Микросхемы памяти в компьютере называются

Обновлено: 21.11.2024

Программное обеспечение бывает сложно описать, поскольку оно является "виртуальным", а не физическим, как компьютерное оборудование. Вместо этого программное обеспечение состоит из строк кода, написанных программистами, которые были скомпилированы в компьютерную программу. Программное обеспечение хранится в виде двоичных данных, которые копируются на жесткий диск компьютера при его установке. Поскольку программное обеспечение является виртуальным и не занимает физического места, его гораздо проще (и зачастую дешевле) обновить, чем компьютерное оборудование.

Поскольку в большинстве операционных систем запущено много фоновых задач, на вашем компьютере, скорее всего, запущено намного больше процессов, чем реальных программ. Например, у вас может быть запущено только три программы, но может быть двадцать активных процессов. Вы можете просмотреть активные процессы в Windows, открыв Диспетчер задач (нажмите Ctrl-Alt-Delete и щелкните Диспетчер задач). На Mac вы можете увидеть активные процессы, открыв Мониторинг активности (в папке Приложения→Утилиты).

Каждый раз, когда вы открываете программу, она загружается с жесткого диска в оперативную память. Это связано с тем, что чтение данных из оперативной памяти происходит намного быстрее, чем чтение данных с жесткого диска. Запуск программ из оперативной памяти компьютера позволяет им работать без задержек. Чем больше оперативной памяти у вашего компьютера, тем больше данных может быть загружено с жесткого диска в оперативную память, что может эффективно ускорить работу вашего компьютера. На самом деле, добавление оперативной памяти может быть более полезным для производительности вашего компьютера, чем обновление ЦП.

Вы можете найти блок питания на системном блоке, просто найдя вход, к которому подключен кабель питания. Обычно это единственная часть блока питания, которую вы видите, не открывая компьютер. Если бы вы сняли блок питания, он выглядел бы как металлический ящик с вентилятором внутри и подключенными к нему кабелями. Конечно, вам никогда не придется извлекать блок питания, поэтому лучше оставить его в футляре.

Хотя большинство компьютеров имеют внутренние блоки питания, многие электронные устройства используют внешние источники питания. Например, некоторые мониторы и внешние жесткие диски имеют блоки питания, расположенные вне основного блока. Эти блоки питания подключаются непосредственно к кабелю, который втыкается в стену. Они часто включают в себя еще один кабель, который соединяет устройство с блоком питания. Некоторые блоки питания, часто называемые «адаптерами переменного тока», подключаются непосредственно к вилке (что может затруднить их подключение в условиях ограниченного пространства). Обе эти конструкции позволяют сделать основное устройство меньше или изящнее за счет перемещения блока питания за пределы устройства.

Видеокарты, также называемые графическими ускорителями, могут ускорить отрисовку как 2D-, так и 3D-графики. Такие программы, как фоторедакторы и веб-браузеры, могут выиграть от 2D-ускорения, в то время как программы проектирования САПР и видеоигры, скорее всего, выиграют от 3D-ускорения карты. Некоторые программы настолько сильно зависят от видеокарты, что не будут работать, если не установлена поддерживаемая видеокарта.

Большинство видеокарт поддерживают библиотеки OpenGL и DirectX. Эти библиотеки включают команды для управления графикой, которые программисты могут включать в свой код. Некоторые из этих команд могут включать в себя перемещение или вращение объекта, преобразование многоугольников или освещение и создание теней. Использование стандартных функций OpenGL или DirectX упрощает для разработчиков создание графически ориентированных программ. Конечно, это также требует, чтобы компьютер включал поддерживаемую видеокарту для запуска программы.

Цифровые ИС используют логические вентили, которые работают только со значениями единиц и нулей. Низкий сигнал, посылаемый компоненту на цифровой ИС, приводит к значению 0, а высокий сигнал создает значение 1. Цифровые ИС обычно используются в компьютерах, сетевом оборудовании и большинстве бытовой электроники.

Раздел 404 Закона Сарбейнса-Оксли (SOX) требует, чтобы все публичные компании установили внутренний контроль и процедуры.

Закон о защите конфиденциальности детей в Интернете от 1998 года (COPPA) – это федеральный закон, который налагает особые требования на операторов доменов .

