По учебной дисциплине «Техническое обслуживание и ремонт компьютерных систем и комплексов» Тема : «Средства проверки системной памяти»

метки: Компьютерный, Клапан, Перепускной, Конструирование, Режим, Адрес, Память, Данные

В своей курсовой работе я буду рассматривать

В ней будут описаны микросхемы и модули памяти, которые на сегодняшний день устанавливаются на персональных компьютерах.

Системная память (оперативная)

Предназначена для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций. Оперативная память передаёт процессору данные непосредственно, либо через кэш-память. Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес.

Системная память является одним из важнейших элементов компьютера. Именно из нее процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нее он записывает полученные результаты.

Название «системная» эта память получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору практически не приходится ждать при чтении данных из памяти или записи в память. Однако содержащиеся в ней данные сохраняются только пока компьютер включен или до нажатия кнопки сброса ( reset ).

При выключении компьютера содержимое оперативной памяти стирается. Поэтому перед выключением или нажатием кнопки сброса все данные, подвергнутые во время работы изменениям, необходимо сохранить на запоминающем устройстве. При новом включении питания сохраненная информация вновь может быть загружена в память.

Часто для системной памяти используют обозначение

Когда говорят о памяти компьютера, обычно подразумевают оперативную память, прежде всего микросхемы памяти или модули, в которых хранятся активные программы и данные, используемые процессором.

Актуальность темы курсовой работы определяется повсеместно возросшим числом

В результате растет численность обслуживающего персонала и повышаются требования к его квалификации. Увеличение надежности машин приводит к тому, что поиск неисправных элементов и ремонт их производятся сравнительно редко. Поэтому наряду с повышением надежности машин наблюдается тенденция потери эксплуатационным персоналом определенных навыков отыскания и устранения неисправностей. Таким образом, возникает проблема обслуживания непрерывно усложняющихся вычислительных машин и систем в условиях, когда не хватает персонала высокой квалификации.

Современная вычислительная техника решает эту проблему путем создания систем автоматического диагностирования неисправностей, которые призваны облегчать обслуживание и ускорить ремонт машин.

Сборка компьютера

... примерно 10 см в длину). Процесс сборки компьютера можно разделить на несколько этапов: ·Сборка «скелета» нашего компьютера, т.е. установка процессора и оперативной памяти на материнскую плату. ·Подготовка корпуса ... к столу, прикоснитесь рукой к заземленному предмету или неокрашенной металлической части оборудования (например, задней панели системного блока). Повторяйте «разрядку» время от времени ...

Система автоматического диагностирования представляет собой комплекс программных, микропрограммных и аппаратурных средств и справочной документации (диагностических справочников, инструкций, тестов).

Метод диагностирования характеризуется объектом элементарной проверки, способом подачи воздействия и снятия ответа.

Целью курсовой работы будет являться изучение особенностей средств проверки системной памяти , их диагностика.

Задачами курсовой работы будут являться:

• Изучить и проанализировать основные неисправности системной памяти;

— Определить критерии диагностики неисправностей системной памяти;

• Определить этапы и процесс устранения неисправностей;

Методы исследования:

• теоретические: синтез, анализ, сравнение;

эмпирические: социологическое исследование.

Теоретическая значимость: представленный материал можно использовать при написании контрольных и курсовых работ, а также при подготовке к практическим занятиям по учебной дисциплине «Техническое обслуживание и ремонт компьютерных систем и комплексов».

1. Основная часть

1.1 Назначение Системной памяти

Оперативная память персональных компьютеров на сегодняшний день, как и десять лет тому назад, строится на базе относительно недорогой динамической памяти — DRAM (Dynamic Random Access Memory).

Множество поколений интерфейсной логики, сменилось за это время. Эволюция носила ярко выраженный преемственный характер — каждое новое поколение памяти практически полностью наследовало архитектуру предыдущего, включая, в том числе, и свойственные ему ограничения.

Ядро же памяти (за исключением совершенствования проектных норм таких, например, как степень интеграции) и вовсе не претерпевало никаких принципиальных изменений.

Даже «революционный» Rambus Direct RDRAM ничего подлинного революционного в себе не содержит и хорошо вписывается в общее «генеалогическое» древо развития памяти.

Поэтому, устройство и принципы функционирования оперативной памяти лучше всего изучать от самых старых моделей памяти до самых современных разработок.

Устройство и принципы функционирования оперативной памяти.

Ядро микросхемы динамической памяти состоит из множества ячеек, каждая из которых хранит всего один бит информации. На физическом уровне ячейки объединяются в прямоугольную матрицу, горизонтальные линейки которой называются строками (ROW), а вертикальные — столбцами (Column) или страницами (Page).Линейки представляют собой обыкновенные проводники, на пересечении которых находится ячейки — несложное устройство, состоящее из одного транзистора и одного конденсатора.

Конденсатору отводится роль непосредственного хранителя информации. Объем, которого составляет — всего один бит. Отсутствие заряда на обкладках соответствует логическому нулю, а его наличие — логической единице. Транзистор же играет роль «ключа», удерживающего конденсатор от разряда. В спокойном состоянии транзистор закрыт, но, стоит подать на соответствующую строку матрицы электрический сигнал, он откроется, соединяя обкладку конденсатора с соответствующим ей столбцом. Чувствительный усилитель (sense amp), подключенный к каждому из столбцов матрицы, реагируя на слабый поток электронов, устремившихся через открытые транзисторы с обкладок конденсаторов, считывает всю страницу целиком. Именно страница является минимальной порцией обмена с ядром динамической памяти. Чтение/запись отдельно взятой ячейки невозможно! Действительно, открытие одной строки приводит к открытию всех, подключенных к ней транзисторов, а, следовательно, — разряду закрепленных за этими транзисторами конденсаторов. Чтение ячейки деструктивно по своей природе, поскольку sense amp (чувствительный усилитель) разряжает конденсатор в процессе считывания его заряда. Благодаря этому динамическая память представляет собой память разового действия. Для борьбы с потери памяти прибегают к ее регенерации — периодическому считыванию ячеек с последующей перезаписью. В зависимости от конструктивных особенностей регенератор может находиться как в контроллере, так и в самой микросхеме памяти. В современных модулях памяти регенератор чаще всего встраивается внутрь самой микросхемы, причем перед регенерацией содержимое обновляемой строки копируется в специальный буфер, что предотвращает блокировку доступа к информации.

