monitoring pozycji
              Budowa I Zasada Działania Komputera
Rodzaje pamięci
Komputerowa pamięć jest swego rodzaju przestrzenią roboczą PC-ta. Za każdym razem, gdy uruchamiamy aplikację lub otwieramy plik, dane i pliki odczytywane z twardego dysku są kopiowane do pamięci RAM (Random Acces Memory). Pamięci pod względem działania można podzielić na dynamiczne RAM i statyczne ROM (Read Only Memory). Większość komputerów wykorzystuje pamięć dynamiczną, która musi być bez przerwy elektrycznie odświeżana, aby mogła przechowywać dane. Jej przeciwieństwem jest pamięć statyczna, która nie wymaga odświeżania. Innym z podziałów jest rozróżnienie ze względu na możliwość zapisywania. Duża ilość RAM-u w komputerze to możliwość otwierania wielu programówjednocześnie, oraz duża stabilność i szybkość działania komputera,gdyż dodatkowa pamięć powoduje, że system Windows rzadziej lub wcalenie korzysta z pamięci wirtualnej. Wszystkie wersje systemu Windows korzystają z tzw. pliku wymiany "swap file", w którym na twardym dysku zapisywana jest zawartość pamięci w przypadku gdy zaczyna jej brakować. Swap file jest swego rodzaju buforem, do którego zapisywane są dane, aby móc je pobrać w odpowiednim momencie. Z punktu widzenia systemu jest to dodatkowa pamięć. Niestety odczytywanie i zapis danych na twardym dysku jest o wiele wolniejszy od takich samych operacjiwykonywanych bezpośrednio w pamięci RAM. Częste odwoływanie się do twardego dysku powoduje zwolnienie pracy komputera. Jest to właśnie przyczyną powstawania niczym nie uzasadnionej losowej aktywności dysku twardego, który sprawdza ilość wolnej powierzchni dostosowując ją dowielkości pliku wymiany. Tak więc im więcej pamięci RAM mamy zainstalowanej w komputerze tym stabilniej pracuje komputer. Zależnie od rodzaju komputera, jego przeznaczenia, systemu operacyjnego istosowanych aplikacji możemy określić ile pamięci RAM jest nam potrzebne do normalnej pracy komputera. W przypadku systemu operacyjnego DOS wystarczającym minimum było 1 MB pamięci, a do gier pod DOS-a 4 MB.Po wejściu na rynek nakładki na DOS-a czyli Windowsa 3.x poziomem wyjściowym było 8 MB. Windows 95 wymagał już minimum 8 MB, a stabilną   pracę utrzymywał dopiero przy 16 MB, gdy natomiast korzystano z wydajnych aplikacji graficznych 64 MB, to nie było za wiele. Kolejne Windows 98, Mei 2000 stabilną pracę wykonują przy 64 MB, lecz i to dla niektórych aplikacji napisanych pod te systemy jest niewystarczające. Dla dzisiejszych komputerów 128 MB RAM-u to minimum, które zapewnia komfortową pracę. Wszystkie dzisiejsze komputery są wyposażone dodatkowo w pamięć podręczną zwaną cache. Tą dodatkową pamięć instaluje się w komputerze, ponieważ prędkość procesorów zwiększyła się do tego stopnia, że zwykła pamięć RAM stała się dla procesorów zbyt powolna. Super szybkie pamięci podręczne zwiększają wydajność procesora, odczytując dane z wyprzedzeniem i próbując przewidzieć jakie dane będzie pobierał z pamięci RAM procesor. W komputerze mamy jeszcze tzw. pamięć CMOS. Jest to ulotna pamięć, w której przechowywane są ustawienia konfiguracyjne BIOS-u. Aby dane które się wniej znajdują, nie były tracone w chwili wyłączenia zasilania, ciągły dopływ prądu zapewnia jej bateria znajdująca się na płycie głównej,to właśnie dzięki niej komputer zawsze wie która jest aktualnie data i godzina.
Pamięć RAM

