Скоростныеой показателиь работы микросхем памяти

Название RAM означает, что ЦПУ может производить обращение к любой ячейке памяти, каждый раз затрачивая одинаковое время. В отличие от этого время доступа дискового накопителя к некоторым секторам зависит от расстояния, на которое необходимо переместить головку чтения/записи для обнаружения необходимых дорожек, а также время ожидания, пока сектор повернется к головке. Промежуток времени, необходимый для возврата значения модулем памяти, называется временем доступа ( access time). Время доступа зависит от технологии изготовления МС памяти. Например, если доступ к МС DRAM обычно находится в диапазоне 60-70 нс., время доступа к SRAM < 10 нс. В последние годы появились новые технологии производства микросхем памяти. Обычно каждый разработчик преследует цель снижения времени доступа к памяти.

Технологические решения модулей памяти.

Технология	год	Время доступа
FPM(Fast page mode)ускоренный страничный обмен		50нс
ОЗУ с расширенными возможностями вывода ED(extended data out)		50нс
Синхродинамическая ОЗУ SDRAM (synchronous DRAM)		66 МГц PC66 SDRAM
SDRAM		100 МГц PC100
Динамическая ОЗУ RAMBUS RDRAM-RAMBUS		800 МГц 16 разрядов

 

Чередование адресов памяти

В процессе обращения к памяти много времени затрачивается на вычисления, которые контроллер затрачивает для поиска значений в микросхемах памяти. Данные в микросхемах памяти организованы в виде строк и столбцов. Количество строк и столбцов зависит от компоновки микросхем. Чтобы определить местонахождение байта в микросхеме памяти, контроллер должен сначала узнать, в какой строке содержатся данные. После этого контроллер определяет начальный столбец данных. Чередование адресов памяти – давно разработанный прием с ускоренными операциями памяти. Значение байтов помещается в различные банки памяти. Пока контроллер первого банка ведет поиск строки и столбца первого байта, контроллер второго банка выполняет такие же операции, в результате чего оба байта становятся доступными одновременно.

 

Ускоренный страничный обмен FPM

Технология с FPM обеспечена новыми быстродействующими системами за счет того, что микросхемы памяти запоминают адрес строки для предыдущей операции. В результате снижается время доступа к памяти. Например, если первое обращение состоит 60 нс, из них 15 нс соответствует поиску строки, последующие обращения к соседним ячейкам памяти в той же строке будут продолжаться лишь 45нс. FPM предусматривает раздел памяти на страницы фиксированного размещения, в зависимости от конструктивного решения может составлять от 512 байт до 4кбт. Все ячейки одной страницы имеют один адрес строки. Отслеживая ссылки на страницы, контроллер может временного доступа для последовательности ссылок на ячейки памяти. ОЗУ с расширенными возможностями вывода EDO

В 1995 году Pentium реализовал возможности EDO вместо FPM. Mc EDO как и McFPM обеспечил снижение время доступа при последовательности ссылках на ячейки памяти.

Кроме того технология EPORAX характеризуется сокращением продолжительности цикла за счет устранения продолжительности времени для установления адреса столбца. Причина в том что операция поиска последующего столбца, выполняется пока МС даст вывод данных, обслуживания предыдущих запросов.

 

Синхронная динамическая ОЗУ SDRAM.

Несмотря на улучшение скорости показатели МС они по прежнему ограничивают быстроту системы т.к. такт частоты модуля памяти отличается от тактической частоты системной шины. В конце 90-х годов появляется МС SDRAM. Эффект производительности системы достигли за счет синхронной операционной МС памяти и системной шины. Поэтому скорость показателя МС SDRAM указывает в Гц. Чтобы определить продолжительность цикла модуля SDRAM достаточно единицу разделить на значения частоты в герцах.

Например, если микросхема памяти работает с тактовой частотой 100 МГц, ее время доступа составляет 10 нс. Для дальнейшего увеличения оперативной памяти производители обеспечивают поддержку системной шины, работающей на частоте 200 МГц. С этой целью были выпущены микросхемы синхронизирующие динамическое ОЗУ с двойной скоростью передающие данные DDR SDRAM – double data rate synchronous dynamic RAM), а так же усовершенствованы микросхемы SDRAM (ESDRAM Enhaced SDRAM). Технология DDR повышает быстродействие операций за счет того, что данные передается дважды в течение одного такта. В микросхемах ЕSDRAM увеличение быстродействия достигается за счет использования собственного встроенного буфера (КЭШ – память)

 

Память RAMBUS

Технология RAMBUS в 99 году повысила производительность системы за счет использования высокоскоростной специальной шины для передачи данных между RAM и ЦПУ. Эта шина RAMBUS передает 16разрядные данные с частотой 800 МГц. В технологии RAMBUS используется специальная микросхема памяти – RIMM (RAMBUS inline Memory mode) линейный модуль памяти RAMBUS. Модуль RIMM вставляется в специальное гнездо, имеющее 168 контактов. Уникальная особенность шины RIMM состоит в том, что с каждым её гнездом должен быть соединён модуль RIMM или специальный модуль связанности, который обеспечивает целостность шины.