Перспективные технологии памяти

... время представить объединенный план перехода на новую технологию. Вероятно, универсальная память, как важнейший компонент электронных устройств, если когда ... впрочем, принимает участие в разработках вообще всех перспективных технологий. Однако удача сопутствовала не всем. Прошли годы, ... ячейки должны быть меньше, чем у DRAM, и, следовательно, объемы памяти будут больше. Потребляемая мощность ниже, а ...

Эволюция динамической памяти

В микросхемах памяти, выпускаемых до середины девяностых, были существенные недостатки (большие задержки передачи данных, малый объем памяти и т.д.).

С появлением Intel Pentium 60 (1993 год) и Intel 486DX4 100 (1994 год) возникла потребность в совершенствовании динамической памяти.

FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM) быстрая страничная память

Первой моделью стала FPM-DRAM — Fast-Page Mode DRAM (Память быстрого страничного режима), разработанная в 1995 году. Основным отличием от памяти предыдущего поколения стала поддержка сокращенных адресов. Если очередная запрашиваемая ячейка находится в той же самой строке, что и предыдущая, ее адрес однозначно определяется одним лишь номером столбца и передача номера строки уже не требуется. При последовательном чтении ячеек памяти, (равно как и обработке компактных одно — двух килобайтовых структур данных), время доступа сокращается на 40%, так как обрабатываемая строка находится во внутреннем буфере микросхемы, и обращаться к матрице памяти нет никакой необходимости.

Недостатками FPM-DRAM памяти стало хаотичное обращение к памяти, равно как и перекрестные запросы ячеек из различных страниц, со всей очевидностью не могут воспользоваться преимуществами передачи сокращенных адресов и работают с FPM-DRAM в режиме обычной DRAM. Ситуация, когда запрашиваемая ячейка находится в открытой строке, называется «попаданием на страницу» (Page Hit), в противном случае говорят, что произошел промах (Page Miss).

Администрирование базы данных

... организации-заказчике. На эффективность работы базы данных оказывают влияние множество внешних и внутренних факторов. Возрастание сложности и масштабов базы данных, высокая «цена» неправильных или запоздалых решений по администрированию БД, высокие требования к ...

Поскольку, промах облагается штрафными задержками, критические к быстродействию модули должны разрабатываться с учетом особенностей архитектуры FPM-DRAM, так что абстрагироваться от ее устройства уже не получается. Возникла и другая проблема: непостоянство времени доступа затрудняет измерение производительности микросхем памяти и сравнение их скоростных показателей друг с другом.

EDO-DRAM (Extended Data Out) память с усовершенствованным выходом

С увеличением тактовой частоты микропроцессоров, требовалось качественное новое решение оперативной памяти, а не оптимизация FPM DRAM памяти. И в 1996 году был придуман новый интерфейс оперативной памяти — EDO-DRAM. Его основным отличием было в том, что каждую микросхему оснастили специальным триггером-защелкой, который удерживал линии данных после исчезновения сигнала подзарядки, что дало возможность дезактивировать сигнал подзарядки до окончания чтения данных, подготавливая в это время микросхему к приему номера следующего столбца.

Модуль

Двукратное увеличение производительности было достигнуто лишь в BEDO-DRAM (Burst EDO).

Добавив в микросхему генератор номера столбца, конструкторы ликвидировали задержку сигнала подзарядки, сократив время цикла до 15 нс. После обращения к произвольной ячейке микросхема BEDO автоматически, без указаний со стороны контроллера, увеличивает номер столбца на единицу, не требуя его явной передачи. По причине ограниченной разрядности адресного счетчика (конструкторы отвели под него всего лишь два бита) максимальная длина пакета не могла превышать четырех ячеек (22=4).

Главным преимуществом BEDO памяти по сравнению с EDO RAM было то что она работала на максимально возможной скорости с частотой 66 МГц, т.е. она была на ~40% быстрее EDO-DRAM! Все же, несмотря на свои скоростные показатели, BEDO оказалась не конкурентоспособной и не получила практически никакого распространения. Просчет состоял в том, что BEDO, как и все ее предшественники, оставалась асинхронной памятью. Это накладывало жесткие ограничения на максимально достижимую тактовую частоту, ограниченную 60 — 66 (75) мегагерцами.

SDRAM (Synchronous DRAM) — синхронная DRAM

Появление микропроцессоров с шинами на 100МГц привело к радикальному пересмотру механизма управления памятью, и подтолкнуло конструкторов к созданию синхронной динамической памяти — SDRAM (Synchronous -DRAM).

Как и следует из ее названия, микросхемы SDRAM памяти работают синхронно с контроллером, что гарантирует завершение цикла в строго заданный срок. Кроме того, номера строк и столбцов подаются одновременно, с таким расчетом, чтобы к приходу следующего тактового импульса сигналы уже успели стабилизироваться и были готовы к считыванию.

Так же, в SDRAM реализован усовершенствованный пакетный режим обмена. Контроллер может запросить как одну, так и несколько последовательных ячеек памяти, а при желании — всю строку целиком! Это стало возможным благодаря использованию полноразрядного адресного счетчика уже не ограниченного, как в BEDO, двумя битами.

Другое усовершенствование. Количество матриц (банков) памяти в SDRAM увеличено с одного до двух (а, в некоторых моделях, и четырех).

Конструктивно оперативная память ПК располагается на стандартных ...

... работу и поиск информации в сети Веб. MS Word 2000 MS Excel 2000 MS Access 2000. Adobe Photoshop 6.0 2.Структура предприятия и оснащенность рабочего места техническими средствами. ... накапливать, просматривать и сортировать огромные массивы данных, обмениваться ими с друзьями компьютерами ... операционной системы, постоянно находящаяся в оперативной памяти и управляющая всеми процессами, называется ядром ...

Это позволяет обращаться к ячейкам одного банка параллельно с перезарядкой внутренних цепей другого, что вдвое увеличивает предельно допустимую тактовую частоту. Помимо этого появилась возможность одновременного открытия двух (четырех) страниц памяти, причем открытие одной страницы (т.е. передача номера строки) может происходить во время считывания информации с другой, что позволяет обращаться по новому адресу столбца ячейки памяти на каждом тактовом цикле.

