Память в ЭВМ

1.

Память в ЭВМ

2.

Схема памяти в ЭВМ

3.

Оперативная память
• системная (основная или главная) память ПЭВМ. Используется для
временного хранения команд и данных, необходимых процессору для
выполнения текущей программы. Информация в ОЗУ загружается из
внешней или периферийной памяти и не сохраняется при выключении
питания ПЭВМ.
•На производительность ОЗУ влияет не только время доступа и
параметры тактовой частоты, но и разрядность данных локальной
шины процессора и системной магистрали. В идеале тактовые
частоты ОЗУ и шин не должны отличаться друг от друга.
•Разрядность шины данных определяет размерность информации,
считываемой (записываемой) из (в) ОЗУ за одно обращение процессора.
•Интегральной характеристикой производительности ОЗУ с учетом
частоты и разрядности является пропускная способность, которая
измеряется в Мбайт/с. Количество тактов, необходимых для первого и
последующих обращений, также является характеристикой ОЗУ.

4.

Современные виды ОЗУ
• DDR3 SDRAM ( DDR3, DDR3L, DDR3U) – объем от 1 до 16
Гб, работает на частотах от 800 до 2400 МГц (рекорд
частоты – более 3000 МГц). Максимальная скорость
передачи данных 19200 Мегабайт/с
• DDR4 SDRAM объем от 4 до 32 Гб, работает на
частотах от 1600 до 3200 МГц (в 2015 г. появились
модули с частотой 4233 МГц), Максимальная скорость
передачи данных 25 600 МБ/c (33 864 МБ/c)
• DDR5 объем до 256 ГБ, работает на частотах от 4800
до 5600 МГц Максимальная скорость передачи данных
64 Гбит/с

5.

Внутренняя память
• Память кэш и CMOS строятся на статических ЗУ, в которых
ячейки хранения информации представляют собой триггер.
Кэш- память отличается большим быстродействием, CMOSпамять – очень малым энергопотреблением.
• Постоянное запоминающее устройство, или ROM (Read Only
Memory), содержит информацию, которая не меняется в
процессе эксплуатации ПЭВМ.
• Информация заносится в ПЗУ в процессе производства
микросхемы или перед установкой в компьютер с помощью
специального устройства – программатора. ПЗУ
функционирует только в режиме чтения информации и
обеспечивает ее хранение при выключенном питании.

6.

Внутренняя память
• Репрограммируемые
постоянные
запоминающие
устройства занимают промежуточное место между ОЗУ и
ПЗУ
и обеспечивают
энергонезависимое хранение
информации и ее многократное изменение (перезапись).
• Современные микросхемы РПЗУ выдерживают не менее 1
млн циклов стирания/записи и могут сохранять
информацию при отключен- ном питании более 10 лет.
• Для хранения программ BIOS раньше использовались ПЗУ, а в
современных ПЭВМ применяются микросхемы РПЗУ.

7.

Виртуальная память
• - это совокупность оперативной памяти и файла
подкачки.
• Файл подкачки представляет собой временное
хранилище информации. При нехватке мощностей
оперативная память переносит в файл подкачки
данные, неиспользуемые в настоящий момент. Таким
образом,
оперативная
память
освобождает
пространство для обработки актуальных процессов.
• Файл подкачки располагается на выбранном разделе
накопителя (жесткого диска) и называется
pagefile.sys.

8.

Внешняя память.
• Накопитель
информации – устройство записи,
воспроизведения и хранения информации, а носитель
информации – это предмет, на который
производится запись информации (диск, лента,
твердотельный носитель).
• Внешнее
запоминающее
устройство
(ВЗУ)
предназначено для долговременного хранения
информации на специальных носителях памяти.
• Внешняя память (ВЗУ) энергонезависима.

9.

10.

Жесткие магнитные диски (винчестер)
• представляют
собой
несколько
дисков,
размещенных на одной оси, заключенных в
металлический корпус и вращающихся с высокой
угловой скоростью. За счет множества дорожек
на каждой стороне и большого количества дисков
информационная емкость жестких дисков может
в десятки тысяч раз превышать информационную
емкость дискет и достигать нескольких Тбайт.

11.

Лазерные (оптические) диски:
–
Без возможности записи
–
CD-ROM (Compact Disk - Read Only Memory)
–
DVD-ROM (Digital Video Disk - Read Only Memory)
С однократной записью и многократным чтением
–
CD-R
–
DVD-R
С многократной записью
–
CD-RW
–
DVD-RW (RW - Re Writable).
Blu-ray Disc BD-R (одноразовая запись), BD-RE
(многоразовая запись), BD-RE DL (многоразовая запись)

12.

Flash-память
• энергонезависимый
тип
памяти,
позволяющий
записывать и хранить данные в микросхемах.
• представляет собой микросхему, помещенную в
миниатюрный корпус.
• для записи или считывания информации накопители
подключаются к компьютеру через USB-порт.
• Информационная ёмкость карт памяти от 256
Мбайт - 256 Гбайт.

13.

