Hver hukommelsescelle har sin egen unikke, dvs. forskellig fra alle andre, adresse. I dette tilfælde har hovedhukommelsen et enkelt adresseområde til RAM og permanente lagerenheder. Adresseplads definerer det maksimalt mulige antal hovedhukommelsesceller, der kan adresseres direkte. Det afhænger af adressebussernes bredde, pga maksimal mængde forskellige adresser bestemt af variationen af ​​binære tal, som disse adresser er repræsenteret med. Til gengæld afhænger denne mangfoldighed af antallet af cifre. Således er adresserummet lig med , hvor er bitbredden af ​​adressekodebussen.

Eksempel 3.5. Intel 8086-processoren (1978) havde en 20-bit adressekodebus. I dette tilfælde kan 2 20 celler med en kapacitet på 1 byte hver adresseres direkte. Derfor vil adresserummet være 2 20 bytes = 1 MB.

Intel 80486-processoren (1989) havde en 32-bit adressekodebus. Dens adresserum var 2 32 bytes = 2 2 2 30 bytes = 2 2 GB = 4 GB.

Fra og med Intel Pentium Pro-processoren (1995) blev det muligt at bruge tilstanden Physical Address Extension (PAE), som bruger 36 bit til adressering. I dette tilfælde kan 2 36 bytes = 2 6 · 2 30 bytes = 2 6 GB = 64 GB adresseres.

Der er to måder at adressere hukommelse på i computere - ægte tilstand og beskyttet tilstand. Ægte tilstand bruges i MS DOS-operativsystemet. Beregning af fysisk adresse i ægte tilstand udføres efter reglen

CS 16 10 16 + IP 16,

hvor CS, IP er segment- og offsetværdierne specificeret i de tilsvarende processorregistre.

Så den maksimale fysiske adresse er

FFFF 16 10 16 + FFFF 16 = FFFF0 16 + FFFF 16 = 10FFEF 16 = 1114095 10,

og adresserummet er 1114096 bytes = 1 MB + 64 KB – 16 bytes.

Derudover kan dette adresserum begrænses af bredden af ​​Intel 8086-processorens adressekodebus, dvs. af antallet 2 20 bytes = 1 MB.

Den del VÆDDER, som ikke kan adresseres direkte, kaldes udvidet hukommelse.

Eksempel 3.6. Computeren er baseret på en Intel 80486-processor og har 16 MB RAM. Processoren kan direkte adressere 1 MB + 64 KB – 16 bytes RAM. Så bliver den udvidede hukommelse 16 MB -
–(1 MB + 64 KB – 16 bytes) = 15 MB – 64 KB + 16 bytes.

Så forholdet mellem direkte adresserbar og udvidet hukommelse ville være:

1.114.096 bytes: 15.663.120 bytes eller 6,64: 93,36.

Som følge heraf vil mere end 90 % af computerens RAM være utilgængelig i rigtig driftstilstand.

Der er to måder at få adgang til udvidet hukommelse i rigtig computertilstand. De er dog kun mulige ved brug af specielle programmer - drivere i henhold til XMS- og EMS-specifikationerne.

Chauffør– særligt program, arbejdsleder RAM eller ekstern enhed computer og organiserer udvekslingen af ​​information mellem processor, RAM og eksterne enheder.

Note. Driveren, der styrer hukommelsesdrift, kaldes en hukommelsesmanager.

Adgang til udvidet hukommelse i henhold til XMS-specifikationen ( Udvidet hukommelsesspecifikation) er organiseret ved hjælp af drivere af XMM-typen (f.eks. HIMEM.SYS). I henhold til EMS-specifikation ( Udvidet hukommelsesspecifikation) adgang til udvidet hukommelse implementeres ved at kortlægge, efter behov, dets individuelle felter til et specifikt område med direkte adresserbar hukommelse. I dette tilfælde er det ikke de oplysninger, der behandles, der opbevares, men kun adresserne, der giver adgang til dem. For at organisere hukommelsen i henhold til EMS-specifikationen bruges EMM386.EXE eller Quarterdeck EMM-drivere.

I beskyttet tilstand computerdrift kan adressere hukommelse direkte større kapacitet end i virkeligheden på grund af ændringer i adresseringsmekanismen. Takket være beskyttet tilstand kan kun den del af programmet, der er nødvendig på det aktuelle tidspunkt, gemmes i hukommelsen. Resten kan gemmes i computerens eksterne hukommelse, såsom en harddisk. Når du får adgang til en del af et program, som ikke er i hukommelsen i øjeblikket, sætter operativsystemet programmet på pause, indlæser det påkrævede stykke programkode fra ekstern hukommelse og genoptager derefter udførelse af programmet. Denne procedure kaldes udveksling af data Med harddisk. I beskyttet tilstand bliver det således muligt at udføre programmer, hvis kodestørrelse overstiger mængden af ​​RAM på computeren.

En fysisk adresse i beskyttet tilstand dannes som følger. Processorsegmentregisteret gemmer en to-byte vælger, som indeholder følgende oplysninger:

■ indeks beskrivelse(13 bit) i deskriptortabellen;

■ et flag (1 bit), der bestemmer, hvilken af ​​de to deskriptortabeller (lokal eller global) der skal tilgås;

■ anmodet privilegieniveau (2 bits).

I overensstemmelse med værdien af ​​vælgeren tilgås den ønskede deskriptortabel og deskriptoren placeret i den. Segmentadressen, dens størrelse og adgangsrettigheder udtrækkes fra deskriptoren. Segmentadressen tilføjes derefter til offset fra processorens IP-register. Det resulterende beløb vil være den fysiske adresse på RAM-cellen.

Brugen af ​​beskyttet tilstand gjorde det muligt at adressere Intel processor 80286 (1982) 2 24 bytes = 2 4 2 20 bytes = 16 MB hukommelse, mens adressepladsen i real mode stadig var begrænset til 1 MB.

Ud over at øge adresserummet, er parallel udførelse af flere programmer i beskyttet tilstand mulig ( multitasking-tilstand). Multitasking-tilstand er organiseret ved hjælp af multitasking operativsystem(f.eks. Microsoft Windows), hvortil processoren giver en kraftfuld og pålidelig mekanisme til at beskytte opgaver mod hinanden ved hjælp af et fire-niveau privilegiesystem (fig. 3.7).

