Zvyšování kvality výuky technických oborů

Transkript

1 Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V.2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V.2.1 Logické obvody Kapitola 24 Vnitřní paměti Ing. Igor Třaska

2 Obsah ÚVOD VNITŘNÍ PAMĚTI ROM RAM CACHE PAMĚŤ PAMĚT CMOS DOPORUČENÁ LITERATURA POUŽITÁ LITERATURA A ZDROJE... 6

3 Úvod Výukový materiál popisuje vnitřní paměti a jejich základní rozdělení. Výukový materiál je doplněn o pracovní list, který je zaměřen na kontrolní otázky k probíranému tématu. Výukový materiál je přednostně určen studentům 4. ročníku vzdělávacího oboru L/01 Autotronik a vzdělávacího oboru M/01 Dopravní prostředky. Vzdělávací materiál pokrývá nejdůležitější obsahovou část odborných předmětů Automatizace, Aplikovaná elektronika a Odborný výcvik. Každý pracovní list (dále jen PL) provede studenta probíranou tématikou ve formě praktického zapojování, měření a výpočtu, kdy si student sám ověří platnost probírané problematiky. Pro úspěšné zvládnutí měřicích úloh je nezbytná dostatečná teoretická příprava studentů v elektrotechnických odborných předmětech, zejména v předmětu Elektronika a elektrotechnika a Automatizace. 1

4 1 Vnitřní paměti Vnitřní pamětí jsou zapojeny jako matice paměťových buněk. Každá buňka má kapacitu jeden bit. Takováto buňka tedy může uchovávat pouze hodnotu logická 1 nebo logická 0. Dělení vnitřních pamětí: 1.1 ROM Read Only Memory paměť jen pro čtení Informace jsou do těchto pamětí pevně zapsány při jejich výrobě. Potom již není možné žádným způsobem jejich obsah změnit. Jedná se tedy o statickou, energeticky nezávislou paměť. V této paměti se nejčastěji uchovával BIOS, který se po zapnutí počítače načítá do paměti RAM (rychlejší) stínování PROM Programmable ROM zápis neprovádí výrobce, ale uživatel a to pouze jednou EPROM Erasable PROM přepisovatelné paměti ROM EEPROM Electrically EPROM elektricky přepisovatelné paměti ROM Flash-PROM rychlejší než předešlé typy 1.2 RAM Nejčastěji s nimi spolupracuje mikroprocesor. Jsou určeny pro čtení i zápis dat, jsou rychlejší než paměti ROM. Jedná se o paměti, které jsou energeticky závislé na zdroji napájení, tzn. že po vypnutí napájecího zdroje se data ztratí. Dělení RAM: SRAM statické RAM Informaci v sobě uloženou tyto paměti uchovávají po celou dobu, kdy jsou připojeny ke zdroji elektrického napájení. Jsou výhodné zejména pro svou nízkou přístupovou dobu (15-20 ns). Nevýhodou je naopak vyšší složitost a z toho plynoucí vyšší výrobní náklady. DRAM dynamické RAM Informace je uložena pomocí elektrického náboje na kondenzátoru. Tento náboj má však tendenci se vybíjet i v době, kdy je paměť připojena ke zdroji elektrického napájení. Aby nedocházelo k tomuto vybití a tím i ke ztrátě uložené informace, je nutné periodicky provádět tzv. refresh, neboli oživování paměťové buňky. Buňka paměti DRAM je velmi jednoduchá, dovoluje vysokou integraci a tím nízké výrobní náklady. Díky těmto vlastnostem je používána k výrobě operačních pamětí. Její nevýhodou je však vyšší přístupová doba (60-70 ns) způsobená nutností provádět refresh a časem potřebným k nabití a vybití kondenzátoru. 2

5 1.3 Cache paměť Je rychlá vyrovnávací paměť mezi rychlým zařízením (např. procesor) a pomalejším zařízením (např. operační paměť) Používá se paměť typu SRAM, je velmi rychlá (5-20ns). V dnešních počítačích se běžně používají dva druhy cache pamětí: externí (sekundární, L2) cache běžná kapacita je KB, je určena pro data, osazuje se do patic na základní desce nebo je v pouzdru procesoru, ale na jiném čipu interní (primární, L1) cache je integrována přímo na čipu procesoru, její velikost je asi 8 64KB, je určena pro instrukce a data 1.4 Pamět CMOS Je to paměť s malou kapacitou sloužící k uchování údajů o nastavení počítače a jeho hardwarové konfiguraci. Tato paměť je energeticky závislá na napájecím zdroji, a proto je nutné ji zálohovat pomocí akumulátoru umístěného většinou na základní desce počítače, aby nedošlo ke ztrátě v ní uložených údajů. V CMOS paměti bývají většinou uloženy: informace o typech a kapacitách jednotek pružných disků informace o typech, kapacitách a parametrech pevných disků typ používané video karty kapacita operační paměti nastavení parametrů cache pamětí pořadí jednotek pro zavádění operačního systému povolení / zakázání různých funkcí základní desky využívání interní a externí cache paměti antivirová ochrana systémových oblastí disků stínování určitých částí paměti (zavádění programového vybavení z pomalejší ROM paměti do rychlejší paměti RAM) 3

6 Kontrolní otázky: Do kterých pamětí jsou informace pevně zapsány při jejich výrobě a potom již není možné žádným způsobem jejich obsah změnit? a) ROM b) RAM c) Cache d) CMOS Které paměti si zachovají svůj obsah i při vypnutém napájecím zdroji? a) ROM b) RAM c) Cache d) CMOS Jakou elektronickou součástku využívá pro ukládání dat paměť DRAM? Co znamená refresh a u jakých pamětí se používá? K čemu se využívá paměť CMOS? Co znamená zkratka EPROM? Mezi jaké typy pamětí tato paměť patří? 4

7 2 Doporučená literatura 1. Ing. Jan, Zdeněk, Ing. Ždárský, Bronislav a PaedDr. Kubát, Jindřich. AUTOMOBILY: Elektrotechnika motorových vozidel II. Brno : Avid, spol. s r.o., Brno, ISBN Ing. Jan, Zdeněk, Ing. Ždárský, Bronislav a PaedDr. Kubát, Jindřich. AUTOMOBILY: Elektrotechnika motorových vozidel I. Brno : Avid, spol. s r.o., Brno, ISBN Gscheidle, Rolf a kol. Příručka pro automechanika. Praha : SOBOTÁLES, ISBN Maťátko, Ján. ELEKTRONIKA, Praha : IDEA SERVIS., ISBN Jiří Tůma, Renata Wagnerová, Radim Farana, Lenka Landryová. ZÁKLADY AUTOMATIZACE, Ediční středisko VŠB TUO, Ostrava ISBN

8 3 Použitá literatura a zdroje 1. Ing. Jan, Zdeněk, Ing. Ždárský, Bronislav a PaedDr. Kubát, Jindřich. AUTOMOBILY, Elektrotechnika motorových vozidel II. Brno : Avid, spol. s r.o., Brno, ISBN Ing. Jan, Zdeněk, Ing. Ždárský, Bronislav a PaedDr. Kubát, Jindřich. AUTOMOBILY, Elektrotechnika motorových vozidel I. Brno : Avid, spol. s r.o., Brno, ISBN Jiří Tůma, Renata Wagnerová, Radim Farana, Lenka Landryová. ZÁKLADY AUTOMATIZACE, Ediční středisko VŠB TUO, Ostrava ISBN