3.4 Контрольные вопросы

1. Для чего нужен префикс ptr ?

2. В чем отличие команд mov ax, mass и lea ax, mass?

3. В чем отличие команд mov ax, bx и mov ax, [bx]?

4. В чем отличие команд mov ax, [bp] и mov ax, [bx]?

5. В чем отличие команд mov ax, [bx+2] и mov ax [bx]+2?

6. В чем отличие команд mov ax, [bx][si] и mov ax, [si][bx]?

7. Какие существуют разновидности инструкции jmp?

8. Как организовать межсегментную передачу управления?

9. Напишите фрагмент программы условного перехода к метке, лежащей от самого перехода на расстоянии 257 байт.

10. Для организации каких вычислений служат каманды loop, loope, loopne?

11. Модифицирует ли какие-нибудь регистры команда loop?

12. Можно ли организовать цикл по счетчику, не используя команды loop?

13. Можно ли организовать цикл while с помощью одной из команд loop?

Описание лабораторной работы № 5

Установка озу

по дисциплине «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем»

для специальности: «Техническое обслуживание средств вычислительной техники и компьютерных сетей»

Цель работы: Получить практические навыки установки ОЗУ различных типов на компьютер.

Краткая теория:

Элементы оперативной памяти типа DRAM конструктивно выполняют либо в виде отдельных микросхем в отдельных корпусах типа DIP, либо в виде модулей памяти типа: SIP (Single In-Line Package), SIMM (Single In-line Memory Module), DIMM (Dual In-line Memory Module), RIMM (Rambus In-line Memory Module). Микросхемы в корпусах типа DIP выпускались до использования модулей памяти. Эти микросхемы имеют два ряда контактов, расположенных вдоль длинных сторон чипа и загнутых вниз.

Различные корпуса DRAM. Сверху вниз: DIP, SIP, SIMM (30-контактный), SIMM (72-контактный), DIMM (168-контактный), DIMM (184-контактный, DDR)

1. Модули SIP. Модули типа SIP представляют собой прямоугольные платы с контактами в виде маленьких штырьков. Этот тип памяти в настоящее время практически не используется, так как был вытеснен модулями памяти типа SIMM.

2. Модули SIMM. Модули типа SIMM представляют собой прямоугольную плату с контактной полосой вдоль одной из сторон, модули фиксируется в разъеме поворотом с помощью защелок. Наиболее распространены 30- и 72-контактные SIMM. Широкое распространение нашли SIMM на 4, 8, 16, 32 и даже 64 Мбайт. SIMM (англ. Single In-line Memory Module) — модули памяти с однорядным расположением выводов, широко применявшиеся в компьютерных системах в 1990-е годы. Имели несколько модификаций, среди которых наибольшее распространение получили три. Первая — 30-контактный модуль, имевший объем от 256 КБайт до 16 МБайт и восьмиразрядную шину данных, дополняемую (иногда) девятой линией контроля четности памяти. Применялся в 286, 386 машинах. В случае процессоров 286, 386SX модули ставились парами, на 386DX — по четыре штуки одинаковой емкости.С приходом 486 машин, для которых эти модули надо было бы ставить по четыре (как минимум) штуки был вытеснен 72-контактным модулем SIMM, который, по существу, объединил на себе 4 30-контактных модуля с общими линиями адреса и раздельными линиями данных. Таким образом, модуль становится 32-разрядным и достаточно всего одного модуля. Объем от 1 МБайт до 128 МБайт. С появлением Pentium, по причине низкого быстродействия динамической памяти SIMM-модулей, их спецификация претерпела изменения, в результате чего более новые модули (их называли EDO) стали несовместимы со старыми (FPM), обладая немного большим быстродействием. Платы Pentium, как правило, поддерживали оба типа памяти, в то время как большинство 486 машин поддерживали только старый (FPM) тип. Отличить по внешнему виду их было невозможно и только «метод научного тыка» помогал определить их тип. Установка «неправильного» типа памяти не приводила к неисправностям — система просто не видела памяти. Так как на платах Pentium с 64-разрядной шиной данных уже 72-контактные модули потребовалось ставить парами, постепенно и их попарно «объединили», результатом чего стало появлением первых модулей DIMM.

