Structura logică a memoriei principale. Fiecare celulă de memorie are propriul ei unic, adică subiectul de studiu al informaticii
Adresarea operanzilor în instrucțiunile programului poate fi:
l direct;
l indirect;
l asociativ;
eu implicit.
Adresarea directă implică specificarea valorii operandului însuși în comandă, mai degrabă decât adresa sa.
Adresarea directă constă în specificarea adresei absolute sau executabile a operandului direct în comandă. Adresarea directă a unui registru constă în specificarea numelui acestuia.
Adresarea indirectă se referă la indicarea în comandă a registrului sau a adresei celulei de memorie în care se află adresa absolută, executivă a operandului sau a componentelor acestora.
Adresare asociativă - specificarea într-o comandă nu a unei adrese, ci a unui atribut semnificativ de identificare al operandului care urmează să fie eșantionat (utilizat în dispozitivele de stocare asociativă).
Adresare implicită - adresa operandului nu este specificată în instrucțiune, dar este implicită de codul operației.
Adresarea celulelor de memorie principală a PC-ului are două tipuri importante: relativă și stivă.
Adresarea relativă
Adresa absolută (A ind) este formată ca suma adreselor executive (Aisp) și a segmentului (A segm):
A abs = A segment + A ap.
Un segment - Adresa de pornire a segmentului de 20 de biți , care este o creștere de 16 ori (deplasată cu 4 biți la stânga) adresa de 16 biți a segmentului A" al segmentului, stocată într-unul dintre registrele de segment de 16 biți. Adresa de pornire a segmentului din acest exemplu de realizare este întotdeauna un multiplu de 16 octeți și pot fi pe deplin identificate segmente de valoare A" (un segment este întotdeauna format dintr-un număr întreg de paragrafe, iar un paragraf este egal cu 16, adică:
A segment = 16 A" segment = A" segment 0000.
O adresă executivă pe 16 biți poate fi suma a 3 adrese dintr-un computer:
O utilizare = A offset [+A bază ][+A ind ]
l A offset - adresa offset de 16 biți relativ la începutul segmentului (sau relativ la bază, dacă există baze A);
l O adresă de bază - 16 biți a offset-ului de bază al adresei operandului relativ la începutul segmentului;
l O adresă index - index (sau pur și simplu index) - o componentă suplimentară a adresei operandului, adesea folosită la programarea proceselor ciclice cu matrice și tabele. Indicele trebuie specificat direct în registrul MPP corespunzător.
La adresarea datelor, toate componentele unei adrese pot fi utilizate:
A abs date = A segment + A exp = A segment + A offset [+A bază ][+A ind ]
Un segment = 16 segmente A", segmentul A este preluat din registrul DS implicit sau din registrul ES dacă este specificat în program. A bazele și A ind sunt preluate, respectiv, din registrele BX și index (SI sau DI), iar decalajele A sunt indicate explicit sau implicit în program.
La adresarea comenzilor programului, pot fi utilizate doar două componente de adresă:
O comandă abs = A segment + A exp = A segment + A offset
Segmentul A" este preluat din registrul CS, iar offset-ul A este luat din registrul IP.
Adresarea stivă
În memoria stivă (stiva), accesul la celulele de memorie nu este aleatoriu, ci conform principiului „ultimul operand scris citit primul” (FILO).
O stivă abs = A segment + + A offset
Adresa de 16 biți a segmentului A" este preluată din registrul SS, decalajele relativ la începutul segmentului de stivă sunt citite automat din BP (decalajul bazei stivei - bază A) și SP (offset-ul celulei stivei active la care se scrie sau se citește informațiile - " vârfurile stivei " relativ la bază - A offset).
În modul de funcționare protejat (multi-procesor), adresele de pornire ale segmentelor sunt stocate în tabele de descriptori și au o lungime de 24 sau 32 de biți (în funcție de tipul MP). acest mod, care conține legături de adrese către tabelele de descriptori corespunzătoare.
Întrebări de autotest
1. Formulați principalele proprietăți ale algoritmului.
2. Luați în considerare modalități de a scrie algoritmul.
3. Oferiți și explicați compoziția tipică a instrucțiunilor mașinii.
4. Luați în considerare posibilele structuri de instrucțiuni ale mașinii.
5. Explicați scopul sistemului și al aplicației software.
6. Numiți principalele moduri de funcționare ale computerelor și oferiți-le o scurtă descriere.
7. Ce sunt întreruperile programelor și care este scopul lor?
8. Numiți și explicați tipurile de întreruperi.
9. Luați în considerare succesiunea de acțiuni ale mașinii atunci când executați o întrerupere.
10. Numiți tipurile și caracteristicile de adresare a celulelor de memorie dintr-un computer.
11. Scrieți o formulă pentru a calcula adresa absolută a datelor.
12. Ce registre de memorie ale microprocesorului sunt folosite pentru adresarea datelor?
13. Scrieți o formulă pentru a calcula adresa absolută a unei comenzi de program.
14. Ce registre de memorie ale microprocesorului sunt folosite pentru a adresa instrucțiunile programului?
15. Scrieți o formulă pentru a calcula adresa stivei.
16. Ce registre de memorie ale microprocesorului sunt folosite pentru a adresa celulele de memorie stive?
Capitolul 19. Elemente de programare în limbaj Asamblare
După studierea capitolului, studentul ar trebui să știe:
· - scopul și domeniile de utilizare a limbajului asamblare;
· - principalele componente ale limbajului;
· - comenzi de bază, directive, modificatori;
· - adresarea registrelor MPP și a celulelor de memorie în asamblator;
· - proceduri de programare pentru afisarea informatiilor pe display si introducerea informatiilor de la tastatura;
· -structura programului de asamblare;
· -proceduri de creare a unui program în format EXE;
· - scop, comenzi și opțiuni pentru utilizarea depanatorului programului Debug.
Un utilizator de calculator, precum și un programator de aplicații, compilează de obicei programe într-un limbaj algoritmic de nivel înalt, independent de mașină (Basic, Pascal, FORTRAN, C, PROLOG etc.), dar trebuie să înțeleagă elementele de bază ale programării în limbaje orientate pe mașină Pentru un utilizator competent este foarte util pentru:
l o mai bună înțelegere a arhitecturii PC-ului și o utilizare mai competentă a computerelor; să dezvolte structuri mai raționale de algoritmi și programe pentru rezolvarea problemelor aplicate;
l abilitatea de a vizualiza și corecta programe executabile cu extensii EXE și COM, compilate din orice limbaj de nivel înalt, în caz de pierdere a programelor sursă (prin apelarea programelor specificate în depanatorul programului DEBUG și dezasamblarea acestora, le puteți obține afișare în limbaj de asamblare);
l compilarea de programe pentru rezolvarea celor mai critice probleme (un program de mașină pregătit într-un limbaj orientat către mașină este de obicei mai eficient (mai scurt și mai rapid cu 30–60%) decât programele obținute ca urmare a traducerii din limbaje de nivel înalt) și pentru proceduri de implementare incluse în programul principal sub formă de fragmente separate în cazul în care acestea nu pot fi implementate în limbajul de nivel înalt folosit.
