Контрольная работа по "Информатике"

 

 

ФГБОУ ВПО «Донской государственный технический университет»

факультет «Технология машиностроения»

Заочная форма обучения

 

====================================================================

 

 

 

 

 

 

 

 

Студент _____________________ Адрес_____________________________

_____________________________  ____________________________

группа______________________ Шифр ____________________________

                                                                           (номер зачетной книжки)

 

 

 

 

 

 

                     Контрольная работа №_____

              по _____________________________________

 

    за ______курс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант: 18

Задания: 9 и 20

 

9. Внутренние  запоминающие устройства, их состав  и назначение. Оперативное запоминающее устройство. Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) и их назначение. Понятие и особенности работы микросхем флэш-памяти.

20. Защита информации  от компьютерных вирусов. Характеристика  вирусов и антивирусов. Антивирусные мероприятия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Внутренние запоминающие устройства, их состав и назначение. Оперативное запоминающее устройство. Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) и их назначение. Понятие и особенности работы микросхем флэш-памяти.

 

1. Внутренние запоминающие устройства, их состав и назначение.

             

Современные компьютеры имеют много  разнообразных запоминающих устройств, которые сильно отличаются между  собой по назначению, временным характеристикам, объёму хранимой информации и стоимости  хранения одинакового объёма информации. 

Внутренняя память, как  правило, состоит из запоминающих устройств двух видов: оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ).

ОЗУ предназначена для хранения переменной информации, так как она допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения микропроцессором соответствующих операций. Поскольку в любой момент времени доступ может осуществляться к произвольно выбранной ячейке, то этот вид памяти называют также памятью с произвольным доступом - RAM (Random Access Memory). 

ПЗУ служит для хранения неизменяемой программной информации, программ начальной загрузки компьютера и тестирования его узлов, позволяет ее только считывать, изменить содержимое ПЗУ нельзя. Постоянная память имеет собственное название - ROM (Read Only Memory), которое указывает на то, что ею обеспечиваются только режимы считывания и хранения.

1.2 ОПЕРАТИВНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (ОЗУ или RAM)

 

Оперативно-запоминающее устройство - это то устройство, без  которого не обходиться ни один компьютер. Оно помогает работать компьютеру, оно служит своего рода передатчиком информации с носителей памяти процессору и наоборот.

Оперативная память состоит  из микросхем системной логики, которые, в отличии от всех других известных  нам микросхем, состоят не из транзисторов, они состоят из микроконденсаторов. Емкость каждого такого конденсатора - 1 бит.

          Оперативная память непосредственно связана с процессором. Возможности ПК во многом зависят от объёма ОП.

Всю память с произвольным доступом (RAM) можно разделить на два типа: DRAM (динамическая RAM) и SRAM (статическая RAM).

 

 

                                        Рис. 1 Классификация ОЗУ

1.2.1 ДИНАМИЧЕСКАЯ ПАМЯТЬ С ПРОИЗВОЛЬНЫМ ДОСТУПОМ

Динамическая  память с произвольным доступом подразделяется на асинхронную и синхронную.

Асинхронная память  – первые запоминающие устройства, выполняли операции чтения и записи, получив лишь запускающий  сигнал независимо от каких-либо внешних  синхронизирующих сигналов.

Конструктивно память DRAM состоит из «ячеек» размером в 1 или 4 бит, в каждой из которых можно хранить определённый объём данных. Совокупность «ячеек» такой памяти образуют условный «прямоугольник» состоящий из определённого количества строк и столбцов. Один такой «прямоугольник» называется страницей, а совокупность страниц называется банком. Весь набор «ячеек» условно делится на несколько областей.

Элементы памяти типа DRAM конструктивно  выполняют либо в виде отдельных  микросхем в корпусах типа DIP, либо в виде модулей памяти типа: SIP (Single In-Line Package), SIMM (Single In-line Memory Module), DIMM (Dual In-line Memory Module), RIMM (Rambus In-line Memory Module). Микросхемы в корпусах типа DIP выпускались до использования модулей памяти. Эти микросхемы имеют два ряда контактов, расположенных вдоль длинных сторон чипа и загнутых вниз.

FPM DRAM (англ. fast page mode DRAM)

Быстрая страничная память появилась  в 1995 году. Принципиально новых изменений  память не претерпела, а увеличение скорости работы достигалось путём повышенной нагрузки на аппаратную часть памяти. Данный тип памяти в основном применялся для компьютеров с процессорами Intel 80486 или аналогичных процессоров других фирм. Память могла работать на частотах 25 МГц и 33 МГц с временем полного доступа 70 нс и 60 нс и с временем рабочего цикла 40 нс и 35 нс соответственно.

