17

Лекция № 3

Продолжение темы: “Внутренние устройства системного блока”.

2) Оперативная память.

Оперативная память (RAM – Random Access Memory) – это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные.

По физическому принципу действия различают динамическую память

(DRAM – Dynamic RAM) и статическую память (SRAM – Static RAM).

Ячейки динамической памяти можно представить в виде микроконденсаторов, способных накапливать заряд на своих обкладках. Это наиболее доступный и дешевый вид памяти. Недостатки:

a)Низкая скорость записи данных, связанная с наличием переходных процессов при зарядке и разрядке конденсаторов;

b)Необходимость постоянной регенерации ячеек оперативной памяти, обусловленная свойством зарядов ячеек быстро рассеиваться в пространстве. Если динамическую память постоянно не “подзаряжать”, то утрата данных произойдет через доли секунды.

Микросхемы динамической памяти используются в качестве основной оперативной памяти компьютера.

Каждая ячейка памяти имеет свой адрес, который выражается числом. В настоящее время в большинстве процессоров принята 32-разрядная адресация,

аэто означает, что независимых адресов может быть 2 32 . Таким образом, в современных компьютерах возможна непосредственная адресация к полю памяти размером 2 32 = 4 294 967 296 байт ≈ 4,3 Гбайт. Однако этот предел практически никогда не достигается, т. к. предельный размер поля оперативной памяти, которую можно установить в компьютере, определяется чипсетом материнской платы, и зачастую в несколько раз меньше.

Адрес любой ячейки памяти размером в 1 байт можно выразить 4 байта-

ми.

18

С развитием компьютерной техники количество оперативной памяти в

Динамическая оперативная память в компьютере размещается на стандартных планках, называемых модулями (в народе – шоколадками). Модули оперативно памяти вставляют в соответствующие разъемы – слоты (Slot) на материнской плате.

Конструктивно модули памяти бывают однорядными (SIMM-модули) и двухрядными (DIMM-модули). Разъемы для них также различны. Устаревшие SIMM-модули можно устанавливать только парами. Количество разъемов для их установки на материнской плате всегда четное. DIMM-модули можно устанавливать по одному.

В литературе можно встретить высказывания, о том, что на материнских платах, имеющих разъемы двух типов, комбинировать модули разных типов нельзя. Однако на практике это иногда делается; при этом работа более быстрых DIMM-модулей замедляется до скорости SIMM-модулей.

Основными характеристиками модулей оперативной памяти являются объем памяти и время доступа.

Для SIMM – модулей:

2 × 4 Мб

2 × 8 Мб

2 × 16 Мб 50 – 70 нс

2 × 32 Мб

2 × 64 Мб

19

Для DIMM – модулей:

16 Мб

32 Мб

64 Мб 6 – 10 нс

128 Мб

256Мб

Внастоящее время SIMM-модули больше не выпускаются, а DIMMмодули уже вытесняются новым типом двухрядных модулей DDR, для которых время доступа еще сократилось (5 – 6 нс), и DDR-II (3 – 4 нс); а объем памяти одного модуля может быть

128 Мб, 256 Мб, 512 Мб, 1 Гб и выше.

Эти модули относятся к усовершенствованному типу синхронной дина-

мической памяти (SDRAM – Synchronous DRAM).

Ячейки статистической памяти (SRAM) можно предоставить как электронные микроэлементы – триггеры, состоящие из нескольких транзисторов. В триггере хранится не заряд, а состояние (включен / выключен), поэтому этот тип памяти обеспечивает более высокое быстродействие, хотя технологически он сложнее и, соответственно, дороже.

Микросхемы статической памяти используют в качестве кэш-памяти. Их либо встраивают в процессор (кэш 1 го и 2 го уровня), либо впаивают на материнскую плату вблизи процессора (кэш 3 го уровня). Изменить объем кэш – памяти можно только сменив материнскую плату или процессор.

Обычно общий объем кэш – памяти 1 го и 2 го уровней колеблется в пределах 256 Кб, 512 Кб, 1 Мб, кэш 3 го уровня не более чем в 2 – 4 раза больше.

3) Микросхема ПЗУ.

В момент включения компьютера в оперативной памяти ничего нет. Поэтому процессор аппаратно (без участия программ) обращается по стартовому адресу за своей первой командой и далее начинает работать по программам.

20

Этот исходный адрес указывает на постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – разновидность памяти, способную хранить информацию длительное время, даже когда компьютер выключен.

Программы и данные, находящиеся в ПЗУ записываются (“прошиваются”) в микросхемы ПЗУ на этапе их производства и не могут быть изменены в процессе эксплуатации. Если во время эксплуатации целесообразно изменять программы, хранящиеся в ПЗУ, вместо микросхем ПЗУ применяют перепро-

граммируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ). В этом слу-

чае изменение содержимого ПЗУ можно выполнить непосредственно в составе вычислительной системы (флэш-технология) или на специальных устройствах,

называемых программаторами.

Комплект программ, находящихся в ПЗУ, образует базовую систему ввода-вывода (BIOS – Basic Input-Output System). Основное назначение про-

грамм этого пакета состоит в тестировании (т. е. проверке состава и работоспособности) компьютерной системы, обеспечении взаимодействия с жестким диском, монитором, клавиатурой, а также в подготовке запуска операционной системы.

4) Энергонезависимая память CMOS.

При изготовлении ПЗУ заранее не известно, какой будет конфигурация компьютера, а для начала работы, программы, входящие в BIOS должны “знать”, где можно найти нужные параметры оборудования. Специально для этого на материнской плате есть микросхема “энергонезависимой памяти”, по технологии изготовления называемая CMOS (Complimentary Metal-Oxide Semiconductor – металлооксидный добавочный полупроводник).

От оперативной памяти она отличается тем, что ее содержимое не стирается при выключении компьютера, а от ПЗУ – тем, что данные в нее можно заносить и изменять в соответствии с тем, какое оборудование входит в состав системы.