БГУИР---2012 / Лекции в БГУИР / FK16

42

Единство пространства памяти компьютера

Память микропроцессорной системы выполняет функцию временного или постоянного хранения данных и команд.

Объем памяти определяет допустимую сложность

выполняемых системой алгоритмов, а также скорость работы системы в целом. Модули памяти выполняются на микросхемах памяти (оперативной или постоянной).

Обе части расположены в адресном пространстве памяти,

к обеим компьютер может обращаться одинаковым образом.

Все чаще в составе микропроцессорных систем используется флэш-память ( flash memory), которая представляет собой энергонезависимую память с возможностью многократной перезаписи содержимого.

Физика компьютеров 2011 Л.А.Золоторевич

43

Средства контроля

Модули памяти поддерживают проверку содержимого памяти на четность. Для этого к 8 битам данных каждого адреса памяти добавляется девятый бит четности.

Он записывается при каждой записи информации в соответствующий байт памяти и проверяется при чтении информации из соответствующего байта памяти.

Если обнаруживается несоответствие бита четности байту информации, то вырабатывается сигнал, вызывающий немаскируемое прерывание NMI.

Физика компьютеров 2011 Л.А.Золоторевич

44

Пространство памяти компьютера

Информация в памяти хранится в ячейках, количество разрядов которых определяется разрядностью шины данных процессора (обычно кратно восьми - 8, 16, 32, 64). Допустимое количество ячеек памяти определяется разрядностью шины адреса как 2N, где N — количество разрядов шины адреса.

Чаще всего объем памяти измеряется в байтах независимо от разрядности ячейки памяти.

килобайт — 210 или 1024 байта (обозначается Кбайт), мегабайт — 220 или 1 048 576 байт (обозначается Мбайт), гигабайт — 230 байт (обозначается Гбайт), терабайт — 240 (обозначается Тбайт).

Совокупность ячеек памяти называется обычно

пространством памяти системы.

Физика компьютеров 2011 Л.А.Золоторевич

45

Структура модуля памяти

Для подключения модуля памяти к системной магистрали

используются блоки сопряжения, которые включают в себя дешифратор (селектор) адреса, схему обработки управляющих сигналов магистрали и буферы данных.

Физика компьютеров 2011 Л.А.Золоторевич

46

Структура модуля памяти

Оперативная память общается с системной магистралью в циклах чтения и записи, постоянная память — только в циклах

чтения.

Обычно в составе системы имеется несколько модулей памяти, каждый из которых работает в своей области пространства памяти.

Селектор адреса как раз и определяет, какая область адресов пространства памяти отведена данному модулю памяти. Схема управления вырабатывает в нужные моменты сигналы

разрешения работы памяти (CS) и сигналы разрешения записи в память (WR). Буферы данных передают данные от памяти к магистрали или от магистрали к памяти.

В пространстве памяти микропроцессорной системы обычно

выделяются несколько особых областей, которые выполняют специальные функции.

Это связано, в первую очередь, с необходимостью обеспечения совместимости с первыми компьютерами семейства.

Физика компьютеров 2011 Л.А.Золоторевич

47

Распределение адресов памяти

В компьютере IBM PC XT на процессоре i8088 процессор мог

адресовать 1 Мбайт памяти (20 адресных разрядов).

Но все программные и аппаратные средства строились исходя из предположения, что доступное адресное пространство — только младшие 640 Кбайт (тогда это казалось вполне достаточным).

Данная область памяти получила название стандартной памяти (Conventional memory). Именно в пределах этих 640 Кбайт (адреса 0…9FFFF) работает операционная система.

Физика компьютеров 2011 Л.А.Золоторевич

48

Логическое распределение оперативной памяти

Логическое распределение оперативной памяти определяется не только применяемой операционной системой, но и особенностями аппаратной реализации IBM-совместимых PC.

Можно выделить три важнейшие логические области оперативной памяти:

Стандартная оперативная память (Conventional Memory). Важнейшая область памяти (первые 640 Кб).

Вней расположена большая часть всех прикладных программ и данных.

UMA (Upper Memory Area). Здесь находится информация, которая

служит для сопряжения прикладных программ с различными картами расширений (384 Кб расположенные между 640Кб и 1Мб)

XMS (Extended Memory Specification). Вся память выше 1Мб. Используется Windows-приложениями

Физика компьютеров 2011 Л.А.Золоторевич

49

Логическое распределение оперативной памяти

Физика компьютеров 2011 Л.А.Золоторевич

50

Логическое распределение оперативной памяти

Первые 1024 байта (адреса 0…3FF) хранят таблицу векторов прерывания (Interrupt Vectors) объемом 256 двойных слов, формируемую на этапе начальной загрузки. Однако если процессор работает в

защищенном режиме, таблица векторов может располагаться в любом другом месте памяти.

Адреса 400…4FF отводятся под область переменных BIOS (BIOS Data Area).

Адреса 500…9FFFF включают в себя область операционной системы и память пользователя (User RAM).

Оставшиеся от 1 Мбайта памяти 384 Кбайта (адреса A0000…FFFFF), зарезервированные под другие системные нужды, называются UMA (Upper Memory Area)- область верхней памяти или UMB (Upper Memory Blocks)- блоки верхней памяти или High DOS Memory.

Пространство видеопамяти (адреса A0000…BFFFF) содержит области для хранения текстовой и графической информации видеоадаптера. Пространство памяти с адресами E0000…FFFFF отведено под системную постоянную память компьютера ROM BIOS.

Физика компьютеров 2011 Л.А.Золоторевич