ru

Εύρημα

Αφού μελετήσετε αυτό το κεφάλαιο θα πρέπει να γνωρίζετε:

συσκευές αποθήκευσης τριών επιπέδων εσωτερικής μνήμης υπολογιστή: μικροεπεξεργαστής, κύρια και προσωρινή μνήμη προσωρινής αποθήκευσης, σκοπός τους, κύρια χαρακτηριστικά.

φυσική και λογική δομή της κύριας μνήμης, οι ενότητες της: SIPP, SIMM, DIMM και τύποι: DRAM, SDRAM, DRDRAM, DDRDRAM.

Μέθοδοι αντιμετώπισης κυψελών κύριας μνήμης.

Αρχές οργάνωσης εικονικής μνήμης.

σκοπός της κρυφής μνήμης σε διαφορετικά επίπεδα.

Οι προσωπικοί υπολογιστές έχουν τρία κύρια επίπεδα μνήμης:

l μνήμη μικροεπεξεργαστή (MPM);

l κύρια μνήμη (RAM);

l εξωτερική μνήμη (VRAM).

Σε αυτά τα επίπεδα προστίθεται μια ενδιάμεση προσωρινή μνήμη ή προσωρινή μνήμη. Επιπλέον, πολλές συσκευές υπολογιστή έχουν τη δική τους τοπική μνήμη.

Τα δύο πιο σημαντικά χαρακτηριστικά (χωρητικότητα μνήμης και ταχύτητα) των τριών κύριων τύπων μνήμης δίνονται στον πίνακα. 9.1.

Πίνακας 9.1. Συγκριτικά χαρακτηριστικά συσκευών αποθήκευσης

Η απόδοση των δύο πρώτων τύπων συσκευών αποθήκευσης μετριέται από το χρόνο πρόσβασης (t πρόσβαση) σε αυτές και η απόδοση των εξωτερικών συσκευών αποθήκευσης μετράται με δύο παραμέτρους: χρόνο πρόσβασης (t πρόσβαση) και ταχύτητα ανάγνωσης (V read):

l t arr - το άθροισμα του χρόνου αναζήτησης, ανάγνωσης και γραφής πληροφοριών (στη βιβλιογραφία αυτός ο χρόνος ονομάζεται συχνά χρόνος πρόσβασης, ο οποίος δεν είναι απολύτως αυστηρός).

l t πρόσβαση - χρόνος αναζήτησης πληροφοριών για το μέσο.

l V ανάγνωση - η ταχύτητα διαδοχικής ανάγνωσης γειτονικών byte πληροφοριών.

Ας θυμηθούμε τις γενικά αποδεκτές συντομογραφίες: s - second, ms - millisecond, μs - microsecond, ns - nanosecond; 1s = 10 6 ms = 10 6 μs = 10 9 ns.

Στατική και δυναμική RAM

Η RAM μπορεί να σχηματιστεί από τσιπ τύπου δυναμικού (Dynamic Random Access Memory - DRAM) ή στατικού (Static Random Access Memory - SRAM).

Η στατική μνήμη έχει σημαντικά υψηλότερη απόδοση, αλλά είναι πολύ πιο ακριβή από τη DRAM. Στη στατική μνήμη, τα στοιχεία (κελιά) είναι χτισμένα σε διάφορους τύπους flip-flops - κυκλώματα με δύο σταθερές καταστάσεις. Αφού γράψετε λίγο σε ένα τέτοιο κελί, μπορεί να παραμείνει σε αυτήν την κατάσταση για όσο χρονικό διάστημα επιθυμείτε - το μόνο που απαιτείται είναι η παρουσία ισχύος. Κατά την πρόσβαση σε ένα τσιπ στατικής μνήμης, παρέχεται μια πλήρης διεύθυνση, η οποία, χρησιμοποιώντας έναν εσωτερικό αποκωδικοποιητή, μετατρέπεται σε σήματα δειγματοληψίας για συγκεκριμένες κυψέλες. Τα κύτταρα SRAM έχουν μικρό χρόνο απόκρισης (αρκετά νανοδευτερόλεπτα), αλλά τα μικροκυκλώματα που βασίζονται σε αυτά χαρακτηρίζονται από χαμηλή ειδική χωρητικότητα (αρκετά Mbit ανά συσκευασία) και υψηλή κατανάλωση ενέργειας. Επομένως, η στατική μνήμη χρησιμοποιείται κυρίως ως μνήμη μικροεπεξεργαστή και προσωρινή μνήμη (cache memory).

Στη δυναμική μνήμη, τα κύτταρα κατασκευάζονται με βάση περιοχές ημιαγωγών με τη συσσώρευση φορτίων - ένα είδος πυκνωτών - που καταλαμβάνουν πολύ μικρότερη περιοχή από τα flip-flops και δεν καταναλώνουν σχεδόν καθόλου ενέργεια κατά την αποθήκευση. Οι πυκνωτές βρίσκονται στη διασταύρωση των κάθετων και οριζόντιων ράβδων διαύλου της μήτρας. Η εγγραφή και η ανάγνωση πληροφοριών πραγματοποιείται με την εφαρμογή ηλεκτρικών παλμών κατά μήκος αυτών των διαύλων μήτρας που συνδέονται με τα στοιχεία που ανήκουν στην επιλεγμένη κυψέλη μνήμης. Κατά την πρόσβαση στο μικροκύκλωμα, η διεύθυνση της σειράς μήτρας παρέχεται πρώτα στις εισόδους του, συνοδευόμενη από το σήμα RAS (Row Address Strobe) και, μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, τη διεύθυνση στήλης, συνοδευόμενη από το σήμα CAS (Column Address Strobe). Δεδομένου ότι οι πυκνωτές αποφορτίζονται σταδιακά (το φορτίο αποθηκεύεται στην κυψέλη για αρκετά χιλιοστά του δευτερολέπτου), για να αποφευχθεί η απώλεια αποθηκευμένων πληροφοριών, το φορτίο σε αυτούς πρέπει να αναγεννάται συνεχώς, εξ ου και το όνομα της μνήμης - δυναμική. Η επαναφόρτιση σπαταλά ενέργεια και χρόνο και αυτό μειώνει την απόδοση του συστήματος.

Οι δυναμικές κυψέλες μνήμης, σε σύγκριση με τις στατικές, έχουν μεγαλύτερο χρόνο απόκρισης (δεκάδες νανοδευτερόλεπτα), αλλά μεγαλύτερη ειδική πυκνότητα (της τάξης των δεκάδων Mbit ανά περίπτωση) και χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας. Η δυναμική μνήμη χρησιμοποιείται για τη δημιουργία συσκευών μνήμης τυχαίας πρόσβασης στην κύρια μνήμη ενός υπολογιστή.

Προσωρινή μνήμη

Η κρυφή μνήμη έχει πολλά επίπεδα. Τα επίπεδα l1, L2 και L3 είναι μνήμη cache καταχωρητών - μνήμη υψηλής ταχύτητας σχετικά μεγάλης χωρητικότητας, η οποία αποτελεί buffer μεταξύ της μνήμης RAM και του MP και σας επιτρέπει να αυξήσετε την ταχύτητα των λειτουργιών. Οι καταχωρητές της προσωρινής μνήμης δεν είναι προσβάσιμοι στον χρήστη, εξ ου και το όνομα cache, που σημαίνει "cache" στα αγγλικά.

Οι σύγχρονες μητρικές πλακέτες χρησιμοποιούν μια διοχετευόμενη μνήμη cache πρόσβασης μπλοκ (Pipelined Burst Cache). Η προσωρινή μνήμη αποθηκεύει αντίγραφα των μπλοκ δεδομένων εκείνων των περιοχών της μνήμης RAM στις οποίες έγινε η τελευταία πρόσβαση και οι προσβάσεις είναι πολύ πιθανές στους επόμενους κύκλους ρολογιού - η γρήγορη πρόσβαση σε αυτά τα δεδομένα σάς επιτρέπει να μειώσετε το χρόνο εκτέλεσης των επόμενων εντολών του προγράμματος. Όταν εκτελείται το πρόγραμμα, τα δεδομένα που διαβάζονται από το OP με μια μικρή προώθηση εγγράφονται στη μνήμη cache. Τα αποτελέσματα των λειτουργιών που εκτελούνται στο MP καταγράφονται επίσης στη μνήμη cache.

Με βάση την αρχή της εγγραφής των αποτελεσμάτων στη μνήμη RAM, υπάρχουν δύο τύποι κρυφής μνήμης:

l στη μνήμη cache εγγραφής, τα αποτελέσματα των λειτουργιών καταγράφονται πριν εγγραφούν στο OP και, στη συνέχεια, ο ελεγκτής μνήμης cache ξαναγράφει ανεξάρτητα αυτά τα δεδομένα στο OP.

l στη μνήμη cache "εγγραφής", τα αποτελέσματα των λειτουργιών εγγράφονται ταυτόχρονα, παράλληλα, τόσο στη μνήμη cache όσο και στο OP.

Οι μικροεπεξεργαστές, ξεκινώντας από το MP 80486, έχουν μια μνήμη cache (ή cache 1ου επιπέδου - L1) ενσωματωμένη στον κύριο πυρήνα του MP, η οποία, ειδικότερα, καθορίζει την υψηλή απόδοσή τους. Οι μικροεπεξεργαστές Pentium διαθέτουν κρυφή μνήμη ξεχωριστά για δεδομένα και χωριστά για οδηγίες: τα Pentium και Pentium Pro MP έχουν μικρή χωρητικότητα αυτής της μνήμης - 8 KB ο καθένας, οι επόμενες εκδόσεις του Pentium MP έχουν 16 KB η καθεμία. Το Pentium Pro και νεότερο, εκτός από την κρυφή μνήμη 1ου επιπέδου, έχει επίσης ενσωματωμένη κρυφή μνήμη 2ου επιπέδου (L2) στην πλακέτα μικροεπεξεργαστή με χωρητικότητα από 128 KB έως 2048 KB. Αυτή η κρυφή μνήμη στο τσιπ λειτουργεί είτε με πλήρη ταχύτητα ρολογιού MP είτε με ταχύτητα ρολογιού μισού MP.

Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι για όλα τα MP, μπορεί να χρησιμοποιηθεί πρόσθετη μνήμη cache του 2ου (L2) ή 3ου (L3) επιπέδου, που βρίσκεται στη μητρική πλακέτα έξω από το MP, η χωρητικότητα της οποίας μπορεί να φτάσει αρκετά megabyte (cache σε MB αναφέρεται στο επίπεδο 3, εάν το MP που είναι εγκατεστημένο σε αυτήν την πλακέτα έχει κρυφή μνήμη 2ου επιπέδου). Ο χρόνος πρόσβασης στην κρυφή μνήμη εξαρτάται από τη συχνότητα ρολογιού στην οποία λειτουργεί η κρυφή μνήμη και είναι συνήθως 1–2 κύκλοι ρολογιού. Έτσι, για την κρυφή μνήμη L1 του Pentium MP, ο χρόνος πρόσβασης είναι 2–5 ns, για την κρυφή μνήμη L2 και L3 αυτός ο χρόνος φτάνει τα 10 ns. Το εύρος ζώνης της προσωρινής μνήμης εξαρτάται τόσο από τον χρόνο πρόσβασης όσο και από το εύρος ζώνης της διεπαφής και κυμαίνεται ευρέως από 300 έως 3000 MB/s.

Η χρήση της προσωρινής μνήμης αυξάνει σημαντικά την απόδοση του συστήματος. Όσο μεγαλύτερη είναι η κρυφή μνήμη, τόσο υψηλότερη είναι η απόδοση, αλλά αυτή η σχέση είναι μη γραμμική. Υπάρχει μια σταδιακή μείωση του ρυθμού αύξησης της συνολικής απόδοσης του υπολογιστή με την αύξηση του μεγέθους της μνήμης cache. Για τους σύγχρονους υπολογιστές, το κέρδος απόδοσης, κατά κανόνα, σταματά πρακτικά μετά από 1 MB προσωρινής μνήμης L2. Η κρυφή μνήμη L1, L2, L3 δημιουργείται με βάση τσιπ στατικής μνήμης.

Οι σύγχρονοι υπολογιστές χρησιμοποιούν επίσης κρυφή μνήμη μεταξύ εξωτερικών συσκευών αποθήκευσης δίσκου και μνήμης RAM, που συνήθως αναφέρεται ως επίπεδο 3, λιγότερο συχνά, εάν υπάρχει κρυφή μνήμη L3 στη μητρική πλακέτα, στο επίπεδο 4. Η κρυφή μνήμη για το VSD δημιουργείται είτε στο πεδίο RAM είτε απευθείας στη μονάδα του ίδιου του VSD.

Κύρια μνήμη

Όταν εξετάζουμε τη δομή της κύριας μνήμης, μπορούμε να μιλήσουμε τόσο για τη φυσική δομή, δηλαδή τα κύρια δομικά στοιχεία της, όσο και για τη λογική δομή, δηλαδή τις διάφορες περιοχές της, που διατίθενται υπό όρους για την οργάνωση πιο βολικών τρόπων χρήσης και συντήρησής τους.

Η αρχή της ομοιογένειας της μνήμης. Τα προγράμματα και τα δεδομένα αποθηκεύονται στην ίδια μνήμη. Επομένως, ο υπολογιστής δεν κάνει διάκριση μεταξύ του τι είναι αποθηκευμένο σε ένα δεδομένο κελί μνήμης - έναν αριθμό, κείμενο ή εντολή. Μπορείτε να εκτελέσετε τις ίδιες ενέργειες στις εντολές όπως και στα δεδομένα. Αυτό ανοίγει μια ολόκληρη σειρά από δυνατότητες. Για παράδειγμα, ένα πρόγραμμα μπορεί επίσης να υποβληθεί σε επεξεργασία κατά την εκτέλεσή του, κάτι που σας επιτρέπει να ορίσετε κανόνες για τη λήψη ορισμένων από τα μέρη του στο ίδιο το πρόγραμμα (έτσι οργανώνεται η εκτέλεση κύκλων και υπορουτινών στο πρόγραμμα). Επιπλέον, εντολές από ένα πρόγραμμα μπορούν να ληφθούν ως αποτελέσματα από την εκτέλεση ενός άλλου προγράμματος. Οι μέθοδοι μετάφρασης βασίζονται σε αυτήν την αρχή - τη μετάφραση κειμένου προγράμματος από μια γλώσσα προγραμματισμού υψηλού επιπέδου στη γλώσσα μιας συγκεκριμένης μηχανής.

Η αρχή του ελέγχου του προγράμματος. Από αυτό προκύπτει ότι το πρόγραμμα αποτελείται από ένα σύνολο εντολών που εκτελούνται από τον επεξεργαστή αυτόματα η μία μετά την άλλη με μια συγκεκριμένη σειρά.

Η ανάκτηση ενός προγράμματος από τη μνήμη γίνεται χρησιμοποιώντας μετρητής προγράμματος. Αυτή η εγγραφή επεξεργαστή αυξάνει διαδοχικά τη διεύθυνση της επόμενης εντολής που είναι αποθηκευμένη σε αυτήν κατά το μήκος της εντολής.

Και δεδομένου ότι οι εντολές του προγράμματος βρίσκονται στη μνήμη η μία μετά την άλλη, οργανώνεται έτσι μια αλυσίδα εντολών από διαδοχικά τοποθετημένα κελιά μνήμης.

Εάν, μετά την εκτέλεση μιας εντολής, δεν πρέπει να μετακινηθείτε στην επόμενη, αλλά σε κάποια άλλη, χρησιμοποιήστε τις εντολές υποθετικόςή άνευ όρων μεταβάσεις, το οποίο εισάγετε στον μετρητή εντολών τον αριθμό του κελιού μνήμης που περιέχει την επόμενη εντολή. Η ανάκτηση εντολών από τη μνήμη σταματά μετά την άφιξη και την εκτέλεση της εντολής "στάση".

Ετσι, ο επεξεργαστής εκτελεί το πρόγραμμα αυτόματα, χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση.

3. Η αρχή της στόχευσης. Δομικά, η κύρια μνήμη αποτελείται από αναριθμημένα κελιά. Οποιοδήποτε κελί είναι διαθέσιμο στον επεξεργαστή ανά πάσα στιγμή.

Αυτό συνεπάγεται τη δυνατότητα ονομασίας περιοχών μνήμης, έτσι ώστε οι τιμές που είναι αποθηκευμένες σε αυτές να μπορούν αργότερα να προσπελαστούν ή να αλλάξουν κατά την εκτέλεση του προγράμματος χρησιμοποιώντας τα εκχωρημένα ονόματα. Οι υπολογιστές που βασίζονται σε αυτές τις αρχές είναι του τύπουφον Νόιμαν . Αλλά υπάρχουν υπολογιστές που είναι θεμελιωδώς διαφορετικοί από αυτούς του von Neumann. Για αυτούς, για παράδειγμα, ίσωςδεν τηρείται η αρχή του ελέγχου του προγράμματος , δηλ. μπορούν να λειτουργήσουν χωρίς «μετρητή προγράμματος» που υποδεικνύει την τρέχουσα εκτελούμενη εντολή προγράμματος. Για πρόσβαση σε οποιαδήποτε μεταβλητή που είναι αποθηκευμένη στη μνήμη, αυτοί οι υπολογιστές. Τέτοιοι υπολογιστές ονομάζονται μη φον Νόιμαν.

14. ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΔΟΜΗ.

Όταν εξετάζουμε συσκευές υπολογιστών, είναι σύνηθες να γίνεται διάκριση μεταξύ της αρχιτεκτονικής και της δομής τους.