План North American Electric Reliability Corporation по защите критически важной инфраструктуры (NERC CIP) представляет собой набор стандартов.

Стандарт безопасности данных платежных приложений (PA-DSS) – это набор требований, призванных помочь поставщикам программного обеспечения в разработке безопасных .

Взаимная аутентификация, также называемая двусторонней аутентификацией, представляет собой процесс или технологию, в которой оба объекта обмениваются данными .

Экранированная подсеть или брандмауэр с тройным подключением относится к сетевой архитектуре, в которой один брандмауэр используется с тремя сетями .

Медицинская транскрипция (МТ) – это ручная обработка голосовых сообщений, продиктованных врачами и другими медицинскими работниками.

Электронное отделение интенсивной терапии (eICU) — это форма или модель телемедицины, в которой используются самые современные технологии.

Защищенная медицинская информация (PHI), также называемая личной медицинской информацией, представляет собой демографическую информацию, медицинскую .

Снижение рисков – это стратегия подготовки к угрозам, с которыми сталкивается бизнес, и уменьшения их последствий.

Отказоустойчивая технология — это способность компьютерной системы, электронной системы или сети обеспечивать бесперебойное обслуживание.

Синхронная репликация — это процесс копирования данных по сети хранения, локальной или глобальной сети, поэтому .

Коэффициент усиления записи (WAF) – это числовое значение, представляющее объем данных, передаваемых контроллером твердотельного накопителя (SSD) .

API облачного хранилища — это интерфейс прикладного программирования, который соединяет локальное приложение с облачным хранилищем.

Интерфейс управления облачными данными (CDMI) – это международный стандарт, определяющий функциональный интерфейс, используемый приложениями.

Компьютер — это удивительно полезная универсальная технология, до такой степени, что теперь камеры, телефоны, термостаты и многое другое превратились в маленькие компьютеры. В этом разделе будут представлены основные части и темы работы компьютерного оборудования. «Оборудование» — это физические части компьютера, а «программное обеспечение» — код, работающий на компьютере.

Чипы и транзисторы

Транзистор — жизненно важный электронный блок.
—Транзисторы являются «твердотельными» — в них нет движущихся частей.
— Одно из самых важных изобретений в истории.
— «Переключатель», который мы можем включить. /выключено электрическим сигналом
Кремниевый чип – кусочек кремния размером с ноготь.
Микроскопические транзисторы выгравированы на кремниевых чипах
Чипы могут содержать миллиарды транзисторов.
Чипсы упакованы в пластик с металлическими ножками.
напр. Микросхемы ЦП, микросхемы памяти, флэш-чипы
Силикон (металлоид) и силикон (мягкое вещество на кухонной утвари)

Вот кремниевый чип в пластиковой упаковке. Я вытащил это из кучи электронных отходов в здании Stanford CS, так что, наверное, оно старое. Это небольшой чип с несколькими «контактами» электрического соединения. Позже мы увидим более крупный чип с сотнями контактов.

Внутри пластиковой упаковки находится кремниевый чип размером с ноготь с выгравированными на его поверхности транзисторами и другими компонентами. Крошечные провода соединяют чип с внешним миром. (лицензия CC, атрибуция на шареалке 3. пользователь википедии Zephyris)

В современных компьютерах используются крошечные электронные компоненты, которые можно выгравировать на поверхности кремниевого чипа. (См.: чип из Википедии) Обратите внимание, что кремний (микросхемы, солнечные панели) и силикон (мягкий резиновый материал) — это разные вещи!

Самым распространенным электронным компонентом является "транзистор", который работает как усилительный клапан для потока электронов. Транзистор является «твердотельным» устройством, то есть в нем нет движущихся частей. Это основной строительный блок, используемый для создания более сложных электронных компонентов. В частности, «бит» (ниже) можно построить с компоновкой из 5 транзисторов. Транзистор был изобретен в начале 1950-х годов, заменив вакуумную лампу. С тех пор транзисторы становились все меньше и меньше, что позволяло размещать все больше и больше их на кремниевом чипе.