Componentele de bază ale limbajului de asamblare
Alfabetul limbajului
Alfabetul limbii este format din caractere ASCII:
l litere de la A la Z (sau de la a la z, literele mici și mari nu diferă în asamblator);
l numere de la 0 la 9;
l caractere speciale: @, $, ?, ., _,–, +, *, ", ", ; ,: etc.
Din litere, cifre și simboluri: @, $, ?, .,_ se formează:
l mesaje simple: nume (identificatori) proceduri (subrutine), variabile, directive, comenzi (etichete), valori ale constantelor și variabilelor;
l mesaje compuse: comenzi (operatori);
l directive (pseudo-operatori);
l modificatori (operații).
Numele etichetelor, variabilelor și identificatorilor pot avea până la 31 de caractere și nu trebuie să înceapă cu un număr.
Constante (numere și șiruri)
Numai numere întregi
Sunt:
l numere binare; se termină cu litera B;
l numere zecimale; fără o sfârșit special sau care se termină cu litera D;
l numere hexazecimale; se termină cu litera N.
Pentru a desemna numerele 10, 11, 12, 13, 14, 15 în sistemul numeric hexazecimal se folosesc, respectiv, literele A, B, C, D, E, F; dar numerele hexazecimale trebuie să înceapă cu un număr, de exemplu: expresia F19Н nu este un număr, ci un identificator, numărul corect trebuie scris astfel: 0F19Н.
Scrierea numerelor negative:
l numerele zecimale se scriu în mod obișnuit, pur și simplu cu un semn: –32, –32D;
l numerele binare sunt scrise numai în codul suplimentar modificat: –32D ® 11.100000B, –19D ® 11.01101B;
l Numerele hexazecimale sunt scrise numai în codul de complement a doi:
l –32D arată ca 1.E0H, –119D arată ca 1.89H.
Șiruri (literale)
Șiruri de caractere: includ orice litere, numere sau simboluri, dar sunt incluse între ghilimele: „PC IBM cu microprocesor Pentium D”.
Comenzi (operatori)
Format de comandă:
[Etichetă [:]] COP [Operand] [,Operand] [;Comentariu].
Se introduc spații între elementele de comandă. Aici și mai jos, elementele cuprinse între paranteze drepte sunt opționale.
OPC (Codul operator) - codul mnemonic al comenzii (constă din 2–6 litere). Pot exista până la 256 de coduri diferite (în asamblatorul IBM PC, numărul acestora variază în funcție de tipul de MP).
Operand - o adresă specificată în mod explicit (directă sau indirectă); numele etichetei, variabilă; valoarea variabilei în sine; semn asociativ. Asamblatorul știe numărul de operanzi necesari într-o comandă de la COP. Majoritatea instrucțiunilor cu două adrese au operanzi destinație (dst - destinație) și sursă (src - sursă); sursa nu își schimbă conținutul în receptor, primul număr care participă la operație este înlocuit cu rezultat.
Pagina 4
O celulă este o parte a memoriei computerului care conține informații care pot fi procesate printr-o comandă separată a procesorului. Conținutul unei celule de memorie se numește cuvânt mașină. O celulă de memorie este formată dintr-un anumit număr de elemente omogene. Fiecare element este capabil să fie într-una din cele două stări și servește la reprezentarea uneia dintre cifrele unui număr. De aceea fiecare element al celulei se numește cifră.
Numerotarea cifrelor dintr-o celulă se face de obicei de la dreapta la stânga, cifra cea mai din dreapta are un număr de serie 0. Aceasta este cifra de ordin inferioară a celulei de memorie, cifra cea mai semnificativă are un număr de serie (n-1) în o celulă de memorie de n biți. Conținutul oricărui bit poate fi fie 0, fie 1.
Motivul principal este simplitatea și fiabilitatea elementelor on-off în ceea ce privește implementarea lor tehnică. Cel mai fiabil și mai ieftin este un dispozitiv, din care fiecare cifră poate lua două stări: magnetizat - nu magnetizat, înaltă tensiune - joasă tensiune etc.
În consecință, utilizarea sistemului de numere binar ca sistem intern de prezentare a informațiilor este cauzată de caracteristicile de proiectare ale elementelor computerelor.
Un cuvânt de mașină pentru un anumit computer este întotdeauna un număr fix de biți. Acest număr este una dintre cele mai importante caracteristici ale oricărui computer și se numește capacitatea de biți a mașinii.
De exemplu, cele mai moderne computere personale sunt pe 64 de biți, adică un cuvânt de mașină și, în consecință, o celulă de memorie, constă din 64 de biți.
Un bit este unitatea minimă de informație.
Fiecare bit poate lua valoarea 0 sau 1. Un bit se mai numește și bit al unei celule de memorie de calculator. Dimensiunea standard a celei mai mici celule de memorie este de opt biți, adică opt cifre binare. Un set de 8 biți este unitatea de bază a reprezentării datelor - un octet.
Un octet (din engleză byte - silabă) este o parte a unui cuvânt mașină, constând din 8 biți, procesați într-un computer ca un întreg. Pe ecran există o celulă de memorie formată din 8 biți - acesta este un octet. Cifra cea mai puțin semnificativă are un număr de serie de 0, cea mai semnificativă cifră are un număr de serie de 7.
Numerele sunt scrise, de asemenea, în format de 32 de biți (cuvânt automat), format de 16 biți (jumătate de cuvânt) și format de 64 de biți (cuvânt dublu).
Unități mai mari de capacitate de memorie sunt utilizate pentru a măsura cantitatea de informații stocate:
1 Kilobyte (KB) = 1024 bytes = 210 bytes;
1 Megaoctet (MB) = 1024 KB = 220 octeți;
1 Gigabyte (GB) = 1024 MB = 230 octeți;
1 Terabyte (TB) = 1024 GB = 240 octeți;
1 petabyte (PB) = 1024 TB = 250 octeți.
Numărul 1024 ca multiplicator în trecerea la o unitate de măsură superioară a informației își are originea în sistemul numeric binar (1024 este a zecea putere a lui doi).
Informații generale despre sistemele numerice
Un sistem numeric este un set de reguli pentru scrierea numerelor folosind un anumit set de simboluri.
Pentru a scrie numere se pot folosi nu numai numere, ci și litere (scrise cu cifre romane).
În funcție de modul în care sunt reprezentate numerele, sistemele numerice sunt împărțite în poziționale și nepoziționale.
Într-un sistem de numere pozițional, semnificația fiecărei cifre depinde de locul în care este scrisă.
Într-un sistem numeric non-pozițional, numerele nu își schimbă semnificația atunci când locația lor într-un număr se schimbă. * Sistem de numere romane I(1), V(5), X(10), L(50), C(100), D(500), M(1000).
Mărimea unui număr în sistemul numeric roman este definită ca suma sau diferența cifrelor din număr. Dacă numărul mai mic este la stânga celui mai mare, atunci se scade, dacă la dreapta se adună.
Exemplu: CCXXXII=232 sau IX =9
Baza unui sistem numeric este numărul de simboluri diferite utilizate pentru a reprezenta un număr într-un sistem numeric pozițional. (R).