Αρχιτεκτονική ένας υπολογιστής είναι η περιγραφή του σε κάποιο γενικό επίπεδο, συμπεριλαμβανομένης μιας περιγραφής των δυνατοτήτων προγραμματισμού χρήστη, συστημάτων εντολών, συστημάτων διευθύνσεων, οργάνωσης μνήμης κ.λπ. Η αρχιτεκτονική καθορίζει τις αρχές λειτουργίας, τις συνδέσεις πληροφοριών και την αμοιβαία σύνδεση των κύριων λογικών κόμβων ενός υπολογιστή: επεξεργαστή, μνήμη RAM, εξωτερική αποθήκευση και περιφερειακές συσκευές. Η κοινή αρχιτεκτονική διαφορετικών υπολογιστών διασφαλίζει τη συμβατότητά τους από τη σκοπιά του χρήστη.

Δομή Ένας υπολογιστής είναι ένα σύνολο από λειτουργικά στοιχεία και συνδέσεις μεταξύ τους. Τα στοιχεία μπορεί να είναι μια μεγάλη ποικιλία συσκευών - από τους κύριους λογικούς κόμβους ενός υπολογιστή έως τα απλούστερα κυκλώματα. Η δομή ενός υπολογιστή αναπαρίσταται γραφικά με τη μορφή μπλοκ διαγραμμάτων, με τη βοήθεια των οποίων μπορείτε να περιγράψετε τον υπολογιστή σε οποιοδήποτε επίπεδο λεπτομέρειας.

15. ΔΙΑΚΡΙΤΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΑΘΕΝΑ ΑΠΟ ΑΥΤΟΥΣ.

· Κλασική αρχιτεκτονική (αρχιτεκτονική von Neumann) - μία αριθμητική-λογική μονάδα (ALU), από την οποία διέρχεται η ροή δεδομένων, και μία συσκευή ελέγχου (CU), από την οποία περνά η ροή εντολών - το πρόγραμμα. Αυτό υπολογιστή με έναν επεξεργαστή. Αυτός ο τύπος αρχιτεκτονικής περιλαμβάνει επίσης την αρχιτεκτονική ενός προσωπικού υπολογιστή με κοινό λεωφορείο. Όλα τα λειτουργικά μπλοκ εδώ διασυνδέονται με έναν κοινό δίαυλο, που ονομάζεται επίσης αυτοκινητόδρομο συστήματος.Φυσικώς αυτοκινητόδρομοςείναι μια γραμμή πολλαπλών συρμάτων με υποδοχές για τη σύνδεση ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Το σύνολο των συρμάτων κορμού χωρίζεται σε ξεχωριστές ομάδες: δίαυλος διευθύνσεων, δίαυλος δεδομένων και δίαυλος ελέγχου.

Οι περιφερειακές συσκευές (εκτυπωτής κ.λπ.) συνδέονται με το υλικό του υπολογιστή μέσω ειδικών ελεγκτές - συσκευές για τον έλεγχο περιφερειακών συσκευών. Ελεγκτής - μια συσκευή που συνδέει περιφερειακό εξοπλισμό ή κανάλια επικοινωνίας με τον κεντρικό επεξεργαστή, απαλλάσσοντας τον επεξεργαστή από τον άμεσο έλεγχο της λειτουργίας αυτού του εξοπλισμού.

Αρχιτεκτονική πολλαπλών επεξεργαστών . Το να έχεις πολλούς επεξεργαστές σε έναν υπολογιστή σημαίνει αυτό πολλές ροές δεδομένων και πολλές ροές εντολών μπορούν να οργανωθούν παράλληλα. Έτσι, πολλά τμήματα μιας εργασίας μπορούν να εκτελεστούν παράλληλα.

Υπολογιστικό σύστημα πολλαπλών μηχανών . Εδώ αρκετοί επεξεργαστές που περιλαμβάνονται σε ένα σύστημα υπολογιστή δεν έχουν κοινή μνήμη RAM, αλλά το καθένα έχει το δικό του (τοπικό).Κάθε υπολογιστής σε ένα σύστημα πολλαπλών μηχανών έχει κλασική αρχιτεκτονική και ένα τέτοιο σύστημα χρησιμοποιείται αρκετά ευρέως. Ωστόσο, το αποτέλεσμα της χρήσης ενός τέτοιου υπολογιστικού συστήματος μπορεί να επιτευχθεί μόνο με την επίλυση προβλημάτων που έχουν μια πολύ ειδική δομή: θα πρέπει να αναλυθεί σε τόσες χαλαρά συζευγμένες δευτερεύουσες εργασίες όσες υπάρχουν υπολογιστές στο σύστημα.

Το πλεονέκτημα ταχύτητας των πολυεπεξεργαστικών και πολυμηχανικών υπολογιστικών συστημάτων έναντι των μονοεπεξεργαστών είναι προφανές.

Αρχιτεκτονική Παράλληλου Επεξεργαστή . Εδώ Αρκετές ALU λειτουργούν υπό τον έλεγχο μιας μονάδας ελέγχου.Αυτό σημαίνει ότι πολλά δεδομένα μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία από ένα πρόγραμμα - δηλαδή από μια ροή εντολών. Η υψηλή απόδοση μιας τέτοιας αρχιτεκτονικής μπορεί να επιτευχθεί μόνο σε εργασίες στις οποίες οι ίδιες υπολογιστικές λειτουργίες εκτελούνται ταυτόχρονα σε διαφορετικά σύνολα δεδομένων του ίδιου τύπου.

Τα σύγχρονα αυτοκίνητα περιέχουν συχνά στοιχεία διαφόρων τύπων αρχιτεκτονικών λύσεων. Υπάρχουν επίσης αρχιτεκτονικές λύσεις που διαφέρουν ριζικά από αυτές που συζητήθηκαν παραπάνω.

16. ΚΕΝΤΡΙΚΟΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗΣ. ΔΥΟ ΚΥΡΙΟΙ ΤΥΠΟΙ ΜΝΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ.

Ο κεντρικός επεξεργαστής περιέχει γενικά:

• αριθμητική-λογική μονάδα;
• λεωφορεία δεδομένων και λεωφορεία διευθύνσεων.
• Μητρώα?
• μετρητές προγράμματος?
• cache - πολύ γρήγορη μικρή μνήμη (από 8 έως 512 KB).
• μαθηματικός συνεπεξεργαστής κινητής υποδιαστολής.

Οι σύγχρονοι επεξεργαστές υλοποιούνται στη μορφή μικροεπεξεργαστές . Φυσικά, ένας μικροεπεξεργαστής είναι ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα - μια λεπτή ορθογώνια γκοφρέτα από κρυσταλλικό πυρίτιο με εμβαδόν μόλις λίγα τετραγωνικά χιλιοστά, πάνω στην οποία τοποθετούνται κυκλώματα που υλοποιούν όλες τις λειτουργίες του επεξεργαστή.

Το κρύσταλλο της πλάκας τοποθετείται συνήθως σε μια πλαστική ή κεραμική επίπεδη θήκη και συνδέεται με χρυσά σύρματα σε μεταλλικές ακίδες, ώστε να μπορεί να στερεωθεί στη μητρική πλακέτα του υπολογιστή. Ένα σύστημα υπολογιστή μπορεί να έχει πολλούς επεξεργαστές που λειτουργούν παράλληλα. τέτοια συστήματα ονομάζονται

πολυεπεξεργαστής.

Πώς λειτουργεί η μνήμη Η μνήμη του υπολογιστή είναι κατασκευασμένη από δυαδικά στοιχεία αποθήκευσης- κομμάτια , συνδυάζονται σε ομάδες των 8 bit, οι οποίες καλούνται byte. (Οι μονάδες μνήμης είναι ίδιες με τις μονάδες πληροφοριών.) Όλα τα byte είναι αριθμημένα. Ο αριθμός byte ονομάζεται

διεύθυνση. Τα bytes μπορούν να συνδυαστούν σε κελιά, που ονομάζονται επίσηςΚάθε υπολογιστής έχει ένα συγκεκριμένο μήκος λέξης - δύο, τέσσερα ή οκτώ byte. Αυτό δεν αποκλείει τη χρήση κελιών μνήμης διαφορετικού μήκους (π.χ. μισή λέξη, διπλή λέξη). Συνήθως, μια λέξη μηχανής μπορεί να αντιπροσωπεύει είτε έναν ακέραιο είτε μια εντολή. Ωστόσο, επιτρέπονται μεταβλητές μορφές για την παρουσίαση πληροφοριών. Η κατανομή της μνήμης σε λέξεις για υπολογιστές τεσσάρων byte παρουσιάζεται στον πίνακα:

Byte 0	Byte 1	Byte 2	Byte 3	Byte 4	Byte 5	Byte 6	Byte 7
ΜΙΣΙΛΕΞΗ	ΜΙΣΙΛΕΞΗ	ΜΙΣΙΛΕΞΗ	ΜΙΣΙΛΕΞΗ
ΛΕΞΗ	ΛΕΞΗ
ΔΙΠΛΗ ΛΕΞΗ

Οι μεγαλύτερες παράγωγες μονάδες μνήμης χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως: Kilobyte, Megabyte, Gigabyteκαι επίσης πρόσφατα, TerabyteΚαι Petabyte.

Οι σύγχρονοι υπολογιστές έχουν πολλές διαφορετικές συσκευές αποθήκευσης, οι οποίες διαφέρουν πολύ ως προς τον σκοπό, τα χαρακτηριστικά χρονισμού, τον όγκο των αποθηκευμένων πληροφοριών και το κόστος αποθήκευσης της ίδιας ποσότητας πληροφοριών. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι μνήμης - εσωτερικόςΚαι εξωτερικός.

17. ΚΥΡΙΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΜΝΗΜΗΣ. ΣΤΑΤΙΚΗ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΜΝΗΜΗ.

Η εσωτερική μνήμη περιλαμβάνει RAM, κρυφή μνήμηΚαι ειδική μνήμη.

1. RAM

Η μνήμη RAM χρησιμοποιείται μόνο για προσωρινή αποθήκευση δεδομένων και προγραμμάτων, γιατί, όταν το μηχάνημα σβήσει, όλα όσα ήταν στη μνήμη RAM χάνονται. Πρόσβαση σε στοιχεία RAM απευθείας- αυτό σημαίνει Κάθε byte μνήμης έχει τη δική του ξεχωριστή διεύθυνση.

Η ποσότητα της μνήμης RAM είναι συνήθως από 32 έως 512 MB.Για απλές διαχειριστικές εργασίες, αρκούν 32 MB μνήμης RAM, αλλά για πολύπλοκες εργασίες σχεδιασμού υπολογιστή ενδέχεται να απαιτούνται 512 MB έως 2 GB μνήμης RAM.

Τυπικά RAM εκτελούνται από ολοκληρωμένα κυκλώματα μνήμης SDRAM(σύγχρονη δυναμική RAM). Κάθε bit πληροφοριών στο SDRAM αποθηκεύεται ως το ηλεκτρικό φορτίο ενός μικροσκοπικού πυκνωτή που σχηματίζεται στη δομή του κρυστάλλου ημιαγωγού. Λόγω ρευμάτων διαρροής, τέτοιοι πυκνωτές εκφορτίζονται γρήγορα και επαναφορτίζονται περιοδικά (περίπου κάθε 2 χιλιοστά του δευτερολέπτου) από ειδικές συσκευές. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται αναγέννηση μνήμης(Ανανέωση μνήμης). Τα τσιπ SDRAM έχουν χωρητικότητα 16 - 256 Mbitκαι άλλα. Τοποθετούνται σε περιβλήματα και συναρμολογούνται σε μονάδες μνήμης.

Οι περισσότεροι σύγχρονοι υπολογιστές διαθέτουν Μονάδες τύπου DIMM(Dual-In-line Memory Module - μονάδα μνήμης με διάταξη τσιπ δύο σειρών). Οι μονάδες υψηλής ταχύτητας χρησιμοποιούνται σε συστήματα υπολογιστών στους πιο σύγχρονους επεξεργαστές Rambus DRAM (RIMM) και DDR DRAM.

Οι μονάδες μνήμης χαρακτηρίζονται από παραμέτρους όπως τόμος-(16, 32, 64, 128, 256 ή 512 MB), αριθμός τσιπ, συχνότητα πινακίδας(100 ή 133 MHz), χρόνος πρόσβασης δεδομένων(6 ή 7 νανοδευτερόλεπτα) και αριθμός επαφών(72, 168 ή 184). Το 2001 ξεκίνησε η παραγωγή μονάδων μνήμης 1 GBκαι πρωτότυπα ενοτήτων για 2 GB. Το 2009, οι μονάδες 2 GB είναι κοινές. Έναρξη παραγωγής μονάδων 4 GB.

2. Προσωρινή μνήμη

Η κρυφή μνήμη ελέγχεται από μια ειδική συσκευή - ελεγκτής,το οποίο, αναλύοντας το πρόγραμμα που εκτελείται, προσπαθεί να προβλέψει ποια δεδομένα και εντολές θα χρειαστεί πιθανότατα ο επεξεργαστής στο εγγύς μέλλον και τα αντλεί στη μνήμη cache. Σε αυτή την περίπτωση, είναι δυνατό να"χτυπά" , έτσι"λείπει"

. Σε περίπτωση επιτυχίας, δηλαδή εάν αντληθούν τα απαραίτητα δεδομένα στην κρυφή μνήμη, ανακτώνται από τη μνήμη χωρίς καθυστέρηση. Εάν οι απαιτούμενες πληροφορίες δεν βρίσκονται στη μνήμη cache, ο επεξεργαστής τις διαβάζει απευθείας από τη μνήμη RAM. Η αναλογία επιτυχιών προς αστοχίες καθορίζει την αποτελεσματικότητα της προσωρινής αποθήκευσης. Η προσωρινή μνήμη υλοποιείται σεΤσιπ στατικής μνήμης SRAM (Στατική RAM), ταχύτερη, πιο ακριβή και χαμηλής χωρητικότητας από τη DRAM (SDRAM). Οι σύγχρονοι μικροεπεξεργαστές έχουνενσωματωμένη κρυφή μνήμη , το λεγόμενοκρυφή μνήμη πρώτου επιπέδου Μέγεθος 8, 16 ή 32 KB. Επιπλέον, η μητρική πλακέτα του υπολογιστή μπορεί να έχειπροσωρινή μνήμη δεύτερου επιπέδου

με χωρητικότητα 256, 512 KB και άνω.

3. Ειδική μνήμη Οι ειδικές συσκευές μνήμης περιλαμβάνουνμόνιμη μνήμη (ROM)επαναπρογραμματιζόμενη μνήμη μόνο για ανάγνωση (Flash Memory)Μνήμη RAM CMOS , τροφοδοτείται από μπαταρία,μνήμη βίντεο

και κάποιους άλλους τύπους μνήμης.

Πρώτα απ 'όλα, ένα πρόγραμμα για τον έλεγχο της λειτουργίας του ίδιου του επεξεργαστή είναι γραμμένο στη μόνιμη μνήμη. Η ROM περιέχει προγράμματα για τον έλεγχο της οθόνης, του πληκτρολογίου, του εκτυπωτή, της εξωτερικής μνήμης, προγράμματα για την εκκίνηση και τη διακοπή του υπολογιστή και τη δοκιμή συσκευών.

Το πιο σημαντικό τσιπ μόνιμου ή Flash μνήμης είναι η μονάδα BIOS. Ο ρόλος του BIOS είναι διπλός: αφενός αποτελεί αναπόσπαστο στοιχείο του υλικού και αφετέρου αποτελεί σημαντική ενότητα οποιουδήποτε λειτουργικού συστήματος. BIOS

(Basic Input/Output System - βασικό σύστημα εισόδου/εξόδου) - ένα σύνολο προγραμμάτων που έχουν σχεδιαστεί για αυτόματη δοκιμή συσκευών μετά την ενεργοποίηση του υπολογιστή και τη φόρτωση του λειτουργικού συστήματος στη μνήμη RAM. Τα περιεχόμενα CMOS αλλάζουν με ειδικό πρόγραμμαΡύθμιση

, που βρίσκεται στο BIOS (Αγγλικά: Set-up - install, διαβάστε "setup"). , τροφοδοτείται από μπαταρία,.

Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι RAM, αλλά όλοι μπορούν να χωριστούν σε δύο κύριες υποομάδες - στατική μνήμη (Static RAM) και δυναμική μνήμη (Dynamic RAM).

Αυτοί οι δύο τύποι μνήμης διαφέρουν, πρώτα απ 'όλα, ως προς τη θεμελιωδώς διαφορετική τεχνολογική τους εφαρμογή - η SRAM θα ​​αποθηκεύει τα εγγεγραμμένα δεδομένα έως ότου εγγραφούν νέα ή απενεργοποιηθεί η τροφοδοσία και η DRAM μπορεί να αποθηκεύσει δεδομένα μόνο για σύντομο χρονικό διάστημα, μετά το οποίο τα δεδομένα πρέπει να αποκατασταθούν (αναγεννηθούν), διαφορετικά θα χαθούν.

Ας δούμε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των SRAM και DRAM:

1. Η μνήμη τύπου DRAM, λόγω της τεχνολογίας της, έχει πολύ μεγαλύτερη πυκνότητα δεδομένων από τη SRAM.

2. Η DRAM είναι πολύ φθηνότερη από τη SRAM,

3. αλλά το τελευταίο είναι πιο παραγωγικό και αξιόπιστο, αφού είναι πάντα έτοιμο για ανάγνωση.

ΣΤΑΤΙΚΗ RAM

Στους σύγχρονους υπολογιστές, η SRAM χρησιμοποιείται ως κρυφή μνήμη δεύτερου επιπέδου και έχει σχετικά μικρό όγκο (συνήθως 128...1024 KB). Χρησιμοποιείται στην κρυφή μνήμη ακριβώς επειδή του τίθενται πολύ σοβαρές απαιτήσεις όσον αφορά την αξιοπιστία και την απόδοση. Η κύρια μνήμη ενός υπολογιστή αποτελείται από δυναμικά τσιπ μνήμης.