Закон Мура

Транзисторы становятся в 2 раза меньше примерно каждые 2 года
– иногда указывается срок службы около 18 месяцев.
Может вместить в два раза больше транзисторов на чип
Из-за более совершенной технологии травления чипов
-Но современный завод по производству чипов стоит более 1 миллиарда долларов
Наблюдение против научного "закона"
2 эффекта:
а. чипы удваивают емкость каждые 2 года
-скорость не удваивается, емкость удваивается, что по-прежнему очень полезно
б. или при неизменной емкости чипы становятся меньше и дешевле каждые 2 года.
(б) вот почему компьютеры теперь используются в автомобилях, термостатах и поздравительных открытках.
Пример: емкость MP3-плеера 50 долларов США каждые 2 года: 2 ГБ, 4 ГБ, 8 ГБ, 16 ГБ.
Практическое правило: увеличение емкости в 8 раз каждые 6 лет.
В 8 раз за 6 лет емкость вашего телефона может увеличиться в 8 раз
Вероятно, закон Мура не будет действовать вечно

Закон Мура (Гордон Мур, соучредитель Intel) гласит, что плотность транзисторов на микросхеме удваивается примерно каждые 2 года (иногда указывается каждые 18 месяцев). Увеличение связано с улучшением технологии производства чипов. Это не научный закон, а просто общее предсказание, которое, кажется, продолжает работать. В более широком смысле он отражает идею о том, что на доллар компьютерные технологии (не только транзисторы) с течением времени становятся лучше в геометрической прогрессии. Это совершенно ясно, если вы посмотрите на стоимость или возможности компьютеров/камер и т. д., которые у вас есть. Закон Мура приводит к появлению более мощных компьютеров (сравните возможности iPhone 7 и оригинального iPhone), а также к более дешевым компьютерам (компьютеры с меньшими возможностями появляются повсюду, например, в термостатах и автомобилях).

Компьютеры в жизни: системы управления

Система управления: реагирует на внешнее состояние
напр. автомобильный двигатель: изменяйте топливную смесь в зависимости от температуры
напр. сработала подушка безопасности при больших перегрузках от столкновения
Чипы — отличный и дешевый способ создания систем управления.
Докомпьютерные системы управления работали не так хорошо
Одна из причин, почему сегодня автомобили работают намного лучше

Система управления / Демонстрация фонарика Мура

У фонарика Maglite XL200 есть фишка
Пример системы управления
Закон Мура делает возможным такое применение чипа
Фонарик преобразует угловое положение в яркость. (1 клик)
Также есть угол для режима скорости моргания. (2 клика)

Компьютерное оборудование — ЦП, ОЗУ и постоянное хранилище

Теперь давайте поговорим о трех основных компонентах, из которых состоит компьютер: ЦП, ОЗУ и постоянном хранилище. Эти три компонента есть на всех компьютерах: ноутбуках, смартфонах и планшетах.

1. ЦП

ЦП – центральный процессор
Действует как мозг: следует инструкциям в коде.
"общее" — изображения, работа в сети, математика... все на ЦП
Выполняет вычисления, например. добавить два числа
по сравнению с ОЗУ и постоянное хранилище, в которых только хранятся данные
"гигагерц" = 1 миллиард операций в секунду
ЦП с частотой 2 ГГц выполняет 2 миллиарда операций в секунду.

ЦП — центральный процессор — неизбежно называют "мозгом" компьютера. ЦП выполняет активный «запуск» кода, манипулируя данными, в то время как другие компоненты играют более пассивную роль, например, хранят данные. Когда мы говорим, что компьютер может «складывать два числа миллиард раз в секунду»… это процессор. Когда вы нажимаете кнопку «Выполнить», ЦП в конечном итоге «запускает» ваш код. Позже мы дополним картину того, как ваш код Javascript выполняется процессором.

Кроме того: "ядра" процессора

Современные чипы ЦП имеют несколько ядер.
Каждое ядро является полунезависимым процессором.
Ключ: 4 ядра не в 4 раза быстрее, чем 1 ядро.
т.е. 4 машины не доставят вас туда быстрее, чем 1 машина
Убывающая отдача
Более 4 ядер часто бесполезны

Примеры ЦП

напр. Кнопка "Выполнить" — "распечатать информацию", посчитать.
напр. Отправить текстовое сообщение — отформатировать байты, отправить байты, проверить, что они были отправлены

Вариант CPU: GPU — графический процессор

Подобен процессору, но предназначен для обработки изображений.
Компьютерные игры активно используют GPU
Современные ЦП в большинстве случаев достаточно быстры, больше энергии уходит на ГП.