Podstawowy rodzaj pamięci o dostępie swobodnym, nieodzowny w każdym komputerze, przechowujący całość lub część bieżąco wykonywanego programu. Pamięć RAM jest pamięcią ulotną, co oznacza, iż po wyłączeniu komputera, informacja w niej zawarta jest tracona. Pamięć ta często nazywana jest DRAM (ang. Dynamic RAM) ze względu na zasadę działania: pojedyncza komórka pamięci zawiera kondensator (pojemność), który naładowany do pewnego napięcia, przechowuje jeden bit danych. Kondensator szybko rozładowuje się i należy systematycznie odświeżać zawartość komórki, poprzez zaadresowanie jej i ponowne doładowanie kondensatora. Proces ten nosi nazwę odświeżania pamięci i musi być realizowany cyklicznie Pamięć operacyjna pozostaje w stałym kontakcie z procesorem, dla którego logicznie przedstawia uporządkowany ciąg komórek zaadresowanych od 0 do 2n, przy czym n oznacza liczbę bitów rejestru adresowego procesora. Pamięć operacyjna może być zrealizowana jako pamięć stała lub pamięć zapisywalna. Rozmiar (pojemność) pamięci operacyjnej, oprócz szybkości procesora, charakteryzuje możliwości komputera. Współczesne komputery PC z reguły dysponują dziesiątkami megabajtów pamięci operacyjnej. Takich ilości pamięci wymagają programy stosujące interfejsy graficzne.


Podział pamięci RAM ze względu na budowę.
SRAM - (Static RAM), pamięć statyczna. Cechuje ją bardzo krótki czas dostępu do poszczególnej komórki i nieulotność. Niestety, pamięci SRAM są drogie, dlatego też wykorzystuje się je głównie jako pamięci cache.
DRAM - (Dynamic RAM) pamięć dynamiczna. Pamięć ta jest wolniejsza niż pamięć SRAM a w dodatku jest ona ulotna. Aby pamięć ta nie utraciła danych trzeba ją odświeżać z częstotliwością co najmniej kilkaset Hz. Odświeżanie polega na zwykłym odczycie zawartości komórki.
SDRAM - (Synchronous Dynamic RAM) pamięć dynamiczna, synchroniczna. Pamięć ta jest podobna do pamięci DRAM, z tym że dostęp do komórek pamięci jest zsynchronizowany z zewnętrznym zegarem taktującym procesor.

Podział ze względu na dostęp
FPM RAM - (Fast Page Mode RAM), pamięć ta zorganizowana jest w strony, przy czym najszybciej realizowany jest dostęp do kolejnych komórek w obrębie strony.
EDO RAM - (Extended Data Output RAM), jest to pamięć w przypadku której w czasie odczytu danej komórki, może zostać pobrany adres następnej.
BEDO RAM - (Burst EDO RAM), w przypadku tej pamięci zamiast jednego adresu pobierane są cztery, przy czym na magistralę wystawiany jest tylko pierwszy co znacznie zwiększa szybkość dostępu.