Numărul maxim scris în opt cifre ale celulei corespunde cu opt unități și este egal cu:
111111112 = 1*27 + 1*26 + 1*25 + 1*24 + 1*23 + 1*22 + 1*21 + 1*20 = 255.
Numerele pozitive semnate dintr-un octet pot fi reprezentate doar
de la 0 la 127.
Cea mai semnificativă cifră (stânga) este alocată semnului numărului, restul
7 cifre pentru numărul în sine. Numărul maxim în reprezentare semnată corespunde la șapte unități și este egal cu:
Informații educaționale:
Caracteristicile metodologice ale organizării unei lecții seminar
Atunci când se dezvoltă o metodologie pentru orele de seminar, un loc important îl ocupă problema relației dintre seminar și prelegere, seminarul și munca independentă a studenților și natura și metodele unei astfel de relații. Seminarul nu trebuie să repete prelegerea și, în același timp, liderul său trebuie să mențină comunicarea...
Calitatea pregătirii de specialitate
Criterii de admitere. Procedura de admitere a tinerilor la studii este determinată de Legea „Cu privire la educație” a Federației Ruse, de regulamentele standard privind înființarea ONP-urilor, de Carta instituției de învățământ de stat NPO PU nr. 73 și de actul local școlar intern. „Reguli pentru admiterea la școală și expulzarea din școală.” Actul local intern a fost adoptat...
Cum să depășești problemele
Fii pregătit să ai probleme din când în când. Acestea pot fi probleme de diverse feluri – personale, legate de studii, cu relații între oameni – toată lumea se confruntă cu astfel de probleme. Putem spune că dacă ai probleme, atunci duci o viață normală...
cipuri OP
Memoria este o parte funcțională a unui computer concepută pentru înregistrarea, stocarea și emiterea de informații.
Descărcați prezentarea „Caracteristicile memoriei PC”
Toată memoria computerului poate fi împărțită în:
- RAM (memorie cu acces aleatoriu)
- ROM (memorie numai pentru citire)
- RON (registri de uz general) memoria interna a procesorului - registrele acestuia.
- CMOS (Complement Metal Oxide Semiconductor - perechi complementare metal-oxid-semiconductor indică tehnologia de fabricație a acestei memorie) - setări de sistem (configurare) memorie.
- ESD (dispozitiv de stocare extern)
- Memorie video - memorie electronică situată pe placa video, folosită ca buffer pentru stocarea cadrelor dinamice ale imaginii.
1,2,3,6 – memorie electronică, 5 – memorie electromecanică.
Caracteristicile RAM
Memoria internă a computerului are două proprietăți principale: discretie si adresabilitate.
Discretenie – memoria este formată din biți (un bit este un element de memorie, o informație, stochează un cod binar 0 sau 1. Cuvântul bit provine din limba engleză „binary digit” - binary digit).
Un bit este cea mai mică unitate de memorie a computerului.
Prin urmare, cuvântul „bit” are două semnificații: este o unitate de măsură a cantității de informații și o particulă din memoria computerului. Ambele concepte sunt legate între ele după cum urmează:
Un bit de memorie stochează un bitinformație.
Memoria este o secvență ordonată de cifre binare (biți). Această secvență este împărțită în grupuri de 8 biți. Fiecare astfel de grup formează un octet de memorie.
În consecință, „bit” și „octet” denotă nu numai numele unităților de măsură ale cantității de informații, ci și unitățile structurale ale memoriei computerului.
1 Kb = 210 octeți = 1024b
1 MB = 210 KB = 1024 KB
1 GB = 1024 MB
Celula de memorie
– un grup de octeți consecutivi de memorie internă care conține informații disponibile pentru procesare de către o comandă separată a procesorului.
Conținutul unei celule de memorie se numește cuvânt mașină. Octeții memoriei interne sunt numerotați. Numerotarea începe de la 0.
Numărul de secvență al unui octet se numește adresa octetului. Principiul adresei memoriei constă în faptul că orice informație este introdusă în memorie și preluată din ea la adrese, adică. Pentru a prelua informații dintr-o celulă de memorie sau pentru a le plasa acolo, trebuie să specificați adresa acestei celule. Adresa unei celule de memorie este egală cu adresa octetului scăzut inclus în celulă.
Adresarea memoriei începe de la 0. Adresele celulelor sunt multipli ai numărului de octeți dintr-un cuvânt de mașină.
Structura RAM
memorie cu acces aleatoriu (RAM)
Din OP, CPU preia datele inițiale pentru procesare, iar rezultatele obținute sunt scrise în el. Memory și-a primit numele pentru că funcționează rapid.
Este volatil, datele și programele sunt stocate în el doar atâta timp cât computerul este pornit când computerul este oprit, conținutul OP-ului este șters.
RAM este concepută pentru a stoca informații actuale, care se schimbă rapid și permite modificarea conținutului acesteia pe măsură ce procesorul efectuează calcule.
Există două tipuri principale de RAM utilizate: memorie statică (SRAM-Static RAM - Cache) și memorie dinamică (DRAM-Dynamic RAM - RAM).
Aceste două tipuri de memorie sunt diferite viteza și densitatea specifică (capacitatea) informațiilor stocate.
Performanța memoriei
caracterizat prin doi parametri: timpul de acces și timpul de ciclu al memoriei (timp de ciclu).
Aceste cantități sunt de obicei măsurate în nanosecunde. Cu cât aceste valori sunt mai mari, cu atât performanța memoriei este mai rapidă.
Timpul de acces
reprezintă intervalul de timp dintre formarea unei cereri de citire a informațiilor din memorie și momentul în care cuvântul mașină (operand) solicitat ajunge din memorie.
Durata ciclului
determinat de timpul minim admis între două accesări succesive la memorie.
ÎN memorie statică
elementele sunt construite pe declanșatoare - circuite cu două stări stabile. Pentru a construi un declanșator, sunt necesari 4-6 tranzistori. După
înregistrarea informațiilor într-un element de memorie static poate stoca informații pe termen nelimitat (atâta timp cât este furnizată energie electrică).
Memoria statică are performanțe ridicate și densitate scăzută a datelor stocate. Acest tip de memorie este costisitor și consumatoare de energie, prin urmare poate apărea supraîncălzire,
ceea ce reduce fiabilitatea sistemului, astfel încât întregul OP nu poate fi construit pe un principiu static.
ÎN memorie dinamică
Elementele de memorie sunt construite pe condensatoare semiconductoare, care ocupă o suprafață mult mai mică decât bistabilele din memoria statică.
Pentru a construi un element de memorie dinamică, sunt necesari 1-2 tranzistoare. Fiecare bit OP este reprezentat ca prezența sau absența sarcinii pe un condensator format în structură
cristal semiconductor. Celulele de memorie dinamică sunt foarte compacte, dar în timp condensatorul se confruntă cu scurgeri de încărcare, deci periodic (de aproximativ 1000 de ori pe secundă)
Se realizează recuperarea automată a informațiilor din fiecare celulă. Acest lucru reduce viteza memoriei dinamice și este principalul său dezavantaj.
OP este adesea notat RAM (memorie cu acces aleatoriu) – memoria cu acces aleatoriu (un tip de acces la memorie în care celulele de memorie sunt numerotate, adică adresabile și, prin urmare, pot fi accesate în orice ordine).