В отличие от FPM-DRAMEDO-DRAMBEDO, выполняющих перезарядку внутренних цепей при закрытии страницы синхронная память проделывает эту операцию автоматически, позволяя держать страницы открытыми столь долго, сколько это угодно. Еще одно преимущество — разрядность линий данных увеличилась с 32 до 64 бит, что еще вдвое увеличило ее производительность.

Модуль

Дальнее развитие синхронной памяти привело к появлению DDR-SDRAM — Double Data Rate SDRAM (SDRAM удвоенной скорости передачи данных).

Удвоение скорости достигается за счет передачи данных и по фронту, и по спаду тактового импульса (в SDRAM передача данных осуществляется только по фронту).

Благодаря этому эффективная частота увеличивается в два раза — 100 МГц DDR-SDRAM по своей производительности эквивалента 200 МГц SDRAM. Правда, по маркетинговым соображениям, производители DDR-микросхем стали маркировать их не тактовой /* рабочей */ частой, а максимально достижимой пропускной способностью, измеряемой в мегабайтах в секунду.

Претерпела изменения и конструкция управления матрицами (банками) памяти. Во-первых, количество банков увеличилось с двух до четырех, а, во-вторых, каждый банк обзавелся персональным контроллером (не путать с контроллером памяти!), в результате чего вместо одной микросхемы мы получили как бы четыре, работающих независимо друг от друга. Соответственно, максимальное количество ячеек, обрабатываемых за один такт, возросло с одной до четырех.

RDRAM (Rambus DRAM) — Rambus-память

С DDR-SDRAM жесточайше конкурирует Direct RDRAM, разработанная компанией Rambus. Имеет основных отличий от памяти предыдущих поколений всего три:

а) увеличение тактовой частоты за счет сокращения разрядности шины,

б) одновременная передача номеров строки и столба ячейки,

в) увеличение количества банков для усиления параллелизма.

Повышение тактовой частоты вызывает резкое усиление всевозможных помех и в первую очередь электромагнитной интерференции, интенсивность которой в общем случае пропорциональна квадрату частоты, а на частотах свыше 350 мегагерц вообще приближается к кубической. Это обстоятельство налагает чрезвычайно жесткие ограничения на топологию и качество изготовления печатных плат модулей микросхемы, что значительно усложняет технологию производства и себестоимость памяти. С другой стороны, уровень помех можно значительно понизить, если сократить количество проводников, т.е. уменьшить разрядность микросхемы. Именно по такому пути компания Rambus и пошла, компенсировав увеличение частоты до 400 МГц (с учетом технологии DDR эффективная частота составляет 800 МГц) уменьшением разрядности шины данных до 16 бит (плюс два бита на ECC).

Исследование скважин методом установившихся режимов работы

... методы исследования скважин. Цель исследования скважин заключается в определении ее продуктивности, получении данных о строении и свойствах продуктивных пластов, оценке технического состояния скважин. Существуют следующие методы исследований скважин и пластов: гидродинамические, дебитометрические, термодинамические ...

Таким образом, Direct RDRAM в четыре раза обгоняет DDR по частоте, но во столько же раз отстает от нее в разрядности.

Второе (по списку) преимущество RDRAM — одновременная передача номеров строки и столбца ячейки — при ближайшем рассмотрении оказывается вовсе не преимуществом, а конструктивной особенностью. Это не уменьшает латентности доступа к произвольной ячейке (т.е. интервалом времени между подачей адреса и получения данных), т.к. она, латентность, в большей степени определяется скоростью ядра, а RDRAM функционирует на старом ядре. Из спецификации RDRAM следует, что время доступа составляет 38,75 нс. (для сравнения время доступа 100 МГц SDRAM составляет 40 нс.).

Большое количество банков позволяет (теоретически) достичь идеальной конвейеризации запросов к памяти, — несмотря на то, что данные поступают на шину лишь спустя 40 нс. после подачи запроса (что соответствует 320 тактам в 800 МГц системе), сам поток данных непрерывен.

Таким образом, использование RDRAM в домашних и офисных компьютеров, ничем не оправдано. Для высокопроизводительных рабочих станций лучший выбор — DDR-SDRAM, не уступающей RDRAM в производительности, но значительно выигрывающей у последней в себестоимости.

1.2 Режимы работы системной памяти преимущества данных режимов

В современных (и не очень) системах, многие стремятся заставить работать память в двухканальном и трехканальном режимах.

В данной статьей мы рассмотрим как реализуются эти режимы, и какие преимущества будут получены в результате их реализации.

Принцип работы двухканального и трехканального режима работы памяти заключается в использовании соответственно двух и трёх каналов для объединенного доступа к банку памяти.

В обычном одноканальном режиме для доступа памяти используется один канал и нету того параллелизма, который присутствует в режимах указанных выше.

Для установки памяти в многоканальном режиме (двух или трех) следует соблюдать следующие общие правила:

• Необходимо устанавливать модули памяти с одинаковой частотой. Все планки будут работать на частоте наименее медленного модуля памяти.

• Желательно устанавливать модули одинакового объема памяти.

• Требуется подбирать планки от одного производителя.

• Желательно, чтобы у планок памяти были одинаковые тайминги;

Хотелось бы отметить, что, на данный момент, вышеуказанные пункты не являются обязательным условием работы памяти в двухканальном или трехканальном режиме. Но для полной уверенности и снижения процента каких-либо сбоев – лучше их соблюдать.

Контрольная работа: Поисковые специальные средства

... местно­сти», «изъятия объектов» и т.п.). 1. Классификация поисковых средств. Поисковые технические средства подраз­деляют по принципу их действия ... детек­торы излучений. 1.1.Поисковые средства механического действия К поисковым средствам механического действия относятся достаточно простые уст­ ... проведения некото­рых подготовительных операций. Перед на­чалом работы магнит помещают в два вло­женных один ...

Гораздо более важным является правильная установка модулей памяти непосредственно в разъёмы на материнской плате.

Особенности установки планок в разных режимах

Одноканальный режим работы памяти (single mode)

Это базовый режим, при котором планки памяти можно устанавливать в любой последовательности и с различными параметрами (производитель, объём, частота и т.д.)