2. ОЗУ

ОЗУ – оперативное запоминающее устройство
Действует как доска.
Временное рабочее хранилище, байты
ОЗУ хранит как код, так и данные (временно)
напр. открыть изображение в Photoshop
- данные изображения загружаются в байты оперативной памяти
напр. добавление 2 к числу в калькуляторе
- управление байтами в оперативной памяти
"постоянная"
-ОЗУ не является постоянной. Состояние исчезает при выключении питания
-e.g. Вы работаете над документом, затем отключается электричество, и вы теряете свою работу (вместо "Сохранить")

ОЗУ — оперативное запоминающее устройство или просто «память». Оперативная память — это оперативная память, которую компьютер использует для хранения кода и данных, которые активно используются. ОЗУ фактически является областью хранения байтов под управлением ЦП. Оперативная память относительно быстра и способна извлекать значение любого конкретного байта за несколько наносекунд (1 наносекунда составляет 1 миллиардную долю секунды). Другая важная особенность ОЗУ заключается в том, что оно сохраняет свое состояние только до тех пор, пока на него подается питание — ОЗУ не является «постоянным» хранилищем.

Предположим, вы работаете на своем компьютере, и он внезапно теряет питание, и экран гаснет. Вы понимаете, что то, над чем вы работали, пропало. Оперативная память была очищена, осталось только то, что вы в последний раз сохранили на диск (ниже).

Примеры оперативной памяти

В вашем браузере открыто много вкладок
– данные для каждой вкладки находятся в оперативной памяти
Выполняется программа
- код программы находится в оперативной памяти
Программа манипулирует большим изображением
- данные изображения находятся в оперативной памяти
напр. у вас может закончиться оперативная память — вы не сможете открыть новую вкладку или программу, потому что вся оперативная память занята
Кроме того, теперь телефоны имеют от 2 до 4 ГБ ОЗУ . достаточно для большинства целей

3. Постоянное хранилище: жесткий диск, флэш-накопитель

Постоянное хранение байтов
"Постоянный" означает сохранение, даже если питание отключено.
напр. Жесткий диск — хранит байты в виде магнитного узора на вращающемся диске.
— он же «жесткий диск».
— Высокий звук вращения, который вы, возможно, слышали.
Жесткие диски долгое время были основной технологией постоянного хранения данных.
НО сейчас Flash становится все более популярным.

Видео о том, как работает жесткий диск (Webm — открытый стандартный видеоформат, работает в Firefox и Chrome). 4:30 в видео, чтобы увидеть чтение/запись битов.

Постоянное хранилище, новая технология: флэш-память

"Flash" – это транзисторная технология постоянного хранения данных.
"твердое состояние" – отсутствие движущихся частей. -aka "SSD": твердотельный накопитель
Флэш-память лучше жесткого диска во всех отношениях, но стоит дешевле: быстрее, надежнее, потребляет меньше энергии.
Флэш дороже в пересчете на байт.
Форматы: USB-ключ, SD-карта в камере, флэш-память, встроенная в телефон, планшет или компьютер.
Раньше флэш-память была очень дорогой, поэтому в большинстве компьютеров использовались жесткие диски.
Flash дешевеет (закон Мура)
Однако в пересчете на байт жесткие диски по-прежнему значительно дешевле.
Не путать с проприетарным мультимедийным форматом Adobe Flash.
Предупреждение: флэш-память не сохраняется вечно. Он может не хранить биты за последние 10 или 20 лет. Никто точно не знает

Постоянное хранилище — долговременное хранилище байтов в виде файлов и папок. Постоянный означает, что байты сохраняются даже при отключении питания. Ноутбук может использовать вращающийся жесткий диск (также известный как «жесткий диск») для постоянного хранения файлов. Или он может использовать «флэш-накопитель», также известный как твердотельный диск (SSD), для хранения байтов на флэш-чипах. Жесткий диск считывает и записывает магнитные узоры на вращающемся металлическом диске для хранения байтов, в то время как флэш-память является «твердотельной»: никаких движущихся частей, только кремниевые чипы с крошечными группами электронов для хранения байтов. В любом случае хранилище является постоянным, т. е. сохраняет свое состояние даже при отключении питания.