SSD-память
•Твердотельный накопитель (solid-state drive, SSD) –
компьютерное немеханическое запоминающее устройство
на основе микросхем памяти.
•Имеют меньший размер и вес по сравнению с жестким
диском, являются бесшумными, а также многократно
более устойчивы к повреждениям (например, при падении)
и имеют гораздо бóльшую скорость производимых
операций, но в несколько раз большую стоимость за
гигабайт и значительно меньшую износостойкость
(ресурс записи).

14.

Видеокарта
• устройство, преобразующее изображение, находящееся
в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора.
• состоит из следующих частей:
- графический процессор (Graphics processing unit –
графическое процессорное устройство)
- видеоконтроллер
- видеопамять
- цифро-аналоговый преобразователь видео-ПЗУ
(Video ROM)
- система охлаждения

15.

Классификация видеокарт
По цене
- Бюджетные карты (low-end)
- Видеокарты бизнес-класса (middle-end)
- Топовые модели(hi-end)
По месторасположению:
- Встроенная (в материнскую плату или графическое ядро)
- Дискретная ( внутри корпуса)
- Внешняя
По назначению:
- офисная
- игровая
- профессиональная

16.

Основные характеристики видеокарт:
• Интерфейс
• Количество вычислительных
(шейдерных)
блоков
или
• Графический процессор
процессоров
• Рабочая
частота
• Технологии (технологический
графического ядра:
процесс)
• Программная поддержка
• Охлаждение
• Тип памяти и объем
• Выходы
• Рабочая частота памяти
• Разрядность
интерфейса
памяти

17.

МОНИТОРЫ
Монитор
—
универсальное
устройство
визуального
отображения всех видов информации.
По виду выводимой информации мониторы подразделяются на
• - алфавитно-цифровые - дисплеи, отображающие только
алфавитно-цифровую информацию
• графические; монохромные и цветные.
По принципу работы можно выделить три типа мониторов:
1. Мониторы на основе электронно-лучевой трубки.
2. Жидкокристаллические мониторы.
3. Плазменные мониторы.

18.

Жидкокристаллические мониторы
сделаны из вещества, которое находится в
жидком состоянии, но при этом обладает
некоторыми
свойствами,
присущими
кристаллическим телам. Молекулы жидких
кристаллов под воздействием электричества
могут изменять свою ориентацию и вследствие
этого изменять свойства светового луча
проходящего сквозь них.

19.

Технические характеристики ЖК-монитора
• Разрешение
• Размер точки
• Соотношение
сторон
экрана(формат)
• Видимая диагональ
• Контрастность
• Яркость
• Время отклика
• Угол обзора
• Тип матрицы
• Входы

20.

Основные технологии при изготовлении
ЖК
•TN+film
• IPS
•MVA
Различаются геометрией поверхностей, полимера,
управляющей пластины и фронтального электрода.
Большое значение имеют чистота и тип полимера со
свойствами жидких кристаллов, примененный в
конкретных разработках.

21.

TN+film (Twisted Nematic)
Самая
старая
недостатков:
технология,
обладает
рядом
• проблемы с цветопередачей (причина низкая
битность, макс. 8 бит.
• маленькие
углы
обзора
(компенсировалось
дополнительной пленкой film)/
В свое время это компенсировалось низкой ценой и
лучшими показателями отклика (1 мс), но развитие
конкурентных типов матриц лишило TN этого
преимущества.

22.

IPS (In-Plane Switching)
Разработана компаниями Hitachi и NEC для замены TN.
Обладает великолепными углами обзора, отличным уровнем
цветопередачи, высоким разрешением.
НО! контрастность таких матриц редко превышает 1000:1. В
темное время суток будет отчетливо видно, что черный
цвет откровенно серый, может проявляться глоу-эффект —
превращение черного в серый при увеличении угла обзора и
падение контрастности.
Сейчас на рынке господствует AH-IPS (advanced high performance
IPS). Имеются Fast IPS (Rapid IPS) — быстрые IPS-матрицы,
которые по скорости отклика могут соперничать с TN,
обеспечивая при этом отличную цветопередачу.

23.

*VA (Vertical Alignment)
Матрицы MVA/PVA считаются компромиссом между TN и IPS,
как по стоимости, так и по потребительским качествам.
Достоинствами технологии является самый высокий уровень
статичной контрастности 3000:1.
Недостатки: уменьшенные углы обзора и время отклика.
Цветопередача уступает показателям современных IPS.

24.

OLED (англ. Organic Light-Emitting Diode органический светодиод)
многослойные
тонкопленочные
структуры,
изготовленные из органических соединений, которые
эффективно излучают свет при пропускании через них
электрического тока.

25.

Преимущества в сравнении c LCD-дисплеями
• меньшие габариты и вес
• отсутствие необходимости в подсветке
• отсутствие такого параметра как угол обзора изображение видно без потери качества с любого
угла
• более
качественная
цветопередача
(высокий
контраст)
• более низкое энергопотребление при той же яркости
• возможность создания гибких экранов

26.