I beskyttet tilstand er det også muligt organisering af personsøgningshukommelse. Det kommer ned til dannelsen af ​​hukommelsesbeskrivelsestabeller, der bestemmer tilstanden af ​​dets individuelle segmenter (sider). Hvis der ikke er tilstrækkelig hukommelse, skriver operativsystemet en del af dataene til ekstern hukommelse og indtaster information om fraværet af disse data i RAM i beskrivelsestabellen.

Ris. 3.7. Privilegeniveauer ved brug af multitasking-tilstand

Side 4

En celle er en del af computerens hukommelse, der indeholder information, der kan behandles af en separat processorkommando. Indholdet af en hukommelsescelle kaldes et maskinord. En hukommelsescelle består af et vist antal homogene elementer. Hvert element er i stand til at være i en af ​​to tilstande og tjener til at repræsentere et af cifrene i et tal. Derfor kaldes hvert celleelement et ciffer.

Nummereringen af ​​cifre i en celle udføres normalt fra højre mod venstre, hvilket cifferet længst til højre har serienummer 0. Dette er den mindst signifikante bit af hukommelsescellen, den mest signifikante bit har et serienummer (n-1) i n-bit hukommelsescellen. Indholdet af enhver bit kan være enten 0 eller 1.

Hovedårsagen er enkelheden og pålideligheden af ​​on-off elementer med hensyn til deres teknisk implementering. Den mest pålidelige og billigste enhed er en, hvor hvert ciffer kan tage to tilstande: magnetiseret - ikke magnetiseret, høj spænding - lav spænding osv.

Følgelig er brugen af ​​det binære talsystem som et internt system til præsentation af information forårsaget af designfunktioner elementer i computere.

Et maskinord for en bestemt computer er altid et fast antal bits. Dette nummer er en af ​​de vigtigste egenskaber ved enhver computer og kaldes maskinens bitkapacitet.

For eksempel er de mest moderne personlige computere 64-bit, det vil sige et maskinord, og følgelig består en hukommelsescelle af 64 bit eller bit.

En bit er den mindste informationsenhed.

Hver bit kan have værdien 0 eller 1. En bit kaldes også en bit af en computerhukommelsescelle. Standard størrelse Den mindste hukommelsescelle er lig med otte bit, det vil sige otte binære cifre. Et sæt på 8 bits er den grundlæggende enhed for datarepræsentation - en byte.

En byte (fra engelsk byte - stavelse) er en del af et maskinord, bestående af 8 bit, behandlet i en computer som én helhed. På skærmen er der en hukommelsescelle bestående af 8 bits - dette er en byte. Det mindst betydende ciffer har et løbenummer på 0, det mest betydende ciffer har et løbenummer på 7.

Tal skrives også i 32-bit format (maskinord), 16-bit format (halvt ord) og 64-bit format (dobbeltord).

Større enheder hukommelseskapacitet bruges til at måle mængden af ​​lagret information:

1 kilobyte (KB) = 1024 bytes = 210 bytes;

1 megabyte (MB) = 1024 KB = 220 bytes;

1 Gigabyte (GB) = 1024 MB = 230 bytes;

1 Terabyte (TB) = 1024 GB = 240 bytes;

1 Petabyte (PB) = 1024 TB = 250 bytes.

Tallet 1024 som multiplikator, når man flytter til en højere måleenhed for information har sin oprindelse binært system tal (1024 er tiende potens af to).

Generel information om talsystemer

Et talsystem er et sæt regler for at skrive tal ved hjælp af et bestemt sæt symboler.

For at skrive tal kan der ikke kun bruges tal, men også bogstaver (skrevet med romertal).

Afhængigt af måden tal er repræsenteret på, er talsystemer opdelt i positionelle og ikke-positionelle.

I positionssystem I notation afhænger betydningen af ​​hvert ciffer af, hvor det er skrevet.

I ikke-positionsbestemt system I notation ændrer cifre ikke deres betydning, når deres placering i et tal ændres. * Romersk talsystem I(1), V(5), X(10), L(50), C(100), D(500), M(1000).

Størrelsen af ​​et tal i det romerske talsystem er defineret som summen eller forskellen af ​​cifrene i tallet. Hvis det mindre tal er til venstre for det større, trækkes det fra, og hvis det er til højre, tilføjes det.

Eksempel: CCXXXII=232 eller IX =9

Grundlaget for et talsystem er antallet af forskellige symboler, der bruges til at repræsentere et tal i et positionelt talsystem. (P).

Det maksimale antal skrevet med otte cifre i cellen svarer til otte enheder og er lig med:

111111112 = 1*27 + 1*26 + 1*25 + 1*24 + 1*23 + 1*22 + 1*21 + 1*20 = 255.

Ikonisk positive tal kan kun repræsenteres i en byte

fra 0 til 127.

Det mest signifikante (venstre) ciffer tildeles tallets fortegn, resten

7 cifre for selve nummeret. Det maksimale antal i signeret repræsentation svarer til syv enheder og er lig med:

Uddannelsesoplysninger:

Psykologiske og pædagogiske grundlag for en differentieret tilgang
Differentieret læring bygger på at tage højde for elevernes psykologiske karakteristika, nemlig dem, der påvirker deres læringsaktiviteter, og som læringsresultaterne afhænger af. Disse er funktioner som hukommelse, opmærksomhed, fantasi, tænkning, evner. Der er mange sådanne funktioner...

Tolerance som socialt og pædagogisk begreb
Begrebet tolerance er genstand for studier i mange videnskaber: filosofi, etik, statskundskab, medicin, pædagogik, psykologi. Ordet "tolerance" har næsten den samme betydning på forskellige sprog: på engelsk – willingness to be tolerant; på fransk - en holdning, når en person tænker og handler...

Faktorer og metoder, der bestemmer en sund livsstil
De faktorer, der bestemmer dannelsen af ​​befolkningens sundhed, bør studeres af et kompleks af samfunds- og naturvidenskaber: sundhedsindikatorer for lægevidenskabens rettigheder, grundlaget for medicinsk praksis. Observationer og eksperimenter har længe gjort det muligt for læger og forskere at adskille de faktorer, der påvirker helbredet...

