9.Концепция виртуальной памяти и преобразования адресов

Каждая часть среды компьютера имеет собственное обозначение: ячейка – адрес, периферийное устройство – номер. Рассмотрим один элемент среды - память. Связь с аппаратом преобразования адреса осуществляется только через процедуры, работающие в управляющем режиме. Если программисту безразлично существование АПА, то он работает с набором ячеек и периферийных устройств, образующих "виртуальную среду". Почти всегда виртуальная среда есть переупорядоченное подмножество реальной среды. Каждому виртуальному элементу соответствует реальный элемент, но обратное не всегда верно. Рассмотрим один из элементов виртуальной среды - виртуальную память (ВП). Виртуальный адрес - адрес, по которому ссылаются на ячейку виртуальной памяти. Область виртуальных адресов - это множество всех виртуальных адресов. Выделяют 3 главных аспекта виртуальной адресации:

1. Однородность области адресов.

2. Защита памяти.

3. Изменение структуры памяти.

Отображение виртуальной памяти в реальную обычно осуществляется с помощью страничной организации памяти.

Виртуальную память в системе со страничной организацией памяти делят на ряд "блоков" фиксированной длины.

Оперативная память компьютера делится на "страницы", а вспомогательная - на "сегменты" такого же размера. Виртуальную память пользователя можно разделить на три типа:

1. “активные" блоки, которые содержат программу и данные, используемые в текущий момент;

2. "пассивные" блоки, содержащие программу и данные, которые будут использоваться при выполнении программы;

3. "мнимые" блоки, к которым не обращаются на протяжении выполнения программы.

10. Флеш память

Флеш-память – современный тип электронно-перепрограммируемого ПЗУ, которая стирается и записывается блоками. Это особый вид памяти, который обычно используется для мобильных устройств. Не требует дополнительной энергии для хранения данных, допускает их перезапись. Не содержит механических движущихся частей, поэтому потребляет меньше энергии. Возможна перезапись информации от 10 000 – 1 000 000 раз. Данные могут храниться 20-100 лет. Выдерживает механические нагрузки, которые в 5-10 раз превышают предельные для обычных жестких дисков. Размер флеш-карты: от 20 до 40мм, толщина до 3мм. Ячейка флеш-памяти хранит один бит информации и состоит из одного полевого транзистора, со спец электрически изолированной областью, которая способна хранить заряд многие годы. Наличие или отсутствие заряда кодирует один бит информации.

Основные типы флеш памяти:

1. CompactFlash

2. SmartMedia

3. Multimedia Card

4. Secure Digital

5. MemoryStick

11. Озу. Пзу. Структура записи данных

ОЗУ – оперативное запоминающее устройство или RAM (Random Access Memory) – оперативная память. Данные хранятся пока подключено питание.

1. Статическое SRAM – конструируется с использование D триггеров. Работает очень быстро. Используется в качестве кэш памяти второго уровня. Имеет малую плотность записи.

2. Динамическое DRAM – массив ячеек, каждая содержит транзистор и конденсатор. Работает медленно. Имеет очень высокую плотность записи. Основная память строится на основе DRAM.

ПЗУ – постоянное запоминающее устройство или ROM (Read Only Memory) – постоянная память. ПЗУ не позволяет стирать и изменять хранящиеся в ней данные. Данные записываются в процессе производства. ПЗУ гораздо дешевле ОЗУ.

Для разработки устройств были выпущены программируемые ПЗУ (PROM). Содержит массив крошечных плавких перемычек.

Следующим шагом было создание стираемого программируемого ПЗУ (EPROM). Можно многократно программировать и стирать с него информацию.

Электронно-перепрограммируемое ПЗУ (EEPROM). С ним можно работать, прилагая импульсы. EEPROM работает в 10 раз медленнее, емкость в 100 раз меньше и стоят дорого по сравнению с ОЗУ.

Флеш память – современный тип EEPROM.