Η στατική μνήμη χωρίζεται σε σύγχρονη και ασύγχρονη. Η ασύγχρονη μνήμη δεν χρησιμοποιείται πλέον σε προσωπικούς υπολογιστές, έχει αντικατασταθεί από τη σύγχρονη μνήμη από την εποχή των 486 υπολογιστών.

Η χρήση της στατικής μνήμης δεν περιορίζεται στην κρυφή μνήμη σε προσωπικούς υπολογιστές. Διακομιστές, δρομολογητές, παγκόσμια δίκτυα, συστοιχίες RAID, μεταγωγείς - πρόκειται για συσκευές όπου απαιτείται SRAM υψηλής ταχύτητας.

Η SRAM είναι μια τεχνολογία με μεγάλη δυνατότητα τροποποίησης - υπάρχουν πολλοί τύποι, που διαφέρουν ως προς τα ηλεκτρικά και αρχιτεκτονικά χαρακτηριστικά. Στη συμβατική σύγχρονη SRAM, υπάρχει μια μικρή καθυστέρηση όταν η μνήμη μεταβαίνει από τη λειτουργία ανάγνωσης στη λειτουργία εγγραφής.

Ως εκ τούτου, το 1997, αρκετές εταιρείες εισήγαγαν τις στατικές τεχνολογίες RAM τους χωρίς τέτοια καθυστέρηση. Αυτές είναι τεχνολογίες SRAM ZBT (Zero-Bus Turnaround) από την IDT και ένας παρόμοιος δίαυλος NoBL (Χωρίς καθυστέρηση διαύλου). ΔΥΝΑΜΙΚΗ RAM (όλη η μνήμη εκτός από το τμήμα δεδομένων - 64 kb, μνήμη στοίβας - 16 kb, κύριο μέρος του προγράμματος)

Η μνήμη τύπου DRAM είναι πολύ πιο διαδεδομένη στους υπολογιστές λόγω των δύο πλεονεκτημάτων της σε σχέση με τη SRAM - το χαμηλό κόστος και την πυκνότητα αποθήκευσης δεδομένων. Αυτά τα δύο χαρακτηριστικά της δυναμικής μνήμης αντισταθμίζουν σε κάποιο βαθμό τις ελλείψεις της - τη χαμηλή απόδοση και την ανάγκη για συνεχή αναγέννηση δεδομένων.

Υπάρχουν τώρα περίπου 25 ποικιλίες DRAM, καθώς οι κατασκευαστές και οι προγραμματιστές μνήμης προσπαθούν να συμβαδίσουν με τις εξελίξεις στις κεντρικές μονάδες επεξεργασίας.

οι κύριοι τύποι δυναμικής μνήμης - από την παλιά συμβατική και FPM DRAM έως τα μη εφαρμοσμένα ακόμη QDR, DDR SDRAM, RDRAM.

Η RAM έχει 3 ενότητες:

• 640 kb. DOS - βασικό ΕΜΒΟΛΟ
• 1MB Windows Core Modules – Κορυφαία RAM
• Οι υπόλοιπες μονάδες είναι επέκταση RAM

18. ΜΟΝΑΔΑ ΜΝΗΜΗΣ DIMM. ΑΛΛΟΙ ΤΥΠΟΙ ΜΟΝΑΔΕΣ ΜΝΗΜΗΣ.

Η μνήμη RAM του υπολογιστή είναι ένα από τα πιο σημαντικά στοιχεία ενός υπολογιστή, που καθορίζει την απόδοση και τη λειτουργικότητα ολόκληρου του συστήματος. Η μνήμη RAM αντιπροσωπεύεται από έναν ορισμένο αριθμό τσιπ RAM στη μητρική πλακέτα. Εάν σχετικά πρόσφατα τα τσιπ RAM συνδέθηκαν μέσω ειδικών υποδοχών - υποδοχών που επέτρεψαν την αλλαγή μεμονωμένων τσιπ χωρίς συγκόλληση, τώρα η αρχιτεκτονική του υπολογιστή προβλέπει την τοποθέτησή τους σε μικρές πλακέτες μονάδων. Τέτοιες μονάδες μνήμης εγκαθίστανται σε ειδικές υποδοχές στη μητρική πλακέτα. Μία από τις επιλογές για μια τέτοια λύση ήταν οι μονάδες SIMM (SIMM - μονάδες ενσωματωμένης μνήμης).

Οι μικροσκοπικές μονάδες SIMM, ή απλά οι SIMM, είναι μπλοκ μνήμης RAM διαφορετικής χωρητικότητας. Χρησιμοποιούνται ευρέως SIMM των 4, 8, 16, 32, ακόμη και 64 MB.

Οι SIMM διατίθενται σε δύο διαφορετικούς τύπους: 30 ακίδων και 72 ακίδων, όπου pin σημαίνει τον αριθμό των ακίδων που συνδέονται σε μια εξειδικευμένη υποδοχή RAM στη μητρική πλακέτα. Ταυτόχρονα, τα SIMM 30 ακίδων και 72 ακίδων δεν είναι εναλλάξιμα στοιχεία.

Εμφάνιση μονάδας DIMM

Οι μονάδες τύπου DIMM είναι πιο κοινές με τη μορφή μονάδων 168 ακίδων, εγκατεστημένες κάθετα στην υποδοχή και ασφαλισμένες με μάνδαλα. Τα SO DIMM χρησιμοποιούνται ευρέως σε φορητές συσκευές - ένας τύπος DIMM μικρού περιγράμματος (SO - small outline), προορίζονται κυρίως για φορητούς υπολογιστές.

Εμφάνιση της μονάδας RIMM

Οι μονάδες τύπου RIMM είναι λιγότερο κοινές τέτοιες μονάδες παράγουν άμεση μνήμη RDRAM. Αντιπροσωπεύονται από ορθογώνιες πλακέτες 168/184 ακίδων, οι οποίες πρέπει να εγκατασταθούν μόνο σε ζεύγη και οι άδειοι σύνδεσμοι στη μητρική πλακέτα γεμίζουν με ειδικά βύσματα. Αυτό οφείλεται στα σχεδιαστικά χαρακτηριστικά τέτοιων μονάδων.

19. ΕΞΩΤΕΡΙΚΗ ΜΝΗΜΗ. ΠΟΙΚΙΛΙΕΣ ΣΥΣΚΕΥΩΝ ΕΞΩΤΕΡΙΚΗΣ ΜΝΗΜΗΣ.

Η εξωτερική μνήμη (ERAM) έχει σχεδιαστεί για μακροχρόνια αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων και η ακεραιότητα των περιεχομένων της δεν εξαρτάται από το αν ο υπολογιστής είναι ενεργοποιημένος ή απενεργοποιημένος. Σε αντίθεση με τη μνήμη RAM,η εξωτερική μνήμη δεν έχει άμεση σύνδεση με τον επεξεργαστή.

Οι πληροφορίες από το OSD στον επεξεργαστή και αντίστροφα κυκλοφορούν περίπου κατά μήκος της ακόλουθης αλυσίδας:

VZU RAM - Cache - Επεξεργαστής

• Η εξωτερική μνήμη του υπολογιστή περιλαμβάνει: οδηγεί για
• Η εξωτερική μνήμη του υπολογιστή περιλαμβάνει: σκληροί μαγνητικοί δίσκοι?
• Η εξωτερική μνήμη του υπολογιστή περιλαμβάνει: εύκαμπτοι μαγνητικοί δίσκοι.
• Η εξωτερική μνήμη του υπολογιστή περιλαμβάνει: CD;
• Η εξωτερική μνήμη του υπολογιστή περιλαμβάνει: Μαγνητο-οπτικά συμπαγείς δίσκοι.μαγνητική ταινία

(streamers) κ.λπ.

1. Μονάδες δισκέτας
Μια δισκέτα αποτελείται από ένα στρογγυλό πολυμερές υπόστρωμα επικαλυμμένο και στις δύο πλευρές με μαγνητικό οξείδιο και τοποθετημένο σε πλαστική συσκευασία, η εσωτερική επιφάνεια της οποίας είναι επικαλυμμένη με μια επικάλυψη καθαρισμού. Η συσκευασία έχει ακτινικές υποδοχές και στις δύο πλευρές μέσω των οποίων οι κεφαλές ανάγνωσης/εγγραφής της μονάδας αποκτούν πρόσβαση στο δίσκο. Η μέθοδος καταγραφής δυαδικών πληροφοριών σε ένα μαγνητικό μέσο ονομάζεταιμαγνητική κωδικοποίηση.

Βρίσκεται στο γεγονός ότι οι μαγνητικές περιοχές στο μέσο ευθυγραμμίζονται κατά μήκος μονοπατιών προς την κατεύθυνση του εφαρμοζόμενου μαγνητικού πεδίου με τον βόρειο και τον νότιο πόλο τους. Συνήθως ρυθμίζεται

Υπάρχει μια αντιστοιχία ένας προς έναν μεταξύ των δυαδικών πληροφοριών και του προσανατολισμού των μαγνητικών περιοχών. Οι πληροφορίες καταγράφονται ομόκεντρα (μονοπάτιακομμάτια ), τα οποία χωρίζονται σε κλάδους

. Ο αριθμός των κομματιών και των τομέων εξαρτάται από τον τύπο και τη μορφή της δισκέτας. Ένας τομέας αποθηκεύει τον ελάχιστο όγκο πληροφοριών που μπορεί να εγγραφεί ή να διαβαστεί από το δίσκο. Η χωρητικότητα του τομέα είναι σταθερή και ανέρχεται σε 512 byte. Αυτή τη στιγμή το πιο διαδεδομένοδισκέτες με τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

διάμετρος 3,5 ίντσες (89 mm), χωρητικότητα 1,44 MB, αριθμός κομματιών 80, αριθμός τομέων στις ράγες 18. Η δισκέτα είναι εγκατεστημένη σεμονάδα δισκέτας (Αγγλικός)), μονάδα δισκέταςκαταγράφεται αυτόματα σε αυτό , μετά την οποία ο μηχανισμός κίνησης περιστρέφεται μέχρι ταχύτητα περιστροφής 360 min -1. Η ίδια η δισκέτα περιστρέφεται στη μονάδα δίσκου, οι μαγνητικές κεφαλές παραμένουν ακίνητες. Η δισκέτα περιστρέφεται μόνο όταν έχει πρόσβαση σε αυτήν. Η μονάδα δίσκου συνδέεται με τον επεξεργαστή μέσω

ελεγκτής δισκέτας. Πρόσφατα, εμφανίστηκαν δισκέτες τριών ιντσών που μπορούν να αποθηκεύσουνέως 3 GB πληροφορίες. Κατασκευάζονται με χρήση νέας τεχνολογίας Nano2

και απαιτούν ειδικό υλικό για ανάγνωση και εγγραφή.

2. Μονάδες σκληρού δίσκου σκληρός δίσκος - αποθήκη πληροφοριών υπολογιστή.

Όπως μια δισκέτα, οι επιφάνειες εργασίας των πλακών χωρίζονται σε κυκλικά ομόκεντρα κομμάτια και τα κομμάτια σε τομείς. Οι κεφαλές ανάγνωσης-εγγραφής, μαζί με τη δομή στήριξης και τους δίσκους τους, περικλείονται σε ένα ερμητικά σφραγισμένο περίβλημα που ονομάζεται μονάδα δεδομένων.Όταν μια μονάδα δεδομένων εγκαθίσταται σε μια μονάδα δίσκου, συνδέεται αυτόματα σε ένα σύστημα που αντλεί καθαρό ψυχρό αέρα. Επιφάνειαπιατέλα έχει μαγνητική επίστρωσηπάχους μόνο 1,1 microns και στρώμα λιπαντικούγια προστασία του κεφαλιού από ζημιές κατά το χαμήλωμα και την ανύψωση κατά την κίνηση. Όταν η πιατέλα περιστρέφεται, α στρώμα αέρα,το οποίο παρέχει ένα μαξιλάρι αέρα για την αιώρηση της κεφαλής σε ύψος 0,5 microns πάνω από την επιφάνεια του δίσκου.

Οι δίσκοι Winchester έχουν πολύ μεγάλη χωρητικότητα: από 10 έως 100 GB. Για τα σύγχρονα μοντέλα, η ταχύτητα του άξονα (περιστρεφόμενος άξονας) είναι συνήθως 7200 rpm, ο μέσος χρόνος αναζήτησης δεδομένων είναι 9 ms και η μέση ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων είναι έως και 60 MB/s. Σε αντίθεση με μια δισκέτα, έναν σκληρό δίσκο περιστρέφεται συνεχώς. Όλοι οι σύγχρονοι δίσκοι είναι εξοπλισμένοι ενσωματωμένη κρυφή μνήμη(συνήθως 2 MB), γεγονός που βελτιώνει σημαντικά την απόδοσή τους. Ο σκληρός δίσκος συνδέεται με τον επεξεργαστή μέσω ελεγκτής σκληρού δίσκου.

4. Μονάδες CD

Εδώ ο φορέας πληροφοριών είναι το CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory - ένας συμπαγής δίσκος από τον οποίο μπορείτε μόνο να διαβάσετε).

Το CD-ROM είναι ένας διαφανής πολυμερής δίσκος με διάμετρο 12 cm και πάχος 1,2 mm, στη μία πλευρά του οποίου ψεκάζεται ανακλαστική στρώση αλουμινίου, προστατευμένη από φθορά με μια στρώση διαφανούς βερνικιού. Το πάχος της επίστρωσης είναι αρκετά δέκατα χιλιοστά του χιλιοστού.

Οι πληροφορίες στο δίσκο παρουσιάζονται ως ακολουθία καταθλίψεις(εσοχές στο δίσκο) και προβολές(το επίπεδό τους αντιστοιχεί στην επιφάνεια του δίσκου), που βρίσκεται σε μια σπειροειδή τροχιά που αναδύεται από την περιοχή κοντά στον άξονα του δίσκου. Για κάθε ίντσα (2,54 cm) της ακτίνας του δίσκου υπάρχουν 16 χιλιάδες στροφές σπειροειδούς τροχιάς. Για σύγκριση, μόνο μερικές εκατοντάδες κομμάτια χωρούν σε ακτίνα ανά ίντσα στην επιφάνεια ενός σκληρού δίσκου. Η χωρητικότητα του CD φτάνει 780 MB. Οι πληροφορίες εγγράφονται στο δίσκο όταν κατασκευάζεται και δεν μπορούν να αλλάξουν.

Τα CD-ROM έχουν υψηλή ειδική χωρητικότητα πληροφοριών, η οποία καθιστά δυνατή τη δημιουργία στη βάση τους συστημάτων βοήθειας και εκπαιδευτικών συγκροτημάτων με μεγάλη ενδεικτική βάση. Ένα CD έχει την ίδια χωρητικότητα πληροφοριών με σχεδόν 500 δισκέτες. Η ανάγνωση πληροφοριών από ένα CD-ROM γίνεται με αρκετά υψηλή ταχύτητα, αν και αισθητά χαμηλότερη από την ταχύτητα των μονάδων σκληρού δίσκου. Τα CD-ROM είναι απλά και εύχρηστα, έχουν χαμηλό μοναδιαίο κόστος αποθήκευσης δεδομένων, πρακτικά δεν φθείρονται, δεν μπορούν να επηρεαστούν από ιούς και είναι αδύνατο να διαγραφούν κατά λάθος πληροφορίες από αυτά.

Σε αντίθεση με τους μαγνητικούς δίσκους, τα CD δεν έχουν πολλά κομμάτια κουδουνίσματος, αλλά ένα - σπείρα,σαν δίσκους γραμμοφώνου. Από αυτή την άποψη, η γωνιακή ταχύτητα περιστροφής του δίσκου δεν είναι σταθερή. Μειώνεται γραμμικά καθώς η κεφαλή ανάγνωσης λέιζερ κινείται προς την άκρη του δίσκου.

Για να εργαστείτε με το CD-ROM πρέπει να το συνδέσετε στον υπολογιστή σας. Μονάδα CD-ROM(Εικ. 2.9), που μετατρέπει μια ακολουθία εσοχών και προεξοχών στην επιφάνεια ενός CD-ROM σε μια ακολουθία δυαδικών σημάτων. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιείται κεφαλή ανάγνωσης με microlaser και LED.Το βάθος των κοιλοτήτων στην επιφάνεια του δίσκου είναι ίσο με το ένα τέταρτο του μήκους κύματος του φωτός λέιζερ. Εάν, σε δύο διαδοχικούς κύκλους ανάγνωσης πληροφοριών, η δέσμη φωτός της κεφαλής λέιζερ μετακινηθεί από την προεξοχή προς το κάτω μέρος της κοιλότητας ή αντίστροφα, η διαφορά στα μήκη των μονοπατιών φωτός σε αυτούς τους κύκλους μεταβάλλεται σε μισό κύμα, που προκαλεί αύξηση ή μείωση του άμεσου και ανακλώμενου φωτός από το δίσκο που χτυπά μαζί το LED.

Εάν το μήκος της φωτεινής διαδρομής δεν αλλάζει σε διαδοχικούς κύκλους ανάγνωσης, τότε η κατάσταση του LED δεν αλλάζει. Ως αποτέλεσμα, το ρεύμα μέσω του LED παράγει μια ακολουθία δυαδικών ηλεκτρικών σημάτων που αντιστοιχούν στον συνδυασμό κοιλάδων και κορυφών στο ίχνος.

Τα διαφορετικά μήκη της οπτικής διαδρομής μιας δέσμης φωτός σε δύο διαδοχικούς κύκλους ανάγνωσης πληροφοριών αντιστοιχούν σε δυαδικές μονάδες. Το ίσο μήκος αντιστοιχεί σε δυαδικά μηδενικά.