Как для одного модуля:

Так и для нескольких:

Двухканальный режим работы памяти (Dual mode)

В двухканальном режиме 1 и 3 модуль работают параллельно с 2 и 4. То есть возможны вариации установки двух модулей памяти в двухканальном режиме, и четырех – также в двухканальном режиме (по 2).

Для удобства производители материнских плат с поддержкой многоканальности окрашивают разъёмы DIMM в разные цвета:

Для работы двух модулей памяти в двухканальном режиме необходимо установить их в разные по цвету разъёмы (зачастую, но лучше уточнить в инструкции к мат. плате).

Таким образом мы устанавливаем модули в канал A и канал B:

Для четырех модулей все точно также. Таким образом получается «два двухканальных режима»:

Трехканальный режим работы памяти (triple mode)

Все идентично с двухканальным режимом, но тут уже идут вариации с тремя и шестью модулями памяти.

С подключением все также, как и в двухканальном режиме, но тут уже идет подключение 3 или 6 планок памяти на один канал:

Также в продаже присутствуют платы поддерживающие четырехканальный режим работы памяти. Данные «монстры» имеют 8 разъёмов для установки памяти. Пример такой материнской платы:

Преимущества многоканального режима

Главным преимуществом многоканального режима является, конечно же, повышение результирующей производительности всей системы. Вот только какой будет реальный прирост? В играх и большинстве обыденных задач прирост будет составлять не более 5 — 10%. Если же речь заходит относительно более специфических задач (вспомним наш любимый ), то здесь уже повышение производительности будет более значительным – возможно 30% и более, особенно при просчёте сложных проектов, требующих предельную пропускную способность оперативной памяти.

Модернизация оборудования и выбор объема производства

... на выпуск 20,0 тысяч электрических чайников с объемом дополнительной выручки 150,0 тысяч тенге. С учетом этого дополнительного заказа объем производства составит 100,0 тысяч электрических чайников в год. ... весь срок службы оборудования на эту сумму [21, 158]. На выбор объема производства влияет ряд условий: существующая производственная мощность, состав оборудования и технология. Принятие ...

1.3 Состав и основные компоненты системной памяти

Системная память предназначена для хранения переменной информации. Она допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения процессором вычислительных операций с данными и может работать в режимах записи, чтения, хранения.

В современных ЭВМ микросхемы памяти (ОП) изготавливают из кремния по полупроводниковой технологии с высокой степенью интеграции элементов на кристалле.

Основной составной частью микросхемы является массив элементов памяти (ЭП), объединенных в матрицу накопителя.

Каждый элемент памяти может хранить 1 бит информации и имеет свой адрес. ЗУ, позволяющие обращаться по адресу к любому ЭП в произвольном порядке, называются запоминающими устройствами с произвольным доступом.

При матричной организации памяти реализуется координатный принцип адресации ЭП, в связи с чем адрес делится на две части (две координаты) — Х и Y. На пересечении этих координат находится элемент памяти, чья информация должна быть прочитана или изменена.

ОЗУ связано с остальным микропроцессорным комплектом ЭВМ через системную магистраль (рис.1).

Рис 1. Структурная схема ОЗУ

По шине управления передается сигнал, определяющий, какую операцию необходимо выполнить.

По шине данных передается информация, записываемая в память или считываемая из нее.

По шине адреса передается адрес участвующих в обмене элементов памяти. Максимальная емкость памяти определяется количеством линий в шине адреса системной магистрали. Поэтому максимальный объем ОП равен 220 = 1 Мбайт. Если содержит 24 линии, объем ОП может быть увеличен до 16 Мбайт, а если 32 линии максимальный объем ОП увеличился до 232= 4Гб.

Микросхемы памяти могут строиться на статических (SRAM) и динамических (DRAM) ЭП. В качестве статического ЭП чаще всего выступает статический триггер. В качестве динамического ЭП может использоваться электрический конденсатор сформированный внутри кремниевого кристалла.

Компьютерная память

... доступ, нежели кешируемая память. Корректирующая память -- часть памяти ЭВМ, предназначенная для хранения адресов неисправных ячеек основной памяти. Также используются термины relocation table и remap table. Управляющая память -- память, содержащая управляющие программы ...

Статические ЭП способны сохранять свое состояние (0 или 1) неограниченно долго (при включенном питании).

Динамические ЭП с течением времени записанную в них информацию теряют.

Микросхемы элементов памяти динамических ОЗУ отличаются от аналогичных ЭП статических ОЗУ меньшим числом компонентов в одном элементе памяти, в связи с чем имеют меньшие размеры и могут быть более плотно упакованы в кристалле. Основными характеристиками ОЗУ являются объем и быстродействие.

В современных ПЭВМ ОЗУ имеет модульную структуру. Сменные модули могут иметь различное конструктивное исполнение (SIP, ZIP, SIMM, DIMM).

Увеличение объема ОЗУ обычно связано с установкой дополнительных модулей. Время доступа к модулям DRAM составляет 60 — 70 нc.

На производительность ЭВМ влияет не только время доступа, но и такие параметры (связанные с ОЗУ), как тактовая частота и разрядность шины данных системной магистрали. Если тактовая частота недостаточно высока, то ОЗУ простаивает в ожидании обращения. При тактовой частоте, превышающей возможности ОЗУ, в ожидании будет находиться системная магистраль, через которую поступил запрос в ОЗУ.

Разрядность шины данных (8, 16, 32 или 64 бита) определяет длину информационной единицы, которой можно обменяться с ОЗУ за одно обращение.

Интегральной характеристикой производительности ОЗУ с учетом частоты и разрядности является пропускная способность , которая измеряется в Мегабайтах в секунду. Для ОП с временем доступа 60-70 нс и разрядностью шины данных 64 бита максимальная пропускная способность при тактовой частоте 50 МГц составляет 400 Мбайт/с, при частоте 60 МГц — 480 Мбайт/с, при 66 МГц — 528 Мбайт/с в режиме группового обмена, реализуемом, например, при прямом доступе к памяти.

Микросхемы ПЗУ также построены по принципу матричной структуры накопителя. Функции элементов памяти в них выполняют перемычки в виде пероводников, полупроводниковых диодов или транзисторов. В такой матрице наличие перемычки может означать “1”, а ее отсутствие — “О”. Занесение формации в микросхему ПЗУ называется ее программированием , а устройство, с помощью которого заносится информация, — программатором . Программирование ПЗУ заключается в устранении (прожигании) перемычек по тем адресам, где должен храниться “О”. Обычно схемы ПЗУ допускают только одно программирование.

