Paměti

Zařízení, do kterého můžeme zaznamenat informaci na delší dobu a podle potřeby znovu načíst
Některé paměti nazýváme polovodičové
Polovodičové paměti jsou vyrobeny z křemíkového čipu bipolární nebo unipolární technologií
Polovodičové paměti se vkládají do integrovaných obvodů a dnes se nejčastěji vyskytují v SSD a USB discích
Dříve se používaly magnetické disky, optické disky, magnetické pásky a spousta jiných technologií

Polovodičové paměti

Kromě SSD a USB disků se vyskytují i v mikroprocesorech, programovatelných automatech a počítačů obecně
Nejjednodušší pamětové prvky jsou klopné obvody
ty jsou schopny zapamatovat pouze jeden bit
Využívají se i různý druhy registrů a střadačů
Každý počítačový systém musí mít nějaký druh paměti alespon pro uchování aktuální situace

Podle technologie:
- Bipolární - velká pracovní rychlost, větší příkon, malá hustota na čipu
- Unipolární - vyšší hustota čip, nejčastěji používané
Podle možnosti zápisu a čtení
- Paměti pouze pro čtení - ROM(pouze čtení), PROM(lze jednou naprogramovat a poté nelze změnit)
- Paměti převážně pro čtení - EPROM,EEPROM,FLASH
Paměti pro záznam i čtení
- RWM - může přepisovat libovolně často,stejnou rychlostí, nevýhoda je smazaní uložených informací při odpojení napájení
Podle způsobu přístupu:
- RAM - pamět s libovolným přístupem
- SAM - adresy se generují sériově , stejně se ukládají a čtou data, používají se jako vyrovnací pamět u grafických karet
Podle principu činnosti elementární pamětové bunky
- Statické RWM(SRAM) - pamětová bunka realizovaná pomocí bistabilního klopného obvodu
- Dynamické RWM(DRAM) - ukládá se jako náboj v kapacitě u řídící elektrody v tranzistoru

Označení jednotky v paměti určenou pro dočasné nebo dlouhodobější uchování informace
Registry jsou používané pro komunikaci mezi jednotlivými periferiemi
Datové registry - slouží pro přenos a načtení dat ze vstupně-výstupních portů, zápis a čtení dat z vnitřní paměti EEPROM, přečtení dat z čítače
Řídící registry - používají se k nastavení zdrojů přerušení, nastavení dalších poměrů čítačů nebo nastavení chování portů, a stavové registry, které nás informují o přečtení čítače, přijetí znaku v sériovém přenosu apod.
Používají se speciální registry jako součást paměti dat, přičemž některé jsou určeny pouze pro čtení, do jiných je možné i zapisovat
Ostatní jednotky paměti dat, do kterých lze zapisovat libovolná data, bývají označovány jako univerzální registry

Je složitý logický obvod používaný jako jádro mikropočítačů
Vykonává sled aritmetických a logických operací podle zadaného programu a tak realizuje námi požadovanou funkci
Program je uložený v paměti ve formě instrukcí, které se poté načítají a vykonávají
Mikroprocesor zajištuje správné provádění těchto instrukcí, řídí ostatní části mikropočítače, zpracovává data v paměti, řídí tok dat ze vstupních obvodů do mikropočítače a jejich zpracování a řídí tok dat z počítače ven přes výstupní obvody

Samostatný mikroprocesor je pouze řídící jednotka a samotně je nevyužitelný
Běžně se tak vyskytuje v mikropočítačích, kde jsou k němu připojeny i paměti pro uložení programu a pro uložení dat, se kterými pracuje mikroprocesor
Potřebné jsou také další obvody, které řídí komunikaci s okolím a ovládáním připojených zařízení
Integrováním mikroprocesoru, paměti programu, paměti dat a obvodů rozhraní na jediný čip vznikne jednočipový mikropočítač. V jediném interovaném obvodu tak máme k dispozici malý univerzální počítač

Podle vnitřního uspořádání rozeznáváme dvě základní architektury vnitřního zapojení počítačů:
- Von Neumannova architektura
- Harvardská architektura
Později se objevila i modifikovaná Harvardská architektura

Využívá jednu datovou sběrnici, kterou jsou propojeny všechny části počítače(procesor,pamět,vstupy a výstupy)
skládá se z řadiče, aritmeticko-logické jednotky,pamět vnitřní a vnější a připojených vstupních a výstupních zařízení
Data a program se ukládají do vnější paměti
činnost je sekvenční a řízená řadičem
řadič postupně načítá instrukce a dekoduje je
Procesor takového počítače se skládá z výkonné a řídící jednotky
Řídící jednotka procesoru zpracovává jednotlivé instrukce paměti
Výkonná jednotka dané instrukce vykonává
Vstup a výstup určují výstupní jednotky

Používá oddělenou pamět pro program a data
Výhodou je nemožnost přepisu programu daty
Druhy pamětí mohou být odlišné, různé velké
Pro pamět programu se dost často používá pamět ROM - pouze pro čtění
Procesor může používat pamět programu i dat najednou - zrychlení výpočetních operací
Harvardské schéma se často používá u jednočipových počítačů a dalších malých vestavěných systémů a především u signálových procesorů u nichž dovoluje dosáhnout velké rychlosti zpracování dat

Jednočipový mikropočítač vhodný pro řízení elektrických zařízení
Kromě vstupních a výstupních obvodů jsou v něm i A/D nebo D/A převodníky, čítač, časovač, komparátor, synchronní porty, USB, PWM, EEPROM, I2C, ...
Díky většímu množství integrovaných obvodů se snižuje cena i rozměry daného mikropočítače
Omezení je v počtu výstupů, kde kvůli vyššímu počtu integrovaných obvodů je počet výstupů menší
Vyrábějí se ve spoustě modifikacích(Arduino,Rasberry Pi)
Bývají součástí zařízení, kde provádí jednu určitou funkci, pro kterou jsou naprogramovány
Jsou na ně kladeny požadavky nízké spotřeby, malých rozměrů, nízké ceny a vysokých rozsahů teplot

Specializovaný procesor optimalizovaný pro rychlé provádění algoritmů pro zpracování číslicových signálů
Obvykle se jedná o analogové signály (audio, video), které jsou upraveny A/D převodníkem
Digitální signál je poté upraven číslicově a opět převeden na analogový
Musí být velmi rychlé pro počítání velkého množství dat
Jednočipový mikropočítač vybaven digitálními a analogovými obvody a jinými pomocnými obvody
Disponuje výkonným digitálním signálním procesorem pro zpracování číslicových signálů