 

Видеопамять VIDEORAM

Большинство видеокарт содержит устройство памяти для хранения текущих видеоизображений. Для ускорения функциональности многие видеокарты содержат специальные МС двойного режима, которые поддерживают операции R/W. С помощью этой МС контроллер видеокарты может обновлять содержание видеопамяти, пока ЦАП карты поддерживает содержимое памяти, чтобы вывести изображение на монитор.

 

Типы памяти

С помощью виртуальной памяти windows создаёт иллюзию что каждая программа обладает практически неограниченным объёмом памяти. Однако не всегда размер памяти можно было считать неограниченным. Для программы MS-DOS существуют очень жёсткие ограничения на размер использования памяти. В ОС MS-DOS программы используют следующие категории памяти:

· Обычная (conventional memory)

· Дополнительная (expanded)

· Расширенная (extended)

· Область верхних адресов (night) старшая память

· Верхняя (upper)

Большинство пользователей windows не работающие с программой MS-DOS и могут игнорировать типы памяти MS-DOS. Однако новые версии различных ОС по прежнему поддерживают эти типы памяти.

 

Обычная память MS-DOS

Количество разрядов пространства адресации памяти определяет объём ОЗУ на которое ОС может ссылаться. В среде MS-DOS используется 20 разрядная адресация. Это даёт возможность ОС и выполняемым в ней программам использовать 2²⁰ячеек ОЗУ что составляет приблизительно 1МБ. В среде MS-DOS первые 640 КБ считают (основной) обычной памятью. Большинство программ для

Dos как сама эта ОС выполняются в пределах пространства обычной памяти

Так как большинство программ для MS-Dos достаточно просты, они обычно укладываются в рамки обычной памяти

ПРЕДОСТАВЛЕНИЕ ПРОГРАММАМ MS-DOS БОЛЬШЕГО РАЗМЕРА ПАМЯТИ ЗА СЧЕТ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ПАМЯТИ

По мере усложнения программ и возрастания необходимого им объема данных, их потребности быстро перерастают доступную им область памяти размером 640 КБ. Чтобы предоставить больше памяти для хранения данных разработана технология управления памятью, называемая спецификацией дополнительной памяти EMS (expanded memory specification или LIM – EMS Lotus, Intel & Microsoft EMS). Спецификация EMS создана для IBM PC первых выпусков на базе МП 8088 С помощью спец карт EMS памяти и драйвера устройства EMS данные программы забиваются на разделы по 64 КБ. При этом все данные хранятся в EMS памяти затем программные средства EMS памяти выделяют в обычной памяти область размером 64 КБ, которая будет использоваться для хранения данных. Когда программе потребуется доступ к определенным данным, драйвер EMS, переместит их из карты EMS памяти в эту область обычной памяти благодаря обмену данными между обычной и EMS памятью программ предоставляемая доступ к большим массивам информации, таким как электронные таблицы размером несколько МБ. К сожалению, обмен данными между обычной и EMS памятью требует времени и это снижает производительность системы. Поэтому со временем на смену EMS пришла расширенная память-это ПК PC/AT на базе I80286 и названа XMS. Спецификация XMS охватывает область памяти которая превышает 1 МБ. В отличие от спецификации EMS которая предусматривает обмен данными между обычной и дополнительной памятью, XMS даёт программам прямой доступ памяти за пределами одного мегабайта, что существенно увеличивает производительность системы.

 

Запрет использования EMS и XMS в среде Windows

ПК в среде Windows используется виртуальная память, приложения windows не задействует дополнительную и расширенную память. Если ОС MS-DOS не используется, то можно высвободить часть системных ресурсов, отменив установку драйверов дополнительной и расширенной памяти. При каждом запуске Windows анализирует файл config.sys, который находится в корневом каталоге. В этом файле указанные драйверы устанавливаются для MS-DOS, который windows исполнит при открытии окна MS-DOS или выполнении программ MS-DOS. Чтобы просмотреть информацию о распределении памяти в среде MS-DOS нужно ПУСК->ВЫПОЛНИТЬ->COMMSND (enter) далее набрать c:\mem (если в системе используется EMS и XMS выводится информация о их размерах) Чтобы отменить загрузку драйверов EMS и XMS нужно: ПУСК->ВЫПОЛНИТЬ->NOTEPAD \CONFIG.SYS найти запись DEVICE=файл EMM386.sys(exe) соответствующий драйверу дополнительной памяти, а himem.sys- расширение памяти, перед ним необходимо установить REM

 

Системный реестр WINDOWS

До Win95, ОС компании Microsoft хранили загрузочную информацию в файлах с расширением *.ini (system.ini; win.ini) Расширение.ini показывает, что данный файл содержит настройки для инициализации. В ini файлах хранятся настройки, определения какие программы необходимо запускать при каждом запуске ОС. Хранятся настройки разрешения и цветовой гаммы монитора, а так же настройки драйверов, устройств. Очень часто сторонние компании разработчики размещают свои настройки в ini файлах. Раньше ini файл представлял собой текстовый файл, который мог отредактировать каждый пользователь с помощью текстового редактора. Каждый раз, когда win запускается система проверяет содержание ini файла и настраивает свою работу в соответствием с директивами данного файла.