Pamięć ROM



Pamięci ROM są stosowane w praktyce do zapamiętywania podstawowych funkcji konfiguracyjnych oraz obsługi systemu operacyjnego komputera. Na ogół służą do zapamiętania informacji o rodzajach portów, stosowanej pamięci RAM, dyskach itp.Pamięć ROM zwaną EPROM . Pamięć tylko do odczytu. Zawartość tej pamięci jest utrzymywana po wyłączeniu zasilania. Pamięć ROM służy w komputerze najczęściej do przechowywania BIOS-u płyty głównej, ale również inne urządzenia mają zapisane w takiej włąśnie pamięci potrzebne im dane, na przykład procedury startowe. Przechowuje ona podstawowe testy diagnostyczne mikrokomputera. Pamięci typu ROM przeznaczone są głównie do umieszczania w nich startowej sekwencji instrukcji, kompletnych programów obsługi sterowników i urządzeń mikroprocesorowych, także ustalonych i rzadko zmienianych danych stałych. Ze względu na sposób umieszczania danych pamięci ROM dzieli się na:
  1. Pamięć ROM programowana maską (mask ROM) - Jej zawartość ustala się na podstawie wzorca dostarczanego przez użytkownika w trakcie procesu technologicznego. Pamięć ta jest przeznaczona tylko do odczytu, co w wielu wypadkach uniemożliwia jej zastosowanie.
  2. Pamięć PROM (Programmable ROM). - Jest dostarczana przez producenta w stanie niezaprogramowanym z możliwością jednokrotnego ustalania dowolnej zawartości bezpośrednio przez użytkownika. Właściwą treść pamięci ustala się jednorazowo przez elektryczne przepalenie odpowiednich połączeń wewnętrznych. Każda pomyłka w czasie programowania eliminuje programowany układ.
  3. Pamięć EPROM (Erasable Programmable ROM). - Najpopularniejszy rodzaj pamięci kasowalnej i programowalnej o nieulotnej zawartości informacji. Kasowanie zawartości dokonuje się przez intensywne naświetlenie promieniem ultrafioletowym. Nie jest możliwe kasowanie pojedynczych bajtów pamięci, natomiast proces przeprogramowania zawartości pamięci może być powtarzany wielokrotnie. Przewidywany czas trwałości danych umieszczanych w pamięci EPROM wynosi co najmniej 10 lat.
  4. Pamięci EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM). - Każdy bajt można kasować elektrycznie i zapisać nową zawartością bezpośrednio w urządzeniu, w którym normalnie funkcjonuje pamięć, a do zaprogramowania dowolnego bajtu wystarcza jeden cykl zapisu. Wykorzystanie tej możliwości sprawia, że pamięć ta jest idealnym rozwiązaniem przy uruchamianiu nowego oprogramowania, bądź modyfikacji zawartości istniejącej pamięci. Przyjmuje się, że pamięć EEPROM powinna wytrzymać 100 tys. przeprogramowań.Do PC pamięci EEPROM trafiły natychmiast, gdy tylko ich cena zaczęła na to pozwalać – możliwość przedłużenia "moralnego życia" płyty głównej przez wymianę BIOS-u była bardzo atrakcyjna dla producentów komputerów. Tym bardziej, że dostępność takich pamięci zbiegła się w czasie z początkiem dywersyfikacji standardu PC - stosowane w nich procesory przestały być wiernymi kopiami Intelowskich.
  5. Pamięć Flash EEPROM. W tym typie pamięci zwykle nie można kasować ani programować pojedynczych bajtów. Możliwe jest kasowanie i programowanie blokami pamięci lub w całości. Pamięci Flash wytrzymują od 100 do 10 tys. cykli kasowania
    i programowania.

Pamięć Cache

Ze względu na bardzo dużą szybkość działania współczesnych procesorów, w komputerach PC stosowana jest szybka pamięć podręczna (Cache Memory), służą do często używanych danych, stanowiąca bufor pomiędzy wolną dynamiczną pamięcią operacyjną, a szybkim procesorem. Wszystkie obecnie produkowane procesory (Pentium) wyposażone są
w wewnętrzną pamięć Cache o pojemności kilku, kilkunastu kilobajtów. Pamięć oznaczana jest symbolem L1. Ponadto na płytach umieszcza się tzw pamięć zewnętrzną Cache) zwaną LP2). Do tego celu wykorzystuje się bardzo szybkie pamięci statyczne RAM o niewielkiej pojemności (256K-1m.) i o krótkim czasie dostępu kilkunastu nanosekund). Obecnie produkuje się specjalne, scalone kontrolery, które sterują pracę pamięci podręcznej. Działanie kontrolera pamięci podręcznej wyjaśnimy na przykładzie odczytu danych przez procesor z pamięci operacyjnej: żądanie odczytu danych przez procesor jest przechwytywane przez kontroler, który sprawdza czy dane ,które procesor chce odczytać znajdują się w pamięci podręcznej. W sytuacji trafienia (Cache Hit), kontroler przesyła te dane do procesora, bez konieczności czytania ich z wolnej pamięci operacyjnej, a tym samym, bez konieczności wprowadzania cykli niegotowości. W przypadku chybienia, kontroler odczytuje dane z pamięci operacyjnej, przesyła je do procesora oraz jednoczenie wpisuje je do pamięci podręcznej. Liczba trafień do całkowitej liczby odczytów jest większa niż 90%, co oznacza że ponad 90% odczytów jest dokonywanych z pamięci podręcznej,
a tylko 10% ze znacznej wolniejszej pamięci głównej. Pozwala to wydatnie zwiększyć szybkość pracy komputera.
Czy wiesz, że ...
We współczesnych komputerach prawie nie używa się pamięci ROM w klasycznej postaci, czyli takiej, której zawartość nie można zmienić. Zastąpiono ją odmianami, które zachowują swoją zawartość po wyłączeniu komputera, ale w razie szczególnej potrzeby mogą być przeprogramowane. Należą do nich:
Pamięć EPROM - pamięć tego typu może zostać skasowana przez naświetlenie jej silnym światłem ultrafioletowym, dlatego jest zaopatrzona w okienko kwarcowe. Liczba możliwych cykli kasowania i zapisywania jest ograniczona.
Pamięć EEPROM - pamięć stała z możliwością elektrycznego zapisywania i kasowania. Liczba cykli kasowania i programowania jest ograniczona od około 10 000 do 100 000 razy.
Pamięć typu Flash, czasem zwana błyskową - rodzaj pamięci EEPROM, szybsza w zapisie. Obecnie coraz częściej używana ze względu na niski koszt produkcji i łatwość programowania. Podobnie jak w wypadku pamięci EEPROM, do ponownego zaprogramowania jej nie są potrzebne specjalistyczne urządzenia, wystarczy odpowiednie oprogramowanie. Liczba cykli kasowania i zapisywania jest, podobnie jak w EEPROM, ograniczona.
Rodzaje pamięci komputerowych