   1. 30-контактные модули

      1. Разрядность шины данных: 8 бит (9 бит у модулей с контролем четности)

      2. Тип применяемых микросхем динамической памяти: FPM

      3. Стандартные значения объема памяти модулей: 256 Кб, 1 Мб, 4 Мб, 16 Мб

      4. Шаг расположения контактных площадок — 0,1"

      5. Модули типа SIPP имеют аналогичное назначение контактов и отличаются только конструктивно (контактные штырьки вместо контактных площадок)

   2. 72-контактные модули

      1. Разрядность шины данных: 32 бита (36 бит у модулей с контролем четности)

      2. Тип применяемых микросхем динамической памяти: FPM, EDO

      3. Стандартные значения объема памяти модулей: 1 Мб, 2 Мб, 4 Мб, 8 Мб, 16 Мб, 32 Мб, 64 Мб, 128 Мб

      4. Шаг расположения контактных площадок — 0,05"; между выводами 36 и 37 увеличенное расстояние и вырез (ключ)

3. Модули DIMM Модули типа DIMM наиболее распространены в виде 168-контактных модулей, устанавливаемых в разъём вертикально и фиксируемых защёлками. В портативных устройствах широко применяются SO DIMM — разновидность DIMM малого размера (англ. SO — small outline), они предназначены в первую очередь для портативных компьютеров. Наиболее часто встречаются 72- и 144-контактные модули типа SO DIMM. Память типа DDR SDRAM выпускается в виде 184-контактных DIMM-модулей, а для памяти типа DDR2 SDRAM выпускаются 240-контактные модули. DIMM (англ. Dual In-line Memory Module, двухсторонний модуль памяти) — форм-фактор модулей памяти DRAM. Данный форм-фактор пришёл на смену SIMM. Основным отличием DIMM является то, что контакты, расположенные на разных сторонах модуля являются независимыми, в отличии от SIMM, где симметричные контакты, расположенные на разных сторонах модуля, замкнуты между собой и передают одни и те же сигналы. Кроме того, DIMM имеет 64 (без контроля четности) или 72 (с контролем по четности или коду ECC) линии передачи данных, в отличии от SIMM c 32 линиями. Появлению форм-фактора DIMM способствовало появление процессора Pentium, который имел 64-разрядную шину данных.

4. DDR SDRAM (от англ. Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory — удвоенная скорость передачи данных синхронной памяти с произвольным доступом) — тип оперативной памяти, используемой в компьютерах. При использовании DDR SDRAM достигается большая полоса пропускания, нежели в обыкновенной SDRAM, за счет передачи данных фронтe и срезу сигнала. За счет этого фактически почти удваивается скорость передачи данных, не увеличивая при этом частоты шины памяти. Таким образом, при работе DDR на частоте 100 МГц мы получим эффективную частоту 200МГц (при сравнении с аналогом SDR SDRAM). В спецификации JEDEC есть замечание, что использовать термин «МГц» в DDR некорректно, правильно указывать скорость «миллионах передач в секунду через один вывод данных».Ширина шины памяти составляет 64 бита, то есть по шине за один такт одновременно передается 8 байт. В результате получаем следующую формулу для расчета максимальной скорости передачи для заданного типа памяти: тактовая частота шины памяти x 2 (передача данных дважды за такт) x 8 (число байтов передающихся за один такт). Например, чтобы обеспечить передачу данных дважды за такт, используется специальная архитектура «2n Prefetch». Внутренняя шина данных имеет ширину в два раза больше внешней. При передаче данных сначала передаётся первая половина шины данных по переднему фронту тактового сигнала, а затем вторая половина шины данных по срезу. Кроме передачи двух данных за такт, DDR SDRAM имеет несколько других принципиальных отличий от простой памяти SDRAM. В основном они являются технологическими. Например, был добавлен сигнал QDS, который располагается на печатной плате вместе с линиями данных. По нему происходит синхронизация при передаче данных. Если используется два модуля памяти, то данные от них приходят к контроллеру памяти с небольшой разницей из-за разного расстояния. Возникает проблема в выборе синхросигнала для их считывания. Использование QDS успешно это решает. JEDEC устанавливает стандарты для скоростей DDR SDRAM, разделённые на две части: первая чипов памяти, а вторая для модулей памяти, на которых, собственно, и размещаются чип. Модули DDR SDRAM выполнены в форм-факторе DIMM. На каждом модуле расположено несколько одинаковых чипов памяти и конфигурационный чип SPD. На модулях регистровой (registered) памяти также располагаются регистровые чипы, на модулях нерегистровой (небуферизованной, unbuffered) памяти их нет.