Σήμερα, σχεδόν όλοι οι προσωπικοί υπολογιστές διαθέτουν μονάδα CD-ROM. Αλλά πολλά διαδραστικά προγράμματα πολυμέσων είναι πολύ μεγάλα για να χωρέσουν σε ένα μόνο CD. Η τεχνολογία CD-ROM αντικαθίσταται γρήγορα από την τεχνολογία DVD ψηφιακού δίσκου βίντεο.. Αυτοί οι δίσκοι έχουν το ίδιο μέγεθος με τα κανονικά CD, αλλά μπορούν να χωρέσουν έως 17 GB δεδομένων, δηλ. Όσον αφορά τον όγκο, αντικαθιστούν 20 τυπικές μονάδες CD-ROM. Αυτοί οι δίσκοι κυκλοφορούν σε παιχνίδια πολυμέσων και διαδραστικά βίντεοεξαιρετική ποιότητα, που επιτρέπει στον θεατή να δει επεισόδια από διαφορετικές οπτικές γωνίες κάμερας, να επιλέξει διαφορετικές επιλογές τέλους για την ταινία, να εξοικειωθεί με τις βιογραφίες των ηθοποιών που πρωταγωνίστησαν και να απολαύσει εξαιρετική ποιότητα ήχου.

4. Μαγνητοοπτική μονάδα CD DVD

4.7 17 50-hd dvd 200 blue ray

ΖΕΣΤΗ οδήγηση(Γράψτε και διαβάστε πολλές φορές), σας επιτρέπει να γράφετε και να διαβάζετε πολλές φορές.

5. Οδηγοί μαγνητικής ταινίας (streamers)

Οι streamers σας επιτρέπουν να εγγράψετε έναν τεράστιο όγκο πληροφοριών σε μια μικρή κασέτα μαγνητικής ταινίας. Τα εργαλεία συμπίεσης υλικού που είναι ενσωματωμένα στη μονάδα ταινίας σάς επιτρέπουν να συμπιέσετε αυτόματα τις πληροφορίες πριν τις εγγράψετε και να τις επαναφέρετε μετά την ανάγνωσή τους, γεγονός που αυξάνει τον όγκο των αποθηκευμένων πληροφοριών.

Το μειονέκτημα των streamers είναι η σχετικά χαμηλή ταχύτητα εγγραφής, αναζήτησης και ανάγνωσης πληροφοριών.

1. Μονάδα flash

Κρύσταλλο στο οποίο καταγράφονται οι πληροφορίες - 32 GB

20. ΟΘΟΝΕΣ ΥΓΡΩΝ ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΩΝ. ΟΘΟΝΕΣ ΜΕ ΒΑΣΗ ΣΕ CRT

Το σύστημα βίντεο υπολογιστή αποτελείται από τρία στοιχεία:

ελεγκτής εκπομπών(ονομάζεται επίσης οθόνη)?

προσαρμογέας βίντεο;

λογισμικό(προγράμματα οδήγησης συστήματος βίντεο).

Προσαρμογέας βίντεοστέλνει σήματα ελέγχου φωτεινότητας δέσμης και σήματα οριζόντιας και κάθετης σάρωσης στην οθόνη. Ελεγκτής εκπομπώνμετατρέπει αυτά τα σήματα σε οπτικές εικόνες. ΕΝΑ λογισμικόεπεξεργασία εικόνων βίντεο - εκτελέστε κωδικοποίηση και αποκωδικοποίηση σήματος, μετασχηματισμούς συντεταγμένων, συμπίεση εικόνας κ.λπ.

Η συντριπτική πλειοψηφία των οθονών έχει σχεδιαστεί με βάση καθοδικός σωλήνας (CRT), και η αρχή της λειτουργίας τους είναι παρόμοια με την αρχή λειτουργίας μιας τηλεόρασης. Οι οθόνες είναι αλφαριθμητικές και γραφικές, μονόχρωμες και έγχρωμες. Οι σύγχρονοι υπολογιστές είναι συνήθως εξοπλισμένοι με έγχρωμες οθόνες γραφικών.

1. Παρακολούθηση βασισμένη σε καθοδικό σωλήνα ακτίνων

Το κύριο στοιχείο εμφάνισης είναι καθοδικός σωλήνας. Το μπροστινό μέρος του, που βλέπει προς τον θεατή, καλύπτεται εσωτερικά φώσφορος - μια ειδική ουσία ικανή να εκπέμπει φως όταν χτυπηθεί από γρήγορα ηλεκτρόνια.

Ο φώσφορος εφαρμόζεται με τη μορφή σετ κουκκίδων τριών βασικών χρωμάτων - κόκκινος, πράσινος Και μπλε . Αυτά τα χρώματα ονομάζονται κύρια επειδή οι συνδυασμοί τους (σε διάφορες αναλογίες) μπορούν να αντιπροσωπεύουν οποιοδήποτε χρώμα στο φάσμα.

Τα σύνολα των κουκκίδων φωσφόρου είναι διατεταγμένα σε τριγωνικές τριάδες. Η τριάδα σχηματίζεται εικονοκύτταρο- το σημείο από το οποίο σχηματίζεται η εικόνα (αγγλ. pixel - στοιχείο εικόνας, στοιχείο εικόνας).

Η απόσταση μεταξύ των κέντρων εικονοστοιχείων ονομάζεται βήμα κουκκίδας παρακολούθησης. Αυτή η απόσταση επηρεάζει σημαντικά την καθαρότητα της εικόνας. Όσο μικρότερο είναι το βήμα, τόσο μεγαλύτερη είναι η διαύγεια. Συνήθως στις έγχρωμες οθόνες το βήμα είναι 0,24 mm. Με αυτό το βήμα, το ανθρώπινο μάτι αντιλαμβάνεται τα σημεία της τριάδας ως ένα σημείο ενός «σύνθετου» χρώματος.

Στην απέναντι πλευρά του σωλήνα υπάρχουν τρία (ανάλογα με τον αριθμό των βασικών χρωμάτων) ηλεκτρονικά όπλα.Και τα τρία όπλα «στοχεύουν» στο ίδιο pixel, αλλά το καθένα από αυτά εκπέμπει ένα ρεύμα ηλεκτρονίων προς το «δικό του» σημείο φωσφόρου. Προκειμένου τα ηλεκτρόνια να φτάσουν ανεμπόδιστα στην οθόνη, ο αέρας αντλείται έξω από το σωλήνα και δημιουργείται υψηλή ηλεκτρική τάση μεταξύ των πιστολιών και της οθόνης, επιταχύνοντας τα ηλεκτρόνια. Τοποθετείται μπροστά από την οθόνη στη διαδρομή των ηλεκτρονίων μάσκα- μια λεπτή μεταλλική πλάκα με μεγάλο αριθμό οπών που βρίσκονται απέναντι από τα σημεία φωσφόρου. Η μάσκα διασφαλίζει ότι οι δέσμες ηλεκτρονίων χτυπούν μόνο τα σημεία φωσφόρου του αντίστοιχου χρώματος.

Το μέγεθος του ηλεκτρονικού ρεύματος των όπλων και, κατά συνέπεια, η φωτεινότητα των pixel ελέγχεται από το σήμα που προέρχεται από τον προσαρμογέα βίντεο.

Στο μέρος της φιάλης όπου βρίσκονται τα πιστόλια ηλεκτρονίων, τοποθετήστε σύστημα εκτροπήςοθόνη, η οποία αναγκάζει τη δέσμη ηλεκτρονίων να διατρέξει όλα τα εικονοστοιχεία ένα προς ένα, γραμμή προς γραμμή, από πάνω προς τα κάτω, και στη συνέχεια να επιστρέψει στην αρχή της επάνω γραμμής κ.λπ.

Ο αριθμός των γραμμών που εμφανίζονται ανά δευτερόλεπτο καλείται οριζόντια συχνότητα σάρωσης.Και η συχνότητα με την οποία αλλάζουν τα καρέ εικόνας ονομάζεται ρυθμός καρέ.Το τελευταίο δεν πρέπει να είναι χαμηλότερο από 85 Hz, διαφορετικά η εικόνα θα είναι είδος σκολοπάκος.

2. Οθόνες LCD

Χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο μαζί με τις παραδοσιακές οθόνες CRT. Υγροί κρύσταλλοι- αυτή είναι μια ειδική κατάσταση ορισμένων οργανικών ουσιών στις οποίες έχουν ρευστότητα και την ικανότητα να σχηματίζουν χωρικές δομές παρόμοιες με τις κρυσταλλικές. Οι υγροί κρύσταλλοι μπορούν να αλλάξουν τη δομή και τις φωτοοπτικές τους ιδιότητες υπό την επίδραση της ηλεκτρικής τάσης. Αλλάζοντας τον προσανατολισμό ομάδων κρυστάλλων χρησιμοποιώντας ηλεκτρικό πεδίο και χρησιμοποιώντας ουσίες που εισάγονται σε διάλυμα υγρών κρυστάλλων που μπορεί να εκπέμπει φως υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου, είναι δυνατό να δημιουργηθούν εικόνες υψηλής ποιότητας που μεταφέρουν περισσότερες από 15 εκατομμύρια χρωματικές αποχρώσεις .

Οι περισσότερες οθόνες LCD χρησιμοποιούν ένα λεπτό φιλμ υγρών κρυστάλλων που βρίσκεται ανάμεσα σε δύο γυάλινες πλάκες. Οι χρεώσεις μεταφέρονται μέσω του λεγόμενου παθητικός πίνακας- ένα πλέγμα από αόρατα νήματα, οριζόντια και κάθετα, που δημιουργούν ένα σημείο εικόνας στη διασταύρωση των νημάτων (κάπως θολό λόγω του γεγονότος ότι τα φορτία διεισδύουν σε γειτονικές περιοχές του υγρού).

Ενεργοί πίνακεςΑντί για νήματα, χρησιμοποιούν μια διαφανή οθόνη τρανζίστορ και παρέχουν μια φωτεινή, σχεδόν χωρίς παραμόρφωση εικόνα. Η οθόνη χωρίζεται σε ανεξάρτητα κελιά, καθένα από τα οποία αποτελείται από τέσσερα μέρη (για τρία βασικά χρώματα και ένα αποθεματικό). Ο αριθμός τέτοιων κελιών σύμφωνα με το γεωγραφικό πλάτος και το ύψος της οθόνης ονομάζεται ανάλυση οθόνης.Οι σύγχρονες οθόνες LCD έχουν ανάλυση 642x480, 1280x1024 ή 1024x768. Έτσι, η οθόνη έχει από 1 έως 5 εκατομμύρια κουκκίδες, καθεμία από τις οποίες ελέγχεται από το δικό της τρανζίστορ. Όσον αφορά τη συμπαγή, τέτοιες οθόνες δεν έχουν καμία αντίστοιχη. Καταλαμβάνουν 2 - 3 φορές λιγότερο χώρο από τις οθόνες CRT και είναι ισάριθμες φορές ελαφρύτερες. καταναλώνουν πολύ λιγότερη ηλεκτρική ενέργεια και δεν εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητικά κύματα που επηρεάζουν την ανθρώπινη υγεία.

21. ΕΚΤΥΠΩΤΕΣ. ΣΧΕΔΙΟΓΡΑΦΟΣ. ΕΡΕΥΝΗΤΗΣ

Υπάρχουν χιλιάδες τύποι εκτυπωτών. Υπάρχουν όμως τρεις κύριοι τύποι εκτυπωτών: matrix, laser και inkjet.

· Εκτυπωτές Dot MatrixΧρησιμοποιούν έναν συνδυασμό από μικρές καρφίτσες που χτυπούν τη μελανοταινία, αφήνοντας ένα αποτύπωμα του συμβόλου στο χαρτί. Κάθε χαρακτήρας που εκτυπώνεται στον εκτυπωτή σχηματίζεται από μια σειρά 9, 18 ή 24 βελόνων που σχηματίζονται σε κάθετη στήλη. Τα μειονεκτήματα αυτών των φθηνών εκτυπωτών είναι η θορυβώδης λειτουργία και η κακή ποιότητα εκτύπωσης.

· Εκτυπωτές λέιζερΛειτουργούν σχεδόν με τον ίδιο τρόπο όπως τα φωτοτυπικά. Ο υπολογιστής σχηματίζει μια «εικόνα» μιας σελίδας κειμένου στη μνήμη του και τη μεταδίδει στον εκτυπωτή. Οι πληροφορίες σχετικά με τη σελίδα προβάλλονται χρησιμοποιώντας μια δέσμη λέιζερ σε ένα περιστρεφόμενο τύμπανο με φωτοευαίσθητη επίστρωση που αλλάζει τις ηλεκτρικές ιδιότητες ανάλογα με το επίπεδο φωτός.

Μετά το φωτισμό, εφαρμόζεται χρωστική σκόνη στο τύμπανο, το οποίο βρίσκεται υπό ηλεκτρική τάση - τονίζων,σωματίδια των οποίων κολλάνε σε φωτισμένες περιοχές της επιφάνειας του τυμπάνου. Ο εκτυπωτής χρησιμοποιεί έναν ειδικό ζεστό κύλινδρο για να τραβήξει το χαρτί κάτω από το τύμπανο. Το τόνερ μεταφέρεται στο χαρτί και «ενώνεται» σε αυτό, αφήνοντας μια ανθεκτική, υψηλής ποιότητας εικόνα. ΕγχρωμοςΟι εκτυπωτές λέιζερ εξακολουθούν να είναι πολύ ακριβοί.

· Εκτυπωτές Inkjetδημιουργούν χαρακτήρες ως ακολουθία κουκκίδες μελανιού. Η κεφαλή εκτύπωσης του εκτυπωτή είναι μικροσκοπική ακροφύσια,μέσω του οποίου ψεκάζεται μελάνι γρήγορου στεγνώματος στη σελίδα. Αυτοί οι εκτυπωτές απαιτούν ποιότητα χαρτιού. ΕγχρωμοςΟι εκτυπωτές inkjet δημιουργούν χρώματα συνδυάζοντας μελάνια τέσσεραβασικά χρώματα - έντονο μπλε, μωβ, κίτρινο και μαύρο.

Ο εκτυπωτής συνδέεται με τον υπολογιστή μέσω καλώδιοεκτυπωτή, το ένα άκρο του οποίου εισάγεται με τον σύνδεσμο του φωλιάεκτυπωτή, και το άλλο - μέσα λιμάνιεκτυπωτή υπολογιστή. Λιμάνι- αυτή είναι μια υποδοχή μέσω της οποίας μπορείτε να συνδέσετε τον επεξεργαστή του υπολογιστή σε μια εξωτερική συσκευή.

Κάθε εκτυπωτής πρέπει να έχει τον δικό του οδηγός- ένα πρόγραμμα που έχει τη δυνατότητα να μεταφράζει (μεταφράζει) τυπικές εντολές εκτύπωσης υπολογιστή σε ειδικές εντολές που απαιτούνται για κάθε εκτυπωτή.

Τα Plotters χρησιμοποιούνται για την παραγωγή σύνθετων σχεδίων σχεδιασμού, αρχιτεκτονικών σχεδίων, γεωγραφικών και μετεωρολογικών χαρτών και επιχειρηματικών διαγραμμάτων. Οι σχεδιαστές σχεδιάζουν εικόνες χρησιμοποιώντας στυλό.

Πλότερ κυλίνδρωνμετακινήστε το χαρτί κάτω από το στυλό και πλότερς επίπεδης κλίνηςμετακινήστε το στυλό σε ολόκληρη την επιφάνεια του οριζόντια τοποθετημένου χαρτιού.

Ένας plotter, ακριβώς όπως ένας εκτυπωτής, χρειάζεται οπωσδήποτε ένα ειδικό πρόγραμμα - οδηγός, επιτρέποντας στα προγράμματα εφαρμογών να στέλνουν οδηγίες σε αυτό: σηκώστε και χαμηλώστε το στυλό, σχεδιάστε μια γραμμή δεδομένου πάχους κ.λπ.

Εάν οι εκτυπωτές εξάγουν πληροφορίες από έναν υπολογιστή, τότε οι σαρωτές, αντίθετα, μεταφορά πληροφοριών από έντυπα έγγραφα στη μνήμη υπολογιστή.Υπάρχουν σαρωτές χειρός, τα οποία τυλίγονται στην επιφάνεια του εγγράφου με το χέρι και επίπεδοι σαρωτές, στην εμφάνιση που θυμίζει μηχανήματα αντιγραφής.

Η στατική μνήμη (SRAM) χρησιμοποιείται συνήθως ως προσωρινή μνήμη L2 για την προσωρινή αποθήκευση του μεγαλύτερου μέρους της μνήμης RAM. Η στατική μνήμη συνήθως βασίζεται σε TTL. Τα τσιπ CMOS ή BiCMOS και η μέθοδος πρόσβασης στα δεδομένα μπορεί να είναι είτε ασύγχρονη είτε σύγχρονη. Ασύγχρονη είναι η πρόσβαση σε δεδομένα που μπορεί να πραγματοποιηθεί ανά πάσα στιγμή. Η ασύγχρονη SRAM χρησιμοποιήθηκε στις μητρικές πλακέτες για την τρίτη έως την πέμπτη γενιά επεξεργαστών. Ο χρόνος πρόσβασης σε κελιά τέτοιας μνήμης κυμαινόταν από 15 (33 MHz) έως 8 ns (66 MHz).

Η σύγχρονη μνήμη παρέχει πρόσβαση στα δεδομένα όχι σε τυχαίους χρόνους, αλλά συγχρονισμένα με παλμούς ρολογιού. Ενδιάμεσα, η μνήμη μπορεί να προετοιμάσει το επόμενο κομμάτι δεδομένων για πρόσβαση. Οι περισσότερες μητρικές πλακέτες πέμπτης γενιάς χρησιμοποιούν έναν τύπο σύγχρονης μνήμης - ριπής SRAM πακέτων (Pipelined Burst SRAM), για τον οποίο ο τυπικός χρόνος μιας μεμονωμένης λειτουργίας ανάγνωσης/εγγραφής είναι 3 κύκλοι ρολογιού και μια ομαδική λειτουργία διαρκεί 3-1-1 -1 κύκλοι ρολογιού στην πρώτη πρόσβαση και 1-1-1-1 στις επόμενες κλήσεις, γεγονός που επιταχύνει την πρόσβαση κατά περισσότερο από 25%.