Сверхоперативные

Регистр представляет собой электронное устройство, способное хранить занесенное в него число неограниченно долго (при включенном питании).

Наибольшее распространение получили регистры на статических триггерах.

По назначению регистры делятся на регистры хранения и регистры сдвига. Информация в регистры может заноситься и считываться либо параллельно, а зу всеми разрядами, либо последовательно, через один из крайних разрядов с последующим сдвигом занесенной информации.

Сдвиг записанной в регистр информации может производиться вправо или влево. Если регистр допускает сдвиг информации в любом направлении, он называется реверсивным.

Регистры могут быть объединены в единую структуру. Возможности такой структуры определяются способом доступа и адресации регистров.

Если к любому регистру можно обратиться для записи/чтения по его адресу, такая регистровая структура образует СОЗУ с произвольным доступом.

Память магазинного типа образуется из последовательно соединенных регистров (рис.2).

Если запись в регистровую структуру (рис.2,д) производится через один регистр, а считывание — через другой, то такая память является аналогом задержки и работает по принципу “первым вошел — первым вышел” (FIFO — first input, first output).

Если же запись и чтение осуществляются через один и тот же регистр (рис.2,6), такое устройство называется стековой памятью , работающей по принципу “первым вошел — последним вышел” (FILO — first input, last output).

При записи числа в стековую память сначала содержимое стека сдвигается в сторону последнего, К-го регистра (если стек был полностью заполнен, то число из К-го регистра теряется), а затем число заносится в вершину стека -регистр 1. Чтение осуществляется тоже через вершину стека, после того как число из вершины прочитано, стек сдвигается в сторону регистра 1.

Стековая память получила широкое распространение. Для ее реализации в ЭВМ разработаны специальные микросхемы. При записи числа в стек сначала номер ячейки в указателе стека модифицируется так, чтобы он указывал на очередную свободную ячейку, после чего производится запись числа по этому адресу. Такая работа указателя стека позволяет реализовать принцип “первым вошел — последним вышел”. В стек может быть загружен в определенной последовательности ряд данных, которые впоследствии считываются из стека уже в обратном порядке, на этом свойстве построена система арифметических преобразований информации.

Рис 2. Регистровая структура магазинного типа: а — типа FIFO; б — типа FILO

кэш-памяти

Рабочая концепция фирмы IBM при создании IBM PC содержала гипотезу, что объем основной памяти ЭВМ, предназначенной для персонального использования в любой предметной области, не должен превышать 640 Кбайт. Поэтому в базовую модель IBM PC заложили 20-разрядную шину адреса системной магистрали. Наличие 20 линий в шине адреса позволяло адресовать память большего объема, чем было предусмотрено концепцией (220 = 1 Мбайт).

“Излишек” адресного пространства в 384 Кбайт был поделен между видеопамятью (128 Кбайт) и ПЗУ (256 Кбайт).

Физически увеличить объем памяти несложно, для этого необходимо только подключить к системной магистрали дополнительные модули. Такая возможность в IBM PC была предусмотрена. Но каждый байт дополнительной памяти должен иметь уникальный адрес, а адресного пространства для дополнительной памяти нет.

Существует несколько способов разрешения таких конфликтов. Один из них — банкирование памяти: вся память делится на блоки (банки), емкость которых не выходит за пределы допустимого адресного пространства; во время работы специальными командами можно переключать банки, делая активным любой из них или осуществляя групповую перепись информации из одного банка в другой.

В ЮМ PC XT фирма IВМ применила другой способ: 256 Кбайт было сначала оставлено для ПЗУ, в котором размещалась базовая система ввода-вывода (BIOS).

Анализ программ BIOS показал, что в оставленном для ПЗУ адресном пространстве (UMB — Upper Memory Block) имеются “окна” — неиспользуемые участки. Четыре таких участка (paqe frames) по 16 Кбайт были выделены, и их адреса стали использоваться для адресации дополнительной памяти, подключенной к системной магистрали. Таким образом общий объем ОП удалось увеличить на 64 Кбайта. Специальная программа (драйвер дополнительной памяти) “перехватывала” обращение к “окнам” ПЗУ и вместо них “подставляла” дополнительный модуль памяти (Expended Memory).

Дополнительная память не обязательно должна была иметь объем 64 Кбайта. Ее объем мог быть и большим (фирма IBM выпускала модули дополнительной памяти объемом 8 и 32 Мбайта).

При этом драйвер дополнительной памяти делил ее на блоки по 16 Кбайт и “отображал” каждое окно UMB на один из блоков Expended Memory. Из-за этого память такого вида получила название отоброжаемой.

Но развитие персональных ЭВМ привело к необходимости более серьезной корректировки рабочей концепции. Поэтому в IBM AT с микропроцессором i80286 разрядность шины адреса увеличили до 24, что позволило увеличить ее объем до 16 Мбайт. В МП i80386 разрядность шины адреса и адресных регистров микропроцессора увеличена до 32, в результате чего допустимый объем ОП увеличился до 4 Гбайт.

Наряду с этим изменился принцип формирования абсолютного адреса ОП, в результате чего утрачена совместимость с программным обеспечением, разработанным для IBM PC XT.

Чтобы обеспечить совместимость AT с XT, было решено реализовать два режима работы микропроцессоров, имеющих номер, больший 80286: реальный и защищенный.

В реальном режиме дополнительные разряды шины адреса заблокированы, что обеспечивает совместимость с микропроцессором 18086 и позволяет использовать операционную систему MS DOS и программное обеспечение, разработанное для XT. Но при этом остается неиспользованной вся дополнительная память, находящаяся за пределами 1 Мбайта. В защищенном режиме применяется другой принцип формирования абсолютного адреса ОП, благодаря чему возможно использование всей имеющейся в наличии дополнительной (расширенной) памяти, но возникают трудности с использованием программного обеспечения, разработанным для MS DOS.

В IBM PC XT 20-битный адрес формировался из двух машинных слов: базового адреса сегмента (16 бит) и смещения (16 бит).

Это было связано с тем, что вся ОП делилась на сегменты емкостью 64 Кбайта. Адресация байтов внутри сегмента начиналась с 0 и заканчивалась адресом FFFF. Внутрисегментный адрес байта называется смещением (т.е. смещением относительно начала сегмента).

Начало же сегмента (т.е. его базовый 20-битный адрес) однозначно определялось 16-битовым адресом, который преобразовывался в 20-битный адрес дописыванием справа четырех нулей. В машинных командах абсолютный (физический) адрес задавался либо прямым указанием базового адреса сегмента и смещения (которые разделялись двоеточием, например, OA12:F4B2, где ОА12 — 20-битовый адрес начала сегмента; F4B2 -16-битное смещение внутри сегмента), либо по умолчанию (базовые адреса сегментов программы, данных, стека запоминаются в специальных регистрах микропроцессора), либо указанием регистра, в котором содержится необходимый базовый адрес (например, если регистр называется CS, то абсолютный адрес в машинной команде может быть задан в виде: CS:F4B2).

Начиная с МП i80386, благодаря увеличению длины всех регистров для смещений до 32 бит, реализована возможность работы “с плоской памятью”, не разделяемой на сегменты. Это допускает адресацию 232 байта или 4 Гбайга ОП.

Кроме того, в защищенном режиме (начиная с МП i80286) можно использовать и сегментированную память, но сегментные регистры не суммируются со смещением, а предназначены в качестве указателя на управляющие таблицы, содержащие необходимую информацию о сегментах. Поскольку длина записей в этих таблицах может превышать 16 бит, появляется возможность увеличить количество и размеры сегментов, а следовательно, и максимальный объем виртуальной памяти (так как 32-битовая шина адреса СМ ограничивает допустимый объем физической памяти, виртуальная память реализуется за счет замены страниц в физической ОП слотами, т.е. образами страниц, из внешнего ЗУ).

Желание использовать в реальном режиме всю фактически имеющуюся в наличии дополнительную память привело к созданию двух виртуальных режимов, один из которых стандарт EMS (Expended Memory Specifications), реализующий принцип банкирования дополнительной памяти. Вся дополнительная память делится на страницы (банки) емкостью по 16 Кбайт; выбираются четыре страницы и объявляются активными. Выбранные активные страницы отображаются на четыре окна UMB, теперь при обращении к одному из окон UMB вместо него подставляется отображенная на него страница дополнительной памяти. Поскольку любое окно UMB можно отобразить на любую страницу дополнительной памяти (объявив ее активной), то, изменяя отображение в процессе работы, можно использовать всю дополнительную память любого объема.

Стандарт EMS реализуется программным путем — с помощью драйвера дополнительной памяти, который “перехватывает” каждое обращение к окну, имеющемуся в адресном пространстве ПЗУ, и “подставляет” вместо ПЗУ соответствующий участок дополнительной памяти.

В соответствии с этим стандартом работают драйверы XMA2EMS.SYS, EMM386.SYS и дp.

Стандарт EMS несколько снижает производительность системы, но не накладывает никаких ограничений на размещение в дополнительной памяти программ и данных.

Другой виртуальный режим основан на том, что за счет разблокирования на время дополнительных (по сравнению с XT) линий шины адреса системной магистрали удается увеличить доступное MS DOS адресное пространство еще почти на 64 Кбайта, начиная с’адреса FFFFF (т.е. за пределами адресного пространства 1 Мбайт).

Эта область адресного пространства (64 Мбайта, начиная с 1 Мбайта) получила название НМА (Hiqh Memory Area) -пая область памяти. Ее также можно использовать, работая в MS DOS, хранения и программ, и данных.

Блоки памяти, расположенные выше границы НМА, называются ЕМВ Extended Memory Blocks) — расширенные блоки памяти, хотя часто расширенной памятью (ЕМ — Extended Memory) называют всю дополнительную память, расположенную в адресном пространстве выше 1 Мбайта, иногда в ней область НМА.

Кратковременное разблокирование дополнительных линий шины адреса емной магистрали позволяет реализовать стандарт XMS (eXtended Memory ification), при котором разделенная на страницы ЕМ отображается на , но в этом стандарте программные модули могут располагаться только ИА, а остальная память может использоваться лишь для хранения данных. Стандарт XMS реализуется драйвером HIMEM.SYS, который способен гать с шиной адреса, имеющей до 32 линий.

2 . Специальная часть

2.1 Техническое обслуживание системной памяти

Своевременное обслуживание компьютерной техники гарантирует стабильную и бесперебойную ее работу в течение длительного периода времени.

Техническое обслуживание системной памяти проводится комплексно с общим ТО персонального ПК не реже одного раза в год, при необходимости производятся дополнительные ТО.

Для проведения ТО необходимо выполнить следующий ряд действий:

1. Отключить компьютер от электрической и локальной сетей. Проверить плотность обжима витой пары.

2. Открыть корпус системного блока компьютера.

3. Провести внешний осмотр корпуса системного блока, установленных устройств.

При осмотре необходимо обращать внимание на состояние корпуса, отсутствие механических повреждений, потемнения покрытий, вздутия или обугливания частей устройств и элементов, что свидетельствует о воздействии на них слишком высокой температуры, вызванной, например, неисправностью устройства.

Проверить качество соединений:

разъемов блока питания с дисководами, жестким диском и материнской платой;

• шин данных с дисководами, жестким диском и материнской платой;
• плат компьютера с материнской платой.

  4.

Выполняется удаление пыли.

Выполняется удаление пыли и других посторонних частиц природного и промышленного происхождения из оборудования, с поверхности отдельных устройств, проводов, кабелей, расположенных в корпусе ПК. Наличие пыли на поверхности устройств затрудняет теплопередачу и ухудшает тепловые режимы тех устройств, которые нагреваются в процессе работы. Удаление пыли производится при помощи продувки или с помощью салфеток для оргтехники.

Заменить термопасту (при необходимости).

5. При вскрытом корпусе системного блока включить его в электрическую сеть.

6. Проверить работу вентиляторов, блока питания и процессора. При необходимости произвести их смазку.

7. Отключить системный блок от электрической сети.

8. Закрыть крышку корпуса системного блока.

9. Подключить компьютер к электрической и локальной сетям.

10. Проверка уровня загрузки оперативной памяти.

