Архитектура компьютера. Тема 3
Тема 3. Внутренняя память компьютера
Тема 3. Внутренняя память компьютера
1. Оперативная память
2. Постоянная память
3. Кэш-память
4. Основные типы памяти
1. Оперативная память
Память состоит из ячеек, каждая из которых может хранить порцию информации. Каждая ячейка имеет номер, который называется адресом. По адресу программы ссылаются на определенную ячейку. Если память содержит n ячеек, они будут иметь адреса от 0 до n-1. Все ячейки памяти содержат одинаковое число битов. Если ячейка содержит k битов она может содержать любую из 2k комбинаций. Адреса памяти выражаются в двоичных числах. Ячейка – минимальная единица, к которой можно обращаться. 8-битные ячейки называются байтами – стандарт, принятый производителями компьютеров. Байты группируются в слова. Компьютер с 64-битными словами имеет 8 байт на каждое слово и имеет 64-битные регистры и команды перемещения, сложения, вычитания и других операций над 64-битными словами.
Оперативная память расположена на материнской плате. Элементы памяти объединяются в корпусе микросхемы, которые размещаются на специальных небольших печатных платах. Эти платы вставляются в специально предназначенные для них слоты на материнской плате так называемые банки (Banks). Под банком понимают один или несколько разъемов, объединенных в логическую единицу. Банк всегда должен быть полностью укомплектован одинаковыми элементами памяти. Доступ к оперативной памяти для процессора или других специальных устройств, входящих в состав компьютера, осуществляется за несколько наносекунд. Оперативная память является энергозависимой.
Основные составные части оперативной памяти:
Conventional (Basic) – базовая память;
Extended (XMS)– дополнительная или расширенная память;
Expanded (EMS) – отображаемая память.
Для работы аппартно-программного обеспечения выделяют следующие области оперативной памяти:
Upper Memory Blocks (UMB) – блоки области старшей памяти;
High Memory Area (HMA)– область верхней памяти.
Использование UMB и HMA позволяют увеличивать свободную часть базовой памяти для пользовательских программ.
Базовая память
Размер 640 КБайт используется системными и пользовательскими программами.
При разработке операционной системы DOS объем адресуемой памяти компьютера был определен 1 Мбайт. 1024-640=384 Кбайт – память, отведенная под системные нужды компьютера и названная областью старшей памяти (UMB) в ней размещаются резидентные программы и драйверы устройств.
Драйвер – специальная программа, обеспечивающая связь и управление между операционной системой и периферийным устройством, а также регулирующая поток данных, проходящих через устройство.
Расширенная память
Оперативная extended-память начинается с адресов выше 1 Мбайта. Используется для современного системного или прикладного программного обеспечения.
Первые 64 КБайт расширенной памяти – область верхней памяти (HMA), используется операционной системой для размещения своих модулей данных.
Виртуальная память (virtual)
Swap disk (диск обмена или подкачки) является частью места на жестком диске, созданная для временного хранения информации. При этом создается иллюзия увеличения оперативной памяти, но скорость обработки та же, что и при работе с жестким диском, т.е. меньше скорости оперативной памяти.