Termenul „acces aleatoriu” înseamnă că informațiile pot fi citite (scrise) în orice moment din orice celulă.
Rețineți că există o altă organizare a memoriei, în care, înainte de a citi informațiile necesare, este necesar să „împingeți” operanzii primiți anterior.
Cantitatea de software instalată pe computer determină direct cu ce software puteți lucra pe acesta. Dacă OP este insuficient, programele nu pornesc, este afișat mesajul „Out of memory” sau funcționează extrem de lent.
Cu cât mai mult OP în computer, cu atât mai bine. Dacă este necesar, volumul OP poate fi mărit (limitat de parametrii OP suportați de o anumită placă de bază, consultați cu atenție specificațiile pentru placa de bază).
Distribuția memoriei în PC (partiții RAM)
RAM este destul de complex, este ierarhic (cu mai multe etaje). OP-urile sunt împărțite în mai multe tipuri. Această împărțire se datorează unor motive istorice.
Primele computere au fost proiectate astfel încât să poată funcționa cu maximum 640KB de memorie. Există 4 tipuri de memorie:
- Standard (zonă de memorie convențională)
- Superior (blocuri superioare de memorie(zonă))
- Suplimentar (specificație de memorie extinsă)
- Specificație de memorie extinsă
Standard (zonă de memorie convențională)
– de bază, primii 640 KB, adesea numit și inferior.
În ml. Adresele acestei memorie sunt încărcate de sistemul de operare și driverele de dispozitiv. Memoria liberă rămasă este ocupată de programele utilizatorului.
Programele rezidente rămân și ele în această memorie.
Zona de memorie superioară
– 640KB – 1MB este folosit pentru a stoca informații de service: memorie adaptor video, BIOS.
Specialist. Driverul Himem.sys vă permite să încărcați programe rezidente și drivere de dispozitiv în zonele libere ale acestei zone.
Memorie ridicată
– primii 64 KB după 1 MB. MS DOS vă permite să încărcați o parte din DOS rezident în această zonă, eliberând o parte semnificativă
memorie de bază pentru rularea programelor de aplicație. Acest lucru este util în special pentru programele care utilizează întregul OP. Folosind special utilitare (pentru DOS emm386.exe)
De asemenea, puteți încărca programe rezidente în secțiunile superioare de memorie (comenzi LH pentru autoexec.bat și DEVICEHIGT pentru config.sys).
Toată memoria de peste 1 MB poate fi considerată ca suplimentar (extins) sau cum extins). În sistemul de operare, managerul de memorie vă permite să utilizați memoria atât extinsă, cât și suplimentară, oferind automat tipul de interacțiune cu date de care au nevoie programele de aplicație. Acestea. Utilizatorul de noi PC-uri moderne (de la Pentium) nu trebuie să aloce memoria „manual”; managerul alocă memoria în modul cerut de programul de aplicație.
Extins memoria este pagină cu pagină, adică OP-ul este împărțit în pagini, fiecărei pagini îi este atribuită o anumită adresă în memoria principală. Când accesați o astfel de adresă EMM (manager de memorie extinsă), driverul de memorie extinsă (managerul de memorie) permite computerului să citească informații din pagina de memorie corespunzătoare.
Extins Memoria liniară (Smartdrv - driver de memorie extinsă) este utilizată pentru a crea un disc logic temporar (disc virtual), ca un clipboard cu un hard disk.
Distribuirea OP într-un PC care rulează MS-DOS
| 1MB+ 64Kb | Înalt | High Memorie extinsă sau suplimentară |
| Programe rezidente și drivere de dispozitiv | ||
| Partea OS | ||
| 1MB | Superior | BIOS ROM memorie superioară |
| Memorie video (buffer de text) | ||
| Memorie video (buffer grafic) | ||
| 640 Kb | Zona de memorie de conversie (bază) | Parte gratuită (command.com) parte de tranzit |
| Parte gratuită pentru programele utilizatorului | ||
| Command.com (partea rezidentă) | ||
| Programe DOS, drivere | ||
| Fișierele io.sys msdos.sys | ||
| Date pentru DOS și BIOS și alte informații de serviciu |
Chip-uri OP (module OP)
Performanța PC-ului depinde de tipul și dimensiunea OP-ului, iar aceasta, la rândul său, depinde de setul de circuite integrate de pe placa de bază.
Aspectul microcircuitelor OP: o bandă de plastic, pe care există „țestoase” din silex - cipuri de microcircuite (adică se utilizează tehnologia semiconductoare) și există conectori de contact „cuțit”.
Dispozitivele de memorie sunt caracterizate de următorii indicatori principali:
- timpul de acces (viteza). Timpul de acces este perioada de timp în care conținutul unei celule de memorie poate fi scris (citit).
- capacitatea (determină numărul de celule (biți) dintr-un dispozitiv de memorie).
- cost.
- consumul de energie (consum de energie electrică).
Există 2 module de memorie care diferă ca formă, arhitectură internă și viteza de operare: SIMM și DIMM.
I. SIMM (MODULE DE MEMORIE IN-LINE SINGLE) (SRAM)
Există două tipuri (diferă prin numărul de contacte).
1.SIMM-uri cu 30 de pini. Există 1 și 4 MB. Aproape astăzi, procesoarele 386 și 286 au dispărut de la vânzare pentru computere. Astăzi au găsit o utilizare interesantă - ca OP instalat pe unele plăci de sunet, de exemplu, Greafive Sound Blaster 32 (AWE-32) Gravis UltraSound PnP. Cu toate acestea, noul card AWE-64 conține deja modulele sale OP, această memorie nu este necesară.
2.SIMM-uri cu 72 de pini(1, 4, 8, 16, 32, 64 MB, rareori 128 MB). Aspectul este neschimbat, dar tipul de memorie instalat pe ele se schimbă (tipul de memorie este indicat pe cip).
a) cel mai vechi (rar găsit acum) - FPM DRAM (sau pur și simplu DRAM - Dynamic Random Access Memory - OP dinamic). A lucrat la 486 și la primele Pentiums.
b) DRAM EDO de tip modificat (sau EDO - Extended data output).
Cipurile SIMM sunt disponibile în densitate simplă și dublă, cu și fără paritate (utilizarea parității vă permite să contracarați o singură eroare de memorie). Modulele diferă și prin viteza de acces: 60 și 70 de nanosecunde, cu cât viteza este mai mică, cu atât accesul este mai rapid; 60 de nanosecunde este mai rapid decât 70 de nanosecunde. Modulele SIMM din plăcile de bază Pentium și Pentium MMX sunt instalate doar în perechi, formând o așa-numită bancă.
Exemplu: 32 MB necesari => 2 module SIMM de 16 MB fiecare.
64 MB necesar => 4 module SIMM de 16 MB sau 2 module SIMM de 32 MB.
Într-o singură bancă, puteți utiliza numai module SIMM de aceeași capacitate și viteză de acces. Dacă placa ta de bază are 4 sloturi pentru module de memorie SIMM, atunci poți crea două bănci cu capacități diferite.