Спецификация модулей памяти.

	Тактовая частота шины памяти	Максимальная теоретическая пропускная способность памяти
		в одноканальном режиме	в двухканальном режиме
PC1600*
(DDR200)	100 МГц	1600 Мбайт/сек	3200 Мбайт/сек
PC2100*
(DDR266)	133 МГц	2133 Мбайт/сек	4267 Мбайт/сек
PC2400
(DDR300)	150 МГц	2400 Мбайт/сек	4800 Мбайт/сек
PC2700*
(DDR333)	166 МГц	2667 Мбайт/сек	5333 Мбайт/сек
PC3200*
(DDR400)	200 МГц	3200 Мбайт/сек	6400 Мбайт/сек
PC3500
(DDR433)	217 МГц	3467 Мбайт/сек	6933 Мбайт/сек
PC3700
(DDR466)	233 МГц	3733 Мбайт/сек	7467 Мбайт/сек
PC4000
(DDR500)	250 МГц	4000 Мбайт/сек	8000 Мбайт/сек
PC4300
(DDR533)	267 МГц	4267 Мбайт/сек	8533 Мбайт/сек

Примечание 1: стандарты, помеченные символом «*», официально сертифицированы JEDEC. Остальные типы памяти не сертифицированы JEDEC, хотя их и выпускают многие производители памяти, а большинство выпускаемых сейчас материнских плат поддерживают данные типы памяти.

Примечание 2: выпускаются модули памяти работающие и на более высоких частотах, но эти модули не пользуются большим спросом и выпускаются в малом объеме, кроме того, они имеют высокую цену и с точки зрения производителя невыгодны.

Размеры модулей также стандартизированы JEDEC.

5. DDR2 SDRAM (от англ. double-data-rate two synchronous dynamic random access memory — удвоенная скорость передачи данных синхронной памяти с произвольным доступом) — это тип оперативной памяти используемой в компьютерах. Как и DDR SDRAM, DDR2 SDRAM использует передачу данных по обоим срезам тактового сигнала, за счёт чего при такой же частоте шины памяти, как и в обычной SDRAM, можно фактически удвоить скорость передачи данных (например, при работе DDR2 на частоте 100 МГц эффективная частота получается 200 МГц). Основное отличие DDR2 от DDR - вдвое большая частота работы шины, по которой данные передаются в буфер микросхемы памяти. При этом работа самого чипа осталась такой-же, что и в просто DDR, т.е. с теми-же задержками, но при большей скорости передачи информации. DDR2 не является обратно совместимой с DDR, поэтому ключ на модулях DDR2 расположен в другом месте по сравнению с DDR и вставить модуль DDR2 в разъём DDR, не повредив последний, невозможно. Для использования в ПК, DDR2 SDRAM поставляется в модулях DIMM с 240 контактами и одним ключом (пробелом в полосе контактов). DIMM'ы различаются по максимальной скорости передачи данных (часто называемой пропускной способностью)

Модули DDR2

Название модуля	Частота шины	Тип чипа	Пиковая скорость передачи данных
PC2-3200	200 МГц	DDR2-400	3,200 ГиБ/с
PC2-4200	266 МГц	DDR2-533	4,200 ГиБ/с
PC2-5300	333 МГц	DDR2-667	5,300 ГиБ/с1
PC2-5400	337 МГц	DDR2-675	5,400 ГиБ/с
PC2-5600	350 МГц	DDR2-700	5,600 ГиБ/с
PC2-5700	355 МГц	DDR2-711	5700 ГиБ/с
PC2-6000	375 МГц	DDR2-750	6000 ГиБ/с
PC2-6400	400 МГц	DDR2-800	6,400 ГиБ/с
PC2-7100	444 МГц	DDR2-888	7,100 ГиБ/с
PC2-7200	450 МГц	DDR2-900	7,200 ГиБ/с
PC2-8000	500 МГц	DDR2-1000	8000 ГиБ/с
PC2-8500	533 МГц	DDR2-1066	8,500 ГиБ/с
PC2-9200	575 МГц	DDR2-1150	9,200 ГиБ/с

