Оперативное запоминающее устройство
Другие рефераты
Содержание
Содержание..................................................................
..........................................1
Введение....................................................................
..............................................2
Особенности построения и основные параметры типовых ОЗУ............3
Классификация и основные характеристики
ОЗУ......................................5
Кэш-
память......................................................................
.........................5
Статическая память
(SRAM)...................................................................6
Динамическая память
(DRAM)...............................................................6
Эволюция микросхем
памяти......................................................................
......7
Страничный режим, расслоение
банков........................................................8
SDRAM : день
сегодняшний.................................................................
............10
Истинная скорость
работы......................................................................
.........11
Прогресс
технологии..................................................................
........................12
Микросхемы и
модули......................................................................
................13
Контроль
чётности....................................................................
..........................14
Маркировка модулей
памяти......................................................................
....15
Стандарт РС
100.........................................................................
.........................16
Логическая организация
памяти....................................................................16
Дополнительная (expanded)
память...............................................................17
Расширенная (extended)
память......................................................................
18
Заключение..................................................................
.........................................20
Список используемой
литературы.................................................................2
1
Введение
Под архитектурой ОЗУ принято понимать совокупность представлений о составе
его компонентов, организации обмена информацией с внешней средой, а также о
функциональных возможностях, реализуемых посредствам команд.
Цель данной курсовой работы: анализ архитектуры, назначения и особенности
различных поколений ОЗУ. Начиная с первых 16-разрядных микросхем памяти;
чипов памяти, применяемых в сегодняшних РС(кэш-память, SRAM, DRAM); и
перспективные направления развития оперативной памяти. Будут рассмотрены
логическая организация памяти, быстродействие, синхронизация работы (по
отношению к процессору), контроль чётности, режимы страничного доступа,
расслоение ОЗУ на банки и пакетно- конвейерный режим.
Все персональные компьютеры используют три вида памяти: оперативную,
постоянную и внешнюю (различные накопители). Память нужна как для исходных
данных так и для хранения результатов. Она необходима для взаимодействия с
периферией компьютера и даже для поддержания образа, видимого на экране.
Вся память компьютера делится на внутреннюю и внешнюю. В компьютерных
системах работа с памятью основывается на очень простых концепциях. В
принципе, всё, что требуется от компьютерной памяти, - это сохранять один
бит информации так, чтобы потом он мог быть извлечён оттуда.
Оперативная память предназначена для хранения переменной информации,
так как она допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения
микропроцессором соответствующих операций.
В компьютерах с архитектурой фон Неймана (к этому классу относятся
практически все ЭВМ, в том числе и РС)оперативная память играет очень
важную роль. Именно в ней хранятся все выполняемые программы и их данные.
Работа осуществляется центральным процессором и оперативной памятью,
остальные же компоненты любой вычислительной системы напрямую в процессе
вычисления не участвуют.
ОЗУ предназначено для хранения переменной информации, оно допускает
изменение своего содержимого в ходе выполнения процессором вычислительных
операций с данными. Это значит, что процессор может выбрать (режим
считывания) из ОЗУ код команды и данные и после обработки поместить в ОЗУ
(режим записи) полученный результат. Причём возможно размещение в ОЗУ новых
данных на месте прежних, которые в этом случае перестают существовать.
таким образом, ОЗУ может работать в режимах записи считывания и хранения
информации. Все программы, в том числе и игровые, выполняются именно в
оперативной памяти.
Особенности построения и основные параметры типовых ОЗУ
Микросхемы памяти изготавливают по полупроводниковой технологии на
основе кремния с высокой степенью интеграции на кристалле, что определяет
их принадлежность к БИС. Для самой общей характеристики БИС памяти
принимают в расчёт, прежде всего, их информационную ёмкость,
быстродействие, энергопотребление.
Основной составной частью микросхем ОЗУ является массив элементов памяти,
объединенных в матрицу накопителя (рис.1). Элемент памяти (ЭП) может
хранить 1 Бит (0 Бит) информации. Каждый ЭП имеет свой адрес. Для обращения
к ЭП необходимо его выбрать с помощью кода адреса. ОЗУ которое допускает
обращения по адресу к любому ЭП в произвольном порядке, называется ОЗУ с
произвольным доступом. Последовательный доступ предусматривает обращение к
отдельным ЭП только в порядке возрастания или убывания их адресов.