 

Драйверы видеокарты

мышка

клавиатура

принтер

модем

сетевой адаптер

сканер

ОС

Драйверы устройств

 

Драйвер устройства содержит код который выполняется во время поступления прерывания от устройства В WIN95 INIфайлы были заменены базой данных, которая известна под названием Registry – системный реестр. WIN использует реестр для хранения настроек системы. Каждый раз при запуске WIN, система использует записи реестра для конфигурирования приложения или ОС.

 

Редактор системного реестра RegEdit

Системный реестр содержит много основных настроек, которые используются для WIN при её запуске. Неправильно отредактировав настройки реестра или удалив необходимые данные ест вероятность того, что после вступления в силу ОС могут не запуститься. Нельзя делать изменения в реестре, не имея его копии.

 

Структура реестра

В реестре хранятся тысячи записей. Они организованы в виде дерева и напоминают структуру хранения в виде папок и поддиректорий на ПК. Зная назначение каждого раздела реестра, легко ограничит диапазон поиска необходимых настроек. В RegEdit можно просмотреть необходимые настройки. Для этого необходимо раскрыть узлы дерева

 

Назначение основных разделов системного реестра

 

Вид реестра	Назначение
HKEY_CLASSES_ROOT	Содержит настройки, которые связывают типы файлов с соответствующими приложениями
HKEY_CURRENT_USER	WIN позволяет каждому пользователю имеет свои профили настроек. Раздел содержит настройки, соответствующие текущему пользователю. Настройки определяются на основе анализа имени и пароля пользователя.
HKEY_LOCAL_MACHINE	Содержит настройки аппаратных и программных средств системы
HKEY_USER	Содержит информацию о каждом зарегистрированном пользователе в системе
HKEY_CURRENT_CONFIG	Включает настройки текущего профиля аппаратного обеспечения
HKEY_DYN_DATA	Для увеличения производительности системы WIN хранит данных реестра в оперативной памяти Указанием текущих настроек оперативной памяти является HKEY_DYN_DATA

 

Поиск и изменение данных реестра

Для изменения необходимых настроек системного реестра сначала необходимо их найти. Для поиска используется диалоговое окно «Поиск» редактора реестра. Например, в разделе HKEY_CURRENT_USER хранятся пароли, определенные задержки между нажатием клавиши и отображением соответствующего символа на экране ПК, а также настройка частоты считывания символов при удержании одной клавиши клавиатуры. Если открыть диалоговое окно «Поиск» и набрать в нем название настройки задержки клавиатуры KEYBOARDDELAY, то редактор реестра найдет и отобразит текущее значение данного параметра. Прежде чем приступить к изменению параметров с помощью REGEDIT, необходимо записать для себя оригинальные значения настроек. После этого их можно изменять. Для этого необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши и выбрать пункт меню «Изменить». REGEDIT отобразит окно, в котором можно ввести новые значения параметра.

 

Просмотр драйверов устройств, установленных в ОС

В Windows используется огромное количество устройств, для совместимости, как со старыми, так и с новыми устройствами. Одни из них 32 разрядные, другие 16, а некоторые используются для обратной совместимости с MS-DOS. Очень часто ОС загружает драйверы тех устройств, в которых на самом деле нет необходимости. Это приводит к потреблению лишних ресурсов системы. Используя утилиту «Сведенья о системе», можно просмотреть установленные в системе драйверы.

ПУСК-ПРОГРАММЫ-СЛУЖЕБНЫЕ-СВЕДЕНЬЯ О СИСТЕМЕ-перед надписью «Программная среда» - затем на таком же значке «Драйверы».

 

Проверка системных драйверов

ОС Windows состоит из различных программ и файлов поддержки, таких как динамически подключаемы библиотеки(DLL-файлы), которые содержат код программы, а также методы, которые может использовать программа. Каждый файл поддержки выполняет определенные задачи. Один DLL-файл может использоваться для работы с принтером, другой с модемом и т.д. Размещая код в DLL файлах, программисты могут использовать его совместно с другими программами. Другими словами, если несколько программ

Чтобы локальные повреждённые файлы в утилите “сведения о системе” реализовали механизм проверки, системный файл который позволяет проверять их на ошибки. Если утилита “проверка системных файлов” находит повреждённый файл, то она отображает соответствующее диалоговое окно, в котором описано повреждение. В данном окне можно повторно установить повреждённый файл. Оригинального диска CD, содержащего OC windows. В утилите “сведения о системе” выбрать “Сервис” – “проверка системных файлов”