DIP (ang. Dual In-line Package) , (1981) czasami nazywany DIL (Dual In Line) – w elektronice rodzaj obudowy elementów elektronicznych, głównie układów scalonych o małej i średniej skali integracji, a także elementów takich jak transoptory, optotriaki.
Wyprowadzenia elementu umieszczone są w równej linii na dwóch dłuższych bokach
prostokątnej obudowy. Obudowy typu DIP produkowane są z wersjach DIP4 (cztery wyprowadzenia), DIP6 (sześć wyprowadzeń), DIP8 (osiem wyprowadzeń), DIP14 (czternaście), DIP16, DIP20 i większych.  Produkowane są także obudowy typu SOIP, SK-DIP i innych, które różnią się od obudów DIP wymiarami, odległością między wyprowadzeniami itp.

SIPP (z ang. Single Inline Pin Package) jest drugą generacją pamięci DRAM, która powstała w wyniku zapotrzebowania na rynku na łatwy w montażu na płycie głównej rodzaj pamięci RAM. Układ SIPP używał 30 pinów wzdłuż obrzeża i wyeliminował potrzebę, aby każdy chip DRAM był montowany indywidualnie. SIPP zrewolucjonizował sposób, w jaki komputery osobiste (PC) używały pamięci RAM, ponieważ znacznie szybciej można go było zmienić na inny model.

SIMM (z ang. Single Inline Memory Module),(1994/1996) to pojedynczy moduł pamięci
liniowej. Jest to następna po SIPP generacja pamięci DRAM. Istotną innowacją w układzie SIMM było to, że nie posiadał od wystających elementów tzw. pinów tak jak w poprzedniej wersji DRAM, którą był SIPP, ponieważ były one umieszczone na powierzchni płytki montażowej. Inną ważną zmianą było też takie fizyczne ukształtowanie płytki pamięci SIMM, aby nie było można zainstalować jej niewłaściwie. Technicznie pomogło
to wyeliminować możliwość potencjalnych uszkodzeń w trakcie montażu układu pamięci na
płycie głównej.

RIMM (ang. Rambus Inline Memory Module) – jeden z rodzajów kości pamięci
komputerowej, na którym umieszczone są układy scalone z pamięcią Rambus DRAM
(RDRAM). Kości 16-bitowe pamięci RIMM na płytach głównych muszą być montowane w parach, kości 32-bitowe mogą być instalowane pojedynczo. Każde niewykorzystane gniazdo pamięci na płycie głównej (ang. slot) musi być zamknięte specjalną zaślepką.
Kości pamięci RIMM wyposażone są w radiator, konieczny do odprowadzania nadmiaru

SDR SDRAM (ang. Single Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory) - to pamięć dynamiczna, (dawniej nazywana po prostu SDRAM, po wprowadzeniu techologii DDR SDRAM został dodany przedrostek SDR) synchroniczna, zbudowana na kondensatorach i tranzystorach. Synchroniczna, ponieważ działa ona zgodnie z przebiegiem taktu zegara procesora (współpraca z magistralą systemową). W SDR SDRAM znajduje się 168 pinów. Pamięć SDR SDRAM jest taktowana częstotliwościami 66, 100 i 133 MHz. Produkowane były moduły 16, 32, 64, 128, 256 i 512 MB. Produkcja została zaprzestana z powodu pojawienia się DDR - szybszych i wydajniejszych pamięci, których wielkość dochodzi już do 4 GB.

