Динамическая память – принцип работы

Принципы работы динамической памяти

Еще Майкл Фарадей, проводя опыты по прохождению электрического тока через конденсатор, заметил, что последний способен хранить информацию о начальных условиях. Это свойство конденсатора, или просто емкости, и используется при построении элемента динамической памяти. Рассмотрим незаряженный конденсатор, когда разность потенциалов между его клеммами равна нулю. Приложим на некоторое время к конденсатору напряжение, равное напряжению питания. А что значит "некоторое время"? А это такое время, за которое заряд успеет перетечь с входных клемм на обкладки конденсатора. По истечению этого времени отключим конденсатор от нашего источника. Теоретически этот конденсатор будет хранить наше напряжение бесконечно долго, таким образом становясь подобным триггеру на двух транзисторах.

Все это было бы хорошо, если бы не реальная жизнь. В качестве диэлектрика используется оксидная пленка какого-нибудь металла (скажем, алюминия). Эта диэлектрическая пленка обладает хоть и малой, но проводимостью, а, следовательно, конденсатор начинает разряжаться через эту оксидную пленку, тем самым выделяя на ней тепло и теряя информацию. Как только напряжение на емкости достигает минимально допустимого значения, мы вновь подключаем к конденсатору наше напряжение питания и вновь заряжаем его, после чего отводим клеммы. Вот эта процедура и есть всем известная и ненавистная процедура регенерации динамической памяти, которую каждый определенный промежуток времени проводит контроллер динамической памяти.

Для адресации динамической памяти используются не прямые адресные сигналы процессора, а адресные сигналы процессора, пропущенные через контроллер динамической памяти и еще сигналы CAS и RAS, вырабатываемые контроллером. Динамическая память имеет матричный принцип строения, и сигнал CAS стробирует выборку колонки, а сигнал RAS стробирует выборку ряда в этой колонке. Без сигналов CAS и RAS динамическая память становится бесполезной, так как способна хранить информацию без регенерации всего в течение нескольких микросекунд. На первый взгляд, в динамической памяти все плохо: и использование внешнего контроллера, и сложность управления. Но есть и значительные плюсы. Выполнить матрицу конденсаторов значительно проще, чем матрицу триггеров, достаточно "вставить" диэлектрики в нужных местах, а значит, динамическая память будет значительно дешевле статической. При необходимости создания динамической памяти большого объема тоже нет проблем, надо "вставить" диэлектрики чаще и быстрее проводить регенерацию. Поэтому динамическая память и получила большее распространение, чем статическая.

 

Основные компоненты ЭВМ

Компоненты ЭВМ можно разделить на 4 основные категории: процессор, оперативная па­мять, внешняя память и прочие внешние устройст­ва. Последние позволяют компьютеру обмениваться информацией с человеком и другими компьютера­ми, управлять технологическими процессами и т. д.

Главная компонента компьютера — процессор. Процессор обеспечивает обработку данных, переда­чу данных, управление различными устройствами. Процессор имеет собственный достаточно сложный «язык» и может выполнять фиксированный набор действий-команд. Последовательность команд, за­писанная на языке процессора и переданная ему для исполнения, называется машинной программой. Процессор имеет свою сверхбыструю память, кото­рая называется регистрами процессора.

Минимальный элемент памяти (бит) способен
хранить минимально возможный объем

информации — одну двоичную цифру. Биты в памя­ти любого вида объединяются в байты — восьмерки битов. Принято для именования байтов использо­вать неотрицательные целые числа и говорить о но­мерах или адресах байтов.

Процессор мол-сет прочитать нечто из байта па­мяти с адресом /V или записать нечто в этот байт. Для этого от процессора к памяти должен поступить адрес байта, а сам байт информации должен быть пе­редан от процессора к памяти (при записи) или от памяти к процессору (при чтении). Эта информация передается по проводам. Провода разделены на два пучка, называемые шинами.

Одна часть проводов называется шина адреса, другая — шина данных. Адрес байта передается по шине адреса, а байт — по шине данных.

Число проводов в шине данных называется раз­рядностью шины. Обычно разрядность равна 8, 16, 32 или 64.

 

БИЛЕТ 18

Архивация данных

Архивация - это сжатие одного или более файлов с целью экономии памяти и размещение сжатых данных в одном архивном файле, уменьшение физических размеров файлов, в которых хранятся данные, без значительных информационных потерь.

Архивация проводится в следующих случаях:

§ когда необходимо создать резервные копии наиболее ценных файлов;

§ когда необходимо освободить место на диске;

§ когда необходимо передать файлы по E-mail.

Архивный файл представляет собой набор из нескольких файлов (одного файла), помещенных в сжатом виде в единый файл, из которого их можно при необходимости извлечь в первоначальном виде. Архивный файл содержит оглавление, позволяющее узнать, какие файлы содержатся в архиве.