Ministeriet for uddannelse og videnskab i Nizhny Novgorod-regionen

Statens budgetmæssige uddannelsesinstitution

gennemsnit erhvervsuddannelse

"Bor Provincial College"

Speciale 230701 Anvendt datalogi(efter branche)

Abstrakt

Om emnet: Struktur af RAM.

Disciplin: Operativsystemer og miljøer.

Fuldført:

elev gr. IT-41

Rodov A.E.

Tjekket:

Markov A.V.

Bykvarteret Bor

201 5

Indledning

VÆDDER(fra den engelske Random Access Memory) hukommelse med tilfældig adgang. RAM ( random access memory)flygtige del af systemet computerens hukommelse, hvor den eksekverbare maskinkode er gemt, mens computeren kører ( programmer), og

Forandring

Ark

Dokumentnr.

Signatur

Dato

Ark

PPP PI 23.00.00 TIL

input, output mellemliggende data behandlet af processoren.

1. Struktur af RAM

RAM består af celler, som hver kan indeholde en informationsenhed - et maskinord. Hver celle har to karakteristika: adresse og indhold. Via mikroprocessorens adresseregister kan du få adgang til enhver hukommelsescelle.

1. Segmentmodel hukommelse

Der var engang, ved fødslens daggry computerudstyr RAM var meget lille, og 2 bytes (det såkaldte "ord") blev brugt til at adressere det. Denne tilgang gjorde det muligt at adressere 64 KB hukommelse, og adresseringen var lineær - et enkelt tal blev brugt til at angive adressen. Senere, da teknologien blev forbedret, indså producenterne, at det var muligt at understøtte større mængder hukommelse, men for at gøre dette var de nødt til at gøre adressestørrelsen større. For kompatibilitet med allerede skrevet software blev det besluttet at gøre dette: adressering er nu to-komponent (segment og offset), som hver er 16-bit, og gamle programmer, da de brugte en 16-bit komponent og ikke kender alt om segmenter, fortsæt med at arbejde

Forandring

Ark

Dokumentnr.

Signatur

Dato

Ark

PPP PI 23.00.00 TIL

Logisk struktur af RAM

Adresseplads er et sæt adresser, som processoren kan generere. For hvad? Godt spørgsmål. Faktum er, at hver hukommelsescelle har en adresse. Og for at læse (eller skrive) de oplysninger, der er gemt i den, skal du have adgang til den på dens adresse. Adresser er opdelt i virtuelle (logiske) og fysiske. Fysiske adresser er rigtige adresser rigtige hukommelsesceller. Programmer er dybt parallelle med sådanne adresser, da de opererer med symbolske navne, som derefter konverteres til virtuelle adresser af oversætteren. Derefter konverteres de virtuelle adresser til fysiske.

Logiske adresser er repræsenteret i hexadecimal form og består af to dele. Logisk set er RAM opdelt i segmenter. Så den første del af den logiske adresse er begyndelsen af ​​segmentet, og den anden er offset fra denne begyndelse (segment, offset)

Den logiske struktur er opdelt i 5 zoner:

1. Konventionel hukommelse hovedhukommelsen;

Starter ved adresse 00000 (0000:0000) og går op til 90000 (9000:0000). Dette fylder 640 KB. Først og fremmest indlæses interrupt vektortabellen i dette område, startende fra 00000 og optager 1 KB, efterfulgt af data fra BIOS (timertæller, tastaturbuffer osv.), og så alle mulige 16-bit programmer DOS (for dem er 640 KB en barriere, som kun 32-bit programmer kan springe ud over). Til data BIOS og 768 bytes er allokeret.
2. UMA (Upper Memory Area ) øvre hukommelse;

Starter fra adresse A0000 og op til FFFFF . Den fylder 384 KB. Information relateret til computerhardwaren indlæses her. UMA kan opdeles i 3 dele af hver 128 KB. Den første del (fra A0000 til BFFFF ) er beregnet til videohukommelse. Til næste del (fra Fra 0000 til DFFFF ) programmer indlæses BIOS adaptere. Sidste del (fra E 0000 til FFFFF ) reserveret til systemet BIOS . Faktum er, at de sidste 128 KB ikke er fuldt ud brugt. I de fleste tilfælde under BIOS kun de sidste 64 KB bruges. Den gratis del U.M.B. kørt af chauffør EMM 386.EXE og bruges til operativsystemets behov.
3. HMA (High Memory Area) område med høj hukommelse;

Forandring

Ark

Dokumentnr.

Signatur

Dato

Ark

PPP PI 23.00.00 TIL

Regionens historie H.M.A. strækker sig helt til 80286-processoren, eller rettere til en fejl i dens kredsløb. Jeg har allerede sagt, at 8086- og 8087-processorerne havde en 20-bit adressebus, fungerede i real mode og kunne få adgang til adressen så meget som muligt FFFFF (FFFF :000 F ). Men 80286-processoren havde allerede en 24-bit adressebus, fungerede i reelle og beskyttede tilstande og kunne adressere op til 16 MB hukommelse.
4. XMS (udvidet hukommelsesspecifikation ) ekstra hukommelse;

At arbejde i XMS ved hjælp af DOS , en anden tilstand blev udviklet til processorer - virtuel. DOS kan ikke overgå 640 KB barrieren, virtuel tilstand giver dig mulighed for at bryde ekstra hukommelse i dele af

1 MB. Hver del er fyldt med et program DOS og der tilberedes de i ægte tilstand, men uden at forstyrre hinanden vil de blive udført samtidigt. 32-bit applikationer er ligeglade med 640 KB barrieren. XMS ansvarlig for at oversætte driveren til processortilstande EMM 386.EXE , og for selve regionens organisering HIMEM. SYS . Se, hvad der foregår i din XMS er muligt ved hjælp af SysInfo fra Norton Utilities-pakken.
5. EMS (Expanded Memory Specification) udvidet hukommelse;

Dette område er placeret i den øvre hukommelse og fylder omkring 64 KB. Det blev kun brugt i gamle computere med RAM før

1 MB. På grund af dens specifikation er dette et ret langsomt område. Faktum er, at udvidet hukommelse er et af mange switchede segmenter. Når segmentet er fuldt, udskiftes det brugte segment med et nyt. Men du kan kun arbejde med ét segment, og dette, skal du selv forstå, er ikke særlig godt, bekvemt og hurtigt. Typisk det første segment EMS placeret kl D000.