II. DIMM (MODULE DE MEMORIE DUBLE IN-LINE SDRAM).
A apărut mai întâi pe computerele MMX și a devenit baza pentru PII. Prin urmare, PII are rareori conectori SIMM. DIMM-urile nu trebuie să fie un număr par. Modulele DIMM vin în capacități de 16, 32, 64, 128, 256, 512 MB
- EDO SD RAM (DRAM sincron)– OP dinamic sincronizat)
SD RAM (SINGLE DATA RATE RANDOM ACCESS MEMORY O memorie cu o singură rată de transfer de date, care, în funcție de frecvența de ceas, se numește memorie PC100 și PC133). Cipul cu 168 de pini este astăzi cel mai lent din familia de module de memorie DIMM, Timp de acces = 10-20 nanosecunde. Limita superioară a frecvenței sale de ceas este de 133 MHz. Și totuși, acest tip de OP este destul de potrivit pentru majoritatea birourilor și
PC-uri de acasă. Lățime de bandă 1 Gb/s.
SPD este un mic cip instalat în modulul de memorie SD RAM DIMM și conține informații detaliate despre tipul de memorie instalată și despre alte dispozitive. PC133 SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) este cea mai rapidă din clasa OP clasică. (au fost și RS66, RS100). Acesta este acum cel mai lent tip de RAM. Din punct de vedere fizic, este o serie de condensatoare microscopice „împachetate” în cipuri de memorie. În mod logic, fiecare condensator nu este altceva decât o celulă informațională elementară de un bit cu 2 stări: 0 – dacă condensatorul nu este încărcat, 1 – dacă este încărcat. Aceste celule sunt combinate într-o matrice bidimensională, în care fiecare celulă este adresată de numerele rândurilor și coloanelor la intersecția cărora se află. Microcircuitul este furnizat cu magistrale de comandă (transmite comenzi care controlează funcționarea cipurilor OP), magistrale de adrese (adrese de rând și coloane) și magistrale de date. Toate trei sunt sincronizate prin impulsuri de aceeași frecvență. (133). SDRAM este memorie sincronă și logica de funcționare a cipurilor de memorie de acest tip este sincronizată rigid cu semnalul de ceas. De exemplu, controlerul de memorie știe exact câte cicluri de ceas vor pregăti cipurile de memorie datele solicitate pentru transmisie și la ce ciclu de ceas va începe transmisia efectivă. Astăzi acest cip este rar. - Rambus (RD RAM) OP cu două canale (cip de la Intel). Direct Rambus este o nouă magistrală de memorie care separă controlul adresei de manipularea datelor. Sistemul constă dintr-un controler Direct Rambus conectat la unul sau mai multe module DRAM Direct Rambus numite RIMM, spre deosebire de cipurile de memorie convenționale care sunt conectate în paralel, RIMM-urile sunt conectate în serie. Canalul Direct Rambus include o magistrală de date bidirecțională și o magistrală de adrese, de ex. Adresele de memorie sunt transferate simultan cu datele. Fiecare cip RDRAM poate conține până la 32 de bănci independente, SD RAM - de la 2 la 8. Funcționează liber la frecvențe mari de ceas.
Microcircuite OP cu microcircuit cu 184 de pini cu o frecvență de ceas de 600 până la 800 MHz. Când se folosește cipul PC800 (frecvență de ceas de 400 MHz), lățimea de bandă a magistralei de la memorie la procesor ajunge la 3,2 Gb/s. Când utilizați PC600 (300 MHz), acest parametru = 2,6 Gb/s.
Este necesar să instalați mufele Continuity Rimm (CRIMM) în sloturile de memorie Rambus libere. Fără ele, sistemul nu va funcționa, deoarece modulele din ambele canale Rambus sunt conectate în cascadă, adică semnalele de ceas și de control trec prin conectorii Rimm în serie. Capacitatea RAM poate fi de până la 3 GB.
Oferiți performanțe semnificative atunci când rulați aplicații complexe pe computere și stații de lucru. Problema vitezei de operare este foarte controversată astăzi. - DDR SDRAM (Rată de date dublă)– rata de transfer dublă a datelor este în esență o modificare a SDRAM-ului convențional și diferă de aceasta prin faptul că scrie și citește date atât pe marginea ascendentă, cât și pe cea descendentă a pulsului de ceas. Prin urmare, de două ori mai multe date sunt transferate pe magistrală într-un singur ciclu de ceas, iar frecvența sa efectivă este de două ori mai mare decât frecvența fizică.
Memoria cu 2 canale DDR266 DDR333 și DDR400 și sistemele cu aceasta nu sunt inferioare memoriei RDRAM. OP cu viteză dublă de transfer de date, denumită altfel PC200 și PC266 în funcție de frecvența de ceas a magistralei de sistem. Nu este la fel de scump ca (3) și îmbunătățește clar performanța PC-ului, spre deosebire de (2). În principal datorită utilizării acestei memorie, PC-ul bazat pe Athlon de 1,2 GHz a depășit în multe teste P-IV de 1,5 GHz cu RD RAM.
Astăzi, deocamdată, cumpărătorul nu poate alege pur și simplu tipul de OP pe care îl dorește, deoarece acesta este conectat la un circuit integrat de pe placa de sistem și acesta este conectat la procesor. Deci, deocamdată, P-IV funcționează cu un set de Intel IS-850 și RAM costisitoare RD. (Microcircuite compatibile cu dispozitive SD RAM și DDR sunt planificate să apară la jumătatea anului 2001). Dacă doriți să cumpărați un P-IV, veți fi forțat automat să cumpărați un OP scump. Familia de circuite integrate Athlon utilizează SD RAM și DDR, dar nu poate RD RAM.
Modul de memorie Kingston DDR PC3200
În ROM, informațiile rămân neschimbate.
Scrierea pe ROM se face de obicei electric sau mecanic în timpul procesului de fabricație a plăcii de bază. Aceste date nu pot fi modificate, în general, de un non-PC
programele le pot citi doar ROM-ul stochează informații a căror prezență este constantă pe computer.
Este adesea numit ROM (Read Only Memory). Memoria permanentă stochează programe pentru a verifica hardware-ul computerului, a iniția încărcarea sistemului de operare și pentru a efectua operațiuni de bază
funcții pentru întreținerea dispozitivelor PC. Adesea, conținutul memoriei permanente se numește BIOS (Basic Input Output System).
BIOS este un sistem de monitorizare și gestionare a dispozitivelor conectate la un PC (hard disk, RAM, ceas, calendar). Aceasta este o bucată de software pentru computer care acceptă gestionarea adaptorului
dispozitive externe, operațiuni pe ecran, testare, pornire și instalare OS. BIOS-ul se află pe placa de bază (un cip separat cu alimentare autonomă a bateriei în PC).
Pe PC-urile de astăzi, BIOS-ul poate fi rescris. BIOS-ul de astăzi poate detecta el însuși dispozitivele noi conectate la PC (standard PnP - Plug-And-Play) plug and play.
Dispozitivele sunt controlate prin mecanismul de întrerupere.
Întreruperile pot fi:
- hardware (inițiat de hardware),
- logic (inițiat de microprocesor - situații non-standard în funcționarea microprocesorului),
- software (inițiat de unele software).
Când porniți computerul, programul special POST (Power-On Self-Test) din BIOS se încarcă și rulează automat.