Флэш-накопитель работает быстрее и потребляет меньше энергии, чем жесткий диск. Однако в пересчете на байт флэш-память значительно дороже, чем хранилище на жестком диске. Flash дешевеет, поэтому может занять нишу за счет жестких дисков. Флэш-память намного медленнее, чем оперативная память, поэтому она не является хорошей заменой оперативной памяти. Обратите внимание, что Adobe Flash — это несвязанное понятие; это проприетарный медиаформат.

Флэш-память — это то, что лежит в основе USB-накопителей, SD-карт для использования в камерах или встроенной памяти в планшете или телефоне.

Файловая система

Как организованы байты в постоянном хранилище?
напр. Байты на флешке?
"Файловая система" – организация байтов постоянного хранилища, файлов и папок.
"Файл" — имя, дескриптор блока байтов.
напр. "flowers.jpg" означает 48 КБ данных изображения.

Жесткий диск или флэш-накопитель обеспечивает постоянное хранение в виде плоской области байтов без особой структуры. Обычно жесткий диск или флэш-диск отформатированы с использованием «файловой системы», которая организует байты в знакомый шаблон файлов и каталогов, где каждый файл и каталог имеют несколько полезное имя, например «resume.txt». Когда вы подключаете диск к компьютеру, компьютер представляет файловую систему диска пользователю, позволяя ему открывать файлы, перемещать файлы и т. д.

По сути, каждый файл в файловой системе относится к блоку байтов, поэтому имя «flowers.jpg» относится к блоку 48 КБ байтов, которые являются данными этого изображения. Фактически файловая система дает пользователю имя (и, возможно, значок) для блока байтов данных и позволяет пользователю выполнять операции с этими данными, например перемещать их, копировать или открывать с помощью программы. Файловая система также отслеживает информацию о байтах: их количество, время последнего изменения.

Microsoft использует проприетарную файловую систему NTFS, а Mac OS X имеет собственный эквивалент HFS+ от Apple. Многие устройства (камеры, MP3-плееры) используют на своих флеш-картах очень старую файловую систему Microsoft FAT32. FAT32 — старая и примитивная файловая система, но она хороша там, где важна широкая поддержка.

Примеры постоянного хранилища

Это легко понять, так как вы использовали файлы и файловые системы.
напр. 100 отдельных видеофайлов по 1 ГБ. Требуется 100 ГБ дискового пространства.

Изображения оборудования

Ниже представлены изображения недорогих компьютеров Shuttle с процессором 1,8 ГГц, 512 МБ ОЗУ и жестким диском на 160 ГБ. Примерно в 2008 году он стоил около 200 долларов США. Он сломался и стал классным примером.

Материнская плата
Металлический пакет ЦП, удерживаемый рычагом
Медный радиатор

Чип процессора в металлическом корпусе
Радиатор удален.
Низ упаковки... много соединений (маленькие провода)

Если перевернуть ЦП, видны маленькие позолоченные накладки в нижней части ЦП. Каждая контактная площадка соединена очень тонким проводом с точкой на кремниевом чипе.

Вот изображение другого чипа, но без верхней упаковки. Вы видите кремниевый чип размером с мизинец в центре с выгравированными на нем крошечными деталями транзистора. На краю чипа видны очень тонкие провода, соединяющие части чипа с внешними контактными площадками (лицензия CC, атрибуция 3. пользователь википедии Zephyris)

Карта оперативной памяти
Подключается к материнской плате
Карта на 512 МБ (4 чипа)

Оперативная память состоит из нескольких микросхем, объединенных в небольшую плату, известную как DIMM, которая вставляется в материнскую плату (модуль памяти с двумя встроенными разъемами). Здесь мы видим модуль RAM DIMM, извлеченный из разъема материнской платы. Это модуль DIMM емкостью 512 МБ, состоящий из 4 микросхем. Несколькими годами ранее этот модуль DIMM мог потребовать 8 микросхем для хранения 512 МБ. Закон Мура в действии.

Жесткий диск объемом 160 ГБ (постоянное хранилище)
т.е. постоянный
Подключается к материнской плате стандартным кабелем SATA.