Следует проверить объем свободной оперативной памяти (ОП) в Диспетчере задач (Windows Task Manager).

Причиной полной загрузки оперативной памяти могут служить вредоносные программы, продолжительная работа Windows.

Устанавливаем размер виртуальной памяти по выбору системы., Для этого необходимо нажать на кнопку «Пуск», далее открыть «Панель управления» -> «Система»., Перейти на вкладку «Дополнительно» и нажать на кнопку «Параметры» в меню «Быстродействие».

Далее необходимо перейти на вкладку «Дополнительно» и нажать на кнопку «Изменить» в меню «Виртуальная память».

Здесь установить размер виртуальной памяти по выбору системы и нажать на кнопку «Изменить» -> «ОК».

Для повышения быстродействия ПК можно отключить визуальные эффекты.

Для отключения визуальных эффектов необходимо нажать на кнопку «Пуск», далее открыть «Панель управления» -> «Система».

Перейти на вкладку «Дополнительно» и нажать на кнопку «Параметры» в меню «Быстродействие»

Перейти на вкладку «Визуальные эффекты». Далее выбрать меню «Особые эффекты» и установить галочки так, как показано на скриншоте.

11. Проверка жесткого диска. Причинами заполнения дисковой памяти могут быть продолжительная работа Windows, ведение логов системы и работа менеджера, отвечающего за запись данных на диск. Если логический диск С и диски заполнены более, чем на 90%, следует по возможности произвести очистку дисков, удалить устаревшие файлы журналов, файлы, хранящиеся во временных папках (temp).

Во время проверки жесткого диска требуется:

• провести проверку целостности файлов и папок (директорий), наличие сбойных блоков на диске;

• проверить наличие свободного места на жестком диске.

Путь к директории temp:

c:\temp

c:\windows\temp

c:\documents and settings\Профиль пользователя\Local Settings\Temp

Открыть программу для проверки скорости и целостности жестокого диска Victoria 4.46b

Запустить тест сканирования поверхности жесткого диска на ошибки., Выполнить дефрагментацию жесткого диска:

12. Проверить температурный режим работы системы, процессора, жесткого диска. Температура проверяется либо в БИОСе, либо сторонней утилитой. Проверка процессора осуществляется при его полной загрузке в течении 25-30 минут. Максимальная допустимая температура для:

• жесткого диска (до 45˚С);
• процессора (до 60˚С)

Утилита SpeedFan используется при проверки температурного режима работы установленных элементов ПК.

13. Проверить журнал событий.

2.2 Настройка системной памяти

У вас проблемы с быстродействием компьютера? Вроде бы и процессор быстрый, и памяти достаточно, и видеокарта из последних, а родной и любимый Windows раз за разом выбрасывает загадочные картинки типа: «системе существенно не хватает ресурсов…»? Не волнуйтесь и не спешите в магазин. Попробуйте сначала грамотно воспользоваться инструментами оптимизации оперативной памяти вашего РС. Главным из этих инструментов, несомненно, является BIOS.

Приступим?

Chipset Features Setup

Как правило, именно здесь можно заставить плясать под свою дудку оперативку, кэш, отконфигурировать работу шин PCI, ISA и AGP, а также построить по росту порты ввода/вывода. Сначала идут настройки памяти, вот ими-то мы и займемся.

AUTO Configuration (название говорит само за себя).

Занимается банальным делом — автоматически настраивает основные параметры памяти. Более тонкие настройки этот пункт не затрагивает. Как только вы выбираете значения, отличные от Manual (ручная настройка) или Disabled (отключено), некоторые параметры сразу становятся недоступными для изменения. Имеет интуитивно-понятные настройки:

60 ns — конфигурация, в большинстве случаев подходящая для памяти на 60 нс;

70 ns — то же, но для памяти на 70 нс;

• Disabled (отключено) или Manual (ручная) — позволяет вручную установить желаемые значения.

DRAM RAS# Precharge Time (время предварительного заряда по RAS).

Параметр, определяющий количество тактов системной шины для формирования сигнала RAS. Чем меньше это значение, тем быстрее будет работать память. Однако не всякая память выдержит такое маленькое время предварительного заряда, поэтому могут наблюдаться «глюки». Возможные варианты:

3 — лучше, быстрее, выше. В общем, победим;

4 — тише едем, дальше будем.

DRAM R/W Leadoff Timing (задержки, они же waitstate — при подготовке выполнения операций с памятью).

Здесь определяется число тактов шины до выполнения операций чтения и записи. Сначала идет значение для чтения, а через слэш (/) — для записи.

8/7 — для памяти с «ручником»;

7/5 — для памяти с «распальцовкой».

DRAM RAS to CAS Delay (задержка между сигналами RAS и CAS).

Банально, не правда ли? Что же это за демоны такие — CAS и RAS? Память организована как матрица, и соответственно, чтобы добраться до нужной ячейки, следует указать строку и столбец. Так вот RAS (Row Access Strobe) и CAS (Column Access Strobe) и есть те самые сигналы, благодаря которым становится возможным добраться до ячейки. Эти сигналы идут не параллельно, а данный параметр как раз и определяет задержку в тактах между ними. Слово «задержка» уже не есть хорошо, поэтому чем она меньше — тем лучше.

3 — однозначный тугодум, три такта на осознание команды;

2 — то, что нужно.

Fast RAS# to CAS# Delay (интервал между сигналами RAS и CAS).

Имеет тот же смысл как и DRAM RAS to CAS Delay. Однако здесь задание идет неявное, поэтому нет никакой возможности понять, какие значения имеет в виду BIOS под:

Enabled — вероятно, два такта задержки;

• Disabled — стандартные три такта.

DRAM Read Burst Timing (тайминги для чтения из памяти в пакетном режиме).

Пакетный режим это просто — в первой части происходит обращение к конкретной области памяти, а в оставшихся происходит само чтение. Меньше — лучше. Принимает значения:

x2222;

x3333;

x4444.

Speculative Leadoff (выдача сигнала чтения с опережением).

Если разрешить, то контроллер памяти сможет выдавать сигнал чтения немного ранее, чем адрес будет декодирован. Значения стандартные:

Enabled — разрешить контроллеру такую вольность;

Disabled — соблюдать режим!

