6.1. Основные характеристики запоминающих устройств

1. Информационная емкость – максимально возможный объем хранимой информации. В качестве единицы информации принят один бит. Бит в теории информации – это количество информации, необходимой для различения двух равновероятных сообщений.

Информация в цифровой (вычислительной) системе представляется двоичными сигналами (в виде наборов 1 и 0). В вычислительной технике битом называют наименьший объем памяти, необходимый для хранения одного из двух знаков «0» или «1». В качестве элемента хранения единицы информации (бита) может быть триггер, одно из состояний которого считают за единичное, а противоположное ему – за нулевое, заряженный (единица) или разряженный (ноль) конденсатор, магнитный материал с различными состояниями намагниченности. Единица информации содержится в одноразрядном двоичном числе. Один бит – это информация, заключенная в одном двоичном разряде числа. Восемь бит образуют один байт: 1 байт равен 8 бит. Обычно одним байтом (восемью двоичными символами, восьмиразрядным двоичным числом) кодируют цифры, буквы, символы, вводимые с клавиатуры ЭВМ в ее память.

Более крупные единицы информации: килобит (Кбит), килобайт (Кбайт), мегабит (Мбит), мегабайт (Мбайт) и т. д. – получаются умножением исходной единицы информации на 2¹⁰, 2²⁰, 2³⁰ и т.д. степени. Соответственно получаются:

1 Кбит	=210 бит	1 Кбайт	=210 байт
1 Мбит	=220 бит	1 Мбайт	=220 байт
1 Гбит	=230 бит	1 Гбайт	=230 байт
1 Тбит	=240 бит	1 Тбайт	=240 байт

Приставка кило (К), мега (М), гига (Г), тера (Т) в десятичной системе счисления означают умножение основной величины на 10³, 10⁶, 10⁹ , 10¹² раз. В двоичной системе счисления эти величины кратны 2¹⁰=1024. Информация, заключенная в 2¹⁰=1024 бит или байт называется соответственно килобитом (килобайтом): 2¹⁰ бит (байт)=1 Кбит (Кб). Информация, содержащаяся в 2¹⁰=1024 Кбит (Кб) называется мегабитом (мегабайтом).

Емкость памяти, таким образом, определяется числом одновременно хранимых двоичных единиц информации (бит, байт, Кбит, Кбайт, Мбит, Мбайт и т.д.) или количеством одновременно хранимых n-разрядных слов.

2. Организация ЗУ – произведение числа хранимых слов на их разрядность. При одной и той же информационной емкости организация ЗУ может быть различной. Организация является самостоятельным, очень важным параметром. Например, можно сказать, что организация ЗУ – 256 восьмиразрядных слов.

3. Время обращения к памяти определяется временем с начала подачи сигнала на запись информации в память или ее считывание из памяти до момента завершения всех связанных с выполняемой операцией процессов. В течение цикла обращения к памяти происходит выбор необходимой ячейки (задание и дешифрирование ее адреса), обмен информацией с этой ячейкой (ввод или считывание информации) и закрытие канала обмена.

4. Удельная стоимость запоминающего устройства определяется отношением его полной стоимости к информационной емкости (стоимость хранения одного бита информации).

6. Энергопотребление устройства также принято характеризовать удельными параметрами, то есть энергией (мощностью), необходимой для хранения одной двоичной единицы.

7. Размеры устройства памяти зависят от технологии изготовления и выбранной элементной базы. Обычно говорят либо о количестве элементов памяти на одном кристалле (микросхеме), либо о плотности упаковки элементов, то есть о количестве элементов на единицу площади кристалла. В настоящее время достигнута плотность упаковки порядка от нескольких тысяч до нескольких миллионов элементов на кристалле микросхемы.

Запоминающие устройства различаются по способу доступа к данным. При адресном способе доступа на адресном входе памяти устанавливают код (адрес), указывающий ячейку, с которой ведется обмен. Адресные ЗУ делятся на оперативные запоминающие устройства (ОЗУ, RAM – Read Access Memory) и постоянные запоминающие устройства (ПЗУ, ROM – Read Only Memory). Все ячейки адресных ЗУ одинаково доступны.

Оперативные ЗУ хранят данные, которые могут быть изменены в любой момент, при этом в каждый момент возможно обращение (запись или чтение) к одной, любой ячейке.

Содержимое ПЗУ либо никогда не изменяется, либо изменяется редко при программировании. Это память предназначена только для чтения.