6. DDR3 SDRAM (от англ. double-data-rate three synchronous dynamic random access memory — удвоенная скорость передачи данных синхронной памяти с произвольным доступом) — это тип оперативной памяти используемой в компьютерах, разработанный как последователь DDR2 SDRAM.DDR3 обещает сокращение потребления энергии на 40% по сравнению с модулями DDR2, благодаря применению 90-нм технологии производства, что позволяет снизить эксплуатационные токи и напряжения (1,5 В, по сравнению с 1,8 В для DDR2 и 2,5 В для DDR). "Dual-gate" транзисторы будут использоваться для сокращения утечки тока.

   1. Возможности DDR3 SDRAM компонентов:

      1. Появление контакта асинхронного сброса

      2. Support of system level flight time compensation

      3. On- DIMM Mirror friendly DRAM ballout

      4. Introduction of CWL (CAS Write Latency) per speed bin

      5. Встроенная калибровка портов ввода/вывода

      6. Калибровка READ и WRITE модулей

      7. Определение адресов и команд непосредственно в контроллере модуля (fly-by)

      8. Высокоточные резисторы в цепях калибровки.

   2. Преимущества по сравнению с DDR2

      1. Более высокая полоса пропускания (до 1600 МГц).

      2. Увеличенная эффективность при малом энергопотреблении.

      3. Более длительное время работы батарей в ноутбуках.

      4. Расширение малой мощности и особенностей тепловой конструкции

   3. Недостатки по сравнению с DDR2

      1. Обычно более высокая CAS-латентность.

      2. Низкий MFIBS на четвертом цикле.

7. Модули RIMM. Модули типа RIMM менее распространены, в таких модулях выпускается память типа Direct RDRAM. Они представлены 184-контактными прямоугольными платами, которые обязательно должны устанавливаться только в парах, а пустые разъёмы на материнской плате занимаются специальными заглушками. Это связано с особенностями конструкции таких модулей. RDRAM — cтандарт оперативной памяти, разработанный компанией Rambus в сотрудничестве с Intel в 1996 году. Высокие частоты памяти обеспечивали 99 % загрузку канала, в то время, когда у конкурирующих стандартов загрузка достигала максимум 70 %. Пропускная способность памяти 1 Гб\с, а позже и фантастические 4 Гб\с. Право использовать RDRAM-планки лицензировали такие компании, как LG Semicon, Samsung, Mitsubishi. Позже к ним присоединилась компания AMD. К концу лета 1999 года, у компании Intel было несколько готовых материнских плат на Intel 820 от крупнейших тайванских производителей. На сентябрьском IDF процессорный гигант вновь продемонстрировал рабочую систему с RDRAM 800 МГц. За две недели до выхода платформы Intel 820 в интернете появились спецификации новых моделей материнских плат ASUS, AOpen, ABIT и Chaintech. Но за два дня до презентации чипсета компания Intel перенесла его представление в связи с обнаружением в нем ошибки — т. н. memory bit error. Потери компаний, по приблизительным оценкам составили около 100 млн долларов США.

Алгоритм демонтажа модулей оперативной памяти:

1. Полностью обесточить компьютер.

2. Отсоединить от системного блока кабели внешних устройств и электрический кабель

3. Снять кожух (левую панель или крышку) системного блока (в зависимости от его конфигурации и форм – фактора).

4. При необходимости отсоединить и снять электрические и информационные шлейфы устройств, мешающих доступу к модулям оперативной памяти (в некоторых случаях приходится снять дисковые накопители или видекарту).

5. Демонтировать, при наличии, систему дополнительного охлаждения (куллер и радиатор, отсоединить питания куллера). Если установлена система водного охлаждения произвести ее демонтаж согласно руководству по ее установки.