В оглавлении архива для каждого содержащегося в нем файла хранится следующая информация:

§ имя файла;

§ размер файла на диске и в архиве;

§ сведения о местонахождения файла на диске;

§ дата и время последней модификации файла;

§ код циклического контроля для файла, используемый для проверки целостности архива;

§ степень сжатия.

Любой из архивов имеет свою шкалу степени сжатия. Чаще всего можно встретить следующую градацию методов сжатия:

1. Без сжатия (соответствует обычному копированию файлов в архив без сжатия).

2. Скоростной.

3. Быстрый (характеризуется самым быстрым, но наименее плотным сжатием).

4. Обычный.

5. Хороший.

6. Максимальный (максимально возможное сжатие является одновременно и самым медленным методом сжатия).

Лучше всего архивируются графические файлы в формате.bmp, документы MS Office и Web-страницы.

Архиваторы – это программы (комплекс программ) выполняющие сжатие и восстановление сжатых файлов в первоначальном виде. Процесс сжатия файлов называется архивированием. Процесс восстановления сжатых файлов – разархивированием. Современные архиваторы отличаются используемыми алгоритмами, скоростью работы, степенью сжатия (WinZip 9.0, WinAce 2.5, PowerArchiver 2003 v.8.70, 7Zip 3.13, WinRAR 3.30, WinRAR 3.70 RU).

Другие названия архиваторов: утилиты - упаковщики, программы - упаковщики, служебные программы, позволяющие помещать копии файлов в сжатом виде в архивный файл.

В ОС MS DOS существуют архиваторы, но они работают только в режиме командной строки. Это программы PKZIP и PKUNZIP, программа архиватора ARJ. Современные архиваторы обеспечивают графический пользовательский интерфейс и сохранили командную строку. В настоящее время лучшим архиватором для Windows является архиватор WinRAR.

Архиватор WinRAR

WinRAR – это 32 разрядная версия архиватора RAR для Windows. Это - мощное средство создания архивов и управления ими. Есть несколько версий RAR, для разных операционных систем: Windows, Linux, UNIX, DOS, OS/2 и т.д.

Существует две версии RAR для Windows:

§ версия с графическим пользовательским интерфейсом - WinRAR.EXE;

§ Консольная версия RAR.EXE пульт линии команды (способ текста) версия - Rar.exe.

Возможности WinRAR:

1. Позволяет распаковывать архивы CAB, ARJ, LZH, TAR, GZ, ACE, UUE, BZ2, JAR, ISO, и обеспечивает архивирование данных в форматы ZIP и RAR.

2. Обеспечивает полную поддержку архивов ZIP и RAR.

3. Имеет специальные алгоритмы, оптимизированные для текста и графики. Для мультимедиа сжатие можно использовать только с форматами RAR.

4. Поддерживает технологию перетаскивания (drag & drop).

5. Имеет интерфейс командной строки.

6. Может осуществлять непрерывное архивирование, что обеспечивает более высокую степень сжатия по сравнению с обычными методами сжатия, особенно при упаковке большого количества небольших файлов однотипного содержания.

7. Обеспечивает поддержку многотомных архивов, то есть осуществляет разбивку архива на несколько томов (например, для записи большого архива на диски). Расширение томов: RAR, R01, R02 и т.д. При самораспаковывающемся архиве первый том имеет расширение EXE.

8. Создает самораспаковывающиеся архивы (SFX) обычные и многотомные архивы, обеспечивает защиту их паролями.

9. Обеспечивает восстановление физически поврежденных архивов.

10. Имеет средства восстановления, позволяющие восстанавливать отсутствующие части многотомного архива.

11. Поддерживает UNICODE в именах файлов.

12. Для новичков предназначен режим Мастер (Wizard), с помощью которого можно легко осуществить все операции над архивами.

WinRAR имеет и другие дополнительные функции. WinRAR способен создать архив в двух различных форматах: RAR иZIP.

Архив в формате ZIP

Основное преимущество формата ZIP - его популярность. Например, большинство архивов в Internet – это архивы ZIP. Поэтому приложение к электронной почте лучше всего направлять в формате ZIP. Можно также направить самораспаковывающийся архив. Такой архив является немного большим, но может быть извлечен без внешних программ. Другое преимущество ZIP - скорость. Архив ZIP обычно создается быстрее, чем RAR.

Архив в формате RAR

формат RAR в большинстве случаев обеспечивает значительно лучшее сжатие, чем ZIP. Кроме того, формат RAR обеспечивает поддержку многотомных архивов, имеет средства восстановления поврежденных файлов, архивирует файлы практически неограниченных размеров. Необходимо отметить, что при работе в файловой системе FAT32 архивы могу достигать только 4 гигабайт. Работа с большими размерами архива поддерживается только в файловой системе NTFS.