3.4.3. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА ПАМЯТИ ЭВМ

Оперативная ( главная , основная , внутренняя ) память , ОЗУ

[main mamory, main storage, Random Access Memory (RAM)] -

Непосредственно связанная с основными процессами, выполняемыми ЭВМ, область памяти, из которой микропроцессор и сопроцессор берут программы и исходные данные для обработки и в которую они записывают ее результаты перед пересылкой их во внешние запоминающие устройства .

Свое название “оперативная” эта память получила, поскольку она работает очень быстро - со скоростью соизмеримой с работой микропроцессора. Устройством, реализующим функции оперативной памяти, является оперативное запоминающее устройство ( ОЗУ ) [main storage unit ]. Характерной особенностью ОЗУ является то, что содержащиеся в нем данные сохраняются только тогда, когда ЭВМ включена, при снятии электропитания содержимое оперативной памяти (как правило ) стирается. О выборе оперативной памяти см. [385].

В ПЭВМ устройства оперативной памяти реализуются в виде микросхем и могут расширяться. В IBM PC выделяют следующие области оперативной памяти:

Динамические ОЗУ:

Динамическое ОЗУ [DRAM - Dynamic Random-Access Memory] -

Микросхема быстродействующей (оперативной) памяти ПЭВМ, которая отличается тем, что теряет свое содержимое, если не считывается в течение 2-х миллисекунд. Ее также определяют как FPM DRAM (из-за режима Fast Page Mode). DRAM работает медленнее, чем альтернативный вид полупроводниковой памяти SRAM , однако стоит дешевле его. Микросхемы DRAM обычно работают при частоте шины 25-33 МГц и имеют пропускную способность до 90 Мбайт/с, они использовались в качестве стандартной оперативной памяти ПЭВМ класса PC/AT с микропроцессорами i486 и ниже. В более современных ПК (в т.ч. Pentium, Pentium Pro и Pentium II) используются другие виды динамической памяти (см. ниже). О выборе типа ОЗУ см. [260].

Виды динамических ОЗУ:

Статическое ОЗУ [SRAM - Static Random Access Memory] -

Микросхема быстродействующей (оперативной) памяти ПЭВМ. Является альтернативой динамического ОЗУ (см. “ DRAM“ ). В отличие от последнего не требует частой регенерации (т.е. стирания и последующей записи или перезаписи данных).

SPD (Serial Presence Detect ) — Вид ЭППЗУ, хранящего информацию об объеме, типе, быстродействии и других параметрах схемного модуля. Используется в модулях DIMM , предназначенных, в частности, для плат Intel . Изменения в SETUP временных задержек для DIMM SPD невозможны.

Кэш - память , кэш [cach, mamory cach] -

“Сверхоперативный” вид памяти, используемый для повышения скорости доступа микропроцессора (МП) к оперативной памяти (см. “ОЗУ “).

Поскольку кэш-память располагается между микропроцессором и оперативной памятью, при обращении МП к памяти сначала производится поиск необходимых данных в кэш-памяти, выполняющей функции буфера между МП и ОЗУ. Так как в большинстве случаев эти данные из ОЗУ предварительно перекачиваются в кэш-память а время доступа в нее существенно ниже, чем в непосредственно в ОЗУ, общее время доступа МП к памяти сокращается. Кэш-памятью оснащаются достаточно быстродействующие ПЭВМ, например, IBM PC с микропроцессорами Intel модели не ниже i386 и с тактовой частотой более 25 Мгц. Наиболее часто используемые в ПЭВМ объемы кэш-памяти составляют 64, 128 и 256 Кбайт.

Регистр [register] -

Типовой блок быстродействующей памяти малого объема в вычислительной системе, предназначенный для оперативного запоминания машинного слова, состоящего из “n” битов. Указанные данные могут представлять собой команду, двоичное число, буквенно-цифровой знак и т.п. Некоторые регистры могут служить счетчиками, использоваться как сдвиговые регистры (см. ниже) и т.д. В основе конструкции регистров лежит использование т.н. “бистабильных” или “триггерных” ячеек (см. ниже).

Бистабильная ячейка , триггер [bistable circuit, flip-flop, trigger ] - Электронная схема, находящаяся в одном из двух устойчивых состояний (“логическая 1” или “логический 0”), пока через один из своих входов не получит импульс, при помощи которого она переключается в другое состояние.

В зависимости от назначения и принципа действия различают:

БУФЕР [buffer] -

  1. Область памяти или отдельное ЗУ, предназначенные для временного хранения данных в процессе выполнения операций с целью обеспечения оптимальных условий обмена между устройствами ЭВМ, имеющими различное быстродействие (например, оперативной памятью и устройствами ввода-вывода );
  2. Схема или устройство, помещаемые между двумя другими устройствами для согласования их параметров или обеспечения асинхронного режима работы (см., например - “буферный процессор “).

В зависимости от назначения или принципа действия

различают:

БУФЕРИЗАЦИЯ [spooling, buffering] -

  1. Использование областей оперативной памяти (буферов) для временного хранения данных в процессе обмена с внешними устройствами;
  2. Процесс накопления данных в запоминающем устройстве с целью последующей передачи их “куда-либо” - в другую область памяти или другое ЗУ, в какое-либо внешнее устройство и т.п. Он используется для исключения задержек в работе (простоев) более быстродействующих устройств при их взаимодействии с медленными устройствами, а также для реализации режимов работы “в очереди” (например, при управлении печатью принтера с разных ЭВМ).

Обменная буферизация [exchange buffering] - Буферизация без перемещения данных в основной памяти.

Double buffering – Метод, позволяющий компьютеру обрабатывать два изображения одновременно.

БИОС , Базовая система ввода-вывода

[BIOS - Basic Input-Output System] -

Часть операционной системы MS DOS, обязательная для всех IBM-совместимых ПЭВМ (IBM PC) . Получила свое русскоязычное наименование от транслитерации соответствующего английского сокращенного термина - BIOS. Она выполняется в виде одной или двух микросхем запоминающих устройств (типа: ПЗУ , ППЗУ или флэш-памяти), установленных на системной ( материнской ) плате ПЭВМ. Основное ее назначение - обеспечение взаимодействия операционной системы и прикладных программ с периферийными устройствами ПЭВМ (функции ввода-вывода данных). Дополнительные функции - тестирование ПЭВМ при включении питания, реализация начальной загрузки операционной системы с соответствующего накопителя (см. “НЖМД и НГМД “) [232].

Некоторые функции BIOS [413]: