Управление на паметта

Дънна платка (Motherboard)

Дънната платка е основен компонент в компютъра, върху който се изгражда целия компютър. В зависимост от дънната платка, се избират останалите части на компютъра, а именно:

• вид на процесора;
• тип и количество оперативна памет;
• колко и какви контролери за периферни устройства могат да се включат (видео, звукови карти и т.н.);
• възможност за бъдещ ъпгрейд.

Качествата на компютъра се определят от архитектурата на дънната платка, чипсета (схемен набор - логическият център на компютъра) и BIOS.

Северен мост: Отговорен за управлението на високоскоростните устройства, подобно на PCI-e видео устройства, и RAM паметта.

Южен мост: Отговорен за управлението на нискоскоростните устройства, които обикновено са аудио устройства, периферия и др.

Какво се случва, когато включим компютъра?

• Зареждат се данните, съхранени в ROM (Read Only Memory). Извършва се POST (power-on self-test), за да се провери дали всички компоненти функционират правилно. Контролерът за памет проверява всички адреси в паметта, за да се гарантира, че грешки в чипа на паметта липсват.
• Зарежда се BIOS (basic input/output system - специален софтуер, който свързва хардуерните компоненти на компютъра с операционната система) от ROM.
• Зарежда се операционната система от твърдия диск в системната RAM памет. По този начин процесорът има непрекъснато непосредствен достъп до операционната система, което подобрява функционалността и бързодействието на цялата система.
• Когато се отвори някое приложение, то се зарежда в RAM. За да не се претовари RAM паметта, първоначално се зареждат само съществените части на програмата, а в последствие и останалите необходими части.
• След като приложението се зареди, всички файлове, отворени в това приложение, се зареждат в RAM.
• Когато съхраним файла и затворим приложението, файлът се записва на твърдия диск (или флаш памет) и приложението се изтрива от паметта.

За да се намали времето за достъп на процесора до данните, съхранени в RAM паметта, към процесора има добавена кеш памет (чип, който е вграден в процесора или е монтиран до него).

Основна (оперативна) памет

След процесора, оперативната памет е най-важният компонент в компютъра.

Как е устроена една клетка от оперативната памет?

Клетка на оперативната памет е елементарно устройство, което се състои от един транзистор и един кондензатор (могат да са и повече), и е предназначено за съхранение на един бит информация.

Кондензаторът играе ролята на съхраняващо информацията (един бит) устройство. Отсъствието на заряд в кондензатора съответства на логическа нула, а наличието на заряд в кондензатора съответства на логическа единица.

Транзисторът играе ролята на "ключ", който не позволява на кондензатора да се разреди и дава разрешение за четене или запис от клетката. В спокойно състояние транзисторът е затворен. При запис в кондензатора на бит информация ключът се отваря, зареждайки кондензатора до определена стойност.

Основни параметри на оперативната памет

• Производителност на оперативната памет.
• Скоростта на достъп на процесора до данните, разположени в паметта.
• Време за достъп (access time- taccess) на оперативната памет- това е времето между заявка за четене на дума от оперативната памет и получаване съдържимото на тази дума.
• Дължина на цикъла на паметта (cycle time - tcycle) - това е минималното време между началото на текущото и следващо обръщение към паметта.
• Капацитет на оперативната памет - определя се по формулата 2ⁿ, където n e броят разряди на адресната шина. Ширината на адресната шина определя колко памет може да бъде адресирана. Например 16 битова адресна шина може да адресира 2¹⁶ = 65,536 адреса в паметта, 32 битовата 2³² = 4,294,967,296 адреса.

С основната памет процесорът работи при изпълнение на програмите. Преди да се изпълни дадена програма, тя преминава през няколко етапа:

• компилация;
• свързване;
• зареждане;
• изпълнение.

... може би ... утре ...

Публикувано от: Poli