Tipurile de memorie dintr-un pc

TIPURILE DE MEMORIE DINTR-UN PC

In interiorul unui sistem de calcul sunt utilizate urmatoarele tipuri de memorie: -RAM (memoria cu acces aleatoriu):

-DRAM (memorie dinamica), bazata pe condensatoare, necesita intretinerea activa prin reimprospatare. Alcatuite din circuite bazate pe semiconductoare.

-SRAM (memoria statica), permite curentului sa-si continue drumul, operat ca un comutator care permite sau impiedica trecerea curentului electric. Alcatuita din circuite bistabile cu tranzistori, miniaturizate.

-meoria doar pentru citire (ROM): -ROM masca, foarte rar utilizate, programarea se face la fabricare, costuri foarte mari.

-PROM, este un ROM doar pentru citire cu programare. Foloseste siguramntele fuzibile ca elemente de programare, care se ard cu un programator sau arzator de PROM-uri, procesul fiind ireversibil.

-EPROM, memoria ROM cu programare si stergere, au o fereastra inpartea superioara, acoperita cu o eticheta, se sterge la expunerea la lumina naturala, raze ultraviolete.

-EEPROM, este un EPROM ce se pot sterge electric, poate fi modificata doar de un numar finit de ori.

-memoria FLASH RAM, pot fi sterse si reprogramate utilizat tensiunea normala din PC. Au durata de viata finita, cele mai vechi trebuiau sterse total ￡intea refolosirii, numindu-se cu stergere masiva.

-memoria virtuala, este o memorie simulata inspatiul oferit de sistemele de stocare masiva. Se utilizeaza un fisier pe hard numit fisier de schimb, care poate fi temporar sau permanent.

C) ORGANIZAREA LOGICA A MEMORIEI

Clasificarea memoriei depinde cel putin partial de sistemul de operare rulat.

Din punct de vedere hardware, memoria fizica se imparte inmai multe clase, ce pot fi modificate doar prin ajustari ale componentelor hardware.

In interiorul unui PC intInim urmatoarele zone distincte de memorie:

Memoria inmod real

Baza sistemului de meorie al unui PC este memoria ce poate fi adresata de microprocesor intimpul rularii inmod real, numita memorie inmod real. Domeniul de adrese incepe de la 0, ultima adresa fiind cu putin ￡inte de 1 megaoctet, adica 1048575 sau 0FFFFFH. Deoarece se afla inpartea de jos a domeniului de adrese se numeste memorie de baza.

Cat modul real de lucru al procesorului a fost suplimentat cu cel protejat, incepat cu 286, spatiul de adrese a fost largit cu unul nou, mai mare, peste limita de 1MB, ceea ce a dus la redenumirea memoriei de baza inmemorie conventionala.

Memoria inmod protejat

Restul memoriei ce poate fi adresata de procesoarele moderne se numeste inmod protejat. Poate fi accesata de acestea doar intimpul rularii inmodul protejat. Domeniul de adrese se intinde de la limita de sus a memoriei inmod real pina la limita de adresare a procesorului (16 MB la 286 sau 4 GB la 386-Pentium).

Memoria joasa

La primul PC, IBM a rezervat jumatate din domeniul de adrese de 1MB accesat de procesorul 8088, 512 K pentru codul BIOS al sistemului si pentru accesul direct al procesorului la memoria folosita de sistemul video. Jumatatea inferioara a fost lasata la dispozitia programelor. Ulterior, aceasta a fost restrinsa la 384 K utilizati pentru rutinele BIOS si memoria video, iar 640 K au ramas pentru programe, zona numitasi memorie joasa.

Zona de date BIOS

IBM a rezervat primul K din memoria joasa pentru functii specifice componentelor hardware si sistemului de operare. Aceasta contine datele folosite de functiile BIOS si este numita zona de date BIOS. Printre octetii din partea de jos se afla vectorii de intrerupere si bufferul de tastatura de 16 biti (16 caractere).

Memoria superioara UMA

Domeniul de adrese de 384 KB, aflat deasupra memoriei joase din memoria inmod real se numeste memorie superioara, fiind un amalgam de RAM, ROM si spatii libere. In majoritatea PC-urilor, primii 128 KB formeaza memoria RAM video, urmatorii 128 KB sunt rezervati pentru programele BIOS de pe placile adaptoare iar ultimii 128 KB ai memoriei superioare sunt ocupati de memoria ROM care contine codul BIOS al sistemului (de regula doar 32 sau 64 de KB sunt ocupati efectiv).