Logisk struktur af RAM i grafisk form.

Forandring

Ark

Dokumentnr.

Signatur

Dato

Ark

PPP PI 23.00.00 TIL

4. DRAM Dynamisk Random Access Memory

DRAM - Det er en meget gammel type RAM-chip, som ikke har været brugt i lang tid. På en anden måde DRAM Dette er dynamisk hukommelse med en random access-rækkefølge. Den mindste informationsenhed ved lagring eller transmission af data i en computer er en smule. Hver bit kan have to tilstande: tændt (ja, 1) eller slukket (nej, 0). Enhver mængde information består i sidste ende af bits, der slås til og fra. For at gemme eller transmittere en hvilken som helst mængde data er det således nødvendigt at gemme eller transmittere hver bit, uanset dens tilstand, af disse data.

For at gemme bits af information i RAM er der celler. Cellerne består af kondensatorer og transistorer. Her er et omtrentligt og forenklet diagram over en DRAM-celle:

Hver celle kan kun lagre en bit. Hvis cellekondensatoren er opladet, betyder det, at bitten er tændt, hvis den er afladet, er den slukket. Hvis du skal gemme én byte data, skal du bruge 8 celler (1 byte = 8 bit). Cellerne er placeret i matricer, og hver af dem har sin egen adresse, bestående af et rækkenummer og et kolonnenummer.

Forandring

Ark

Dokumentnr.

Signatur

Dato

Ark

PPP PI 23.00.00 TIL

Lad os nu se på, hvordan læsning foregår. Først påføres RAS-signalet (Row Address Strobe) til alle indgange, dette er adressen på rækken. Herefter skrives alle data fra denne linje til bufferen. Derefter tilføres CAS (Column Address Strobe) signalet til registret, dette er et kolonnesignal, og bit med den tilsvarende adresse vælges. Denne bit leveres til udgangen. Men under læsning ødelægges dataene i cellerne i læselinjen og skal omskrives ved at tage dem fra bufferen.

Nu optagelsen. WR-signalet (skrive) tilføres, og information tilføres til kolonnebussen ikke fra registret, men fra hukommelsesinformationen, der er inputtet gennem en omskifter bestemt af kolonneadressen. Passagen af ​​data, når den skrives, bestemmes således af en kombination af kolonne- og rækkeadressesignalerne og tilladelsen til at skrive data til hukommelsen. Ved skrivning udlæses data fra rækkeregistret ikke.

Det skal tages i betragtning, at matricerne med celler er arrangeret således:

Forandring

Ark

Dokumentnr.

Signatur

Dato

Ark

PPP PI 23.00.00 TIL

Det betyder, at der ikke bliver læst én bit ad gangen, men flere. Hvis 8 matricer er placeret parallelt, vil en byte blive læst på én gang. Dette kaldes bitdybde. Antallet af linjer, langs hvilke data vil blive transmitteret fra (eller til) parallelle matricer, bestemmes af bredden af ​​input/output-bussen i mikrokredsløbet.
Når man taler om driften af ​​DRAM, skal der tages hensyn til ét punkt. Hele pointen er, at kondensatorer ikke kan lagre opladning på ubestemt tid, og det til sidst "tømmes." Derfor skal kondensatorer genoplades. Genopladningsoperationen kaldes Refresh eller regeneration. Denne operation finder sted cirka hver anden ms og tager nogle gange op til 10 % (eller endda mere) af processorens arbejdstid.

Den vigtigste egenskab ved DRAM er hastighed, eller ganske enkelt sagt, cyklusvarighed + forsinkelsestid + adgangstid, hvor cyklusvarighed tid brugt på dataoverførsel, forsinkelsestid indledende installation række- og kolonneadresser, og adgangstiden er søgetiden for selve cellen. Dette affald måles i nanosekunder (en milliardtedel af et sekund). Moderne hukommelseschips har hastigheder under 10 ms.

RAM styres af en controller, der er placeret i bundkortchipsættet, eller mere præcist i den del af det, der hedder North Bridge.

Forandring

Ark

Dokumentnr.

Signatur

Dato

Ark

PPP PI 23.00.00 TIL

Og nu, efter at have forstået, hvordan RAM fungerer, lad os finde ud af, hvorfor det overhovedet er nødvendigt. Efter processoren kan RAM betragtes som den hurtigste enhed. Derfor foregår hoveddataudvekslingen mellem disse to enheder. Alle oplysninger på en personlig computer gemmes på harddisken. Når du tænder for computeren, skrives drivere til RAM (Random Access Memory) fra skruen, særlige programmer og elementer i operativsystemet. Så vil de programmer og applikationer, som du vil starte, blive optaget der. Lukning af disse programmer vil slette dem fra RAM. Data optaget i RAM overføres til CPU'en (Central Processing Unit), hvor de behandles og skrives tilbage. Og så hele tiden: de gav en kommando til processoren om at tage bits på sådanne og sådanne adresser, på en eller anden måde behandle dem der og returnere dem til deres sted eller skrive dem til en ny - han gjorde netop det.

Alt dette er godt, så længe der er nok RAM-celler. Hvad hvis ikke? Så kommer swap-filen i spil. Denne fil er placeret på harddisken, og der er skrevet alt, hvad der ikke passer ind i RAM-cellerne. Da skruens hastighed er væsentligt lavere end RAM, sænker betjeningen af ​​personsøgningsfilen systemet kraftigt. Derudover reducerer det levetiden på selve harddisken.

At øge mængden af ​​hukommelse fører ikke til en stigning i dens ydeevne. Ændring af hukommelsesstørrelsen vil ikke påvirke dens funktion på nogen måde. Men hvis vi overvejer systemets drift, så er det en anden sag. Hvis du har nok RAM, vil en forøgelse af lydstyrken ikke føre til en stigning i systemhastigheden. Hvis der ikke er nok RAM-celler, vil en forøgelse af deres antal (med andre ord tilføje en ny eller erstatte en gammel med en ny med en større hukommelseskapacitet) fremskynde systemet.