Async SRAM(Ασύγχρονη στατική μνήμη). Αυτή είναι η κρυφή μνήμη που χρησιμοποιείται εδώ και πολλά χρόνια από τότε που κυκλοφόρησε ο πρώτος υπολογιστής 386 με προσωρινή μνήμη L2. Η πρόσβαση σε αυτό γίνεται ταχύτερα από τη μνήμη DRAM και ανάλογα με την ταχύτητα της CPU, μπορούν να χρησιμοποιηθούν επιλογές με πρόσβαση σε 20, 15 ή 10 ns (όσο μικρότερος είναι ο χρόνος πρόσβασης στα δεδομένα, τόσο πιο γρήγορη είναι η μνήμη και τόσο μικρότερη είναι η ομαδική πρόσβαση σε αυτήν να είναι). Ωστόσο, όπως υποδηλώνει το όνομα, αυτή η μνήμη δεν είναι αρκετά γρήγορη για σύγχρονη πρόσβαση, πράγμα που σημαίνει ότι εξακολουθεί να απαιτεί μια αναμονή για την πρόσβαση της CPU, αν και μικρότερη από ό,τι με τη μνήμη DRAM.

SyncBurst SRAM(Σύγχρονη παρτίδα στατική μνήμη). Με συχνότητες διαύλου κάτω των 66 MHz, η SRAM σύγχρονης ριπής είναι ο ταχύτερος διαθέσιμος τύπος μνήμης. Ο λόγος για αυτό είναι ότι εάν η CPU δεν λειτουργεί σε πολύ υψηλή συχνότητα, η σύγχρονη ριπή SRAM μπορεί να παρέχει πλήρως σύγχρονη έξοδο δεδομένων, που σημαίνει ότι δεν υπάρχει καθυστέρηση όταν η CPU διαβάζει εκρήξεις 2-1-1-1. Όταν η συχνότητα της CPU υπερβαίνει τα 66 MHz, η σύγχρονη SRAM ριπής δεν μπορεί να αντιμετωπίσει το φορτίο και εξάγει δεδομένα σε ριπές 3-2-2-2, κάτι που είναι σημαντικά πιο αργό από τη χρήση της SRAM ριπής με διοχέτευση. Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν το γεγονός ότι η σύγχρονη στοιβαγμένη SRAM παράγεται από λιγότερες εταιρείες και επομένως κοστίζει περισσότερο.

Η SRAM σύγχρονης ριπής έχει χρόνους διεύθυνσης/δεδομένων από 8,5 έως 12 ns.

PB SRAM(Στατική Μνήμη Packet Pipelined). Pipeline - παραλληλοποίηση λειτουργιών SRAM με χρήση καταχωρητών εισόδου και εξόδου. Η συμπλήρωση των καταχωρητών απαιτεί έναν επιπλέον αρχικό κύκλο, αλλά μόλις συμπληρωθούν, οι καταχωρητές παρέχουν μια γρήγορη μετάβαση στην επόμενη διεύθυνση ενώ τα δεδομένα διαβάζονται στην τρέχουσα διεύθυνση.

Αυτό την καθιστά την ταχύτερη μνήμη cache για συστήματα με ταχύτητες διαύλου μεγαλύτερες από 75 MHz. Το PB SRAM μπορεί να λειτουργήσει σε συχνότητες διαύλου έως 133 MHz. Επίσης, δεν είναι πολύ πιο αργό από τη σύγχρονη ριπή SRAM όταν χρησιμοποιείται σε αργά συστήματα: εξάγει δεδομένα σε ριπές 3-1-1-1 συνεχώς. Ο χρόνος διεύθυνσης/δεδομένων είναι 4,5 έως 8 ns.

1-T SRAM.Τα παραδοσιακά σχέδια SRAM χρησιμοποιούν ένα στατικό flip-flop για την αποθήκευση ενός bit (κελί). Για την υλοποίηση ενός τέτοιου κυκλώματος, η πλακέτα πρέπει να περιέχει από τέσσερα έως έξι τρανζίστορ (4-T, 6-T SRAM). Η Monolithic System Technology (MoSys) ανακοίνωσε τη δημιουργία ενός νέου τύπου μνήμης στον οποίο κάθε bit υλοποιείται σε ένα μόνο τρανζίστορ (1-T SRAM). Στην πραγματικότητα, εδώ χρησιμοποιείται η τεχνολογία DRAM, καθώς είναι απαραίτητο να ανανεώνεται περιοδικά η μνήμη. Ωστόσο, η διασύνδεση με τη μνήμη γίνεται στο πρότυπο SRAM, ενώ οι κύκλοι αναγέννησης είναι κρυφοί από τον ελεγκτή μνήμης. Τα κυκλώματα 1-T μπορούν να μειώσουν το μέγεθος του καλουπιού πυριτίου κατά 50-80% σε σύγκριση με τα αντίστοιχα SRAM και την κατανάλωση ενέργειας κατά 75%.

Συστήματα μνήμης βίντεο

Οι ακόλουθοι τύποι μνήμης βίντεο είναι γνωστοί (Πίνακας 2.1, μερικά από τα προαναφερθέντα συστήματα καθολικής μνήμης αντικατοπτρίζονται επίσης εδώ). VRAM(Video RAM - video RAM) - η λεγόμενη dual-port DRAM. Αυτός ο τύπος μνήμης παρέχει πρόσβαση σε δεδομένα από δύο συσκευές ταυτόχρονα, δηλαδή είναι δυνατή η ταυτόχρονη εγγραφή δεδομένων σε οποιοδήποτε κελί μνήμης και ταυτόχρονα η ανάγνωση δεδομένων από κάποια γειτονική κυψέλη. Λόγω αυτού, σας επιτρέπει να συνδυάσετε την εμφάνιση της ώρας της εικόνας στην οθόνη και την επεξεργασία της στη μνήμη βίντεο, γεγονός που μειώνει τις καθυστερήσεις πρόσβασης και αυξάνει την ταχύτητα λειτουργίας.

WRAM(Window RAM) - μια έκδοση της VRAM, με αυξημένο εύρος ζώνης κατά -25% και υποστήριξη για ορισμένες συχνά χρησιμοποιούμενες λειτουργίες, όπως εμφάνιση γραμματοσειρών, κινούμενα μπλοκ εικόνας κ.λπ. Χρησιμοποιείται σχεδόν μόνο σε επιταχυντές από το Matrox και το Number Nine, καθώς Απαιτεί ειδικές μεθόδους πρόσβασης και επεξεργασίας δεδομένων, η παρουσία μόνο ενός κατασκευαστή αυτού του τύπου μνήμης (Samsung) έχει μειώσει σημαντικά τις δυνατότητες χρήσης της. Οι προσαρμογείς βίντεο που κατασκευάζονται με χρήση αυτού του τύπου μνήμης δεν τείνουν να μειώνουν την απόδοση όταν ορίζουν υψηλές αναλύσεις και ρυθμούς ανανέωσης οθόνης.

SGRAM(Synchronous Graphics RAM) - μια παραλλαγή της DRAM με σύγχρονη πρόσβαση. Κατ 'αρχήν, η λειτουργία του SGRAM είναι εντελώς παρόμοια με το SDRAM, αλλά υποστηρίζει επιπλέον ορισμένες συγκεκριμένες λειτουργίες, όπως η εγγραφή μπλοκ και μάσκας. Σε αντίθεση με το VRAM και το WRAM, το SGRAM είναι μίας θύρας, αλλά μπορεί να ανοίξει δύο σελίδες μνήμης ως μία, μιμούμενος τη φύση διπλής θύρας άλλων τύπων μνήμης βίντεο.

MDRAM(Multibank DRAM - multi-bank RAM) είναι μια έκδοση της DRAM που αναπτύχθηκε από τη MoSys, οργανωμένη με τη μορφή πολλών ανεξάρτητων τραπεζών των 32 KB η καθεμία, που λειτουργούν σε λειτουργία διοχέτευσης και χρησιμοποιούν παραλληλοποίηση λειτουργιών πρόσβασης δεδομένων μεταξύ μεγάλου αριθμού μνήμης τράπεζες.

□ tdost - χρόνος αναζήτησης πληροφοριών για το μέσο.

□ Vcount ~~ ταχύτητα ανάγνωσης γειτονικών byte πληροφοριών στη σειρά (μεταφορά). Ας θυμηθούμε τις γενικά αποδεκτές συντομογραφίες: s - second, ms - millisecond, μs - microsecond, ns - nanosecond; 1 s = 106 ms = 106 μs = 109 ns.

Στατική και δυναμική RAM

Η μνήμη RAM μπορεί να κατασκευαστεί σε τσιπ τύπου δυναμικού (Dinamic Random Access Memory - DRAM) ή στατικής (Static Random Access Memory - SRAM).

ΣτατικόςΑυτός ο τύπος μνήμης έχει σημαντικά υψηλότερη απόδοση, αλλά είναι πολύ πιο ακριβός από τη δυναμική μνήμη. Στη στατική μνήμη, τα στοιχεία (κελιά) είναι χτισμένα σε διάφορους τύπους flip-flops - κυκλώματα με δύο σταθερές καταστάσεις. Αφού γράψετε λίγο σε ένα τέτοιο κελί, μπορεί να παραμείνει σε αυτήν την κατάσταση για όσο χρονικό διάστημα επιθυμείτε - το μόνο που απαιτείται είναι η παρουσία ισχύος. Κατά την πρόσβαση σε ένα τσιπ στατικής μνήμης, παρέχεται μια πλήρης διεύθυνση, η οποία, χρησιμοποιώντας έναν εσωτερικό αποκωδικοποιητή, μετατρέπεται σε σήματα δειγματοληψίας για συγκεκριμένες κυψέλες. Τα κύτταρα στατικής μνήμης έχουν μικρό χρόνο απόκρισης (μερικά νανοδευτερόλεπτα), αλλά τα μικροκυκλώματα που βασίζονται σε αυτά έχουν χαμηλή ειδική χωρητικότητα (μερικά megabit ανά περίπτωση) και υψηλή κατανάλωση ενέργειας. Επομένως, η στατική μνήμη χρησιμοποιείται κυρίως ως μνήμη μικροεπεξεργαστή και προσωρινή μνήμη (cache memory).

ΣΕ δυναμικόςΟι κυψέλες μνήμης κατασκευάζονται με βάση τις περιοχές ημιαγωγών με τη συσσώρευση φορτίων (αρχικοί πυκνωτές), που καταλαμβάνουν πολύ μικρότερη περιοχή από τα flip-flops και δεν καταναλώνουν σχεδόν καθόλου ενέργεια κατά την αποθήκευση. Οι πυκνωτές βρίσκονται στη διασταύρωση των κάθετων και οριζόντιων ράβδων διαύλου της μήτρας. Η εγγραφή και η ανάγνωση πληροφοριών πραγματοποιείται με την εφαρμογή ηλεκτρικών παλμών κατά μήκος αυτών των διαύλων μήτρας που συνδέονται με τα στοιχεία που ανήκουν στην επιλεγμένη κυψέλη μνήμης. Κατά την πρόσβαση στο μικροκύκλωμα, η διεύθυνση της γραμμής μήτρας παρέχεται πρώτα στις εισόδους του, συνοδευόμενη από το σήμα RAS (Στροβοσκοπική διεύθυνση γραμμής) και, μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, η διεύθυνση στήλης, συνοδευόμενη από το σήμα C AS (Στροβοσκοπική διεύθυνση στήλης). Δεδομένου ότι οι πυκνωτές εκφορτίζονται σταδιακά (το φορτίο αποθηκεύεται στην κυψέλη για αρκετά χιλιοστά του δευτερολέπτου), για να αποφευχθεί η απώλεια αποθηκευμένων πληροφοριών, το φορτίο σε αυτούς πρέπει να αναγεννάται συνεχώς, εξ ου και το όνομα της μνήμης - δυναμική. Η επαναφόρτιση σπαταλά ενέργεια και χρόνο και αυτό μειώνει την απόδοση του συστήματος.

Οι δυναμικές κυψέλες μνήμης, σε σύγκριση με τις στατικές, έχουν μεγαλύτερο χρόνο απόκρισης (δεκάδες νανοδευτερόλεπτα), αλλά μεγαλύτερη ειδική πυκνότητα (της τάξης των δεκάδων megabit ανά περίπτωση) και χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας. Η δυναμική μνήμη χρησιμοποιείται για τη δημιουργία συσκευών μνήμης τυχαίας πρόσβασης στην κύρια μνήμη ενός υπολογιστή.

DIV_ADBLOCK23">

Οι μικροεπεξεργαστές, ξεκινώντας από το MP 80486, έχουν τη δική τους μνήμη cache (ή cache 1ου επιπέδου - L1) ενσωματωμένη στον κύριο πυρήνα MP, η οποία, ειδικότερα, καθορίζει την υψηλή απόδοσή τους. Οι μικροεπεξεργαστές Pentium διαθέτουν κρυφή μνήμη ξεχωριστά για δεδομένα και ξεχωριστά για οδηγίες: το Pentium έχει μικρή χωρητικότητα αυτής της μνήμης - 8 KB ο καθένας, ενώ το Pentium MMX έχει 16 KB ο καθένας. Το Pentium Pro και υψηλότερο, εκτός από την κρυφή μνήμη 1ου επιπέδου, έχει επίσης μια μνήμη cache 2ου επιπέδου (L2) ενσωματωμένη στην πλακέτα μικροεπεξεργαστή χωρητικότητας 128 έως 2048 KB. Αυτή η προσωρινή μνήμη στο τσιπ λειτουργεί είτε με πλήρη ταχύτητα ρολογιού MP είτε με ταχύτητα ρολογιού μισού MP.

Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι για όλα τα MP, μπορεί να χρησιμοποιηθεί πρόσθετη μνήμη cache του 2ου (L2) ή 3ου (L3) επιπέδου, που βρίσκεται στη μητρική πλακέτα έξω από το MP, η χωρητικότητα της οποίας μπορεί να φτάσει αρκετά megabyte (cache σε MB αναφέρεται στο επίπεδο 3, εάν το MP που είναι εγκατεστημένο σε αυτήν την πλακέτα έχει κρυφή μνήμη 2ου επιπέδου). Ο χρόνος πρόσβασης στην κρυφή μνήμη εξαρτάται από τη συχνότητα ρολογιού στην οποία λειτουργεί η κρυφή μνήμη και είναι συνήθως 1-2 κύκλοι ρολογιού. Έτσι, για την κρυφή μνήμη L1 ενός Pentium MP, ο χρόνος πρόσβασης είναι 2-5 ns, για τις κρυφές μνήμες L2 και L3 αυτός ο χρόνος φτάνει τα 10 ns. Το εύρος ζώνης της κρυφής μνήμης εξαρτάται τόσο από τον χρόνο πρόσβασης όσο και από το εύρος ζώνης της διεπαφής και κυμαίνεται ευρέως από 300 έως 3000 MB/s.

Η χρήση της προσωρινής μνήμης αυξάνει σημαντικά την απόδοση του συστήματος. Όσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος της προσωρινής μνήμης, τόσο υψηλότερη είναι η απόδοση, αλλά αυτή η σχέση δεν είναι γραμμική. Υπάρχει σταδιακή μείωση του ρυθμού ανάπτυξης του συνόλου

απόδοση του υπολογιστή καθώς αυξάνεται το μέγεθος της προσωρινής μνήμης. Για σύγχρονους υπολογιστές, τα κέρδη απόδοσης τείνουν ουσιαστικά να σταματούν μετά από 1 MB προσωρινής μνήμης L2. Δημιουργείται μια κρυφή μνήμη που βασίζεται σε τσιπ στατικής μνήμης.

Σημείωμα------

Οι σύγχρονοι υπολογιστές χρησιμοποιούν συχνά μνήμη cache μεταξύ εξωτερικών συσκευών αποθήκευσης δίσκου και μνήμης RAM, συνήθως επιπέδου 3, λιγότερο συχνά, εάν υπάρχει προσωρινή μνήμη L3 στη μητρική πλακέτα, επίπεδο 4. Η κρυφή μνήμη για το VSD δημιουργείται είτε στο πεδίο RAM είτε απευθείας στη μονάδα του ίδιου του VSD.

DIV_ADBLOCK25">

Οι πληροφορίες που διαβάζονται ή γράφονται πηγαίνουν στο μητρώο δεδομένων(Καν. Δεδομένων), απευθείας συνδεδεμένο με τους διαύλους δεδομένων κωδικού. Τα σήματα ελέγχου που καθορίζουν ποια λειτουργία πρέπει να εκτελεστεί αποστέλλονται κατά μήκος των γραμμών κώδικα εντολών. Κύβος μνήμηςπεριέχει ένα σύνολο στοιχείων αποθήκευσης - τα πραγματικά κελιά μνήμης.

Κύρια μνήμη(ΕΠ) περιέχει λειτουργικό (ΕΜΒΟΛΟ- Μνήμη τυχαίας πρόσβασης) και μόνιμη (ROM- Συσκευές αποθήκευσης μόνο για ανάγνωση.

