základní vlastnosti optického signálu – stav 0 a 1

Paměti Paměť: zařízení, které slouží k ukládání programů a dat, s nimiž počítač pracuje Paměti počítače lze rozdělit do tří základních skupin: registry: paměťová místa na čipu procesoru - jsou používány pro krátkodobé uchování právě zpracovávaných informací vnitřní (interní): paměti osazené většinou uvnitř základní jednotky - realizovány pomocí polovodičových součástek - jsou do nich zaváděny právě spouštěné programy (nebo alespoň jejich části) a data, se kterými tyto programy pracují vnější (externí): paměti realizované většinou za pomoci zařízení používajících výměnná média v podobě disků či magnetofonových pásek - záznam se provádí většinou na magnetickém nebo optickém principu - slouží pro dlouhodobé uchování informací a zálohování dat

Parametry pamětí Kapacita: množství informací, které je možné do paměti uložit Přístupová doba: doba, kterou je nutné čekat od zadání požadavku, než paměť zpřístupní požadovanou informaci Přenosová rychlost: množství dat, které lze z paměti přečíst (do ní zapsat) za jednotku času Statičnost / dynamičnost: statické paměti: uchovávají informaci po celou dobu, kdy je paměť připojena ke zdroji elektrického napětí dynamické paměti: zapsanou informaci mají tendenci ztrácet i v době, kdy jsou připojeny k napájení informace v takových pamětech je tedy nutné neustále periodicky oživovat, aby nedošlo k jejich ztrátě 5

Parametry pamětí Destruktivnost při čtení: destruktivní při čtení: přečtení informace z paměti vede ke ztrátě této informace přečtená informace musí být následně po přečtení opět do paměti zapsána nedestruktivní při čtení: přečtení informace žádným negativním způsobem tuto informaci neovlivní Energetická závislost / nezávislost: energeticky závislé: paměti, které uložené informace po odpojení od zdroje napájení ztrácejí energeticky nezávislé: paměti, které uchovávají informace i po dobu, kdy nejsou připojeny ke zdroji elektrického napájení 6

Parametry pamětí Přístup k informaci: sekvenční: před zpřístupněním informace z paměti je nutné přečíst všechny předcházející informace přímý: je možné zpřístupnit přímo požadovanou informaci Spolehlivost: střední doba mezi dvěma poruchami paměti Cena za bit: cena, kterou je nutno zaplatit za jeden bit paměti 7

Paměti Máme tyto druhy: vnější paměti vnitřní paměti Registry Parametry pamětí: kapacita paměti (tj. počet bitů, slabik, slov) vybavovací doba (tj. čas přístupu k záznamu v paměti) = 10 ns...100 ms rychlost toku dat (tj. počet přenesených bitů za sekundu) cena za bit přístup přímý sekvenční destruktivnost při čtení energetická závislost a nezávislost statika a dynamika spolehlivost Definujeme v rozmezí teplot (např. 1 porucha za 5000 hodin, 1 chyba na 1013 bitu toku) Parametry aplikované na typech pamětí: zápisníková paměť = sada registrů řídící paměť - pro zaznamenání stavu programu vyrovnávací paměť (též cache) - k   vyrovnání rozdílu v toku dat mezi procesorem a pamětí mezi procesorem a V/V zařízením

Vnitřní paměti (1) Zapojeny jako matice paměťových buněk Každá buňka má kapacitu jeden bit Jedna paměťová buňka tedy může uchovávat pouze hodnotu logická 1 nebo logická 0 V případě vnitřních pamětí s menší kapacitou je možné jejich strukturu znázornit následu-jícím schématem: 9

Vnitřní paměti (2) Dekodér Adresa Adresový vodič Datový vodič Operační zesilovač Paměťová buňka b1 b2 b3 b4 10

Paměti ROM (1) ROM - Read Only Memory Paměti určené pouze pro čtení uložených informací Informace jsou do těchto pamětí pevně zap-sány při jejich výrobě Potom již není možné žádným způsobem jejich obsah změnit Jedná se o statické a energeticky nezávislé paměti 11

Paměti ROM (2) Paměťová buňka ROM (pomocí diody): Hodnota „0“ Adresový vodič Adresový vodič Datový vodič Datový vodič Hodnota „0“ Hodnota „1“ 12

Paměti ROM (3) Paměťová buňka ROM (pomocí tranzistoru TTL): Adresový vodič Adresový vodič T Datový vodič T Datový vodič Hodnota „0“ Hodnota „1“ 13

Paměti ROM (4) Paměťová buňka ROM (pomocí tranzistoru MOS): Adresový vodič Adresový vodič T Datový vodič T Datový vodič Hodnota „0“ Hodnota „1“ 14

Paměti PROM (2) Paměti PROM představují statické a energe-ticky nezávislé paměti Paměťová buňka ROM (pomocí diody a po-jistky - NiCr): Adresový vodič Datový vodič 15

Paměti PROM (3) U+ U+ R R T1 b1 Datový vodič b2 Dekodér b3 Tn b4 Adresový vodič 16

Paměti EPROM EPROM - Eraseable PROM 9.4.2017 Paměti EPROM EPROM - Eraseable PROM Statické energeticky nezávislé paměti určené pro čtení i zápis informací Zapsané informace je možné vymazat působením ultrafialového záření Realizovány pomocí speciálních unipolárních tranzistorů, které jsou schopny na svém přechodu udržet elektrický náboj po dobu až několika let 17