Acest program efectuează autotestarea și testarea la încărcare:
- verificarea comutatoarelor și a memoriei CMOS de pe placa de sistem (placa de bază) (determinarea echipamentului care este conectat la computer),
- testare RAM,
- efectuarea de acțiuni pentru a încărca sistemul de operare (încărcarea în RAM și lansarea blocului de pornire a sistemului de operare),
- efectuează alte acțiuni specifice pentru pregătirea PC-ului și a echipamentelor suplimentare pentru funcționare.
BIOS
Este un fel de shell software în jurul hardware-ului PC-ului (cel mai jos nivel), oferind acces la hardware-ul PC-ului prin mecanismul de întrerupere.
Memoria CMOS este un ROM (cu posibilitate de modificare), care conține câteva informații personalizate despre configurația ACESTUI PC și câteva echipamente suplimentare. Are un consum redus de energie. Alimentat de o baterie reîncărcabilă.
„Intrați” în editarea memoriei CMOS, de regulă, apăsând tasta DELETE (DEL) (de pe tastatură) imediat după pornirea computerului în timpul programului POST (încărcarea programului de instalare).
- ceasul de sistem,
- informații despre rezultatele diagnosticului programului POST,
- informații despre disponibilitatea și tipul de FDD,
- informații despre disponibilitatea și tipul de HDD,
- dimensiunea RAM,
- disponibilitatea echipamentelor suplimentare.
Schema bloc generală a procesorului
principiul von Neumann
Cursul 3
Principiul lui Von Neumann. ALU. Un program ca o secvență de coduri de comandă. Adresa celulei de memorie. Registrele procesorului. Cum un procesor adaugă două numere.
Majoritatea calculatoarelor moderne sunt construite pe baza unor principii formulate de omul de știință american, unul dintre părinții ciberneticii, John von Neumann. Aceste principii au fost publicate pentru prima dată de von Neumann în 1945 în propunerile sale pentru mașina EDVAC. Acest computer a fost una dintre primele mașini cu programe stocate, de exemplu. cu un program stocat în memoria aparatului, în loc să fie citit de pe un card perforat sau alt dispozitiv similar. În general, aceste principii se rezumă la următoarele:
1) Blocurile principale ale unei mașini von Neumann sunt o unitate de control, o unitate aritmetică-logică, memorie și un dispozitiv de intrare-ieșire.
2) Informația este codificată în formă binară și împărțită în unități numite cuvinte.
3) Algoritmul este prezentat sub forma unei secvențe de cuvinte de control care determină sensul operației. Aceste cuvinte de control se numesc comenzi. Un set de comenzi care reprezintă un algoritm se numește program.
4) Programele și datele sunt stocate în aceeași memorie. Cuvintele eterogene diferă prin modul în care sunt folosite, dar nu și prin modul în care sunt codificate.
5) Unitatea de control și unitatea aritmetică sunt de obicei combinate într-una, numită procesor central. Ele determină acțiunile care trebuie efectuate prin citirea comenzilor din RAM. Procesarea informațiilor prescrisă de algoritm se reduce la executarea secvențială a comenzilor într-o ordine determinată în mod unic de program.
Calculatoarele construite pe aceste principii se numesc mașini von Neumann.
Procesorul este cipul central al unui computer care efectuează operațiuni de procesare a informațiilor și controlează funcționarea altor dispozitive computerizate.
Procesorul este un cip cu un număr mare de contacte, are formă dreptunghiulară sau pătrată și se potrivește cu ușurință în palma mâinii tale.
Inventatorul microprocesorului ca circuit în care este asamblată aproape toată electronica principală a unui computer a fost compania americană INTEL, care a lansat procesorul 8008 în 1970. Istoria calculatoarelor din a patra generație a început odată cu apariția lor.
În activitatea sa, procesorul folosește registre - celule de memorie situate în interiorul procesorului. Figura prezintă schema generală a procesorului.
Schema bloc generală a procesorului
Procesorul este împărțit în două părți:
dispozitiv de operare (op-amp)Și interfață de magistrală (BHI) .
Scopul amplificatorului operațional este de a executa comenzi, iar shi pregătește comenzi și date pentru execuție. Op-amp-ul conține:
unitate aritmetică logică (ALU)- „responsabil” pentru executarea comenzilor,
dispozitiv de control (CU)- preia comenzile din memorie, le trimite la ALU si muta rezultatele obtinute in celula de memorie necesara;
10 registre- folosit în calcule.
Aceste dispozitive oferă execuție de comenzi, calcule aritmetice și operații logice.
Trei elemente ale SHI - unitate de comandă magistrală, coadă de comenzi și registre de segmente - îndeplinește următoarele funcții:
transferul de date către amplificator operațional, memorie și dispozitive externe de intrare/ieșire;
adresarea memoriei folosind patru registre de segmente;
preluarea comenzilor necesare pentru execuție din memorie în coada de comenzi.
Computerul are două tipuri de memorie internă. Memorie doar pentru citire (ROM sau ROM - memorie doar pentru citire). Este un cip special, din care este posibilă doar citirea, deoarece datele din acesta sunt „arse” într-un mod special și nu pot fi modificate. Scopul său principal: susținerea procedurilor de bootstrap, efectuarea diverselor verificări etc. În scopuri de programare, cel mai important element al ROM-ului este BIOS-ul (Basic Input/Output System).
Memoria cu care se ocupă programatorul se numește RAM (memorie cu acces aleatoriu) - memorie cu acces aleatoriu. Conținutul său este atât de citit, cât și de scris. Aici sunt stocate programele și datele în timp ce computerul rulează.
Dispozitivul principal de procesare a informațiilor dintr-un computer este unitatea aritmetic-logică (ALU). Baza sa este un circuit electronic alcătuit dintr-un număr mare de tranzistori, denumit sumator. Adunatorul efectuează cele mai simple operații logice și aritmetice asupra datelor prezentate sub formă de coduri binare (zerouri și unu). Operațiile logice includ înmulțirea logică (operație ȘI), adunarea logică (operația SAU) și negația logică (operația NU). Rezultatul unei operații de înmulțire logică este 1 dacă toate variabilele de intrare sunt 1 și 0 dacă cel puțin una dintre ele este 0. Reamintind că 1 este modelat printr-un semnal electric și 0 prin absența unui semnal, putem spune că la ieșirea dispozitivului va exista un semnal electric dacă și numai dacă există un semnal la fiecare intrare:
Rezultatul operației de adunare logică este 0 dacă toate variabilele originale sunt egale cu zero și 1 dacă cel puțin una dintre ele este egală cu 1. Rezultatul operației de negație logică este 1 dacă intrarea este 0 și 0 dacă intrarea este -1.
Pe baza acestor trei operații, operațiile aritmetice pot fi efectuate pe numere reprezentate ca zero și unu. Baza teoretică pentru aceasta o constituie legile dezvoltate încă din 1847 de matematicianul irlandez George Boole, cunoscută sub numele de algebră booleană, care folosește doar două numere - 0 și 1. Anterior, se credea că nimeni nu avea nevoie de aceste lucrări ale lui Boole și ale lor. autorul a fost supus ridicolului. Cu toate acestea, în 1938, inginerul american Claude Shannon a pus algebra booleană ca bază pentru teoria circuitelor de adunare electrice și electronice de comutare, a căror creare a dus la apariția calculatoarelor capabile să efectueze automat calcule aritmetice.
Toate celelalte operații efectuate de un computer sunt reduse la un număr mare de operații aritmetice și logice simple, similar cu modul în care operația de înmulțire poate fi redusă la un număr mare de operații de adunare.
În calculatoarele moderne, unitatea aritmetică-logică este combinată cu dispozitive de control într-un singur circuit - CPU .
În sistemele informatice, managementul memoriei se bazează pe concepte foarte simple. Practic, toată memoria computerului pe care trebuie să o facă este să stocheze un bit de informație, astfel încât să poată fi recuperată mai târziu.
Unul dintre elementele principale ale unui computer care îi permite să funcționeze normal este memoria. Memoria internă a unui computer este locul unde sunt stocate informațiile cu care lucrează. Memoria internă a computerului este un spațiu de lucru temporar; În schimb, memoria externă, cum ar fi un fișier de pe o dischetă, este proiectată pentru stocarea pe termen lung a informațiilor. Informațiile din memoria internă nu sunt păstrate atunci când alimentarea este oprită.
Fiecare celulă de memorie are o adresă care este folosită pentru a o localiza. Adrese - acestea sunt numere care incep de la zero pentru prima celula, crescand spre ultima celula de memorie. Deoarece adresele sunt aceleași cu numerele, computerul poate folosi operații aritmetice pentru a calcula adresele de memorie.
Arhitectura fiecărui computer își impune propriile restricții cu privire la dimensiunea adreselor. Cea mai mare adresă posibilă determină cât spațiu de adresă are computerul sau câtă memorie poate folosi. În mod obișnuit, un computer folosește mai puțină memorie decât permit capabilitățile sale de adresare. Dacă arhitectura unui computer permite cel mai mare spațiu de adrese, aceasta impune restricții severe asupra capacităților computerului respectiv. Adresele din 8088 au o lungime de 20 de biți, astfel încât procesorul poate adresa doi până la a douăzecea putere de octeți, sau 1024K.
date intermediare de intrare, ieșire procesate de procesor.Structura RAM
RAM este alcătuită din celule, fiecare dintre acestea putând conține o unitate de informație - un cuvânt mașină. Fiecare celulă are două caracteristici: adresa și conținutul. Prin registrul de adrese al microprocesorului, puteți accesa orice celulă de memorie.
Modelul memoriei segmentare
Pe vremuri, în zorii tehnologiei informatice, memoria RAM era foarte mică și 2 octeți (așa-numitul „cuvânt”) erau folosiți pentru a o aborda. Această abordare a făcut posibilă adresarea a 64 KB de memorie, iar adresarea a fost liniară - a fost folosit un singur număr pentru a indica adresa. Mai târziu, pe măsură ce tehnologia s-a îmbunătățit, producătorii și-au dat seama că este posibil să accepte cantități mai mari de memorie, dar pentru a face acest lucru trebuiau să mărească dimensiunea adresei. Pentru compatibilitate cu software-ul deja scris, s-a decis să se facă acest lucru: adresarea este acum bicomponentă (segment și offset), fiecare dintre ele pe 16 biți, iar programele vechi au folosit o componentă pe 16 biți și nu știu nimic despre segmente și continuă să funcționeze
| Schimbare |
| Foaie |
| Documentul Nr. |
| Semnătură |
| Data |
| Foaie |
| PPP PI 23.00.00 TO |
Un spațiu de adrese este un set de adrese pe care un procesor le poate genera. Pentru ce? Buna intrebare. Faptul este că fiecare celulă de memorie are o adresă. Și pentru a citi (sau a scrie) informațiile stocate în el, trebuie să le accesați la adresa acesteia. Adresele sunt împărțite în virtuale (logice) și fizice. Adresele fizice sunt adrese reale ale celulelor de memorie reale. Programele sunt profund paralele cu astfel de adrese, deoarece operează cu nume simbolice, care sunt apoi convertite în adrese virtuale de către traducător. Apoi adresele virtuale sunt convertite în cele fizice.
Adresele logice sunt reprezentate în formă hexazecimală și constau din două părți. În mod logic, memoria RAM este împărțită în segmente. Deci prima parte a adresei logice este începutul segmentului, iar a doua este decalajul de la acest început (segment, offset)
Structura logică este împărțită în 5 zone:
1. Memoria convențională – memoria principală;
Începe de la adresa 00000 (0000:0000) și merge până la 90000 (9000:0000). Aceasta ocupă 640 KB. În primul rând, în această zonă este încărcat tabelul vectorilor de întrerupere, începând de la 00000 și ocupând 1 KB, urmat de date din BIOS (contor cronometru, buffer de tastatură etc.), apoi tot felul de programe DOS pe 16 biți (pentru ei 640 KB - o barieră dincolo de care doar programele pe 32 de biți pot sări). 768 de octeți sunt alocați pentru datele BIOS.
2. UMA (Upper Memory Area) – memorie superioară;
Începe de la adresa A0000 la FFFFF. Ocupă 384 KB. Informațiile legate de hardware-ul computerului sunt încărcate aici. UMA poate fi împărțit în 3 părți de 128 KB. Prima parte (de la A0000 la BFFFF) este pentru memoria video. Următoarea parte (de la C0000 la DFFFF) încarcă programele BIOS-ului adaptorului. Ultima parte (E0000 la FFFFF) este rezervată pentru BIOS-ul sistemului. Ideea este că ultimii 128 KB nu sunt utilizați pe deplin. În cele mai multe cazuri, numai ultimii 64 KB sunt utilizați în BIOS. Partea liberă a UMB este controlată de driverul EMM386.EXE și este utilizată pentru nevoile sistemului de operare.
3. HMA (High Memory Area) – zonă de memorie mare;
| Schimbare |
| Foaie |
| Documentul Nr. |
| Semnătură |
| Data |
| Foaie |
| PPP PI 23.00.00 TO |
4. XMS (eXtended Memory Specification) – memorie suplimentară;
Pentru a lucra în XMS folosind DOS, a fost dezvoltat un alt mod pentru procesoare - virtual. DOS nu poate depăși bariera de 640 KB modul virtual vă permite să împărțiți memoria suplimentară în părți
1 MB. Fiecare parte este încărcată cu un program DOS și acolo sunt gătite în mod real, dar fără a interfera între ele vor fi executate simultan. Aplicațiilor pe 32 de biți nu le pasă de bariera de 640 KB. XMS este responsabil pentru traducerea modurilor procesorului în driverul EMM386.EXE, iar HIMEM.SYS este responsabil de organizarea zonei în sine. Puteți vedea ce se întâmplă în XMS folosind SysInfo din suita Norton Utilities.
5. EMS (Expanded Memory Specification) - memorie extinsă;
Această zonă este situată în memoria superioară și ocupă aproximativ 64 KB. A fost folosit înainte doar în computerele vechi cu RAM
1 MB. Datorită specificațiilor sale, aceasta este o zonă destul de lentă. Faptul este că memoria extinsă este unul dintre multele segmente comutate. După ce segmentul este plin, segmentul folosit este înlocuit cu unul nou. Dar nu poți lucra decât cu un singur segment, iar asta, tu însuți trebuie să înțelegi, nu este foarte bun, convenabil și rapid. De obicei, primul segment EMS este situat la adresa D000.