Μνήμη τυχαίας πρόσβασης(ΕΜΒΟΛΟ)έχει σχεδιαστεί για να αποθηκεύει πληροφορίες (προγράμματα και δεδομένα) που εμπλέκονται άμεσα στην υπολογιστική διαδικασία στο τρέχον χρονικό διάστημα. Η RAM είναι μια πτητική μνήμη: όταν η παροχή ρεύματος είναι απενεργοποιημένη, οι πληροφορίες που είναι αποθηκευμένες σε αυτήν χάνονται. Η βάση της RAM είναι τα δυναμικά τσιπ μνήμης DRAM. Πρόκειται για μεγάλα ολοκληρωμένα κυκλώματα που περιέχουν πίνακες μνήμης ημιαγωγών.

στοιχεία - πυκνωτές ημιαγωγών. Η παρουσία φορτίου στον πυκνωτή συνήθως σημαίνει "1", η απουσία φορτίου σημαίνει "Ο". Δομικά, τα στοιχεία RAM κατασκευάζονται με τη μορφή χωριστών μονάδων μνήμης - μικρές πλακέτες με ένα ή, συχνότερα, πολλά μικροκυκλώματα κολλημένα πάνω τους. Αυτές οι μονάδες εισάγονται σε υποδοχές - υποδοχές στην πλακέτα συστήματος. Η μητρική πλακέτα μπορεί να έχει πολλές ομάδες υποδοχών (τράπεζες) για την εγκατάσταση μονάδων μνήμης. Μόνο μπλοκ της ίδιας χωρητικότητας μπορούν να τοποθετηθούν σε μία τράπεζα. μπλοκ διαφορετικής χωρητικότητας μπορούν να εγκατασταθούν σε διαφορετικές τράπεζες.

DIV_ADBLOCK26">

Οι μονάδες μνήμης χαρακτηρίζονται από σχεδιασμό, χωρητικότητα, χρόνο πρόσβασης και λειτουργική αξιοπιστία. Μια σημαντική παράμετρος μιας μονάδας μνήμης είναι η αξιοπιστία και η αντοχή της σε πιθανές βλάβες. Αξιοπιστία λειτουργίας σύγχρονων μηχανημάτων

Η χωρητικότητα μνήμης είναι πολύ υψηλή - ο μέσος χρόνος μεταξύ των βλαβών είναι εκατοντάδες χιλιάδες ώρες, αλλά παρόλα αυτά λαμβάνονται πρόσθετα μέτρα για τη βελτίωση της αξιοπιστίας. Ζητήματα διασφάλισης αξιοπιστίας και εγκυρότητας, λόγω της σπουδαιότητάς τους, συζητούνται ειδικά στο Μέρος 6 του σχολικού βιβλίου. Εδώ θα επισημάνουμε μόνο ότι ένας από τους τομείς που αυξάνει την αξιοπιστία της λειτουργίας του υποσυστήματος μνήμης είναι η χρήση ειδικών κυκλωμάτων ελέγχου και η περιττή κωδικοποίηση πληροφοριών.

Οι μονάδες μνήμης συνοδεύονται από ισοτιμία και μη ισοτιμία των αποθηκευμένων bit δεδομένων. Ο έλεγχος ισοτιμίας σάς επιτρέπει μόνο να εντοπίσετε ένα σφάλμα και να διακόψετε την εκτέλεση του προγράμματος που εκτελείται. Υπάρχουν επίσης πιο ακριβές μονάδες μνήμης με αυτόματη διόρθωση σφαλμάτων - μνήμη ECC, οι οποίες χρησιμοποιούν ειδικούς κωδικούς διόρθωσης σφαλμάτων (βλ. ενότητα «Διασφάλιση της αξιοπιστίας των πληροφοριών» στο Κεφάλαιο 20).

ΣΗΜΕΙΩΜΑ

Ορισμένες αδίστακτες εταιρείες (κινεζικές, για παράδειγμα), προκειμένου να αυξήσουν την ανταγωνιστικότητα των προϊόντων τους στα μάτια των άπειρων αγοραστών, έβαλαν ενότητες ένας ειδικός προσομοιωτής ισοτιμίας - ένα τσιπ αθροιστή που παράγειΤο κελί έχει πάντα το σωστό bit ισοτιμίας. Στην περίπτωση αυτή δεν υπάρχει έλεγχος,αλλά προσομοιώνεται μόνο η εκτέλεσή του. Πρέπει να πούμε ότι αυτή η απομίμηση είναι μερικές φορές χρήσιμη, επειδή υπάρχουν μητρικές που απαιτούν απουσία bit ισοτιμίας.

https://pandia.ru/text/78/135/images/image006_129.gif" width="491">Τσιπ μνήμης τύπου DIP. Οι SIMM διατίθενται σε δύο διαφορετικούς τύπους: κοντές με 30 επαφές (μήκος 75 mm) και μακρύς με 72 επαφή (μήκος 100 mm οι μονάδες SIMM έχουν χωρητικότητα 256 KB, οι μονάδες SIMM είναι διαθέσιμες με και χωρίς ισοτιμία και διαφέρουν ως προς την ταχύτητα). Ένας χρόνος πρόσβασης 60 και 70 ns Σήμερα, αυτός ο χρόνος πρόσβασης θεωρείται ανεπιθύμητος, επομένως οι μονάδες SIMM βρίσκονται μόνο σε παλαιότερους υπολογιστές.

DIMM(Διπλή μονάδα μνήμης διπλής γραμμής) - πιο σύγχρονες μονάδες με υποδοχές 168 ακίδων (μήκος μονάδας 130 mm). μπορεί να εγκατασταθεί μόνο σε εκείνους τους τύπους μητρικών πλακών που διαθέτουν τις κατάλληλες υποδοχές. Η εμφάνιση των DIMM υποκινήθηκε από τη χρήση επεξεργαστών Pentium με δίαυλο δεδομένων 64 bit. Ο απαιτούμενος αριθμός μονάδων μνήμης για την πλήρωση του διαύλου ονομάζεται τράπεζα μνήμης. Για έναν δίαυλο 64 bit, αυτό απαιτεί δύο SIMM 72 ακίδων 32 bit ή ένα DIMM 168 ακίδων 64 bit. Το DIMM μπορεί να είναι 64-bit (χωρίς ισοτιμία), 72-bit (ισοτιμία) ή 80-bit (μνήμη ECC). Χωρητικότητα DIMM: 16, 32, 64.128, 256 και 512 MB. Το χαρακτηριστικό χρόνου πρόσβασης των σύγχρονων μονάδων DIMM που λειτουργούν σε συχνότητες 100 και 133 MHz (μονάδες PC100, PC133) κυμαίνεται από 6-10 ns.

RIMM(Rambus In line Memory Module) - ο πιο πρόσφατος τύπος μνήμης RAM. Η εμφάνιση της μνήμης Direct Rambus DRAM απαιτούσε έναν νέο σχεδιασμό για τις μονάδες μνήμης. Τα τσιπ Direct RDRAM συναρμολογούνται σε μονάδες RIMM, οι οποίες είναι παρόμοιες στην εμφάνιση με τις τυπικές μονάδες DIMM, το οποίο, παρεμπιπτόντως, αντικατοπτρίζεται στο όνομα των μονάδων του νέου σχεδιασμού. Η πλακέτα της μονάδας RIMM μπορεί να έχει έως και 16 τσιπ μνήμης Direct RDRAM, εγκατεστημένα οκτώ σε κάθε πλευρά της πλακέτας. Οι μονάδες RIMM μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μητρικές πλακέτες με παράγοντα μορφής ATX, το BIOS και τα chipset των οποίων έχουν σχεδιαστεί για χρήση αυτού του τύπου μνήμης. Μεταξύ των τσιπ της Intel αυτά είναι τα chipset i820, i840, i850 και οι τροποποιήσεις τους. Η πλακέτα συστήματος μπορεί να έχει έως και τέσσερις υποδοχές για αυτές τις μονάδες. Πρέπει να σημειωθεί ότι τα RIMM απαιτούν εντατική ψύξη. Αυτό οφείλεται στη σημαντική κατανάλωση ενέργειας και, κατά συνέπεια, στην παραγωγή θερμότητας, η οποία οφείλεται στην υψηλή απόδοση αυτών των μονάδων μνήμης (χρόνος πρόσβασης 5 ή λιγότερο). Αν και οι RIMM μοιάζουν εξωτερικά με DIMM, έχουν λιγότερους ακροδέκτες και καλύπτονται και στις δύο πλευρές με ειδικές μεταλλικές ασπίδες που προστατεύουν τις RIMM που λειτουργούν σε υψηλές συχνότητες προστατεύοντας τα ευαίσθητα ηλεκτρονικά κυκλώματά τους από εξωτερικές ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές. Επί του παρόντος, οι προδιαγραφές ορίζουν τρεις τύπους μονάδων, που διαφέρουν ως προς τις συχνότητες λειτουργίας και το εύρος ζώνης. Χαρακτηρίζονται ως RIMM PC800, RIMM PC700, RIMM PC600. Οι πιο γρήγορες είναι οι μονάδες RIMM PC800, που λειτουργούν με το chipset i850, σε συχνότητα εξωτερικού ρολογιού 400 MHz και με εύρος ζώνης 1,6 GB/s. Ενότητες

Τα RIMM PC600 και RIMM PC700 έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν σε υψηλότερες συχνότητες διαύλου μνήμης, για παράδειγμα στα 133 MHz, που υποστηρίζονται από σύγχρονα chipset.

Τύποι RAM

Διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι RAM:

□ DRDRAM και. δ.τ.

FPM DRAM

FPM ΔΡΑΜΙ(Fast Page Mode DRAM) - δυναμική μνήμη με γρήγορη πρόσβαση στη σελίδα, που χρησιμοποιείται ενεργά με τους μικροεπεξεργαστές 80386 και 80486. Η μνήμη με πρόσβαση σελίδας διαφέρει από τη συμβατική δυναμική μνήμη στο ότι μετά την επιλογή μιας γραμμής μήτρας και κρατώντας πατημένο το RAS, επιτρέπει πολλαπλές ρυθμίσεις της διεύθυνσης της στήλης φυλάσσεται από το CAS. Αυτό επιτρέπει ταχύτερες μεταφορές μπλοκ όταν το σύνολο ή μέρος ενός μπλοκ δεδομένων περιέχεται σε μία μόνο γραμμή ενός πίνακα, που ονομάζεται σελίδα σε αυτό το σύστημα. Υπάρχουν δύο τύποι FPM DRAM, που διαφέρουν ως προς τον χρόνο πρόσβασης: 60 και 70 ns. Λόγω της βραδύτητάς τους, δεν είναι αποτελεσματικά σε συστήματα με επεξεργαστές επιπέδου Pentium II. Οι μονάδες DRAM FPM κατασκευάστηκαν κυρίως στο σχέδιο SIMM.

ΕΜΒΟΛΟ EDO

ΕΜΒΟΛΟ EDO(EDO - Extended Data Out, εκτεταμένος χρόνος διατήρησης δεδομένων στην έξοδο), είναι στην πραγματικότητα ένα κανονικό τσιπ FPM, στο οποίο έχει προστεθεί ένα σύνολο μανδαλωμένων καταχωρητών, έτσι ώστε τα δεδομένα εξόδου να μπορούν να διατηρηθούν κατά την επόμενη αίτηση στο τσιπ. Κατά την ανταλλαγή σελίδων, τέτοια μικροκυκλώματα λειτουργούν σε λειτουργία απλής διοχέτευσης: κρατούν τα περιεχόμενα του τελευταίου επιλεγμένου κελιού στην έξοδο, ενώ η διεύθυνση του επόμενου επιλεγμένου κελιού παρέχεται ήδη στις εισόδους τους. Αυτό καθιστά δυνατή την επιτάχυνση της διαδικασίας ανάγνωσης διαδοχικών συστοιχιών δεδομένων κατά περίπου 15% σε σύγκριση με το FPM. Με την τυχαία διευθυνσιοδότηση, μια τέτοια μνήμη δεν παρέχει κανένα κέρδος απόδοσης. Η μνήμη του τύπου RAM EDO έχει ελάχιστο χρόνο πρόσβασης 45 ns και μέγιστη ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων μέσω του καναλιού μνήμης επεξεργαστή 264 MB/s. Οι μονάδες RAM EDO κατασκευάστηκαν σε σχέδια SIMM και DIMM.

BEDO DRAM

BEDO DRAM(Burst Extended Data Output, EDO με πρόσβαση μπλοκ). Σύγχρονοι επεξεργαστές χάρη στην εσωτερική και εξωτερική προσωρινή αποθήκευση εντολών

και τα δεδομένα ανταλλάσσονται με την κύρια μνήμη κυρίως σε μπλοκ λέξεων μέγιστου μήκους. Αυτός ο τύπος μνήμης επιτρέπει την ανάγνωση δεδομένων σε παρτίδες (μπλοκ), έτσι ώστε τα δεδομένα να διαβάζονται σε μπλοκ σε έναν κύκλο ρολογιού. Στην περίπτωση της μνήμης BEDO, δεν χρειάζεται να τροφοδοτείτε συνεχώς διαδοχικές διευθύνσεις στις εισόδους των μικροκυκλωμάτων, ενώ τηρείτε τις απαραίτητες χρονικές καθυστερήσεις - αρκεί να κάνετε πύλη τη μετάβαση στην επόμενη λέξη του μπλοκ. Αυτή η μέθοδος επιτρέπει στο BEDO DRAM να λειτουργεί πολύ γρήγορα. Η μνήμη BEDO DRAM υποστηρίζεται από ορισμένα chipset της VIA Apollo (580VP, 590VP, 680VP) και της Intel (i480TX, κ.λπ.) σε συχνότητα διαύλου όχι μεγαλύτερη από 66 MHz. Αυτός ο τύπος μνήμης ανταγωνίζεται ενεργά τη μνήμη SDRAM, η οποία σταδιακά την αντικαθιστά. Το BEDO DRAM αντιπροσωπεύεται από τις δύο μονάδες SIMM και DIMM.

SDRAMΗ σύγχρονη DRAM (σύγχρονη δυναμική μνήμη), η σύγχρονη μνήμη πρόσβασης, αυξάνει την απόδοση του συστήματος συγχρονίζοντας την ταχύτητα της μνήμης RAM με την ταχύτητα του διαύλου επεξεργαστή. Η SDRAM εκτελεί επίσης επεξεργασία πληροφοριών με διοχέτευση, η συστοιχία μνήμης χωρίζεται εσωτερικά σε δύο ανεξάρτητες τράπεζες, οι οποίες σας επιτρέπουν να συνδυάσετε τη δειγματοληψία από μια τράπεζα με τον ορισμό μιας διεύθυνσης σε άλλη τράπεζα. Το SDRAM υποστηρίζει επίσης την εναλλαγή μπλοκ. Το κύριο πλεονέκτημα της χρήσης SDRAM είναι η υποστήριξη διαδοχικής πρόσβασης σε σύγχρονη λειτουργία, όπου μπορούν να εξαλειφθούν πρόσθετοι κύκλοι αναμονής. Η μνήμη SDRAM μπορεί να λειτουργεί σταθερά σε υψηλές συχνότητες: είναι διαθέσιμες μονάδες που έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν σε συχνότητες 100 MHz (προδιαγραφή PC100) και 133 MHz (PC133). Στις αρχές του 2000, η ​​Samsung ανακοίνωσε την κυκλοφορία νέων τσιπ SDRAM με συχνότητα λειτουργίας 266 MHz. Ο χρόνος πρόσβασης σε δεδομένα σε αυτή τη μνήμη εξαρτάται από την εσωτερική συχνότητα ρολογιού του MP και φτάνει τα 5-10 ns, ο μέγιστος ρυθμός μεταφοράς δεδομένων επεξεργαστή-μνήμης σε συχνότητα διαύλου 100 MHz είναι 800 MB/s (στην πραγματικότητα ίσος με τα δεδομένα). ρυθμός μεταφοράς μέσω του καναλιού της προσωρινής μνήμης επεξεργαστή). Η μνήμη SDRAM παρέχει συνολική αύξηση στην απόδοση του υπολογιστή κατά περίπου 25 %. Είναι αλήθεια ότι αυτός ο αριθμός αναφέρεται στη λειτουργία ενός υπολογιστή χωρίς προσωρινή μνήμη - εάν υπάρχει ισχυρή κρυφή μνήμη, το κέρδος απόδοσης μπορεί να είναι μόνο μερικά τοις εκατό. Η SDRAM συνήθως διατίθεται σε μονάδες τύπου DIMM 168 ακίδων. Χρησιμοποιείται όχι μόνο ως RAM, αλλά και ως μνήμη για προσαρμογείς βίντεο, όπου είναι χρήσιμο όταν παρακολουθείτε ζωντανά βίντεο και όταν εργάζεστε με τρισδιάστατα γραφικά.

DDR SDRAM

DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM - SDRAM 2). Μια παραλλαγή της μνήμης SDRAM που μεταφέρει πληροφορίες και στις δύο άκρες του σήματος ρολογιού. Αυτό επιτρέπει το διπλάσιο του εύρους ζώνης της παραδοσιακής SDRAM (έως 1,6 GB/s σε ταχύτητα διαύλου 100 MHz). Επιπλέον, το DDR SDRAM μπορεί να λειτουργήσει σε υψηλότερες συχνότητες - 143, 166 και 183 MHz 64 Mbit μονάδες DDR SDRAM κυκλοφόρησαν στις αρχές του 2000. Οι μονάδες DDR DRAM είναι δομικά συμβατές με τις παραδοσιακές μονάδες DIMM 168 ακίδων. Χρήση

Χρησιμοποιείται όχι μόνο ως στοιχεία RAM, αλλά και σε προσαρμογείς βίντεο υψηλής απόδοσης. Τώρα επικεντρώνονται κυρίως στην αγορά προσαρμογέων βίντεο.