6. При возможности надеть заземляющий браслет

7. Удалить планки памяти:

   1. Для микросхем DIP раскачивая микросхему вдоль корпуса поднять ее вверх, не прилагая значительных физических усилий

   2. Для модулей SIP, имеющих штырьковые контакты, раскачивая модуль вдоль корпуса поднять его вверх, не прилагая значительных физических усилий

   3. Для модулей SIMM 30 и 72х контактных, необходимо снимать планки начиная с последней (внешней). Для этого отвести в стороны металлические зажимы удерживающие планку по бокам, затем наклонить модуль в сторону – противоположную другим установленным планкам (от них). После этого извлечь модуль

   4. Для модулей DIMM и RIMM всех моделей необходимо освободить пластиковые зажимы на торцах разъема под оперативную память и извлечь планку памяти

Алгоритм установки модулей оперативной памяти:

1. При возможности надеть заземляющий браслет

2. Убедитесь что ваша материнская плата поддерживает тот объем оперативной памяти, который вы собрались установить и соответствует ли она поддерживаемым типам памяти.

3. Установить планки памяти:

   1. Для микросхем DIP надавливая на корпус микросхемы сверху установить ее в сокет не прилагая значительных физических усилий

   2. Для модулей SIP, имеющих штырьковые контакты, надавливая на корпус сверху, под углом 90° к поверхности материнской платы, установить ее в сокет не прилагая значительных физических усилий

   3. Для модулей SIMM 30 и 72х контактных, необходимо устанавливать планки начиная с первой (внутренней). Для этого установить модуль в слот под наклоном, а затем поднять его в вертикальное положение до фиксации боковыми металлическими зажимами. Аналогично следующие модули.

   4. Для модулей DIMM и RIMM всех моделей необходимо установить модуль в слот в соответствии с ключом и зафиксировать его ластиковыми зажимами на торцах разъема под оперативную память. Для модулей DDR, DDR2 и DDR3 необходимо учитывать режим Dual Channel – для него надо устанавливать планки памяти с одинаковыми параметрами через слот или занимать все 4 слота одинаковыми по параметрам планками (разрешается только попарно отличие в объеме – например 2*521мб. + 2*1024мб.) В случае использования модулей RIMM необходимо заполнять либо все слоты, либо в свободные слоты устанавливать специальные заглушки.

4. Для всех типов модулей, особенно на переходных материнских платах, поддерживающих 2 типа оперативной памяти ОБЯЗАТЕЛЬНО! надо ознакомится с описанием для безошибочной установки модулей памяти.

5. При необходимости сконфигурировать параметры работы и объем оперативной памяти с помощью джамперов на материнской плате (актуальной для модулей DIP, SIP, SIMM)

6. Установить, при наличии, систему охлаждения (куллер и радиатор, подключить питание куллера). Если установлена система водного охлаждения произвести ее монтаж согласно руководству по ее установки.

7. При необходимости присоединить и надеть электрические и информационные шлейфы устройств, мешавших доступу к слотам оперативной памяти, которые были демонтированы ранее (в некоторых случаях приходится установить снятые дисковые накопители и видеокарту).

8. Снять заземляющий браслет

9. Подсоединить к системному блока кабели внешних устройств и электрический кабель, который были отключены при демонтаже

10. Подать питание на компьютер

11. При необходимости произвести конфигурацию режимов работы оперативной памяти в BIOS

12. Проконтролировать прохождение проверки памяти в POST

13. При возникновении проблем с установленной памятью компьютер будет подавать звуковые сигналы соответствующие коду данной ошибки.

Задание:

1. Произвести замену оперативной памяти формата SIMM.

2. Произвести замену оперативной памяти формата DDR.

3. Произвести замену оперативной памяти формата DDR2.

.

Самостоятельно ответьте на вопросы

1. Каковы особенности установки оперативной памяти на переходные материнские платы?

2. Каковы особенности установки оперативной стандарта RIMM?

3. Можно ли одновременно устанавливать память SIMM и DDR?

4. Можно ли одновременно устанавливать память SIMM 30 и 72?

5. Можно ли одновременно устанавливать память DDR и DDR2?