Типы памяти

Память

Лекция №7

Когда мы говорили о логических схемах, мы имели в виду комбинационную логику. Если есть какая-то логика, у которой есть какое-то количество входных переменных и какое-то количество выходных переменных

то существует однозначная связь между значением любой выходной переменной и значениями входных переменных.

Кроме этого есть так называемая последовательная логика. Это логика, у которой значение выходных переменных определяется не только значением входных переменных, но и зависит от предыстории (или от начального состояния). Она собирается на обычных комбинаторных схемах.

Возьмем 2 инвертора

Каковы возможные состояния? Состояния на выходе определяются состояниями на входе. Не может быть так, что х1 и у1 одновременно равняются "0" => у1 не может быть равно у2. Возможны 2 состояния:

1) у1="1" => x2="1" => y2="0" => x1="0"

2) у1="0" => x2="0" => y2="1" => x1="1"

От чего зависят эти состояния? На эту схему мы не можем действовать. Получили устройство, которое может находиться в двух различных состояниях.

Система находится в устойчивом положении равновесия, когда

Если мы имеем 2 устойчивых положения равновесия, то 2 минимума потенциальной энергии.

Наша схема будет находиться либо в одном, либо в другом устойчивом положении.

Если минимумы одинаковые, то нет предпочтения, т.е. схема с равной вероятностью будет находится или в одном или в другом состоянии.

Как перевести систему из состояния Х1, в котором она находится, в состояние Х2? Обозначим величину потенциального барьера А. Это работа, которую нужно затратить, чтобы перевести систему из состояния Х1 в состояние Х2.

Аналогично двум ямкам и шарику

В этом примере, чтобы перевести шарик из одного состояния в другое, надо поднять его на высоту >= h относительно дна ямки. А >= mgh, где m – масса шарика.

Наша система - система с двумя устойчивыми положениями равновесия. Она находится в min потенциальной энергии.

Если речь идет об электроне. Диэлектрик не пропускает электрический ток. Если есть проводник

Электрон может преодолеть диэлектрический слой и перейти с левого участка в правый. Это может произойти потому, что электроны находятся в тепловом движении. Есть какое-то распределение скоростей электронов. Отдельные электроны могут иметь очень большую кинетическую энергию, больше, чем высота потенциального барьера. Кинетическая энергия электрона зависит о температуры.

В случае с двумя минимумами рассмотрим 2 ситуации

Оказывается, толщина барьера принципиальна. Чем тоньше слой диэлектрика, тем больше вероятность прохождения электронов через диэлектрик.

Как переводить нашу схему из одного состояния в другое?

Если X₁ = X₂ = 1, то все будет как в той схеме, которая может находиться в одном из двух состоянии.

Пусть Y₁="0", а Y₂="1". Если

то схема переходит в прямо противоположное состояние.

Это так называемый RS триггер.

В любой серии микросхем большое количество триггерных схем

схема "и не". Но это роли не играет. Можно было брать не схему "и не", а схему "или не" (это можно показать).

Как видно, переход из одного состояния в другое осуществляется перепадом на входе.

Существует большое количество триггерных схем.

Есть счетные триггеры.

Есть так называемые D триггеры, которые характеризуются тем, что это схема, которая имеет так называемый вход данных D, как правило имеет сигнал тактовой частоты CLOCK, сигнал Reset и выход Q.

Этот триггер работает следующим образом

Формально триггеры могут использоваться для построения памяти.

Для работы компьютера обязательно нужна память, т.к. требуется хранить и команды, и данные.

Есть разные типы памяти.

Есть память с произвольным доступом (Random Access Memory (RAM)). Если есть набор каких-то элементарных ячеек. Каждой из них приписан како-то адрес. К содержимому такой ячейки можно обращаться по ее адресу (можно прочитать или записать в нее). При этом время доступа не зависит от того, где конкретно локализована ячейка. Оно одинаково для всех ячеек. Это основное свойство.

Есть последовательная память. Порядок считывания информации из такой памяти одназначно определен записью.

Для BIOS исполизуется так называемая ROM – Read Only Memory. Это память с произвольным доступом, но только на чтение. В ROM должны быть записаны куски ОС.

RAM делится на статическую - SRAM (Static RAM) и динамическую - DRAM (Dynamic RAM).

Сначала появилась ROM, которую можно запрограммировать, но ее нельзя перепрограммировать, можно только сменить на новую. Потом появились перепрограммируемые (но не в составе ЭВМ). Сейчас есть ROM, которые можно перепрограммировать в составе ЭВМ. Они отличаются по тому, как происходит стирание и запись новой информации.

Память – регулярная структура. Поэтому у нее степень интеграции самая высокая. Для повышения степени интеграции применяют CMOS логику (она допускает самую большую степень интеграции). Статическая потребляемая мощность = 0, динамическая пропорциональна частоте, емкости и квадрату U.

Дата добавления: 2014-01-06