DRDRAM(Direct Rambus DRAM - δυναμική μνήμη με άμεσο δίαυλο για RAM). Η DRDRAM είναι ένας πολλά υποσχόμενος τύπος μνήμης RAM που παρέχει σημαντική αύξηση στην απόδοση του υπολογιστή. Η υψηλή απόδοση της μνήμης Direct RDRAM επιτυγχάνεται από μια σειρά από λειτουργίες που δεν υπάρχουν σε άλλους τύπους. Συγκεκριμένα, η χρήση του δικού του διαύλου RAM δύο byte με συχνότητα 800 MHz, παρέχοντας μέγιστη απόδοση έως και 1,6 GB/s. Ο ελεγκτής μνήμης Direct RDRAM διαχειρίζεται τον δίαυλο Rambus και παρέχει μετατροπή του πρωτοκόλλου 800 MHz σε τυπική διασύνδεση 64 bit με συχνότητα διαύλου έως 200 MHz. Η Intel κυκλοφόρησε chipsets i820, i840, i850 με υποστήριξη. DRDRAM Direct RDRAM - Οι μονάδες RIMM είναι παρόμοιες στην εμφάνιση με τις μονάδες DIMM. Η μαζική παραγωγή μνήμης DRDRAM και η εντατική χρήση της σε υπολογιστές αναμένεται στο εγγύς μέλλον.

Συσκευές αποθήκευσης μόνο για ανάγνωση

Μνήμη μόνο για ανάγνωση (ROMή ROM - Ανάγνωση Μόνο Μνήμη, μνήμη μόνο για ανάγνωση) βασίζεται επίσης σε μονάδες (κασέτες) εγκατεστημένες στη μητρική πλακέτα και χρησιμοποιείται για την αποθήκευση αμετάβλητων πληροφοριών: προγράμματα εκκίνησης λειτουργικού συστήματος, προγράμματα δοκιμών συσκευών υπολογιστή και ορισμένα βασικά προγράμματα οδήγησης συστήματος εισόδου/εξόδου (BIOS) κ.λπ. .

Η ROM ταξινομείται συνήθως ως μη πτητικές μόνιμες και ημιμόνιμες συσκευές αποθήκευσης, από τις οποίες οι πληροφορίες μπορούν να διαβαστούν γρήγορα μόνο σε ROM εκτός υπολογιστή σε εργαστηριακές συνθήκες ή με ειδικό προγραμματιστή και σε υπολογιστή. Με βάση την τεχνολογία καταγραφής πληροφοριών, διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι ROM:

□ μικροκυκλώματα που μπορούν να προγραμματιστούν μόνο κατά τη στιγμή της κατασκευής - κλασική ή με μάσκα ROM ή ROM.

□ μικροκυκλώματα προγραμματισμένα μία φορά σε εργαστηριακές συνθήκες - περίπου
προγραμματιζόμενη ROM (PROM) ή προγραμματιζόμενη ROM (PROM).

□ μικροκυκλώματα που μπορούν να προγραμματιστούν πολλές φορές - επαναπρογραμματιζόμενη ROM
ή διαγράψιμο PROM (EPROM). Μεταξύ αυτών, πρέπει να σημειωθεί ηλεκτρικά
επαναπρογραμματιζόμενα τσιπ EEPROM (Electrical Erasable PROM), συμπεριλαμβανομένων
αριθμός Μνήμη FLASH(Μνήμη FLASH).

Οι μονάδες και οι κασέτες ROM που είναι εγκατεστημένες στη μητρική πλακέτα υπολογιστή έχουν χωρητικότητα, κατά κανόνα, που δεν υπερβαίνει τα 128 KB. Η απόδοση της μόνιμης μνήμης είναι χαμηλότερη από αυτή της μνήμης τυχαίας πρόσβασης, επομένως, για να αυξηθεί η απόδοση, τα περιεχόμενα της ROM αντιγράφονται στη μνήμη RAM και μόνο αυτό το αντίγραφο, που ονομάζεται επίσης μνήμη σκιών ROM (Shadow ROM).

Επί του παρόντος, οι υπολογιστές χρησιμοποιούν ημιμόνιμες, επαναπρογραμματιζόμενες συσκευές αποθήκευσης - μνήμη FLASH. Οι μονάδες ή οι κάρτες μνήμης FLASH μπορούν να εγκατασταθούν απευθείας στις υποδοχές της μητρικής πλακέτας και έχουν τις ακόλουθες παραμέτρους: χωρητικότητα από 32 KB έως 15 MB (χρησιμοποιούνται έως και 128 KB στη ROM), χρόνος πρόσβασης ανάγνωσης 0,035-0,2 μs, χρόνος εγγραφής ανά byte 2 -10 µs; Η μνήμη FLASH είναι μια μη πτητική συσκευή αποθήκευσης. Ένα παράδειγμα τέτοιας μνήμης είναι η NVRAM - Non Volatile RAM με ταχύτητα εγγραφής 500 KB/s. Συνήθως, για να ξαναγράψετε πληροφορίες, είναι απαραίτητο να εφαρμόσετε μια τάση προγραμματισμού (12 V) σε μια ειδική είσοδο μνήμης FLASH, η οποία εξαλείφει την πιθανότητα τυχαίας διαγραφής πληροφοριών. Ο επαναπρογραμματισμός της μνήμης FLASH μπορεί να πραγματοποιηθεί απευθείας από δισκέτα ή από πληκτρολόγιο υπολογιστή, εάν υπάρχει ειδικός ελεγκτής, ή από εξωτερικό προγραμματιστή συνδεδεμένο σε υπολογιστή. Η μνήμη FLASH μπορεί να είναι πολύ χρήσιμη τόσο για τη δημιουργία πολύ υψηλής ταχύτητας, συμπαγούς, εναλλακτικών συσκευών αποθήκευσης NMD - «μονάδες δίσκου στερεάς κατάστασης», όσο και για την αντικατάσταση της ROM που αποθηκεύει προγράμματα BIOS, επιτρέποντάς σας να ενημερώσετε και να αντικαταστήσετε αυτά τα προγράμματα με νεότερες εκδόσεις «απευθείας από δισκέτα» κατά την αναβάθμιση του υπολογιστή σας.

Λογική δομή της κύριας μνήμης

Δομικά, η κύρια μνήμη αποτελείται από εκατομμύρια μεμονωμένα κελιά μνήμης, το καθένα με χωρητικότητα 1 byte. Η συνολική χωρητικότητα της κύριας μνήμης των σύγχρονων Η/Υ κυμαίνεται συνήθως από 16 έως 512 MB. Η χωρητικότητα της RAM είναι μία ή δύο τάξεις μεγέθους μεγαλύτερη από τη χωρητικότητα της ROM: η ROM καταλαμβάνει 128 KB, η υπόλοιπη RAM. Κάθε κελί μνήμης έχει τη δική του μοναδική (διαφορετική από όλες τις άλλες) διεύθυνση. Η κύρια μνήμη έχει έναν ενιαίο χώρο διευθύνσεων για RAM και ROM.

Χώρος διευθύνσεωνκαθορίζει τον μέγιστο δυνατό αριθμό κυψελών κύριας μνήμης με άμεση διεύθυνση. Ο χώρος διευθύνσεων εξαρτάται από το πλάτος των διαύλων διευθύνσεων, επειδή ο μέγιστος αριθμός διαφορετικών διευθύνσεων καθορίζεται από την ποικιλία των δυαδικών αριθμών που μπορούν να εμφανιστούν σε n bits, δηλαδή ο χώρος διευθύνσεων είναι 2", όπου n- μέγεθος bit διεύθυνσης. Ο υπολογιστής βασίζεται σε έναν κωδικό διεύθυνσης 16-bit, ίσο σε μήκος με το μέγεθος μιας λέξης μηχανής. Με έναν κωδικό διεύθυνσης 16 bit, μπορούν να διευθυνσιοδοτηθούν απευθείας συνολικά 4Κ (K = 1024) θέσεις μνήμης. Αυτό είναι ένα πεδίο μνήμης 64 kilobyte, το λεγόμενο τμήμα,είναι επίσης βασικό στη λογική δομή του Ε.Π. Πρέπει να σημειωθεί ότι σε προστατευμένη λειτουργίαΤο μέγεθος του τμήματος μπορεί να είναι διαφορετικό και να υπερβαίνει σημαντικά τα 64 KB.

Οι σύγχρονοι υπολογιστές (εκτός από τους απλούστερους οικιακούς υπολογιστές) έχουν κύρια μνήμη με χωρητικότητα σημαντικά μεγαλύτερη από 1 MB: η μνήμη με χωρητικότητα 1 MB είναι ένα άλλο σημαντικό δομικό στοιχείο του OP - ας το ονομάσουμε άμεσα διευθύνσιμη μνήμη (αυτή είναι μόνο αλήθεια για πραγματικό εκ νέουπρέσα πάγκου).Για τη διευθυνσιοδότηση 1 MB = 220 = 1 κελιά απευθείας διευθυνσιοδοτούμενης μνήμης, απαιτείται ένας κώδικας 20 bit, ο οποίος λαμβάνεται σε έναν υπολογιστή με τη χρήση ειδικών τεχνικών για τη δόμηση των διευθύνσεων των κυψελών OP.

Απόλυτος(πλήρης, φυσική) διεύθυνσηΤο (Aabs) σχηματίζεται ως το άθροισμα πολλών στοιχείων, τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα από τα οποία είναι: διεύθυνση τμήματος και διεύθυνση μετατόπισης.

Διεύθυνση τμήματος(ACCgm) είναι η αρχική διεύθυνση του πεδίου των 64 kilobyte εντός του οποίου βρίσκεται το κελί που απευθύνεται.

Διεύθυνση όφσετ(Aasm) είναι η σχετική διεύθυνση 16-bit ενός κελιού μέσα σε ένα τμήμα.

Το Acegm πρέπει να είναι 20-bit, αλλά αν δεχθούμε την προϋπόθεση ότι το AceGm πρέπει να είναι πολλαπλάσιο της παραγράφου (πρέπει να περιέχει μηδενικά στα τέσσερα τελευταία bit), τότε αυτή η διεύθυνση μπορεί να προσδιοριστεί μοναδικά από έναν κωδικό 16-bit, αυξημένο κατά 16 φορές, που ισοδυναμεί με το δεξί του, συμπληρώνει τέσσερα μηδενικά και έτσι το μετατρέπει σε κώδικα 20-bit. Δηλαδή, μπορούμε να γράψουμε υπό όρους:

Aabs = 16 X Acegm + Aasm.

Οι προγραμματιστές μερικές φορές χρησιμοποιούν δύο ακόμη στοιχεία της διεύθυνσης μετατόπισης: τη διεύθυνση βάσης και τη διεύθυνση ευρετηρίου. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι ο επεξεργαστής υπολογιστή μπορεί να έχει πρόσβαση στην κύρια μνήμη χρησιμοποιώντας μόνο μια απόλυτη διεύθυνση, ενώ ο προγραμματιστής μπορεί να χρησιμοποιήσει όλα τα στοιχεία διεύθυνσης που συζητήθηκαν παραπάνω.

Στους σύγχρονους υπολογιστές υπάρχει μια λειτουργία εικονική διεύθυνση(Εικονικό - φαινομενικό, φανταστικό). Η εικονική διευθυνσιοδότηση χρησιμοποιείται για την αύξηση του χώρου διευθύνσεων ενός υπολογιστή με την παρουσία ενός OP μεγάλης χωρητικότητας (απλόςεικονική διεύθυνση) ή κατά την οργάνωση εικονική μνήμη,που μαζί με το OP περιλαμβάνει και μέρος της εξωτερικής (συνήθως δίσκου) μνήμης. Με την εικονική διευθυνσιοδότηση, αντί για την αρχική διεύθυνση του τμήματος Acgm, ένας κωδικός διεύθυνσης πολλαπλών bit που διαβάζεται από ειδικούς πίνακες συμμετέχει στον σχηματισμό της απόλυτης διεύθυνσης Aabe. Η αρχή της απλής εικονικής διεύθυνσης μπορεί να εξηγηθεί ως εξής. Ο καταχωρητής τμήματος (συνήθως ο καταχωρητής DS) δεν περιέχει Acegm, αλλά έναν επιλογέα με τη δομή:

https://pandia.ru/text/78/135/images/image011_103.gif" width="490 height=2" height="2">Εδώ το SL είναι βοηθητικές πληροφορίες υπηρεσίας· το F είναι ένα αναγνωριστικό που καθορίζει τον τύπο πίνακας περιγραφών για το σχηματισμό του AseGm (οι πίνακες περιγραφών δημιουργούνται στο ΕΠ αυτόματα κατά τη διάρκεια της εικονικής διευθυνσιοδότησης):

□ εάν F = 0, τότε χρησιμοποιείται ο γενικός πίνακας περιγραφών (GDT), ένας κοινός
για όλες τις εργασίες που επιλύονται σε υπολογιστή σε λειτουργία πολλαπλών προγραμμάτων.

□ εάν F = 1, τότε χρησιμοποιείται ο τοπικός πίνακας περιγραφών (LDT), δημιουργώντας
ξεχωριστά για κάθε εργασία.

□ INDEX - η διεύθυνση μιας σειράς στον πίνακα περιγραφών.

Σύμφωνα με το ευρετήριο και το αναγνωριστικό, διαβάζεται μια συμβολοσειρά 64-bit από το GLT ή το LDT, που περιέχει, συγκεκριμένα, τη διεύθυνση τμήματος. Το πλάτος αυτής της διεύθυνσης εξαρτάται από το μέγεθος του χώρου διευθύνσεων του μικροεπεξεργαστή, πιο συγκεκριμένα, είναι ίσο με το πλάτος του διαύλου διευθύνσεών του. Αυτή η εικονική διευθυνσιοδότηση χρησιμοποιείται στον προστατευμένο τρόπο λειτουργίας του μικροεπεξεργαστή. Για μεγαλύτερη πυκνότητα

Συχνά χρησιμοποιείται η τοποθέτηση πληροφοριών στη μνήμη RAM (μείωση χαρακτηριστικού τμηματοποίησης της λειτουργίας πολυπρογραμματισμού). τμήμα-χώρααντικρυνώςδιευθυνσιοδότηση, στην οποία τα πεδία μνήμης εκχωρούνται σε προγράμματα εντός τμημάτων σε σελίδες που κυμαίνονται σε μέγεθος από 2 έως 4 KB. Ο σχηματισμός της δομής διεύθυνσης τμήματος σελίδας εκτελείται αυτόματα από το λειτουργικό σύστημα.

Η εικονική μνήμη δημιουργείται όταν η ποσότητα της μνήμης RAM είναι ανεπαρκής για να χωρέσει όλες τις απαραίτητες πληροφορίες για την εργασία που εκτελείται. Κατά τη φόρτωση της επόμενης εργασίας στη μνήμη RAM, πρέπει να την εκτελέσετε διανομήπόρους μηχανής, ιδιαίτερα τη μνήμη RAM, μεταξύ των στοιχείων των εργασιών που επιλύονται ταυτόχρονα (κατ' αρχήν, η μνήμη RAM μπορεί να μην είναι αρκετή για την επίλυση ενός πολύπλοκου προβλήματος). Κατά την προετοιμασία προγραμμάτων, χρησιμοποιούνται διευθύνσεις υπό όρους, οι οποίες στη συνέχεια πρέπει να συνδεθούν σε μια συγκεκριμένη θέση στη μνήμη. Η εκχώρηση μνήμης μπορεί να γίνει είτε σε στατικόςλειτουργία πριν φορτώσετε το πρόγραμμα στο OP ή στο δυναμικόςλειτουργία αυτόματα κατά τη φόρτωση του προγράμματος. Η εκχώρηση στατικής μνήμης απαιτεί πολύ κόπο, επομένως χρησιμοποιείται σπάνια. Εάν είναι προφανές ότι η πραγματική μνήμη είναι μικρότερη από τον χώρο διευθύνσεων που απαιτείται από το πρόγραμμα, ο προγραμματιστής μπορεί χειροκίνητα να σπάσει το πρόγραμμα σε μέρη που καλούνται στο OP όπως απαιτείται - να δημιουργήσει επικάλυμμαδομή του προγράμματος. Συνήθως, χρησιμοποιείται η λειτουργία δυναμικής εκχώρησης μνήμης.

Κατά τη δυναμική εκχώρηση μνήμης σε περίπτωση ανεπαρκούς χωρητικότητας OP, είναι χρήσιμο να χρησιμοποιείται εικονική μνήμη.Στη λειτουργία εικονικής μνήμης, ο χρήστης δεν ασχολείται με τη φυσική RAM που είναι πραγματικά διαθέσιμη στον υπολογιστή, αλλά με πραγματικόςχωρίς (φαινομενική) μνήμη ενός επιπέδου,του οποίου η χωρητικότητα είναι ίση με ολόκληρο τον χώρο διευθύνσεων του μικροεπεξεργαστή. Σε όλα τα στάδια προετοιμασίας του προγράμματος, συμπεριλαμβανομένης της φόρτωσής του στη μνήμη RAM, το πρόγραμμα χρησιμοποιεί εικονικές διευθύνσεις και μόνο όταν εκτελείται απευθείας η εντολή μηχανής, οι εικονικές διευθύνσεις μετατρέπονται σε πραγματικές φυσικές διευθύνσεις του OP. Στην πραγματικότητα, το πρόγραμμα μπορεί να βρίσκεται εν μέρει στη μνήμη RAM, εν μέρει στην εξωτερική μνήμη. Η τεχνολογία οργάνωσης εικονικής μνήμης είναι η εξής. Η φυσική μνήμη RAM και ο δίσκος (που εμπλέκονται στην εργασία) και η εικονική μνήμη χωρίζονται σε σελίδες ίδιου μεγέθους, 4 KB η καθεμία. Στις σελίδες εικονικής και φυσικής μνήμης εκχωρούνται αριθμοί που παραμένουν ίδιοι για όλη την περίοδο επίλυσης του προβλήματος. Το λειτουργικό σύστημα δημιουργεί δύο πίνακες:

□ σελίδες εικονικής μνήμης.

