
- •Технические средства предприятий информационного сервиса
- •Часть 2 Пособие
- •230702 «Информационный сервис»
- •Содержание
- •1 Периферийные шины
- •1.1 Контроллеры ide (ata)
- •1.2 Интерфейс Serial ata
- •1.3 Интерфейс scsi
- •1.5 Последовательные интерфейсы com, ат, ps/2
- •1.6 Интерфейс lpt
- •2 Инфракрасный протокол
- •3 Технологии amr и cnr
- •4 Запоминающие устройства компьютера
- •5 Оперативная память
- •5.1 Статическая и динамическая оперативная память
- •5.2 Регистровая кэш-память
- •5.3 Физическая структура основной памяти
- •5.4 Типы оперативной памяти
- •5.5 Постоянные запоминающие устройства
- •5.6 Логическая структура основной памяти
- •6 Внешние запоминающие устройства
- •6.1 Логическая структура данных на диске
- •6.2 Накопители на жестких магнитных дисках
- •6.3 Дисковые массивы raid
- •6.4 Накопители на гибких магнитных дисках
- •6.5 Накопители на флоптических дисках
- •6.6 Накопители на магнитной ленте
- •7 Устройства для чтения/записи карт памяти
- •Библиографический список
5.2 Регистровая кэш-память
Регистровая кэш-память - является буфером между оперативной памятью и микропроцессором, предназначена для увеличения скорости выполнения операций. Создается на микросхемах статической памяти.
В материнских платах используется конвейерный кэш с блочным доступом (Pipelined Burst Cache), в котором располагаются копии частей данных оперативной памяти, к которым выполнялись обращения и возможны обращения в ближайшие такты работы. Такой доступ к данным позволяет сократить время выполнения команд программы. При выполнении программы данные из оперативной памяти с опережением, записываются в кэш-память, кроме того туда помещаются результаты операций, выполненных микропроцессором.
В зависимости от вида записи результатов в оперативную память из кэш-памяти различают:
-кэш-память с обратной записью результатов операций. В ней прежде, чем записать данные в оперативную память, производят фиксацию, после чего контроллер кэш-памяти перезаписывает данные в оперативную память;
-кэш-память со сквозной записью результатов операций. Здесь одновременно и параллельно производится запись в оперативную и кэш-память.
Кэш-память используется также и в микропроцессорах (встроенная в основное ядро кэш-память 1-го уровня - L1), этим и объясняется их высокая производительность. В современных микропроцессорах Pentium кэш-память разделяется на кэш-память для данных и отдельно для команд. Кроме того существует и встроенная на микропроцессорную плату кэш-память 2-го уровня (L2) емкостью от 128 до 2048 Кбайт и работающая либо на полной тактовой частоте микропроцессора, либо на его половинной. Кроме того, для всех микропроцессоров может использоваться дополнительная кэш-память 2-го (L2) или 3-го (L3) уровня, размещенная на материнской плате, емкостью нескольких мегабайт.
Пропускная способность кэш-памяти может варьироваться от 300 до 3000 Мбайт/с и зависит от времени обращения, пропускной способности интерфейса. В современных компьютерах рост производительности прекращается после 1 Мбайт кэш-памяти L2.
5.3 Физическая структура основной памяти
Основная память (ОП) состоит из оперативного (RAM - Random Access Memory) и постоянного (ROM - Read Only Memory) запоминающих устройств. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) - энергозависимая динамическая память, предназначена для хранения информации, которая используется в текущий момент в вычислительном процессе. Конструктивно модули оперативной памяти выполняются в виде небольших плат с напаянными на них микросхемами, которые затем вставляются в слоты на системной плате.
Рассмотрим основные характеристики модулей памяти:
-конструктив;
-емкость;
-время обращения;
-надежность работы;
-надежность и устойчивость к возможным сбоям (использование специальных схем контроля и избыточного кодирования информации).
Замечание
Модули памяти бывают с контролем четности (parity) хранимых данных и без (non parity). Контроль по четности предназначен для обнаружения ошибок. Существуют модули памяти с автоматической коррекцией ошибок - ЕСС-память, использующие специальные корректирующие коды с исправлением ошибок.
Модули памяти еще классифицируются на: DIP, SIP, SIPP, SIMM, DIMM, RIMM. Рассмотрим их подробнее.
DIP (Dual In line Package - корпус с двумя рядами выводов) - одиночная микросхема памяти которая на данный момент используется только в составе модулей SIMM. SIP (Single In line Package- корпус с одним рядом выводов) - микросхема с одним рядом выводов, устанавливаемая вертикально. SIPP (Single In line Pinned Package - корпус с одним рядом проволочных выводов) - 30-контактный модуль с контактами типа «штырек». Модули SIP и SIPP сейчас не применяются.
SIMM (Single In line Memory Module) - печатная плата с односторонним разъемом типа слот и установленными на ней микросхемами памяти DIP. Бывают двух видов: короткие на 30 и длинные на 72 контакта, емкость 0,256, 1, 4, 8, 16, 32, 64 Мбайт. Выпускаются с контролем, без контроля и с эмуляцией контроля по четности. Сейчас модули SIMM встречаются только в устаревших компьютерах.
DIMM (Dual In line Memory Module) – модули, использующиеся в процессорах Pentium и имеющие следующие параметры и характеристики:
-168-контактные разъемы (длина модуля 130 мм);
-разрядность 64 бита (без контроля четности), 72 бита (с контролем четности) и 80 бит (память ЕСС);
-емкость: 16, 32, 64, 128, 256, 512 Мбайт.
-время обращения 6-10 нс;
-рабочая частота 100 и 133 МГц (модули РС100, РС133).
RIMM (Rambus In line Memory Module) - тип оперативной памяти Direct Rambus DRAM с новым конструктивном (до 16 микросхем памяти Direct RDRAM, по восемь штук с каждой стороны платы). Однако модули RIMM обладают недостатком - значительное энергопотребление, связанное с интенсивным тепловыделением из-за высокого быстродействия и требуют интенсивного охлаждения. В настоящее время существует следующие виды а модулей: RIMM PC800, RIMM PC700, RIMM PC600, которые отличаются друг от друга рабочими частотами (400, 133 МГц) и пропускной способностью (1,6 и 0,53 Гбайт/с).