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

Pamięć – układ przeznaczony do przechowywania informacji binarnej Parametry 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

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

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

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

Podział pamięci ze względu na krótkoterminową trwałość zapisu Statyczna (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

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

N –bitowy adres, 2 sygnałysterujące RAM (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

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

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)

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

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)

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

Pamięć masowa i zewnętrzna Dyski 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)

karta perforowana

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

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

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

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

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

UKŁDY WEJŚCIA/WYJŚCIA Def. 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.