Forandring

Ark

Dokumentnr.

Signatur

Dato

Ark

PPP PI 23.00.00 TIL

Forandring

Ark

Dokumentnr.

Signatur

Dato

Ark

PPP PI 23.00.00 TIL

Internetressourcer

http://nikesina.ucoz.ru/

http://www.whatis.ru/

http://wiki.mvtom.ru/

http://www.teryra.com/

http://smartronix.ru/

http://allrefs.net/

http://sonikelf.ru/

http://beginpc.ru/

Referencer

Praktisk guide systemadministrator. (2012)

Andrew Tanenbaum, Todd Austin - Computerarkitektur (2013)

Strukturen og princippet om drift af RAM

RAM er en integreret komponent i ethvert computersystem. Denne hukommelse gemmer de data, der er nødvendige for driften af ​​hele systemet bestemt øjeblik tid. Når man laver RAM-chips, bruges dynamisk hukommelse, som er langsommere, men billigere end statisk hukommelse, som bruges til at skabe processor-cache-hukommelse.

Hvad består en RAM-kerne af?

Kernen i RAM-chippen består af kæmpe mængde hukommelsesceller, der er kombineret til rektangulære tabeller - matricer. Matrixens vandrette streger kaldes linjer, og lodret kolonner. Hele rektangelet i matrixen kaldes side, og samlingen af ​​sider kaldes bank .

Vandrette og lodrette linjer er en leder, i skæringspunktet mellem vandrette og lodrette linjer og er placeret hukommelsesceller .

Hvad består en hukommelsescelle af?

En hukommelsescelle består af en felteffekt transistor og en kondensator. Kondensatoren fungerer som et informationslager, den kan lagre en bit data, det vil sige enten en logisk (når den er opladet) eller et logisk nul (når den er afladet). Transistoren fungerer som en elektrisk kontakt, der enten holder en ladning på kondensatoren eller åbner den for læsning.

Hukommelsesregenerering

Kondensatoren, der tjener som datalager, har mikroskopiske dimensioner og som følge heraf en lille kapacitet, og på grund af dette kan den ikke lagre den tildelte ladning i lang tid på grund af selvafladning. For at bekæmpe dette problem, brug hukommelsesregenerering, som med en vis periodicitet læser celler og skriver igen. Tak til lignende fænomen, kaldes denne hukommelse dynamisk.

Hukommelseslæsning

Hvis vi skal læse hukommelsen, så specifik linje hukommelsessider sendes et signal, der åbner transistoren og passerer elektrisk ladning, som er indeholdt (eller ikke indeholdt) i kondensatoren på den tilsvarende kolonne. En følsom forstærker er forbundet til hver søjle, som reagerer på en lille strøm af elektroner, der frigives fra kondensatoren. Men der er en nuance her - et signal påført en række af matrixen åbner alle transistorer i denne række, da de alle er forbundet til denne linje, og dermed læses hele linjen. Baseret på ovenstående bliver det klart, at en linje i hukommelsen er minimumsværdien for læsning - det er umuligt at læse en celle uden at påvirke andre.

Processen med at læse hukommelsen er destruktiv, da læsekondensatoren opgav alle sine elektroner, så den kunne høres af en følsom forstærker. Og derfor skal den efter hver læsning af en linje skrives igen.

Hukommelsesgrænseflade

Interfacedelen af ​​hukommelsen skal have adresselinjer og datalinjer. Adresselinjer peger på celleadressen, og datalinjer læser og skriver hukommelse.

Glem ikke at tage afsted

OP chips

Hukommelse – funktionel del En computer designet til registrering, lagring og udsendelse af information.

Download præsentation "Pc-hukommelseskarakteristika"

Al computerhukommelse kan opdeles i:

1. RAM (Random Access Memory)
2. ROM (skrivebeskyttet hukommelse)
3. RON (registrerer generelt formål) processorens interne hukommelse - dens registre.
4. CMOS (Complement Metal Oxide Semiconductor - komplementære metal-oxid-halvlederpar angiver produktionsteknologien for denne hukommelse) - systemindstillinger (konfiguration) hukommelse.
5. ESD (ekstern lagerenhed)
6. Videohukommelse - elektronisk hukommelse placeret på videokortet, brugt som buffer til lagring af dynamiske billedrammer.

1,2,3,6 – elektronisk hukommelse, 5 – elektromekanisk hukommelse.

RAM egenskaber

PC intern hukommelse har to hovedegenskaber: diskrethed og adresserbarhed.

Diskrethed – hukommelse består af bits (en bit er et hukommelseselement, et stykke information, gemmer en binær kode 0 eller 1. Ordet bit kommer fra det engelske "binary digit" - binært ciffer).

En bit er den mindste enhed af computerhukommelse.

Derfor har ordet "bit" to betydninger: det er en måleenhed for mængden af ​​information og en partikel af computerhukommelse. Begge disse begreber er relateret til hinanden som følger:
En bit hukommelse gemmer en bitinformation.

Hukommelse er en ordnet sekvens af binære cifre (bits). Denne sekvens er opdelt i grupper på 8 bits. Hver sådan gruppe danner en byte af hukommelse.

Derfor betegner "bit" og "byte" ikke kun navnene på måleenheder for mængden af ​​information, men også de strukturelle enheder i computerhukommelsen.
1Kb = 210 bytes = 1024b
1 MB = 210 KB = 1024 KB
1 GB = 1024 MB

Hukommelsescelle – gruppe af på hinanden følgende bytes intern hukommelse, indeholdende information tilgængelig til behandling af en separat processorkommando.
Indholdet af en hukommelsescelle kaldes et maskinord. Bytene i den interne hukommelse er nummererede. Nummereringen starter fra 0.
Sekvensnummeret på en byte kaldes byteadressen. Princippet om hukommelsesadresserbarhed ligger i, at enhver information indtastes i hukommelsen og hentes fra den på adresser, dvs. For at tage information fra en hukommelsescelle eller placere den der, skal du angive adressen på denne celle. Adressen på en hukommelsescelle er lig med adressen på den lave byte, der er inkluderet i cellen.
Hukommelsesadressering starter fra 0. Celleadresser er multipla af antallet af bytes i et maskinord.