Флэш-накопитель (другой тип постоянного хранилища)
т.е. постоянный
Содержит флэш-чип, твердотельный.
SD-карта, аналогичная идея

Здесь он разобран, показывая флэш-чип, который фактически хранит байты. Этот чип может хранить около 1 миллиарда бит... сколько это байтов? (A: 8 бит на байт, то есть около 125 МБ)

Вот "SD-карта", которая обеспечивает хранение в камере. Он очень похож на флешку, только другой формы.

Основное хранилище или память – это место на жестком диске, которое кратковременно используется для работы. Обычно это происходит в чипе. Память состоит из четырех типов микросхем памяти RAM, ROM, CMOS и flash. RAM обозначает оперативную память, а ROM обозначает память только для чтения. Их также называют основной памятью компьютера.

Содержание

ОЗУ [ редактировать | изменить источник ]

Оперативная память – это тип микросхемы, используемой в основной памяти. Это также временное хранилище, содержащее программные инструкции и кратковременную рабочую память для процессора. Оперативную память можно увеличить на большинстве компьютеров с помощью расширяемых слотов памяти. видео барана

Основное хранилище [ редактировать | изменить источник ]

Основная память (ОЗУ) называется «основной», потому что это основная память, доступная ЦП. Он используется для хранения данных, которые используются в данный момент.

Оперативная память [ edit | изменить источник ]

Оперативная память или ОЗУ – это форма хранения данных, используемая в компьютерах. Взятые в виде интегральных схем, которые представляют первичное или временное хранилище, они позволяют осуществлять доступ к сохраненным данным в любом порядке, поэтому они называются случайными. Делая его случайным, а не последовательным, значительно увеличивает скорость работы компьютера, поскольку время не тратится впустую на переход к месту, где хранятся необходимые данные (как при резервном копировании на ленту). Произвольная_память

Изменчивый [ изменить | изменить источник ]

Volatile — это описательное слово для оперативной памяти, то есть кратковременной памяти. когда компьютер теряет питание, временное хранилище будет потеряно. Чтобы предотвратить потерю данных, их необходимо сохранить на жесткий диск или в постоянное хранилище, называемое ПЗУ (память только для чтения)[247].

Быстро [ редактировать | изменить источник ]

Оперативная память (в большинстве случаев) работает быстрее, чем жесткий диск, а в некоторых случаях быстрее, чем флэш-память (которая энергонезависима). Именно благодаря этой большей скорости он до сих пор используется в компьютерах. Компьютеры будут работать быстрее и эффективнее с большим объемом оперативной памяти. Рекомендуемый объем оперативной памяти для современных операционных систем, таких как Windows Vista/XP и OSX 10.5, для бесперебойной работы с весом общей графической памяти и программ составляет 1024 мегабайта (1 ГБ). В настоящее время оперативная память бывает 4 типов: DDR1, DDR2, DDR3, DDR4 и DDR5, доступная с 2020 года. В настоящее время чаще всего используется DDR2. DDR3 работает на более высокой частоте и имеет 3 канала передачи данных, что увеличивает пропускную способность. Недавно разработанные жесткие диски SSD в настоящее время способны соответствовать скорости передачи данных DDR и DDR2 и даже превосходить ее.

32-разрядная операционная система может использовать только 4 ГБ ОЗУ. Однако 64-разрядная операционная система способна поддерживать гораздо больше памяти. По сравнению с ПЗУ, ОЗУ дороже.

ПЗУ [ редактировать | изменить источник ]

ПЗУ (память только для чтения) относится к микросхеме памяти только для чтения, которая не может быть записана или стерта пользователем компьютера без специального оборудования. При использовании ПЗУ содержимое не теряется, когда питание компьютера больше не подается.

Поскольку он не требует питания и не может быть перезаписан, в ПЗУ помещаются только инструкции по запуску (загрузке).

КМОП [ редактировать | изменить источник ]

КМОП означает Комплементарный металл-оксид-полупроводник. Эта технология используется в микросхемах и аналоговых схемах.

Он не теряет свое содержимое при выключении, даже если содержимое не было сохранено. Также сохраняет актуальность времени и даты, даже когда компьютер выключен.

Читайте также: