Paměti Cílem tét kapitly je sezn{mit se s jedntlivými typy pamětí, které se pužívají ve výpčetní technice. Pznat parametry pamětí a jejich rzdělení. Pchpit z{klady činnsti vnitřních plvdičvých pamětí. Klíčvé pjmy: Paměť, registr, vnitřní paměť, vnější paměť, elementární paměť, parametr, refresh, becný cyklus paměti, feritvé paměti, RWM, ROM, SAM, RAM, bank Paměť Paměť je médium ( prstředí), které umžňuje uchv{vat infrmaci. Paměť pčítače je zařízení, které služí k ukl{d{ní prgramů a dat, s nimiž pčítač pracuje. Paměť se dělí d tří z{kladních skupin: - Registry paměťv{ místa na čipu prcesru, kter{ jsu pužívan{ pr kr{tkdbé uchv{ní pr{vě zpracv{vaných infrmací ( realizuje se klpnými bvdy). - Vnitřní ( interní, perační) paměti paměti sazené většinu na z{kladní desce. Bývají realizv{ny pmcí plvdičvých suč{stek. Jsu d nich zav{děny pr{vě spuštěné prgramy ( neb alespň jejich č{sti) a data, se kterými pracují. - Vnější ( externí) paměti paměti realizvané většinu za pmci zařízení pužívajících výměnn{ média v pdbě disků. Z{znam d externích pamětí se prv{dí většinu na elektrickém, magnetickém neb ptickém principu. Služí pr dluhdbé uchv{ní infrmací a z{lhv{ní dat. Elementární paměť- z{kladní paměťv{ buňka, kter{ uchv{v{ jeden bit infrmace (0,1). Parametry pamětí: 1/ Kapacita [B] - mnžství infrmací, které je mžné d paměti ulžit. 2/ Přístupv{ dba [s] - dba, kteru je nutné čekat d zad{ní pžadavku, než paměť zpřístupní pžadvanu infrmaci. 3/ Přensv{ rychlst [B/s] - mnžství dat, které lze z paměti přečíst (d ní zapsat) za jedntku času. 4/ Šířka tku dat [b] šířka sběrnice je pčet bitů, které se p sběrnici přen{šejí sučasně. 29/9/2011 Paměti 1
5/ Splehlivst [s] - střední dba mezi dvěma pruchami paměti. 6/ Cena za bit *Kč/b+ - cena, kteru je nutn zaplatit za jeden bit paměti. Dělení pamětí pdle různých kritérií: 1/Princip činnsti paměťvé buňky: statické paměti: uchv{vají infrmaci p celu dbu, kdy je paměť připjena ke zdrji elektrickéh napětí dynamické paměti: zapsanu infrmaci mají tendenci ztr{cet i v dbě, kdy jsu připjeny k nap{jení. Infrmace v takvých pamětech je nutné tedy neust{le peridicky živvat (refresh), aby nedšl k jejich ztr{tě. 2/ Destruktivnst při čtení: destruktivní při čtení: přečtení infrmace z paměti vede ke ztr{tě tét infrmace. Přečten{ infrmace musí být n{sledně p přečtení pět d paměti zaps{na nedestruktivní při čtení: přečtení infrmace ž{dným negativním způsbem tut infrmaci nevlivní. 3/ Energetick{ z{vislst: energeticky z{vislé ( vlatilní): paměti, které ulžené infrmace p dpjení d zdrje nap{jení ztr{cejí energeticky nez{vislé ( nnvlatilní): paměti, které uchv{vají infrmace i p dbu, kdy nejsu připjeny ke zdrji elektrickéh nap{jení. 4/ Přístup: sekvenční ( sérivý): SAM ( Serial Access Memry) - před zpřístupněním infrmace z paměti je nutné přečíst všechny předch{zející infrmace přímý ( libvlný): RAM ( Randm Access Memry) - je mžné zpřístupnit přím pžadvanu infrmaci např. prstřednictvím adresy. 5/ Mžnst z{pisu a čtení dat: z{pis a čtení: RWM ( Read Write Memry) d paměti lze ukl{dat data a ptm je číst 29/9/2011 Paměti 2
čtení: ROM ( Read Only Memry) paměť je určen{ puze ke čtení. Obecný cyklus paměti: Z{pis infrmace její zapamatv{ní čtení infrmace. 6/ Technlgie: bipl{rní: paměťvé buňky jsu tvřeny bipl{rními tranzistry (TTL neb ECL) unipl{rní: paměťvé buňky jsu tvřeny unipl{rními tranzistry MOS (P-MOS, N-MOS, CMOS) tvří bvdy LSI a VLSI. 29/9/2011 Paměti 3
N{sledující tabulka ukazuje výše ppsané tři typy pamětí a jejich srvn{ní: kapacita přístupv{ dba přensv{ rychlst statičnst / dynamičnst destruktivnst při čtení energetick{ z{vislst registry vnitřní paměti vnější paměti velmi mal{ (jedntky bytů) velmi nízk{ (velmi rychl{ paměťv{ místa) vzhledem k malé kapacitě se většinu neuvažuje statické nedestruktivní vyšší (ř{dvě 100 MB 1GB) vyšší (ř{dvě 10 ns) vysk{ (ř{dvě 1-10 MB/s) statické i dynamické statické destruktivní i nedestruktivní vysk{ (ř{dvě 10 MB - 1 TB) vysk{ (ř{dvě 10 ms - 10 min) nižší než u vnitřních pamětí (ř{dvě 10 MB/min - 1 MB/s) nedestruktivní z{vislé z{vislé nez{vislé přístup přímý přímý přímý i sekvenční splehlivst velmi splehlivé splehlivé méně splehlivé cena za bit vzhledem k nízké kapacitě vysk{ nižší než u registrů a vyšší než u vnějších pamětí vzhledem k vyské kapacitě nízk{ Fyzik{lní principy pamětí 29/9/2011 Paměti 4