EDO DRAM (англ. extended data out DRAM)

C появлением процессоров Intel Pentium II память FPM DRAM оказалась совершенно  неэффективной. Поэтому следующим  шагом стала память с усовершенствованным выходом. Эта память появилась на рынке в 1996 году и стала активно использоваться на компьютерах с процессорами Intel Pentium и выше. Её рабочая частота была 40 МГц и 50 МГц, соответственно, время полного доступа — 60 нс и 50 нс, а время рабочего цикла — 25 нс и 20 нс. Эта память содержит регистр-защелку (англ. data latch) выходных данных, что обеспечивает некоторую конвейеризацию работы для повышения производительности при чтении.

SDRAM (англ. synchronous DRAM)

В связи с выпуском новых процессоров  и постепенным увеличением частоты системной шины, стабильность работы памяти типа EDO DRAM стала заметно падать. Ей на смену пришла синхронная память. Новыми особенностями этого типа памяти являлись использование тактового генератора для синхронизации всех сигналов и использование конвейерной обработки информации. Также память надёжно работала на более высоких частотах системной шины (100 МГц и выше). Недостатками данного типа памяти являлась его высокая цена, а также его несовместимость со многими чипсетами и материнскими платами в силу своих новых конструктивных особенностей. Рабочие частоты этого типа памяти могли равняться 66 МГц, 100 МГц или 133 МГц, время полного доступа — 40 нс и 30 нс, а время рабочего цикла — 10 нс и 7.5 нс.

BEDO DRAM (англ. burst extended data output DRAM)

Пакетная память EDO RAM стала дешёвой альтернативой памяти типа SDRAM. BEDO DRAM основана на памяти EDO DRAM, её ключевой особенностью являлась технология поблочного чтения данных (блок данных читался за один такт), что сделало её работу быстрее, чем у памяти типа SDRAM. Однако невозможность работать на частоте системной шины более 66 МГц не позволила данному типу памяти стать популярным.

Video RAM

Специальный тип оперативной  памяти Video RAM (VRAM) был разработан на основе памяти типа SDRAM для использования в видеоплатах. Он позволял обеспечить непрерывный поток данных в процессе обновления изображения, что было необходимо для реализации изображений высокого качества. На основе памяти типа VRAM, появилась спецификация памяти типа Windows RAM (WRAM), иногда её ошибочно связывают с операционными системами семейства Windows. Её производительность стала на 25% выше, чем у оригинальной памяти типа SDRAM, благодаря некоторым техническим изменениям.

Enhanced SDRAM (ESDRAM)

ESDRAM - это по существу SDRAM плюс немного SRAM. При малой задержке и пакетной работе достигается частота до 200 МГц.

DDR SDRAM (SDRAM II)

DDR SDRAM (Double Date Rate SDRAM) является  синхронной памятью, реализующей  удвоенную скорость передачи  данных по сравнению с обычной SDRAM. DDR SDRAM не имеет полной совместимости с SDRAM, хотя использует метод управления, как у SDRAM, и стандартный 168-контактный разъем DIMM

У всех предыдущих DRAM были разделены линии адреса, данных и  управления, которые накладывают  ограничения на скорость работы устройств. Для преодоления этого ограничения в некоторых технологических решениях все сигналы стали выполняться на одной шине. Двумя из таких решений являются технологии SLDRAM и RDRAM.

SLDRAM

Как и SDRAM II, эта спецификация использует обе границы тактового сигнала и имеет в себе SRAM. Однако благодаря протоколу SynchLink Interface эта память способна работать на частоте до 400 МГц.

RDRAM (Rambus DRAM)

Direct Rambus DRAM - это высокоскоростная  динамическая память с произвольным  доступом, разработанная Rambus Inc. Она обеспечивает высокую пропускную способность по сравнению с большинством других DRAM. Direct Rambus DRAMs представляет интегрированную на системном уровне технологию.

Частота работы памяти равна 400 МГц, но за счет использования обеих границ сигнала достигается частота, эквивалентная 800 МГц.

DDR2 SDRAM

Конструктивно новый тип оперативной  памяти DDR2 SDRAM был выпущен в 2004 году. Основываясь на технологии DDR SDRAM, этот тип памяти за счёт технических изменений  показывает более высокое быстродействие и предназначен для использования на современных компьютерах. Память может работать на частотах в 200 МГц, 266 МГц, 333 МГц и 400 МГц. Время полного доступа — 25 нс, 11.25 нс, 9 нс, 7.5 нс. Время рабочего цикла — 5 нс, 3.75 нс, 3 нс, 3.5 нс.