Рис.1
Разрядность кода адреса т, равна числу двоичных единиц в нём, определяет
информационную ёмкость микросхемы ОЗУ, т. е. число ЭП в матрице накопителя,
которое можно адресовать (2т). Для ввода и вывода информации служит вход и
выход микросхемы. Для управления режимом микросхемы памяти необходим сигнал
«Запись /считывание», значение 1 определяет режим записи бита информации в
ЭП , а 0 - режим считывания. Такую организацию матрицы накопителя, когда
одновременно ведется запись и считывание, называют одноразрядной.
Существуют и матрицы с многоразрядной организацией, иначе называемой
«словарной». У таких микросхем несколько информационных входов и столько же
выходов, и поэтому они допускают одновременную запись (считывание)
многоразрядного кода, который принято называть словом.
Оперативная память предназначена для сравнительно кратковременного хранения
информации и её принято называть RAM (Random Access Memory).
Постоянная память обычно содержит такую информацию, которая не должна
меняться в течение длительного времени. Постоянная память имеет собственное
название - ROM (Read Only Memory), которое указывает на то, что ею
обеспечиваются только режимы считывания и хранения.
Долгое время подсистема ОЗУ не развивалась: увеличивался объём памяти, в РС
и больших ЭВМ пришёл кэш, несколько возросло быстродействие микросхем.
Классификация и основные характеристики ОЗУ.
Кэш-память
Кэш-память предназначена для согласования скорости работы сравнительно
медленных устройств, таких например, как динамическая память с быстрым
микропроцессором. Обычно программа использует память какой либо
ограниченной области. Храня нужную информацию в кэш-памяти программа
позволяет избежать циклов ожидания в его работе, которые снижают
производительность всей системы.
Не всякая кэш-память равнозначна. Большое значение имеет тот факт,
как много информации может содержать кэш-память. Чем больше кэш-
память, тем больше информации может быть в ней размещено, а
следовательно, тем больше вероятность, что нужный байт будет содержаться в
этой быстрой памяти. Очевидно, что самый лучший вариант - это когда объём
кэш-памяти соответствует объёму всей оперативной памяти. В этом случае вся
остальная память становится не нужной. Крайне противоположная ситуация
- 1 байт кэш-памяти - тоже не имеет практического значения, так как
вероятность того, что нужная информация окажется в этом байте, стремится
к нулю. Практически, диапазон используемой кэш-памяти колеблется в
пределах 16-512К.
С помощью кэш-памяти обычно делается попытка согласовать также работу
внешних устройств, например, различных накопителей, и микропроцессора.
Реализация кэш-систем не так проста, как это может показаться с первого
взгляда. Микропроцессор должен не только читать из памяти, но и писать в
неё. Что случится, если процессор занесёт новую информацию в кэш-память,
а перед использованием этой информации она будет изменена в основной
памяти? Для избежания подобной ситуации иногда реализуется метод,
названный записью через кэш-память. Очевидно, что этот метод снижает
быстродействие системы, потому что приходится писать не только в кэш-
память. Хуже того, микропроцессору может понадобиться информация, которую
он только что записал и которая ещё не была перезагружена в кэш-память.
Целостность памяти - это одна из самых больших проблем
разработчиков кэш-памяти. Все вопросы по преодолению этих проблем были
возложены на отдельную микросхему -кэш-контроллер Intel 82385.
Соответствующий контролер кэш-памяти должен заботиться о том, чтобы команды
и данные, которые будут необходимы микропроцессору в определенный момент
времени, именно к этому моменту оказывались в кэш-памяти.
Для этого существует принципиально иной тип оперативной памяти - SRAM,
что расшифровывается как Static (Статическая) RAM.
Статическая память (SRAM).
В ней элементарная ячейка представляется не конденсаторами, а статическими
триггерами на биполярных или МДП - транзисторах. Число состояний триггера
равно двум, что позволяет использовать его для хранения двоичной единицы
| |  скачать работу |
Другие рефераты
| 