Structura logică a memoriei RAM în formă grafică.
| Schimbare |
| Foaie |
| Documentul Nr. |
| Semnătură |
| Data |
| Foaie |
| PPP PI 23.00.00 TO |
4. DRAM – Memoria dinamică cu acces aleatoriu
DRAM- acesta este un tip foarte vechi de cip RAM, care nu a fost folosit de mult timp. Diferit DRAM este o memorie dinamică cu o ordine de acces aleatoriu. Unitatea minimă de informație la stocarea sau transmiterea datelor într-un computer este un bit. Fiecare bit poate avea două stări: pornit (da, 1) sau oprit (nu, 0). Orice cantitate de informații constă în cele din urmă din biți care sunt activați și dezactivați. Astfel, pentru a salva sau transmite orice cantitate de date este necesară stocarea sau transmiterea fiecărui bit, indiferent de starea acestuia, a acestor date.
Pentru a stoca biți de informații în RAM există celule. Celulele constau din condensatoare și tranzistoare. Iată o diagramă aproximativă și simplificată a unei celule DRAM:
Fiecare celulă poate stoca doar un bit. Dacă condensatorul celulei este încărcat, înseamnă că bitul este pornit, dacă este descărcat, este oprit. Dacă trebuie să stocați un octet de date, veți avea nevoie de 8 celule (1 octet = 8 biți). Celulele sunt situate în matrice și fiecare dintre ele are propria sa adresă, constând dintr-un număr de rând și un număr de coloană.
| Schimbare |
| Foaie |
| Documentul Nr. |
| Semnătură |
| Data |
| Foaie |
| PPP PI 23.00.00 TO |
Acum să vedem cum se întâmplă lectura. În primul rând, semnalul RAS (Row Address Strobe) este aplicat tuturor intrărilor - aceasta este adresa rândului. După aceasta, toate datele din această linie sunt scrise în buffer. Apoi semnalul CAS (Column Address Strobe) este aplicat registrului - acesta este un semnal de coloană și este selectat bitul cu adresa corespunzătoare. Acest bit este furnizat la ieșire. Dar în timpul citirii, datele din celulele liniei de citire sunt distruse și trebuie rescrise prin luarea lor din buffer.
Acum înregistrarea. Semnalul WR (Write) este aplicat și informațiile sunt furnizate magistralei coloanei nu din registru, ci din informațiile din memorie introduse printr-un comutator determinat de adresa coloanei. Astfel, trecerea datelor atunci când sunt scrise este determinată de o combinație a semnalelor de adresă de coloană și rând și de permisiunea de a scrie date în memorie. La scriere, datele din registrul de rânduri nu sunt scoase.
Trebuie luat în considerare faptul că matricele cu celule sunt aranjate astfel:
| Schimbare |
| Foaie |
| Documentul Nr. |
| Semnătură |
| Data |
| Foaie |
| PPP PI 23.00.00 TO |
Aceasta înseamnă că nu vor fi citite un bit odată, ci mai multe. Dacă 8 matrice sunt situate în paralel, atunci un octet va fi citit deodată. Aceasta se numește adâncime de biți. Numărul de linii de-a lungul cărora datele vor fi transmise de la (sau către) matrice paralele este determinat de lățimea magistralei de intrare/ieșire a microcircuitului.
Vorbind despre funcționarea DRAM, trebuie luat în considerare un punct. Ideea este că condensatorii nu pot stoca încărcătura la infinit și, în cele din urmă, se „se scurge”. Operația de reîncărcare se numește Reîmprospătare sau regenerare. Această operațiune are loc aproximativ la fiecare 2 ms și uneori durează până la 10% (sau chiar mai mult) din timpul de lucru al procesorului.
Cea mai importantă caracteristică a DRAM este performanța sau, mai simplu, durata ciclului + timpul de întârziere + timpul de acces, unde durata ciclului este timpul petrecut cu transferul de date, timpul de întârziere este setarea inițială a adresei rândului și coloanei și timpul de acces. este timpul de căutare a celulei în sine. Prostia asta se măsoară în nanosecunde (o miliardime dintr-o secundă). Cipurile de memorie moderne au viteze sub 10 ms.
RAM este controlată de un controler situat în chipsetul plăcii de bază, sau mai exact în acea parte a acestuia numită North Bridge.
| Schimbare |
| Foaie |
| Documentul Nr. |
| Semnătură |
| Data |
| Foaie |
| PPP PI 23.00.00 TO |
Și acum, după ce am înțeles cum funcționează RAM, să ne dăm seama de ce este nevoie. După procesor, memoria RAM poate fi considerată cel mai rapid dispozitiv. Prin urmare, schimbul principal de date are loc între aceste două dispozitive. Toate informațiile de pe un computer personal sunt stocate pe hard disk. Când porniți computerul, driverele, programele speciale și elementele sistemului de operare sunt scrise în RAM (Random Access Memory) din șurub. Apoi acele programe - aplicații pe care le vei lansa vor fi înregistrate acolo. Când închideți aceste programe, acestea vor fi șterse din RAM. Datele înregistrate în RAM sunt transferate la CPU (Central Processing Unit), unde sunt procesate și scrise înapoi. Și așa tot timpul: au dat o comandă procesorului să ia biți la așa și așa adrese, cumva să le proceseze acolo și să le întoarcă la locul lor sau să le scrie pe una nouă - el a făcut exact asta.
Toate acestea sunt bune atâta timp cât există suficiente celule RAM. Și dacă nu? Apoi intră în joc fișierul de schimb. Acest fișier se află pe hard disk și tot ce nu se potrivește în celulele RAM este scris acolo. Deoarece viteza șurubului este semnificativ mai mică decât RAM, funcționarea fișierului de paginare încetinește foarte mult sistemul. În plus, reduce longevitatea hard disk-ului în sine.
Creșterea cantității de memorie nu duce la o creștere a performanței acesteia. Modificarea dimensiunii memoriei nu va afecta în niciun fel funcționarea acesteia. Dar dacă luăm în considerare funcționarea sistemului, atunci este o altă chestiune. Dacă aveți suficientă memorie RAM, creșterea volumului nu va duce la o creștere a vitezei sistemului. Dacă nu există suficiente celule RAM, atunci creșterea numărului acestora (cu alte cuvinte, adăugarea uneia noi sau înlocuirea uneia vechi cu una nouă cu o capacitate de memorie mai mare) va accelera sistemul.
| Schimbare |
| Foaie |
| Documentul Nr. |
| Semnătură |
| Data |
| Foaie |
| PPP PI 23.00.00 TO |
| Schimbare |
| Foaie |
| Documentul Nr. |
| Semnătură |
| Data |
| Foaie |
| PPP PI 23.00.00 TO |
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/
Bibliografie
Ghid practic pentru administratorul de sistem. (2012)
Andrew Tanenbaum, Todd Austin - Arhitectura computerelor (2013)