DDR SDRAM (ang. Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)
rodzaj pamięci typu RAM stosowana w komputerach jako pamięć operacyjna oraz jako
pamięć kart graficznych. Pamięci te budowane są w obudowach TSOP jak i BGA i mogą wytrzymać temperaturę do 70°C. Kości przeznaczone dla płyt głównych zawierające moduły DDR SDRAM posiadają 184 styki kontaktowe i jeden przedział. Jest ona modyfikacją dotychczas stosowanej pamięci SDRAM (ang. Synchronous Dynamic RAM).
W pamięci typu DDR SDRAM dane przesyłane są w czasie trwania zarówno rosnącego jak
i opadającego zbocza zegara, przez co uzyskana została dwa razy większa przepustowość
niż w przypadku konwencjonalnej SDRAM typu PC-100 i PC-133. Kości zasilane są napięciem 2,5 V, co wraz ze zmniejszeniem pojemności wewnątrz układów pamięci, powoduje znaczące ograniczenie poboru mocy. Czas dostępu do danych znajdujących się
w pamięci RAM w najnowszych pamięciach DDR-SDRAM wynosi ok. 4 ns.

DDR2 SDRAM (ang. Double Data Rate 2 Synchronous Dynamic Random Access Memory) –kolejny po DDR standard pamięci RAM typu SDRAM, stosowany
w komputerach jako pamięć operacyjna. Pamięć DDR2 charakteryzuje się wyższą efektywną częstotliwością taktowania (533, 667, 800, 1066 MHz) oraz niższym poborem prądu. Podobnie jak DDR, pamięć DDR2 wykorzystuje do przesyłania danych wznoszące
i opadające zbocze sygnału zegarowego, czego nie należy mylić z technologią dual channel. Pamięci DDR2 budowane są w obudowach FBGA (ang. Fine-pitch Ball Grid Array). Mogą pracować w temperaturze do 70°C. Moduły pamięci DDR2 nie są kompatybilne z modułami DDR. Obecnie DDR2 obsługiwane są zarówno przez procesory firmy Intel jak i AMD.

DDR3 SDRAM (ang. Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory (ver. 3)) – nowy standard pamięci RAM typu SDRAM, będący rozwinięciem pamięci DDR i DDR2, stosowanych w komputerach jako pamięć operacyjna. Pamięć DDR3 wykonana jest w technologii 90 nm, która umożliwia zastosowanie niższego napięcia (1,5 V w porównaniu z 1,8 V dla DDR2 i 2,5 V dla DDR). Dzięki temu pamięć DDR3 charakteryzuje się zmniejszonym poborem mocy o około 40% w stosunku do pamięci DDR2 oraz większą przepustowością w porównaniu do DDR2 i DDR. Pamięci DDR3 nie są kompatybilne wstecz, tzn. nie współpracują z chipsetami obsługującymi DDR i DDR2. Posiadają także przesunięte wcięcie w prawą stronę w stosunku do DDR2 (w DDR2 wcięcie znajduje się prawie na środku kości).Obsługa pamięci DDR3 przez procesory została wprowadzona w 2007 roku w chipsetach płyt głównych przeznaczonych dla procesorów Intel oraz w 2009 roku
w procesorach firmy AMD.

DDR4 SDRAM (ang. Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory (ver. 4)) – nowy standard pamięci typu DDR SDRAM. Jest on rozwinięciem pamięci DDR, DDR2 i DDR3 do zastosowań w komputerze. Najsłabsze układy będą miały zegar 2133 MHza najszybsze pamięci, pracować będą z częstotliwością aż 4266 MHz. DDR4 będą pracować z napięciem 1,2 lub 1,1 V (W planach jest obniżenie napięcia do 1,05V). Spekuluje się że chipy DDR4 wykonywane będą w rozmiarze 32 lub 36 nm. Jednak są to tylko spekulacje ponieważ standard DDR4 nie został zatwierdzony. Wiadomo jednak że wraz z wejściem tegoż standardu zerwany zostanie dotychczasowy model pamięci RAM, który umożliwia stosowanie wielokanałowości.
Strony www dla firm - szybko i za darmo!