Struktur af RAM

Random Access Memory (RAM)

Fra OP'en tager CPU'en de indledende data til behandling, og de opnåede resultater skrives ind i den. Hukommelse har fået sit navn, fordi den virker hurtigt.
Den er flygtig, data og programmer gemmes kun i den, så længe pc'en er tændt, når pc'en er slukket, slettes indholdet af OP.
RAM er designet til at gemme aktuelle, hurtigt skiftende informationer og tillader dets indhold at ændre sig, efterhånden som processoren udfører beregninger.
Der bruges to hovedtyper af RAM: statisk hukommelse(SRAM-Statisk RAM - Cache) og dynamisk hukommelse (DRAM-Dynamic RAM - RAM).
Disse to typer hukommelse er forskellige hastighed og specifik tæthed (kapacitet) af lagret information.

Hukommelsesydelse kendetegnet ved to parametre: adgangstid og hukommelsescyklustid (cyklustid).
Disse mængder måles normalt i nanosekunder. Jo større disse værdier er, jo hurtigere er hukommelsens ydeevne.
Adgangstid repræsenterer tidsintervallet mellem dannelsen af ​​en anmodning om at læse information fra hukommelsen og det øjeblik, det anmodede maskinord (operand) ankommer fra hukommelsen.
Cyklus varighed bestemt af den mindst tilladte tid mellem to på hinanden følgende hukommelsesadgange.

I statisk hukommelse elementer er bygget på triggere - kredsløb med to stabile tilstande. For at bygge én trigger kræves 4-6 transistorer. Efter
registrere information i statisk element hukommelse, kan den lagre information på ubestemt tid (så længe der er strøm tilført).
Statisk hukommelse har høj ydeevne og lav tæthed af lagrede data. Denne type hukommelse er dyr og energikrævende, derfor kan overophedning forekomme,
hvilket reducerer systemets pålidelighed, så hele OP kan ikke bygges på et statisk princip.

I dynamisk hukommelse Hukommelseselementer er bygget på halvlederkondensatorer, som optager et meget mindre areal end flip-flops i statisk hukommelse.
For at bygge et dynamisk hukommelseselement kræves 1-2 transistorer. Hver OP-bit er repræsenteret som tilstedeværelsen eller fraværet af ladning på en kondensator dannet i strukturen
halvlederkrystal. Dynamiske hukommelsesceller er meget kompakte, men over tid oplever kondensatoren ladelækage, så periodisk (ca. 1000 gange i sekundet)
Automatisk gendannelse af information i hver celle udføres. Dette reducerer hastigheden af ​​dynamisk hukommelse og er dens største ulempe.

OP betegnes ofte RAM (Random Access memory) – random access memory (en type hukommelsesadgang, hvor hukommelsesceller er nummererede, dvs. adresserbare og derfor kan tilgås i vilkårlig rækkefølge).

Udtrykket "random access" betyder, at information kan læses (skrives) til enhver tid fra enhver celle.

Bemærk, at der er en anden organisation af hukommelsen, hvor, før du tæller nødvendige oplysninger du skal "skubbe ud" tidligere ankomne operander.

Mængden af ​​software installeret på pc'en bestemmer direkte, hvilken software du kan arbejde med på den. Hvis der er utilstrækkelig OP, starter programmerne ikke, meddelelsen "Melder for hukommelse" vises, eller de arbejder ekstremt langsomt.

Jo mere OP i pc'en, jo bedre. Om nødvendigt kan volumen af ​​OP øges (begrænset af parametrene for OP understøttet af et specifikt bundkort, se nøje specifikationen for systemkort).

Hukommelsesfordeling i pc (RAM-partitioner)

RAM er ret kompleks; det er hierarkisk (flerhistorier). OP'er er opdelt i flere typer. Denne opdeling skyldes historiske årsager.
De første computere blev designet, så de kunne fungere med maksimalt 640KB hukommelse. Der er 4 typer hukommelse:

• Standard (konventionelt hukommelsesområde)
• Øvre (øvre hukommelsesblokke (område))
• Yderligere (udvidet hukommelsesspecifikation)
• Udvidet hukommelsesspecifikation

Standard (konventionelt hukommelsesområde) – basic, først 640 KB, også ofte kaldet lavere.
I ml. Adresserne på denne hukommelse indlæses af OS og enhedsdrivere. Den resterende ledige hukommelse er optaget af brugerprogrammer.
Resident-programmer forbliver også i denne hukommelse.

Øvre hukommelsesområde – 640 KB – 1 MB bruges til lagring officielle oplysninger: videoadapterhukommelse, BIOS.
Specialist. Himem.sys-driveren giver dig mulighed for at indlæse residente programmer og enhedsdrivere i de frie områder i dette område.

Høj hukommelse – første 64 KB efter 1 MB. MS DOS giver dig mulighed for at indlæse en del af den residente DOS i dette område, hvilket frigør en betydelig del
basishukommelse til at køre applikationsprogrammer. Dette er især nyttigt for programmer, der bruger hele OP. Brug af specielle hjælpeprogrammer (til DOS emm386.exe)
Du kan også indlæse residente programmer i de øvre hukommelsessektioner (LH-kommandoer for autoexec.bat og DEVICEHIGT for config.sys).

Al hukommelse over 1 MB kan betragtes som yderligere (udvidet) eller hvordan udvidet). I operativsystemet giver hukommelseshåndteringen dig mulighed for at bruge hukommelse både som udvidet og som ekstra, hvilket automatisk giver den type interaktion med data, der er nødvendig applikationsprogrammer. Dem. Brugeren af ​​nye moderne pc'er (fra Pentium) behøver ikke at allokere hukommelse "manuelt" administratoren allokerer hukommelse på den måde, som applikationsprogrammet kræver.

Udvidet hukommelsen er side for side, dvs. OP er opdelt i sider, hver side er tildelt en specifik adresse i hovedhukommelsen. Når du får adgang til en sådan EMM-adresse (expanded memory manager), giver den udvidede hukommelsesdriver (memory manager) computeren mulighed for at læse information fra den tilsvarende hukommelsesside.