Každ{ paměť je tvřena maticí miniaturních elektrnických prvků, které mhu nabývat stavu 0 a 1, a jsu nsitelem infrmace jednm bitu. Osm prvků pak vytv{ří jeden byte. Paměťvé prvky jsu spjeny ř{dkvými a slupcvými vdiči. Těmit dr{ty je mžné prvky elektrnicky vl{dat zapisvat d nich nvé hdnty a číst dříve ulžen{ data. Typ elektrnické suč{stky tvřící paměťvý prvek definuje vlastnsti celé paměti. Vnitřní paměti Obecn{ struktura vnitřní paměti. Čtení z paměti: Při přístupu d paměti (čtení neb z{pis) je vždy ud{na adresa paměťvéh místa, se kterým se bude pracvat. Tat adresa je přivedena na vstup dekdéru. Dekdér pak pdle zadané adresy vybere jeden z adresvých vdičů a nastaví na něm hdntu lgick{ 1. Pdle th, jak jsu zapjeny jedntlivé paměťvé buňky na příslušném ř{dku, který byl vybr{n dekdérem, prjde resp. neprjde hdnta lgické jedničky na datvé vdiče. Infrmace je d{le na kncích datvých vdičů zesílena zesilvačem. V případě, že hdnta lgick{ jedna prjde přes paměťvu buňku, bdržíme na výstupu hdntu bitu 1. V pačném případě je na výstupu hdnta bitu 0. Z{pis d paměti: Zcela analgický je pstup i při z{pisu hdnty d paměti. Opět je nejdříve nutné uvést adresu paměťvéh místa, d kteréh se bude zapisvat. Dekdér vybere 29/9/2011 Paměti 5
adresvý vdič příslušný zadané adrese a nastaví na něj hdntu lgick{ 1. D{le se nastaví hdnty bitů b1 až b4 na hdnty, které se budu d paměti ukl{dat. Tyt hdnty jsu ptm ulženy d paměťvých buněk na ř{dku dpvídajícím vybranému adresvému vdiči. Fyzick{ rganizace perační paměti Fyzicky se každ{ paměť skl{d{ ze dvu č{stí paměťvéh mdulu, jenž se zasunuje d patice (banku) umístěné na z{kladní desce. Na z{kladní desce býv{ banků něklik ( běžně 2 až 4), tyt banky služí k rzšíření kapacity paměti. Typy banků dpvídají paměťvým mdulům a jsu patřeny rzdílnými klíči. Paměťvé mduly První PC s mikrprcesry I8086 a I80286 pužívaly pr paměti puzdra DIP. S narůstající ptřebu větších pamětí se jejich bvdy začaly instalvat na paměťvé mduly. Paměťvé mduly jsu vlženy na destičce, kter{ m{ na spdní straně kntakty, jimiž se zasunuje d banku. Typy paměťvých mdulů: SIMM (Single Inline Memry Mdule) Dnes už se nepužívají. 29/9/2011 Paměti 6
Paměťvé mduly sazené ve svých knektrech Pzice pr paměťvé mduly SIMM DIMM (Dual Inline Memry Mdule) Dnes je najdeme puze ve starých PC. 29/9/2011 Paměti 7
DDR DIMM (Duble Data Rate DIMM) DDR2 DIMM DDR3 DIMM DDR4 DIMM 29/9/2011 Paměti 8
Instalace mdulů na z{kladní desku RIMM (Rambus Inline Memry Mdule) Shrnutí: Paměti patří mezi z{kladní č{sti pčítače. Existují registry, perační a vnější paměti. V dnešní dbě jsu perační paměti realizv{ny plvdičvými prvky. Pužité zdrje infrmací: *1+ ANTOŠOVÁ, M. - DAVÍDEK, V. Číslicv{ technika: učebnice. 1.vyd. České Budějvice, KOPP, 2004. 286 s. ISBN 80-7232-206-0. [2+ KESL,J. Elektrnika III: číslicv{ technika. 1.vyd. Praha, BEN, 2003. 112s. ISBN 80-7300-076-8. *3+ BLATNÝ, J. a kl. Číslicvé pčítače. 1.vyd. Praha, SNTL, 1980, 496s. [4] JANSEN, H. a kl. Infrmační a telekmunikační technika. 1.vyd. Praha, Eurpa-Sbtales cz.s.r., 2004, 400s. ISBN 80-86706-08-7. *5+ HÄBERLE, G. a kl. Elektrtechnické tabulky pr šklu i praxi. 1.vyd. Praha, Eurpa-Sbtales cz.s.r., 2006, 460s. ISBN 80-86706-16-8. 29/9/2011 Paměti 9
[6] HORÁK, J. Hardware: učebnice pr pkrčilé. 4.vyd. Brn, Cmputer Press, 2007, 360s. ISBN 978-80-251-1741-5. [7] <https://www.feec.vutbr.cz//> [8] <https://www.fit.vutbr.cz//> [9] <http://www.fi.muni.cz/usr/pelikan/> 29/9/2011 Paměti 10