1.2.2 СТАТИСТИЧЕСКАЯ ПАМЯТЬ С ПРОИЗВОЛЬНЫМ ДОСТУПОМ

SRAM - статическая оперативная память с произвольным доступом (SRAM - Static Random Access Memory) — полупроводниковая оперативная память, в которой каждый двоичный разряд хранится в схеме с положительной обратной связью, позволяющей поддерживать состояние сигнала без постоянной перезаписи, необходимой в динамической памяти (DRAM). Произвольный доступ (RAM — random access memory) — возможность выбирать для записи/чтения любой из битов (чаще байтов, зависит от особенностей конструкции), в отличие от памяти с последовательным доступом (SAM — sequental access memory).

Типичная ячейка статической памяти на КМОП-технологии состоит из двух перекрёстно включенных инверторов и ключевых транзисторов для обеспечения доступа к ячейке. Часто для увеличения плотности упаковки элементов на кристалле в качестве нагрузки применяют поликремниевые резисторы. Недостатком такого решения является рост статического энергопотребления.

CMOS  RAM (Complementary Metal-Oxide Semiconductor)

CMOS – это всего лишь статистическая оперативная память небольшого объема с низким энергопотреблением. Первые CMOS-микросхемы имели объем в 64 байта, у следующего поколения объем возрос вдвое – до 128 байт. Современные модели имеют 512 байт памяти и более, которая используется для хранения настроечных параметров компьютера и дополнительных конфигураций данных ESCD(Extended System Configuration Data), используемых для работы системы PnP. Питается эта память от небольшого аккумулятора, встроенного в материнскую плату.

Кэш-память

Для достаточно быстрых  компьютеров (например, на основе Intel-80386 с тактовой частотой более 25 МГц  или Intel-80486) необходимо обеспечить быстрый  доступ к оперативной памяти, иначе  микропроцессор будет простаивать, и быстродействие компьютера уменьшится. Для этого такие компьютеры могут оснащаться кэш-памятью, т.е. «сверхоперативной» памятью относительно небольшого объема (обычно от 64 до 256 Кбайт), в которой хранятся наиболее часто используемые участки оперативной памяти. Кэш-память располагается «между» микропроцессором и оперативной памятью, и при обращении микропроцессора к памяти сначала производится поиск нужных данных в кэш-памяти. Поскольку время доступа к кэш-памяти в несколько раз меньше, чем к обычной памяти, а в большинстве случаев необходимые микропроцессору данные содержатся в кэш-памяти, среднее время доступа к памяти уменьшается.

1.3 ПОСТОЯННОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (ПЗУ или ROM)

ПЗУ - быстрая, энергонезависимая память, предназначенная только для чтения. Информация заносится в нее один раз (обычно в заводских условиях) и сохраняется постоянно (при включенном и выключенном компьютере). В ПЗУ хранится информация, присутствие которой постоянно необходимо в компьютере.

В ПЗУ находятся:

• тестовые программы, проверяющие при каждом включении компьютера правильность работы его блоков;
• программы для управления основными периферийными устройствами -дисководом, монитором, клавиатурой;
• информация о том, где на диске расположена операционная система.

Типы ПЗУ:

1. ПЗУ с масочным программированием это память, в которую информация записана раз и навсегда в процессе изготовления полупроводниковых интегральных схем. Постоянные запоминающие устройства применяются только в тех случаях, когда речь идет о массовом производстве, т.к. изготовление масок для интегральных схем частного применения обходится весьма недешево.
2. ППЗУ (программируемое постоянное запоминающее устройство).

Программирование ПЗУ  – это однократно выполняемая  операция, т.е. информация, когда-то записанная в ППЗУ, впоследствии изменена быть не может.

3. СППЗУ (стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство). При работе с ним, пользователь может запрограммировать его, а затем стереть записанную информацию.
4. ЭИПЗУ (электрически изменяемое постоянное запоминающее устройство). Его программирование и изменение осуществляются с помощью электрических средств. В отличии от СППЗУ для стирания информации, хранимой в ЭИПЗУ, не требуется специальных внешних устройств.

 

1.4 Понятие и особенности работы микросхем флэш-памяти.

 

    Флэш-память (англ. Flash-Memory) — разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти. Не содержит подвижных частей, так что, в отличие от жёстких дисков, более надёжна и компактна. Информация, записанная на флэш-память, может храниться очень длительное время (от 20 до 100 лет), и способна выдерживать значительные механические нагрузки (в 5-10 раз превышающие предельно допустимые для обычных жёстких дисков).

     Недостатком, по сравнению с жёсткими дисками, является большая цена при меньшем объёме. Так, для самых больших флеш-карт объём составляет около 64 Гб. Работа по устранению этого недостатка уже ведётся: компания Apple выпустила флеш-носители ёмкостью до 160 Гб. А в конце 2007 года компания Toshiba объявила о начале выпуска флеш-носителей объёмом до 256 Гб. Флэш-память используется в картах памяти и USB флэш-накопителях.