Zona ￡lta de memorie HMA

Microprocesoarele pot sa adreseze mai mult de 1 MB de memorie inmod real daca au posibilitatea de a lucra cu memoria inmod protejat. Incepat cu 286, daca linia a 21-a de adrese este activata, primul segment de adrese ce depaseste 1 MB este mapat inmemoria extinsa. Aceasta linie de adrese A20 poate fi activata intimpul operarii inmod real folosind o instructiune de program.

HMA este memoria suplimentara de 64K minus 16 octeti.

Memoria bufferului cache

Sistemele video ale calculatoarelor sunt mapate inmemorie, astfel incinculoarea fiecarui pixel de pe monitor este stocata intr-o locatie de memorie, la care procesorul are acces direct. Memoria incare este pastrat un cadru complet al imaginii se numeste buffer de cadre. Pentru sistemele VGA incepe imediat dupa limita de 640 KB a memoriei joase, iar pentru sistemele monocrom si modul text incepe cu 64KB mai sus.

Memoria de duplicare

Ultimele generatii de calculatoare permit accesul la memorie pe magistrale de 8, 16,32 si 64 de biti, ceea ce face ca anumite placi de extensie sa nu tina pasul cu viteza de acces ceruta de memorie. Pentru a depasi aceste bariere de viteza se utilizeaza memoria de duplicare (shadow).

Memoria cache

Este utilizata pentru asigurarea legaturii intre memoria principalasi microprocesoare si functioneaza ca un sistem distinct si separat ￡fara controlului programului. Pentru procesor, memoria cache are adresele datelor pe care le contine.

Rolul acesteia este de a creste viteza nu capacitatea sistemului de memorie al sistemului.

Memoria extinsa XMS

Este toata memoria aflata dupa primul MB si poate fi accesata doar cat procesorul lucreaza inmodul protejat. Pentru procesoarele 286 insus se aplica standardul XMS elaborat in1987. Pentru ca memoria RAM sa se conformeze standardului XMS trebuie un driver instalat inCONFIG.SYS, numit HIMEM.SYS.

Memoria expandata EMS

Unele programe mai vechi utilizau memoria expandata, care nu poate fi accesata direct de microprocesor, aceesul fiind realizat prin intermediul unei ferestre de 64 KB stabilita inzona de memorie superioara.

TIPURI DE MEMORIE

1) Memoria cache

Cea mai cunoscuta tehnica de accelerare a vitezei sistemului este utilizarea cache-ului. Aceasta tehnica interpune intre procesor si memoria principala un bloc de memorie rapida, de regula SRAM de mare viteza. Un circuit special, controllerul cachealimenteaza continuu memoria cache cu instructiunile si datele cel mai probabil sa fie utilizate de procesor incontinuare.

Daca datele cautate nu se aflaan memoria cache sunt obtinute din memoria

RAM obisnuita, la viteza de lucru a acesteia si avem o ratare a cacheului (cache

miss). Memoriile cache difera prin patru aspecte principale: -dimensiune, cu cineste mai mare creste posibilitatea existentei datelor accesate de procesor imediat -modul de organizare logica, depinde de modul de organizare si adresare a memoriei, exista trei optiuni: mapare directa, complet asociativ si asociativ pe seturi. -modul de localizare, interne sau externe procesoarelor. Cel intern se numeste primar L1, are maxim 64 K iar cel extern secundar L2 sau L3 si are 512 – 2 MB. -modul de operare, pentru reducerea starilor de asteptarese utilizeaza operarea inrafale. Sunt doua tipuri de memorii cache: SRAM sincrone cu operare inrafale (syncronous burst SRAM) si SRAM cu canal si operare inrafale (pipelined burst SRAM).

Pentru a suplimenta memoria cache exista cache-urile tip bagheta dezvoltate de Intel – COAST Cache on a Stick.

Tehnologia DRAM

Pentru pastrarea numarului de conexiuni, liniile de adresarea celor mai multe cipuri de memorie sunt multiplexate, acelasi set de linii fiind folosit atinpentru trimiterea adresei ratului cinsi coloanei. Pentru a diferentia adresele de coloane de cele de linii, cipul foloseste doua semnale CAS (Column adress strobe) si RAS (Row adress strobe).

Pentru a aceelera operatiile cu memoria se utilizeaza urmatoarele tehnici: -memorie RAM cu coloane statice, permit citirea datelor pe o singura coloana fara stari de asteptare, -memoria RAM inmod pagina, este cea mai cunoscuta tehnologie, controllerul de memorie trimite mai intaradresa unui rat apoi activeaza

semnalul RAS, cu acestaactiv trimite o noua adresasi activeaza semnalul CAS pentru indicarea unei celule specifice.