Turn-Around Insertion (задержка между последовательными операциями).

Включает дополнительный такт между двумя последовательными циклами обращения с памятью. Если разрешить (Еnabled), то быстродействие немного уменьшится, но могут быть случаи, когда память идеально работает с минимальными задержками в остальных настройках только при наличии этого дополнительного такта. В таком случае лучше ее оставить, чем увеличивать задержки на чтение и запись. Если все и так «пучком», то лучше отключить. Может реагировать следующим образом:

Enabled — отдохну;

• Disabled — буду пахать как стахановец.

Data Integrity (PAR/ECC) (целостность данных, разрешение четности или ECC).

Для большинства из нас неактуально. Память с коррекцией ошибок (ECC) стоит неоправданно дорого для домашнего использования, а память с контролем четности (parity) уже давно отжила свое. Однако если вы стащили с рабочего сервера пару модулей такой памяти, то имеет смысл поставить в Еnabled (разрешено).

Небольшое замечание — по некоторым экспертным оценкам такая память работает на 3-5% медленнее обычной.

Enabled — если память ECC, то, может быть, исправит ошибку в один бит;

• Disabled — ни за что не отвечаю, это все космическое излучение виновато, а оно само пришло.

DRAM ECC/PARITY Select (выбор режима коррекции ошибок).

По-моему, и так все понятно. Принимает значения:

Parity — обыкновенная четность: если ошибка, то машина просто «встанет» с сообщением о сбое;

ECC — Error Control Correction. Если один бит «кривой», то исправляем и работаем дальше, иначе — «вис».

Некоторые системы имеют как обычные слоты SIMM, так и DIMM, поэтому далее идут специализированные настройки для SDRAM-памяти.

SDRAM Configuration (конфигурация SDRAM).

Здесь BIOS определяется — самому ли заниматься настройками, или оставить это на совести пользователя. Вариантов достаточно много:

By SPD — данные берутся из SPD (микросхема на модули памяти, содержащая все данные о таймингах);

7 ns — смотрим на модуль, видим 7 нс, ставим это значение. Можно поставить и для хороших модулей (8 нс), но стабильность будет на вашей совести. BIOS рассчитывает эти параметры, исходя из того, что память способна работать на частоте 143 МГц;

8 ns — то же самое, но для 8 нс памяти (способной работать на частоте 125 МГц);

• Disabled или Manual — ручная настройка.

SDRAM RAS Precharge Time (время предварительного заряда RAS для синхронной памяти).

Этот параметр схож по значению с DRAM RAS# Precharge Time, однако не имеет явных значений. Принимает следующие значения:

Fast —быстрая зарядка (лучше);

• Slow — медленнная зарядка.

SDRAM (CAS Lat/RAS-to-CAS) (задержка сигналов CAS и RAS к CAS).

Комбинированный параметр, определяющий длительность сигнала CAS и задержкой между сигналами RAS и CAS. Скорость процессора, а также качество памяти сильно влияют на возможность изменения этого параметра, так что будьте бдительны:

2/2 — максимальная производительность;

3/3 — побольше надежности.

SDRAM CAS to RAS Delay (задержка между CAS и RAS).

Абсолютно такая же расшифровка как для DRAM CAS to RAS Delay.

SDRAM CAS# Latency (задержка CAS для синхронной памяти).

Знакомый нам CAS тоже иногда нуждается в отдыхе. Можно поставить одно из двух:

2T — два такта;

3T — три такта.

SDRAM Banks Close Policy (как правильно закрывать банки).

Но не те, в которых огурцы маринуют. Возникновению этого параметра мы обязаны проблемам чипсета 440LX, в которых двухбанковая память работала, скажем так, хреново. Если у вас все и так хорошо, то оставьте этот параметр в покое, если нет — экспериментируйте. Принимаемые значения:

Page Miss — значение для двухбанковой памяти;

• Arbitration — для четырехбанковой памяти.

DRAM Idle Timer (таймер пассивного состояния).

Определяет время закрытия страниц памяти. Особого влияния на производительность не оказывает. Принимает значения от 0 до 32 (в тактах).

Snoop Ahead (подглядывание вперед).

Занимается тем, что разрешает (Еnabled) или запрещает (Disabled) потоковый обмен данными между PCI и памятью. Для более эффективной работы периферии на шине PCI лучше разрешить.

Host Bus Fast Data Ready (быстрая готовность данных на основной шине).

Позволяет снимать данные с шины одновременно с их выборкой. Иначе между этими двумя операциями будет задержка в один такт. Лучше разрешить (Enabled), но в случае возникновения проблем поставить в Disabled.

Refresh RAS# Assertion (количество тактов для регенерации памяти).

Архитектура DRAM (Dynamic Random Access Memory) получила свое название за то, что каждая ее ячейка выполнена в виде конденсатора, который при записи единицы заряжается, при записи нуля — разряжается. После того, как схема считывания разряжает этот конденсатор, и его значение становится равным единице — происходит зарядка до прежнего уровня. Если все забыли про бедную ячейку, и никто к ней не обращается, то вскоре она чахнет, а конденсатор — разряжается. Понятное дело, информация теряется, поэтому вся память требует постоянной подзарядки. Соответственно, из-за этой особенности память и называется динамической, так как ее постоянно приходится подзаряжать. В этом параметре выставляется значение количества тактов для подзарядки. Желательно его не трогать или устанавливать в значение, соответствующее характеристикам памяти. Существует поверье, что чем оно ниже, тем быстрее работает память.

MA Wait State (ожидание до начала чтения из памяти).

Параметр определяет, вводить ли дополнительный такт перед началом чтения из памяти. Принимает значения:

Slow — добавляется дополнительный такт;

• Fast — без дополнительных задержек (рекомендуется).

SDRAM Speculative Read (опережающее чтение для синхронной памяти).

Параметр, схожий по сути со Speculative Lead Off. Принимает значения:

Enabled — разрешено (лучше);

• Disabled — запрещено.

Spread Spectrum Modulated (распространение модулированного спектра).

Сумасшедшее название. Параметр занимается тем, что уменьшает электромагнитное излучение методом хитрой работы тактового генератора. Однако результатом может служить сбой в работе чувствительных устройств, поэтому уменьшение излучения на 6% вряд ли оправдано. Принимает значения:

Enabled — разрешено;