Недостатки
• Маленький срок службы люминофоров некоторых цветов
(порядка 2-3 лет)
• Как следствие первого, невозможность создания долговечных
полноценных TrueColor дисплеев
• Дороговизна и неотработанность технологии по созданию
больших матриц
• Главная проблема для OLED - время непрерывной работы
должно быть не меньше 15 тыс. часов, а "красный" OLED и
"зеленый" OLED могут непрерывно работать на десятки
тысяч часов дольше, чем "синий" OLED. Это визуально
искажает изображение.

27.

Диагональ
• 19-22 дюймов. Бюджетная категория
• 24 дюйма. Самый популярный вариант мониторов. Зачастую имеют
разрешение 1920х1080. По матрицам тут распространены IPS и VA;
• 27-32 дюймов. Модели для игр и просмотра фильмов. Из этих
вариантов диагональ 32 дюйма — хороша для разрешения 4К.
• 34-42 дюймов. Это диагонали для работы или просмотра контента
в разрешении 4К.
• 43 -49 дюймов. Исключительно рабочие варианты, совмещающий в
себе вариант использования вместо двух совмещенных дисплеев.
Нужны тем, кому нужно охватывать взглядом сразу много
информации.

28.

Соотношение сторон
• 5:4 и 4:3 устарели
• 16:9 и 21:9 актуальны

29.

Тип матрицы
• IPS. Просмотр фильмов и игра в игры, где более важна
картинка, а не скорость отклика. Работа с изображениями и
видео (важна цветопередача!)
• VA. Плохо подходят для динамичных игр, так как имеют
среднюю скорость отклика и углы обзора. Контрастность
таких матриц 3000:1 и даже более. Подходят для HDR
контента.
• TN ставится в большинство бюджетных мониторов и
ноутбуков,
традиционно
предпочитается
геймерами
(максимальная скорость отклика)

30.

Частота экрана
• 60-75Гц. Самая часто встречающаяся частота в
мониторах. Хватает для большинства задач.
• 100 -120Гц. Частота для активных игр, просмотра
фильмов и плавного изображения. Характерна для
больших диагоналей.
• 144Гц. Частота популярная у геймеров. Обеспечивает
плавность изображения при игре.
• 180 — 360Гц для любителей киберспорта.

31.

Контрастность изображения
отвечает за глубину черного цвета, от которого уже
зависит насыщенность других цветов.
От
700:1
до
2500:1.
Средний
показатель
контрастности (IPS)
До 4000:1. (VA). HDR контент, просмотр фильмов и
редактированиt фото.
Более 4000:1. домашний кинотеатр

32.

Время отклика
минимальное время, необходимое пикселю для изменения своей
яркости.
• 1 мс- 4 мс. Игровые показатели
• от 4мс до 9мс. Стандарт
• 10мс. бюджет

33.

Разрешение
отношение количества пикселей по длине к количеству
пикселей по высоте матрицы монитора
1920х1080. Стандарт (FullHD)
2560 х 1440. 2K, QHD мониторы гейминг, работа с
фотоизображениями.
3440 x 1440. Переходное разрешение между 2К и 4К
мониторами.
3840 х 2160. Полноценное 4К изображение

34.

Яркость (отвечает за комфорт использования
монитора в любое время суток).
• 250-300 кд/м² бюджетные мониторы, достаточны для
выполнения большинства задач
• 350 до 500 кд/м² стандарт для комфортной работы
• Свыше 500 кд/м² для HDR контента
• Более 900 кд/м² профессиональные мониторы

35.

Поддержка HDR стандарта
HDR — технология увеличения яркости и цветового охвата.
• HDR10 и DisplayHDR 400 – большинство современных
мониторов.
• DisplayHDR 600 и более – профессиональные мониторы

36.

Тип подсветки
большинство моделей мониторов используют LED подсветку
мониторов. Разновидности LED подсветки:
• WLED – светодиоды белого цвета
• GB LED – комбинации из синего и зеленого.
• RGB LED - соответственно красный, зеленый и синий. Более
дорогой тип подсветки.
Также выделились QLED, NanoIPS, mini LED.

37.

Плотность пикселей
количество пикселей на дюйм экрана. Отвечает за
детальность картинки.
• Самые распространенные мониторы с плотностью до 100 Ppi
• Оптимальный выбор 100- 150 Ppi

38.

Глубина цвета и цветовой охват
определяет количество цветов, отображаемых устройством
• 12 бит – 68 719 476 736 цветов профессиональная техника,
медицина
• 10 бит – матрица способна передать более миллиарда
оттенков проф. графика
• 8 бит + FRC программная имитация 10 бит
• 8 бит – 16 777 216 цветов
• 6 бит – 262 144 цветов бюджет

39.

Технологии защиты зрения
• Устройства
без
ШИМ
(широтно-импульсной
модуляции) имеют в своих спецификациях надписи
Flicker-Free или Flicker safe, которые говорят об
отсутствии невидимого глазу мерцания.
• Технология защиты Low Blue Light снижает излучение
синего света в диапазоне 420–480 нм, благодаря чему
уменьшается нагрузка на глаза.