Материал: Захаров, Сайфутдинов - Вычислительная техника

Отличие оперативной памяти от ВЗУ в том, что информация хранится в ней не постоянно, а временно. При выключении компьютера все содержимое оперативной памяти будет потеряно. Доступ к оперативной памяти осуществляется намного быстрее, чем к дисковой, время доступа жесткого диска составляет 8–10 миллисекунд (мс), оперативная память обладает временем доступа 3–7 наносекунд. Оперативная память используется в самых разных устройствах ПК: от видеоплаты до лазерного принтера. Микросхемы оперативной памяти в этом случае могут принадлежать к совершенно разным модификациям, однако, все они относятся к типу динамической оперативной памяти (DRAM).

Различают следующие типы оперативной памяти: FPM DRAM; RAM EDO; BEDO DRAM; SDRAM; DDR SDRAM; DRDRAM.

166

Основные характеристика типов памяти представлены в таблице 8.2.

На модули памяти наносится маркировка, в которой указывается пропускная способность канала модуль-процессор, например Р1600, Р2100, Р3200, которая рассчитывается как:

Эта формула показывает, что производительность системы процессор-память можно увеличить, повысив тактовую частоту и увеличив разрядность шины данных.

В настоящее время оперативная память выпускается в виде микросхем, собранных в специальные модули памяти. В настоящее время применяются модули оперативной памяти емкостью 256, 512 и 1024 Мб. На большинстве материнских плат сегодня установлено три или четыре разъема для установки модулей памяти. Желательно, чтобы модули при этом обладали одной и той же скоростью доступа и были выпущены одним и тем же производителем.

167

ПЗУ (ROM – Read Only Memory, память только для чтения) предназначено для хранения загрузочных программ операционной системы, программ тестирования устройств компьютера и драйверов базовой системы ввода-вывода (BIOS).

К ПЗУ относятся энергонезависимые постоянные запоминающие устройства, из которых оперативно можно только считывать информацию, запись информации в ПЗУ выполняется при наличии специального программатора.

По технологии записи информации можно выделить ПЗУ следующих типов:

микросхемы, программируемые только при изготовлении (классические или масочные ПЗУ или ROM);

микросхемы, программируемыеоднократно – программируемые ПЗУ (ППЗУ);

микросхемы, программируемые многократно – перепрограммируемые ПЗУ

(РПЗУ).

Комплект программ, находящихся в ПЗУ, образует базовую систему вводавывода (BIOS — Basic Input Output System). Основное назначение программ этого пакета состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособность компьютерной системы и обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, жестким диском и дисководом гибких дисков. Программы, входящие в BIOS, позволяют нам наблюдать на экране диагностические сообщения, сопровождающие запуск компьютера.

Энергонезависимая память CMOS

На материнской плате есть микросхема «энергонезависимой памяти», по технологии изготовления называемая CMOS. От оперативной памяти она отличается тем, что ее содержимое не стирается во время выключения компьютера, а от ПЗУ она отличается тем, что данные в нее можно заносить и изменять самостоятельно, в соответствии с тем, какое оборудование входит в состав системы. Эта микросхема постоянно подпитывается от небольшой аккумуляторной батарейки, расположенной на материнской плате.

В микросхеме CMOS хранятся данные о гибких и жестких дисках, о процессоре, о некоторых других устройствах материнской платы. Компьютер хранит реальное время и календарь (даже и в выключенном состоянии), это связано с тем, что показания системных часов постоянно хранятся (и изменяются) в CMOS.

Таким образом, программы, записанные в BIOS, считывают данные о составе оборудования компьютера из микросхемы CMOS, после чего они могут выполнить

168

обращение к жесткому диску, а в случае необходимости и к гибкому, и передать управление тем программам, которые там записаны.

Логическая структура основной памяти

Структурно память ПЭВМ состоит из миллионов отдельных однобайтовых ячеек памяти. Общая емкость основной памяти современных ПК обычно лежит в пределах от нескольких килобайт до 1 Гбайта и более. Емкость ОЗУ превышает емкость ПЗУ: ПЗУ занимает сотни Кбайт, остальной объем — это ОЗУ. Каждая ячейка памяти имеет свой уникальный адрес. Для ОЗУ и ПЗУ отводится единое адресное пространство.

Адресное пространство определяет максимально возможное количество непосредственно адресуемых ячеек основной памяти, логически делится на три области

(рис. 8.6):

область стандартной памяти (CMA);

область верхней памяти (UMA);

область расширенной памяти (HMA).

Рис. 8.6. Логическая структура основной памяти

Прежде всего, основная память компьютера делится на две логические области: непосредственно адресуемую память, занимающую первые 1024 Кбайт ячеек с адресами от 0 до 1024 Кбайт, и расширенную память, доступ к ячейкам которой возможен при использовании специальных программ-драйверов или в защищенном режиме работы микропроцессора.

169

Драйвер — специальная программа, управляющая работой памяти или внешними устройствами компьютера и организующая обмен информацией между МП, ОП и ВУ компьютера.

Стандартная память (СМА, Conventional Memory Area, 0–640 Кбайт) предна-

значена для хранения:

адресов программ обработки прерываний (векторов прерываний, 0–256 байт);

переменных базовой системы ввода-вывода;

ядра операционной системы.

Верхняя память (UMA, Upper Memory Area, от 640 К до 1 Мбайт, ее размер может быть равен 384 Кбайт ) – эта память зарезервирована для системных целей, участки UMA имеют различное назначение, они могут быть заполнены:

данными из буферной памяти адаптеров;

данными из постоянной памяти;

остаться не занятыми.

В этой области содержатся видеопамять и постоянная память BIOS, а также могут размещаться дополнительные модули постоянной и оперативной памяти, конструктивно находящиеся в адаптерах ВУ.

Расширенная память — память с адресами 1024 Кбайт и выше. В реальном режиме имеются два основных способа доступа к этой памяти:

по спецификации XMS (память ХМА — eХtended Memory Area);

по спецификации EMS (память EMA — Expanded Memory Area).

Доступ к расширенной памяти согласно спецификации XMS организуется при помощи специального драйвера (например, ХMM — eXtended Memory Manager) путем пересылки по мере необходимости отдельных полей ХМА в свободные области верхней памяти (UMA).

Спецификация EMS (Expanded Memory Specification) является более ранней, согласно этой спецификации доступ реализуется не путем пересылки, а лишь путем отображения по мере необходимости отдельных полей Expanded Memory в свободные области верхней памяти. Отображение организуется путем динамического замещения адресов полей ЕМА в «окнах» UMA размером 64 Кбайт, разбитых

170