Tin học lớp 6 chức năng của bộ nhớ máy tính là gì

Bộ nhớ máy tính là gì? Bộ nhớ máy tính gồm các thiết bị có chức năng gì?

Bộ nhớ máy tính là gì?

Bộ nhớ máy tính lưu giữ dữ liệu và hướng dẫn cần thiết để xử lý dữ liệu thô và tạo ra kết quả xuất ra ở thiết bị đầu ra. Bộ nhớ máy tính được chia thành nhiều phần nhỏ được gọi là ô. Mỗi ô có một địa chỉ duy nhất thay đổi từ 0 đến kích thước bộ nhớ trừ đi một.

Bộ nhớ máy tính có mấy loại?

Bộ nhớ máy tính có hai loại: Dễ bay hơi (RAM) và Không bay hơi (ROM) . Bộ nhớ phụ (đĩa cứng) được gọi là bộ nhớ lưu trữ không phải bộ nhớ.

Tuy nhiên, nếu chúng ta phân loại bộ nhớ thay mặt cho không gian hoặc vị trí, thì nó có bốn loại:

1. Bộ nhớ thanh ghi
2. Bộ nhớ đệm
3. Bộ nhớ chính
4. Bộ nhớ phụ

Bộ nhớ thanh ghi

Bộ nhớ thanh ghi là bộ nhớ nhỏ nhất và nhanh nhất trong máy tính. Nó không phải là một phần của bộ nhớ chính và nằm trong CPU dưới dạng các thanh ghi, là phần tử giữ dữ liệu nhỏ nhất.

Một thanh ghi tạm thời giữ dữ liệu, hướng dẫn và địa chỉ bộ nhớ được sử dụng thường xuyên sẽ được CPU sử dụng. Họ nắm giữ các hướng dẫn hiện đang được xử lý bởi CPU. Tất cả dữ liệu được yêu cầu phải chuyển qua các thanh ghi trước khi nó có thể được xử lý. Vì vậy, chúng được sử dụng bởi CPU để xử lý dữ liệu do người dùng nhập vào.

Thanh ghi chứa một lượng nhỏ dữ liệu khoảng 32 bit đến 64 bit. Tốc độ của CPU phụ thuộc vào số lượng và kích thước (số lượng bit) của các thanh ghi được tích hợp trong CPU. Sổ đăng ký có thể có nhiều loại khác nhau dựa trên mục đích sử dụng của chúng. Một số Thanh ghi được sử dụng rộng rãi bao gồm Bộ tích lũy hoặc AC, Thanh ghi dữ liệu hoặc DR, Thanh ghi địa chỉ hoặc AR, Bộ đếm chương trình (PC), Thanh ghi địa chỉ I / O, v.v.

Các loại và chức năng của thanh ghi máy tính:

Thanh ghi dữ liệu

Là một thanh ghi 16 bit, được sử dụng để lưu trữ các toán hạng (biến) sẽ được hoạt động bởi bộ xử lý. Nó tạm thời lưu trữ dữ liệu đang được truyền đến hoặc nhận từ một thiết bị ngoại vi.

Bộ đếm chương trình (PC)

Nó giữ địa chỉ của vị trí bộ nhớ của lệnh tiếp theo, sẽ được tìm nạp sau khi lệnh hiện tại được hoàn thành. Vì vậy, nó được sử dụng để duy trì đường dẫn thực thi của các chương trình khác nhau và do đó thực thi từng chương trình một, khi lệnh trước đó được hoàn thành.

Thanh ghi hướng dẫn

Nó là một thanh ghi 16 bit. Nó lưu trữ lệnh được lấy từ bộ nhớ chính. Vì vậy, nó được sử dụng để giữ các mã lệnh sẽ được thực thi. Thiết bị điều khiển nhận lệnh từ Thanh ghi hướng dẫn, sau đó giải mã và thực thi nó.

Thanh ghi Accumulator

Là thanh ghi 16 bit, dùng để lưu trữ các kết quả do hệ thống tạo ra. Ví dụ, kết quả do CPU tạo ra sau khi xử lý được lưu trữ trong thanh ghi AC.

Thanh ghi địa chỉ

Là thanh ghi 12 bit lưu trữ địa chỉ của một vị trí bộ nhớ nơi các lệnh hoặc dữ liệu được lưu trong bộ nhớ.

Thanh ghi địa chỉ I / O

Công việc của nó là chỉ định địa chỉ của một thiết bị I / O cụ thể.

Thanh ghi bộ đệm I / O:

Công việc của nó là trao đổi dữ liệu giữa mô-đun I / O và CPU.