-memoria EDO RAM (Extended Data Output), asigura suficienta viteza pentru a elimina cache-ul secundar, insa cea mai buna performanta se obtine prin combinarea EDO cu cache secundar. Este o varianta a memoriei inmod pagina, eliminat starile de asteptare ale sistemului.

-memoria EDO RAM cu operare inrafale, Burst EDO DRAM sau BEDO, executa operatii de scriere citire inrafale sau incicluri de ceas.

-memoria DRAM sincrona, SDRAM, lucreaza sincronizat cu calculatoarele gazda, furnizat date la fiecare ciclu de ceas.

-memorie DRAM imbunatatita, EDRAM, cresc viteza de operare a memoriilor dinamice cu acces aleatoriu prin includerea pe fiecare cip a unui bloc de memorie statica de cache de 256 K, mai rapid.

-memoria DRAM cu cache, CDRAM, lansata de Mitsubishi, contine un bloc cache pe fiecare cip de 2 K.

-memoria Rambus DRAM, foloseste un cache cu o memorie SRAM de 2048 octeti, legata de memoria dinamica de pe un cip printr-o magistrala foarte larga cxe permite transferul unei pagini intregi la un singur ciclu de ceas.

-memoria DRAM multibanc, imparte spatiul de stocare al fiecarui cip inbancuri.

-memoria video, folosita de sistemele de afisare ca buffer de cadre, are 2 forme: cu 2 porturi reale, ce permite scrierea si citirea simultanasi VRAM Video RAM cu acces aleatoriu la scriere si citire.

-memoria Windows RAM, relativ noua, WRAM creat de Samsung se utilizeaza la sistemele video.

Constructiv, intInim urmatoarele tipuri de memorii:

-memorii direct pe placa de baza

- module SIMM cu 30 de pini, are noua cipuri de memorie pe o singura placa, capacitate de 256 KB, 1 MB si 4 MB

Vechile memorii utilizau 9 biti de stocare, 8 de date si unul de paritate, cele noi sunt doarcu 8 biti, fara bitul de paritate.

-module SIMM cu 72 de pini, au urmatoarele dimensiuni

Capacitatile cele mai cunoscute sunt 1, 4, 8, 16, 32 MB, pot fi atinEDO cinsi FPM.

- modulele DIMM (Dual in Line Modules), au 168 pini, capacitatea 16, 32, 64,
128, 256 MB si sunt utilizate exclusiv la sisteme cu procesoare Pentium,
Pentium II si III.
Dimensiunile standard sunt:

Exisasi varianta redusa, module DIMM de dimensiune mica, pentru unele calculatoare de dimensiuni mici.

-modulele SIPP, folosesc conectori sub forma de pini, sunt identice cu modulele SIMM de 30 pini, au doua variante normalasi redusa.

DETECTAREA SI PREVENIREA ERORILOR

Majoritatea PC-urilor verifica fiecare bit de memorie invederea detectarii erorilor hard la pornirea la rece a acestora.

Producatorii de memorie folosesc doua metode de combatere a erorilor de memorie: paritatea sidetectarea/corectarea erorilor.

1) Paritatea

La primele memorii, producatorii au adaugat un bit suplimentar pentru fiecare octet de memorie, numit bit de verificare a paritatii cu rolul de a permite calculatorului verificarea integritatii datelor stocate de memorie.

Utilizat un algoritm simplu, bitul verifica numarul corespunzator de 1 si 0, la semnalarea unei erori, sistemul era avertizat.

In prezent s-a renuntat la verificarea paritatii.

2) Paritatea falsa

Sunt o metoda de reducere a costurilor memoriei pentru PC-urile cu verificare a paritatii. In loc sa verifice paritatea memoriei din modul, sistemul de falsa paritate trimite permanent un semnal ce indica paritatea corecta a memoriei.

Are 2 dezavantaje: nu se deosebesc fizic si nu ofera protectie impotriva erorilor de paritate.

3) Detectarea si corectarea

Verificarea paritatii doar localizeaza o eroare de un bit intr-un octet. schemele mai elaborate de detectare a erorilor pot identifica erori mult mai grave pe care le pot si corecta fara blocarea sistemului.

Aceasta schema se numeste cod de corectare a erorilor ECC error Corection Code si foloseste 3 biti suplimentari pentru fiecare octet stocat.

Toate PC-urile moderne folosesc ECC.

Comparatie intre memoria cu paritate si cea cu ECC