Udvidet linje-for-linje hukommelse (Smartdrv - udvidet hukommelsesdriver) bruges til at oprette midlertidige logisk drev(virtuel disk) som et udklipsholder med en harddisk.

Distribution af OP i en PC, der kører MS-DOS

1MB+ 64Kb	Høj	Høj Udvidet eller ekstra hukommelse
		Resident programmer og enhedsdrivere
		OS del
1 MB	Øverst	BIOS ROM øvre hukommelse
		Videohukommelse (tekstbuffer)
		Videohukommelse (grafikbuffer)
640Kb	Konverteringshukommelsesområde (base)	Gratis del (command.com) transit del
		Gratis del til brugerprogrammer
		Command.com (resident del)
		DOS-programmer, drivere
		Filer io.sys msdos.sys
		Data til DOS og BIOS og andre serviceoplysninger

OP-chips (OP-moduler)

PC-ydeevne afhænger af typen og størrelsen af ​​OP'en, og dette afhænger igen af ​​sættet integrerede kredsløb på bundkort.

Udseende OP-mikrokredsløb: en plaststrimmel, hvorpå der er flint-"skildpadder" - mikrokredsløbschips (det vil sige, der bruges halvlederteknologi), og der er "kniv"-kontaktstik.

Hukommelsesenheder er kendetegnet ved følgende hovedindikatorer:

1. adgangstid (hastighed). Adgangstid er det tidsrum, hvor indholdet af en hukommelsescelle kan skrives (læses).
2. kapacitet (bestemmer antallet af celler (bits) i en hukommelsesenhed).
3. koste.
4. strømforbrug (elforbrug).

Der er 2 hukommelsesmoduler, der adskiller sig i form, intern arkitektur og driftshastighed: SIMM og DIMM.
I. SIMM (SINGLE IN-LINE HUKOMMELSESMODULER) (SRAM)
Der er to typer (forskellige i antallet af kontakter).

1.30-benede SIMM'er. Der er 1 og 4 MB. Næsten i dag er 386- og 286-processorerne forsvundet fra salg til computere. I dag har de fundet en interessant applikation - som en OP installeret i nogle lydkort, for eksempel Greafive Sound Blaster 32 (AWE-32) Gravis UltraSound PnP. Imidlertid nyt kort AWE-64 indeholder allerede sine OP-moduler, denne hukommelse er ikke nødvendig.

2.72-benede SIMM'er(1, 4, 8, 16, 32, 64 MB, sjældent 128 MB). Udseendet er uændret, men typen af ​​hukommelse, der er installeret på dem, ændres (hukommelsestypen er angivet på chippen).

a) den ældste (sjældent fundet nu) - FPM DRAM (eller blot DRAM - Dynamic Random Access Memory - dynamisk OP). Arbejdede på 486 og de første Pentiums.

b) modificeret type EDO DRAM (eller EDO - Extended data output).

SIMM-chips er tilgængelige i enkelt og dobbelt tæthed, med og uden paritet (ved at bruge paritet kan du imødegå en enkelt hukommelsesfejl). Modulerne adskiller sig også i adgangshastighed: 60 og 70 nanosekunder, jo lavere hastigheden er hurtigere adgang. 60 nanosekunder er hurtigere end 70 nanosekunder. SIMM-moduler i Pentium og Pentium MMX bundkort installeres kun i par, der danner en såkaldt bank.

Eksempel: 32 MB påkrævet => 2 SIMM-moduler på 16 MB hver.
64 MB påkrævet => 4 SIMM-moduler på 16 MB eller 2 SIMM-moduler på 32 MB.

Inden for én bank kan du kun bruge SIMM-moduler med samme kapacitet og adgangshastighed. Hvis dit bundkort har 4 modulpladser SIMM hukommelse, så kan der dannes to banker med forskellig kapacitet.

II. DIMM (SDRAM DUAL IN-LINE HUKOMMELSESMODULER).

Optrådte først på MMX-computere og blev grundlaget for PII. Derfor har PII sjældent SIMM-stik. DIMM'er behøver ikke at være et lige tal. DIMM-moduler kommer i kapaciteter på 16, 32, 64, 128, 256, 512 MB