Bộ nhớ đệm

Bộ nhớ đệm (Cache) là bộ nhớ tốc độ cao, dung lượng nhỏ nhưng nhanh hơn bộ nhớ chính (RAM). CPU có thể truy cập nó nhanh hơn bộ nhớ chính. Vì vậy, nó được sử dụng để đồng bộ hóa với CPU tốc độ cao và cải thiện hiệu suất của nó.

Bộ nhớ đệm chỉ có thể được truy cập bởi CPU. Nó có thể là một phần dự trữ của bộ nhớ chính hoặc một thiết bị lưu trữ bên ngoài CPU. Nó chứa dữ liệu và các chương trình được CPU sử dụng thường xuyên. Vì vậy, nó đảm bảo rằng dữ liệu có sẵn ngay lập tức cho CPU bất cứ khi nào CPU cần dữ liệu này. Nói cách khác, nếu CPU tìm thấy dữ liệu hoặc hướng dẫn cần thiết trong bộ nhớ đệm, nó không cần truy cập vào bộ nhớ chính (RAM). Do đó, bằng cách hoạt động như một bộ đệm giữa RAM và CPU, nó tăng tốc hiệu suất hệ thống.

Các loại bộ nhớ Cache

L1: Là mức đầu tiên của bộ nhớ đệm, được gọi là bộ nhớ đệm Mức 1 hoặc bộ nhớ đệm L1. Trong loại bộ nhớ đệm này, một lượng nhỏ bộ nhớ hiện diện bên trong chính CPU. Nếu một CPU có bốn lõi (cpu lõi tứ), thì mỗi lõi sẽ có bộ đệm cấp 1 riêng. Vì bộ nhớ này có trong CPU, nên nó có thể hoạt động ở cùng tốc độ của CPU. Kích thước của bộ nhớ này nằm trong khoảng từ 2KB đến 64 KB. Bộ nhớ đệm L1 còn có hai loại bộ nhớ đệm: Bộ đệm chỉ lệnh, lưu trữ các lệnh theo yêu cầu của CPU và bộ đệm dữ liệu lưu trữ dữ liệu được yêu cầu bởi CPU.

L2: Bộ nhớ đệm này được gọi là bộ đệm cấp 2 hoặc bộ đệm L2. Bộ nhớ đệm cấp 2 này có thể nằm bên trong CPU hoặc bên ngoài CPU. Tất cả các lõi của CPU có thể có bộ nhớ đệm cấp 2 riêng biệt hoặc chúng có thể chia sẻ một bộ đệm L2 với nhau. Trong trường hợp nó nằm ngoài CPU, nó được kết nối với CPU bằng một bus tốc độ rất cao. Kích thước bộ nhớ của bộ đệm này nằm trong khoảng từ 256 KB đến 512 KB. Về tốc độ, chúng chậm hơn so với bộ nhớ đệm L1.

L3: Nó được gọi là bộ đệm cấp 3 hoặc bộ đệm L3. Bộ nhớ đệm này không có trong tất cả các bộ xử lý; một số bộ vi xử lý cao cấp có thể có loại bộ nhớ đệm này. Bộ nhớ đệm này được sử dụng để nâng cao hiệu suất của bộ đệm cấp 1 và cấp 2. Nó nằm bên ngoài CPU và được chia sẻ bởi tất cả các lõi của CPU. Dung lượng bộ nhớ của nó dao động từ 1 MB đến 8 MB. Mặc dù nó chậm hơn so với bộ nhớ cache L1 và L2, nhưng nó nhanh hơn Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM).

Bộ nhớ đệm hoạt động với CPU như thế nào?

Khi CPU cần dữ liệu, trước hết, nó nhìn vào bên trong bộ đệm L1. Nếu nó không tìm thấy bất cứ điều gì trong L1, nó sẽ tìm bên trong bộ đệm L2. Nếu một lần nữa, nó không tìm thấy dữ liệu trong bộ đệm L2, nó sẽ tìm trong bộ đệm L3. Nếu dữ liệu được tìm thấy trong bộ nhớ đệm, thì nó được gọi là lần truy cập bộ nhớ cache. Ngược lại, nếu dữ liệu không được tìm thấy bên trong bộ nhớ cache, nó được gọi là lỗi bộ nhớ cache.

Nếu dữ liệu không có sẵn trong bất kỳ bộ nhớ đệm nào, nó sẽ nằm bên trong Bộ nhớ Truy cập Ngẫu nhiên (RAM). Nếu RAM cũng không có dữ liệu, thì nó sẽ lấy dữ liệu đó từ Ổ đĩa cứng.