□ φυσική τοποθέτηση σελίδων,

και δημιουργεί λογικές συνδέσεις μεταξύ τους (Εικ. 6.2).

Το σχήμα δείχνει ότι οι φυσικές σελίδες μπορούν να εντοπιστούν την τρέχουσα στιγμή τόσο στη μνήμη RAM όσο και στην εξωτερική μνήμη. Από την εξωτερική μνήμη, οι εικονικές σελίδες μετακινούνται αυτόματα στη λειτουργική μνήμη μόνο όταν γίνεται πρόσβαση σε αυτές. Ταυτόχρονα αντικαθιστούν ήδη χρησιμοποιημένες σελίδες. Οι πίνακες σελίδων για κάθε πρόγραμμα δημιουργούνται από το λειτουργικό σύστημα κατά την εκχώρηση μνήμης και τροποποιούνται κάθε φορά που οι φυσικές σελίδες μετακινούνται από τη VRAM στη μνήμη RAM. Η εικονική μνήμη μπορεί να είναι

και οργάνωση σελίδας τμήματος. Σε αυτήν την περίπτωση, η εικονική μνήμη χωρίζεται πρώτα σε τμήματα και μέσα σε αυτά σε σελίδες. Η αρχή της οργάνωσης μιας τέτοιας μνήμης είναι παρόμοια με αυτή που συζητήθηκε παραπάνω.

	Πίνακας σελίδων φυσικής μνήμης
Βρίσκεται στη μνήμη	Φυσική σελίδα αρ.

Ρύζι. 6.2.Πίνακας σελίδων

«Επιστημονικά και τεχνικά άρθρα»- επιλογή επιστημονικά και τεχνικά άρθρα ραδιοηλεκτρονικήΘέματα: νέα προϊόντα ηλεκτρονικά εξαρτήματαεπιστημονικές εξελίξεις στον τομέα της ραδιομηχανικής και της ηλεκτρονικής, άρθραΜε ιστορίαανάπτυξη ραδιομηχανικής και ηλεκτρονικών, νέο τεχνολογίεςκαι οι μέθοδοι κατασκευής και ανάπτυξη ραδιοηλεκτρονικήσυσκευές, πολλά υποσχόμενες τεχνολογίεςμέλλον, πτυχές και δυναμική ανάπτυξης όλων των τομέων της ραδιομηχανικής και της ηλεκτρονικής, κριτικές εκθέσεων ραδιοηλεκτρονικήθέματα.

Η εταιρεία AMIC Technology είναι ήδη αρκετά γνωστή στη ρωσική αγορά τσιπ μνήμης. Ως οπαδός του διάσημου Ομίλου UMC, η AMIC Technology συνεχίζει να οδηγεί στην κορυφή του κύματος στην παραγωγή μιας πλήρους σειράς προϊόντων μνήμης. Όσον αφορά τη χρήση τσιπ μνήμης, δεν έχει νόημα να μιλάμε πολύ για αυτό - χρησιμοποιείται παντού. Και αν όλα είναι λίγο πολύ ξεκάθαρα με τη μόνιμη μνήμη, τότε η επιλογή της μνήμης RAM είναι μια μάλλον δύσκολη δουλειά. Όσο υπάρχει το μικροκύκλωμα, το ερώτημα παραμένει για όσο διάστημα είναι καλύτερο - αργή, δύσκολη στη διαχείριση, αλλά φθηνή δυναμική μνήμη ή γρήγορη, απευθείας διασύνδεση με τον επεξεργαστή, αλλά ακριβή στατική μνήμη; Ίσως υπάρχει τώρα μια συμβιβαστική λύση.

Πώς λειτουργεί η στατική μνήμη

Η στατική μνήμη ονομάζεται στατική ακριβώς επειδή οι πληροφορίες σε αυτήν είναι «στατικές», δηλαδή ό,τι βάζω εκεί, θα το παίρνω από εκεί μετά από οποιοδήποτε χρονικό διάστημα. Αυτή η στατικότητα επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας μια συμβατική σκανδάλη ως βασικό στοιχείο, συναρμολογημένη, για παράδειγμα, σε ένα ζεύγος τρανζίστορ.

Οι διασταυρώσεις P-N των τρανζίστορ, στις οποίες εφαρμόζεται σταθερή πόλωση, συγκρατούν αξιόπιστα τη διαφορά δυναμικού, είτε ισχύς είτε γείωσης (χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η πτώση τάσης στην ίδια τη διασταύρωση), και είναι δυνατές μόνο δύο σταθερές καταστάσεις, που ονομάζονται συμβατικά "0" και «1». Τα τρανζίστορ βρίσκονται σε ένα υπόστρωμα πυριτίου, μέσα στο οποίο σχηματίζονται συνδέσεις P-N.

Έτσι, το απλούστερο στοιχείο στατικής μνήμης με χωρητικότητα 1 bit μπορεί να θεωρηθεί ως flip-flop χτισμένο σε τέσσερις διασταυρώσεις P-N. Τώρα, εάν αυτοί οι εναύσματα ταξινομηθούν, ας πούμε, σε 8, και εξάγεται ένα σκέλος αποκωδικοποιητή 3x8 σε καθένα από αυτά, τότε θα λάβετε ένα απλό κελί μνήμης χωρητικότητας 1 byte, το οποίο μπορεί ήδη να αντιμετωπιστεί στέλνοντας την αντίστοιχη τιμή στον αποκωδικοποιητή. Δημιουργώντας μια σειρά τέτοιων αποκρυπτογραφητών και εφαρμόζοντας έναν αποκωδικοποιητή υψηλότερης τάξης σε αυτήν, θα αποκτήσουμε ήδη ένα ολοκληρωμένο τσιπ στατικής μνήμης. Η ταχύτητα ανάκτησης δεδομένων από τη στατική μνήμη θα καθοριστεί μόνο από το χρόνο της μεταβατικής διαδικασίας στους ημιαγωγούς και αυτή η ταχύτητα είναι αρκετά υψηλή. Επομένως, ο χρόνος πρόσβασης στη στατική μνήμη υπολογίζεται σε μονάδες νανοδευτερόλεπτων. Όσον αφορά την κατανάλωση ρεύματος, θα προσδιορίζεται κυρίως από το ρεύμα μέσω των κόμβων P-N. Και τέλος, η πιο ελκυστική πτυχή της στατικής μνήμης είναι η δυνατότητα άμεσης διασύνδεσης με τον επεξεργαστή, αφού η διευθυνσιοδότηση πραγματοποιείται απευθείας μέσω του διαύλου διευθύνσεων που υποδεικνύει τον αριθμό κελιού (διεύθυνση).

Παρά όλα τα πλεονεκτήματα, η στατική μνήμη έχει ορισμένα σοβαρά μειονεκτήματα. Τι θα συμβεί αν θέλουμε να φτιάξουμε στατική μνήμη πολύ μεγάλου μεγέθους; Για να γίνει αυτό, εκτός από την εγκατάσταση ενός τεράστιου αριθμού σκανδαλισμών, πρέπει να διαχειριστείτε με κάποιο τρόπο έναν αποκωδικοποιητή για έναν τεράστιο αριθμό ακίδων. Δεν είναι μυστικό ότι η πολυπλοκότητα του αποκωδικοποιητή αυξάνεται με τον αριθμό των διευθυνσιοδοτούμενων αντικειμένων. Ένας αποκωδικοποιητής 1x2 εκτελείται σε ένα flip-flop με άμεσες και αντίστροφες εξόδους, 2x4, ήδη σε 4 στοιχεία, αλλά δοκιμάστε να φτιάξετε έναν αποκωδικοποιητή 10x1024! Και αυτό είναι μόνο 1 kilobit! Χρησιμοποιούνται διαδοχικοί αποκρυπτογραφητές, αλλά η ταχύτητα υποφέρει ως αποτέλεσμα. Φυσικά, μπορείτε να κάνετε τα πάντα, αλλά πρέπει να πληρώσετε για αυτό, κάτι που αποδεικνύεται από το κόστος της γρήγορης στατικής μνήμης μεγάλης χωρητικότητας.

Πώς λειτουργεί η δυναμική μνήμη

Ο Michael Faraday, ενώ διεξήγαγε πειράματα σχετικά με τη διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος μέσω ενός πυκνωτή, παρατήρησε ότι ο τελευταίος ήταν ικανός να αποθηκεύει πληροφορίες σχετικά με τις αρχικές συνθήκες. Αυτή η ιδιότητα ενός πυκνωτή, ή απλώς της χωρητικότητας, χρησιμοποιείται κατά την κατασκευή ενός στοιχείου δυναμικής μνήμης. Θεωρήστε έναν αφόρτιστο πυκνωτή όταν η διαφορά δυναμικού μεταξύ των ακροδεκτών του είναι μηδέν. Ας εφαρμόσουμε μια τάση ίση με την τάση τροφοδοσίας στον πυκνωτή για κάποιο χρονικό διάστημα. Τι σημαίνει «για λίγο»; Και αυτός είναι ο χρόνος κατά τον οποίο η φόρτιση θα έχει χρόνο να ρέει από τους ακροδέκτες εισόδου στις πλάκες πυκνωτών. Μετά από αυτό το διάστημα, αποσυνδέουμε τον πυκνωτή από την πηγή μας. Θεωρητικά, αυτός ο πυκνωτής θα αποθηκεύει την τάση μας επ' αόριστον, οπότε γίνεται παρόμοιος με ένα flip-flop με δύο τρανζίστορ.

Όλα αυτά θα ήταν καλά αν δεν ήταν η πραγματική ζωή. Ένα φιλμ οξειδίου κάποιου μετάλλου (ας πούμε, αλουμινίου) χρησιμοποιείται ως διηλεκτρικό. Αυτό το διηλεκτρικό φιλμ έχει, αν και χαμηλή, αγωγιμότητα, και ως εκ τούτου, ο πυκνωτής αρχίζει να εκφορτίζεται μέσω αυτού του φιλμ οξειδίου, απελευθερώνοντας έτσι θερμότητα πάνω του και χάνοντας πληροφορίες. Μόλις η τάση στον πυκνωτή φτάσει στην ελάχιστη επιτρεπόμενη τιμή, επανασυνδέουμε την τάση τροφοδοσίας μας στον πυκνωτή και τη φορτίζουμε ξανά, μετά την οποία αφαιρούμε τους ακροδέκτες. Αυτή η διαδικασία είναι η γνωστή και μισητή διαδικασία για την αναγέννηση της δυναμικής μνήμης, η οποία εκτελείται από τον ελεγκτή δυναμικής μνήμης κάθε συγκεκριμένη χρονική περίοδο.

Για την αντιμετώπιση της δυναμικής μνήμης, δεν χρησιμοποιούνται άμεσα σήματα διεύθυνσης επεξεργαστή, αλλά σήματα διεύθυνσης επεξεργαστή που περνούν μέσω του ελεγκτή δυναμικής μνήμης και επίσης σήματα CAS και RAS που παράγονται από τον ελεγκτή. Η δυναμική μνήμη έχει μια δομή μήτρας και το σήμα CAS κλείνει το δείγμα μιας στήλης και το σήμα RAS πυλώνει το δείγμα μιας γραμμής σε αυτήν τη στήλη. Χωρίς σήματα CAS και RAS, η δυναμική μνήμη καθίσταται άχρηστη, καθώς μπορεί να αποθηκεύσει πληροφορίες χωρίς αναγέννηση μόνο για λίγα μικροδευτερόλεπτα. Με την πρώτη ματιά, τα πάντα σχετικά με τη δυναμική μνήμη είναι άσχημα: η χρήση εξωτερικού ελεγκτή και η πολυπλοκότητα της διαχείρισης. Υπάρχουν όμως και σημαντικά πλεονεκτήματα. Είναι πολύ πιο εύκολο να δημιουργήσετε μια μήτρα πυκνωτών από μια μήτρα από flip-flops, αρκεί να "εισάγετε" διηλεκτρικά στις σωστές θέσεις, πράγμα που σημαίνει ότι η δυναμική μνήμη θα είναι πολύ φθηνότερη από τη στατική μνήμη. Εάν χρειάζεται να δημιουργήσετε μια μεγάλη δυναμική μνήμη, δεν υπάρχει επίσης πρόβλημα, πρέπει να "εισάγετε" διηλεκτρικά πιο συχνά και να αναπαράγετε πιο γρήγορα. Επομένως, η δυναμική μνήμη έχει γίνει πιο διαδεδομένη από τη στατική μνήμη.

Δυναμικός πυρήνας + στατική διεπαφή = SuperRAM

Κάποτε όλα τα όνειρα γίνονται πραγματικότητα. Ένα άτομο ονειρευόταν να αποκτήσει δυναμική μνήμη με στατική διεπαφή - και πήρε SuperRAM από την AMIC Technology. Η ιδέα εδώ είναι εξαιρετικά απλή. Εάν απαιτείται πρόσθετος ελεγκτής για τη διαχείριση της δυναμικής μνήμης, τότε γιατί να μην τον ενσωματώσετε στο ίδιο το τσιπ μνήμης. Ο αναγνώστης εύλογα θα αναρωτηθεί: γιατί είναι αυτό απαραίτητο; Τελικά, οι σύγχρονοι μικροεπεξεργαστές και μικροελεγκτές έχουν δυναμικές διεπαφές μνήμης; Απαντώ: ναι, έχετε δίκιο, αλλά οι μικροελεγκτές που έχουν αυτή τη διεπαφή ξεχωρίζουν έντονα σε τιμή, φυσικά στην υψηλότερη πλευρά. Επιπλέον, στη συντριπτική πλειονότητα των περιπτώσεων, αυτοί είναι επεξεργαστές 32 bit που λειτουργούν σε υψηλές ταχύτητες ρολογιού και η χρήση δυναμικής μνήμης για αυτούς είναι τουλάχιστον ανέφικτη (εκτός, φυσικά, εάν απαιτούνται μεγάλες ποσότητες). Τρίτον: οι περισσότερες εφαρμογές εξακολουθούν να παραμένουν οκτώ και δεκαέξι bit, όπου δεν υπάρχει ελεγκτής DRAM και η απόδοση είναι κατάλληλη, αλλά η ποσότητα της μνήμης είναι συχνά πολύ σημαντική. Ακριβώς για τέτοιες εφαρμογές υπάρχει η SuperRAM της AMIC Technology.

Η λειτουργία μιας τέτοιας μνήμης είναι αρκετά απλή. Η διαδικασία αναγέννησης του δυναμικού πυρήνα SuperRAM λαμβάνει χώρα αυτόματα μετά την παρέλευση ορισμένου χρόνου (όταν οι τιμές τάσης στους πυκνωτές πέφτουν κάτω από τις κρίσιμες τιμές) και η πύλη εμφανίζεται συνεχώς. Όταν ο επεξεργαστής ζητά ένα συγκεκριμένο κελί, η διεύθυνσή του έρχεται στο buffer εισόδου του τσιπ SuperRAM. Και στη συνέχεια, με το πρώτο κιόλας σήμα στροβοσκοπίου, αποστέλλεται στον πυρήνα SuperRAM, από τον οποίο λαμβάνονται δείγματα τιμών. Δεν έχει σημασία για τον επεξεργαστή ότι η δυναμική μνήμη είναι συνδεδεμένη με αυτόν, όπως και με λιγότερο γρήγορη στατική μνήμη. Τα πλεονεκτήματα της SuperRAM είναι προφανή: άμεση διασύνδεση με απολύτως οποιονδήποτε επεξεργαστή ή συσκευή που διαθέτει δίαυλο δεδομένων, διευθύνσεις και σήματα επιλογής και εγγραφής, δεν χρειάζεται να συνδέσετε πρόσθετο ελεγκτή που εκτελεί αναγέννηση, μεγάλος όγκος λόγω της παρουσίας δυναμικού πυρήνα , χαμηλό κόστος. Για παράδειγμα, εδώ είναι τα τεχνικά χαρακτηριστικά ενός από τους τελευταίους εκπροσώπους της οικογένειας SuperRAM από την AMIC Technology - το τσιπ A64E16161:

1. Όγκος: 32 Mbit, οργανωμένος από 2 Mx 16 bit.
2. Χρόνος πρόσβασης στη διεύθυνση: 70 ns.
3. Χρόνος πρόσβασης σελίδας: 25 ns.
4. Ρεύμα λειτουργίας 20 mA, ρεύμα κατάστασης αναμονής 10 μA.
5. Πλήρως συμβατό με τη διεπαφή SRAM. Δεν απαιτείται αναγέννηση ή πύλη.
6. Τάση τροφοδοσίας από 1,65 έως 2,2 V.

Το μέλλον της SuperRAM

Το να λέμε ότι μια τέτοια λύση έχει μέλλον σημαίνει να μην λέμε τίποτα. Τώρα η AMIC Technology έχει φτάσει στο ορόσημο των 32 Mbit, αλλά δεν σκοπεύει να σταματήσει εκεί. Ήδη στις αρχές του 2004, χρησιμοποιώντας τεχνολογία 0,13 micron, σχεδιάζεται να ξεκινήσει η μαζική παραγωγή μικροκυκλωμάτων της σειράς SuperRAM χωρητικότητας 64 Mbit. Ο χρόνος πρόσβασης θα μειωθεί επίσης σημαντικά και η παροχή ρεύματος 2,0 V για τσιπ μνήμης είναι ένα από τα προηγμένα χαρακτηριστικά. Όσον αφορά τις δυνατότητες και το κόστος τους, τέτοια προϊόντα μπορούν να ανταγωνιστούν τις υπάρχουσες μονάδες μνήμης, όπως SIMM, DIMM, SDRAM και ακόμη και DDR, κάτι που είναι σημαντικό κατά το σχεδιασμό συστημάτων νέας γενιάς.