1. EDO SD RAM (Synchronous DRAM)– synkroniseret dynamisk OP)
   SD RAM (SINGLE DATA RATE RANDOM ACCESS MEMORY med en enkelt dataoverførselshastighed, som afhængig af ur frekvens kaldet PC100 og PC133 hukommelse. 168-bens chippen er i dag den langsomste af familien af ​​DIMM-hukommelsesmoduler, adgangstid = 10-20 nanosekunder. Den øvre grænse for dens clockfrekvens er 133 MHz. Og alligevel er denne type OP ganske velegnet til de fleste kontor- og
   hjemme-pc'er. Båndbredde 1 Gb/s.
   SPD er en lille chip installeret i en SD RAM DIMM, der indeholder detaljerede oplysninger om typen installeret hukommelse og nogle andre enheder. PC133 SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) er den hurtigste i den klassiske OP-klasse. (der var også RS66, RS100). Dette er nu den langsomste type RAM. Fysisk er det en række mikroskopiske kondensatorer "pakket" ind i hukommelseschips. Logisk set er hver kondensator ikke andet end en elementær én-bit informationscelle med 2 tilstande: 0 – hvis kondensatoren ikke er opladet, 1 – hvis den er opladet. Disse celler kombineres til todimensionel matrix, hvor hver celle er adresseret af række- og kolonnenumrene i skæringspunktet, hvor den er placeret. Mikrokredsløbet er forsynet med kommandobusser (transmitterer kommandoer, der styrer driften af ​​OP-chips), adressebusser (række- og kolonneadresser) og databusser. Alle tre er synkroniseret af impulser med samme frekvens. (133). SDRAM er synkron hukommelse, og driftslogikken for hukommelseschips af denne type er stift synkroniseret med kloksignalet. For eksempel ved hukommelsescontrolleren nøjagtigt, hvor mange clock-cyklusser hukommelseschipsene vil forberede de anmodede data til transmission, og ved hvilken clock-cyklus den faktiske transmission vil begynde. I dag er denne chip sjælden.
2. Rambus (RD RAM) To-kanals OP (mikrokredsløb fra Intel). Direct Rambus er en ny hukommelsesbus, der adskiller adresseringskontrol fra datahåndtering. Systemet består af en Direct Rambus-controller forbundet til et eller flere Direct Rambus DRAM-moduler kaldet RIMM'er, i modsætning til konventionelle hukommelseschips, der er forbundet parallelt, er RIMM'er forbundet i serie. Direkte kanal Rambus omfatter en tovejs databus og en adressebus, dvs. Hukommelsesadresser overføres samtidigt med data. Hver RDRAM-chip kan indeholde op til 32 uafhængige banker, SD RAM - fra 2 til 8. Den fungerer frit ved høje clock-frekvenser.
   184-bens mikrokredsløb OP mikrokredsløb med en klokfrekvens på 600 til 800 MHz. Når PC800-chippen bruges (400 MHz clock-frekvens), når hukommelse-til-processor-busbåndbredden 3,2 Gb/s. Ved brug af PC600 (300 MHz) er denne parameter = 2,6 Gb/s.
   Det er nødvendigt at installere Continuity Rimm (CRIMM) stik i ledige Rambus hukommelsesslots. Uden dem fungerer systemet ikke, da modulerne i begge Rambus-kanaler er forbundet i kaskade, det vil sige, at ur- og styresignaler passerer gennem Rimm-stikkene i serie. RAM-kapaciteten kan være op til 3 GB.
   Giv betydelig ydeevne, når du udfører komplekse applikationer på pc'er og arbejdsstationer. Spørgsmålet om driftshastighed er meget kontroversielt i dag.
3. DDR SDRAM (Double Data Rate)– dobbelt dataoverførselshastighed er i det væsentlige en modifikation af konventionel SDRAM og adskiller sig fra den ved, at den skriver og læser data på både de stigende og faldende flanker af urimpulsen. Derfor overføres dobbelt så meget data over bussen i en clock-cyklus, og dens effektive frekvens er dobbelt så stor som den fysiske frekvens.
   2-kanals DDR266 DDR333 og DDR400 hukommelse og systemer med det er ikke ringere end RDRAM hukommelse. OP med dobbelt dataoverførselshastighed, ellers kaldet PC200 og PC266 afhængig af systembussens clockfrekvens. Ikke så dyrt som (3) og forbedrer klart pc-ydeevnen i modsætning til (2). Primært takket være brugen af ​​denne hukommelse overgik den 1,2 GHz Athlon-baserede pc 1,5 GHz P-IV med RD RAM i mange tests.
   I dag kan køberen indtil videre ikke blot vælge den type OP, han ønsker, da den er forbundet til et integreret kredsløb på systemkortet, og som er forbundet til CPU'en. Så indtil videre fungerer R-IV med IS-850-sættet Intel og dyr RD RAM-hukommelse. (Chips, der er kompatible med SD RAM og DDR-enheder er planlagt til at dukke op i midten af ​​2001). Hvis du vil købe en P-IV, bliver du automatisk tvunget til at købe en dyr OP. Athlon-familien af ​​IC-sæt bruger SD RAM og DDR, men kan ikke RD RAM.

Kingston DDR PC3200 hukommelsesmodul

I ROM forbliver informationen uændret.
Skrivning til ROM foregår normalt elektrisk eller mekanisk under fremstillingsprocessen. moderkort. Disse data kan generelt ikke ændres af en ikke-pc
programmer kan kun læse dem ROM gemmer information, hvis tilstedeværelse konstant er påkrævet på computeren.

Det kaldes ofte ROM (Read Only Memory). Den permanente hukommelse gemmer programmer til at kontrollere computerens hardware, starte OS-indlæsning og udføre grundlæggende
funktioner til servicering af pc-enheder. Ofte kaldes indholdet af permanent hukommelse BIOS (Basic Input Output System).
BIOS er et system til overvågning og styring af enheder tilsluttet en pc ( harddisk, OP, ur, kalender). Dette er en del software PC, der understøtter adapterstyring
eksterne enheder, skærmbetjening, test, opstart og OS-installation. BIOS'en er placeret på bundkortet (en separat chip med selvdrevet fra batteriet i pc'en).

På nutidens pc'er kan BIOS'en omskrives. BIOS'en kan i dag selv detektere nye enheder tilsluttet pc'en (PnP standard - Plug-And-Play) plug and play.
Enheder styres gennem afbrydelsesmekanismen.

Afbrydelser kan være:

• hardware (initieret af hardware),
• logisk (initieret af mikroprocessoren - ikke-standardsituationer i driften af ​​mikroprocessoren),
• software (initieret af noget software).

Når du tænder for pc'en, indlæses og kører det specielle POST-program (Power-On Self-Test) fra BIOS'en automatisk.

Dette program udfører selvtest og test ved indlæsning:

• kontrol af switches og CMOS-hukommelse på systemkortet (bundkort) (bestemmer det udstyr, der er tilsluttet pc'en),
• RAM test,
• udføre handlinger for at indlæse operativsystemet (indlæse i RAM og starte blokken Bootstrap OS),
• udfører andre specifikke handlinger for at forberede pc'en og ekstraudstyr til drift.

BIOS

er ejendommelig shell software omkring pc-hardwaren (det laveste niveau), implementering af adgang til pc-hardwaren gennem afbrydelsesmekanismen.
CMOS-hukommelse - ROM (med mulighed for modifikation), som indeholder nogle tilpassede oplysninger om konfigurationen af ​​DENNE PC og nogle ekstra udstyr. Har lavt strømforbrug. Drevet af et genopladeligt batteri.
"Enter" til redigering af CMOS-hukommelse, normalt ved at trykke på SLET nøgler(DEL) (på tastaturet) umiddelbart efter at have tændt for pc'en under POST-programmet (indlæser installationsprogrammet).

• system ur,
• oplysninger om de diagnostiske resultater af POST-programmet,
• oplysninger om tilgængeligheden og typen af ​​FDD,
• oplysninger om tilgængelighed og type af HDD,
• RAM størrelse,
• tilgængelighed af ekstra udstyr.