Vì vậy, khi máy tính được khởi động lần đầu tiên hoặc một ứng dụng được mở lần đầu tiên, dữ liệu sẽ không có sẵn trong bộ nhớ đệm hoặc trong RAM. Trong trường hợp này, CPU lấy dữ liệu trực tiếp từ ổ đĩa cứng. Sau đó, khi bạn khởi động máy tính hoặc mở một ứng dụng, CPU có thể lấy dữ liệu đó từ bộ nhớ đệm hoặc RAM.

Bộ nhớ chính

Bộ nhớ chính có hai loại: RAM và ROM.

RAM

Đó là một ký ức dễ bay hơi. Nó có nghĩa là nó không lưu trữ dữ liệu hoặc hướng dẫn vĩnh viễn. Khi bạn bật máy tính, dữ liệu và hướng dẫn từ đĩa cứng được lưu trong RAM.

CPU sử dụng dữ liệu này để thực hiện các tác vụ cần thiết. Ngay sau khi bạn tắt máy tính, RAM sẽ mất tất cả dữ liệu.

ROM

Đó là một bộ nhớ không thay đổi. Nó có nghĩa là nó không bị mất dữ liệu hoặc các chương trình được viết trên nó tại thời điểm sản xuất. Vì vậy, nó là một bộ nhớ vĩnh viễn chứa tất cả dữ liệu quan trọng và các hướng dẫn cần thiết để thực hiện các tác vụ quan trọng như quá trình khởi động.

Bộ nhớ phụ (thứ cấp)

Các thiết bị lưu trữ thứ cấp được tích hợp trong máy tính hoặc kết nối với máy tính qua các cổng kết nối được gọi là bộ nhớ thứ cấp của máy tính. Nó còn được gọi là bộ nhớ ngoài hoặc bộ nhớ phụ.

Bộ nhớ phụ được truy cập gián tiếp thông qua các thao tác nhập / xuất. Nó không bay hơi, vì vậy sẽ lưu trữ vĩnh viễn dữ liệu ngay cả khi máy tính đã tắt hoặc cho đến khi dữ liệu này bị ghi đè hoặc bị xóa. CPU không thể truy cập trực tiếp vào bộ nhớ phụ. Đầu tiên, dữ liệu bộ nhớ thứ cấp được chuyển đến bộ nhớ chính sau đó CPU có thể truy cập nó.

Một số bộ nhớ phụ hoặc thiết bị lưu trữ được mô tả bên dưới:

Đĩa cứng HDD

Nó là một đĩa từ cứng được sử dụng để lưu trữ dữ liệu. Nó lưu trữ vĩnh viễn dữ liệu và nằm trong một đơn vị ổ đĩa.

Ổ đĩa thể rắn SSD

SSD (Solid State Drive) cũng là một phương tiện lưu trữ bất biến được sử dụng để lưu trữ và truy cập dữ liệu. Không giống như ổ cứng, nó không có các thành phần chuyển động, vì vậy nó mang lại nhiều lợi thế hơn SSD, chẳng hạn như thời gian truy cập nhanh hơn, hoạt động không ồn ào, tiêu thụ ít điện năng hơn và hơn thế nữa.

Ổ USB

Ổ USB (ổ bút) là một thiết bị lưu trữ thứ cấp nhỏ gọn. Nó còn được gọi là ổ USB flash. Nó kết nối với máy tính thông qua cổng USB. Nó thường được sử dụng để lưu trữ và truyền dữ liệu giữa các máy tính.

Thẻ SD

Thẻ SD là viết tắt của Secure Digital Card. Nó thường được sử dụng nhiều nhất trong các thiết bị di động và cầm tay như điện thoại thông minh và máy ảnh kỹ thuật số. Bạn có thể xóa nó khỏi thiết bị của mình và xem những thứ được lưu trữ trong đó bằng máy tính có đầu đọc thẻ.

Đĩa CD

Đĩa Compact là một thiết bị lưu trữ thứ cấp di động có hình dạng của một đĩa tròn vừa. Nó được làm bằng nhựa polycarbonate. Khái niệm về đĩa CD được Philips và Sony đồng phát triển vào năm 1982. Đĩa CD đầu tiên được tạo ra vào ngày 17 tháng 8 năm 1982 tại hội thảo của Philips ở Đức.

Đĩa DVD

DVD là viết tắt của đĩa đa năng kỹ thuật số hoặc đĩa video kỹ thuật số. Nó là một loại phương tiện quang học được sử dụng để lưu trữ dữ liệu quang học. Tuy có kích thước tương đương đĩa CD nhưng khả năng lưu trữ của nó lại hơn hẳn đĩa CD.