[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Aby bye"o moøliwe przechowywanie w pamiÍci se"Ûw o wiÍkszej liczbie bitÛw (16,
32, 64), buduje siÍ modue"y zawierajÀce wiÍkszÀ liczbÍ uke"adÛw scalonych. Na przy-
ke"ad aby uzyskaÊ pamiÍÊ o de"ugoúci pojedynczego se"owa 32 bity, naleøy uøyÊ czterech
uke"adÛw pamiÍci oúmiobitowych, ktÛrych linie adresowe e"Àczy siÍ rÛwnolegle.
4.9.Czym siÍ rÛøni pamiÍÊ pÛe"przewodnikowa dynamiczna od
statycznej?
W komputerach stosuje siÍ pamiÍci statyczne - SRAM (ang. Static RAM) oraz
dynamiczne - DRAM (ang. Dynamic RAM).
PamiÍÊ 61
PamiÍÊ SRAM jest zbudowana z przerzutnikÛw dwustanowych (bistabilnych).
Stan, w jakim znajduje siÍ dany przerzutnik, odpowiada jednemu bitowi danych. In-
formacje w takiej pamiÍci sÀ tak de"ugo przechowywane, jak de"ugo jest doe"Àczone za-
silanie. Budowa pamiÍci statycznej jest skomplikowana i wykonanie jej jest doúÊ
kosztowne. Do wytworzenia jednego elementu pamiÍtajÀcego (jednego przerzutnika)
potrzeba szeúciu tranzystorÛw. PamiÍci statyczne sÀ stosunkowo drogie, ale za to
szybkie. SÀ one wykorzystywane ge"Ûwnie jako pamiÍci podrÍczne procesorÛw. Ze
wzglÍdu na duøe koszty wytworzenia, nie produkuje siÍ pamiÍci SRAM o duøych po-
jemnoúciach.
Element pamiÍci DRAM jest zbudowany z mae"ego kondensatora. To rozwiÀzanie
jest prostsze i taÒsze w budowie. Zastosowanie kondensatora jako elementu pamiÍta-
jÀcego zobowiÀzuje jednak projektanta-technologa pamiÍci do zapewnienia odúwieøa-
nia jego zawartoúci. Wynika to z tego, øe kondensatory posiadajÀ pewnÀ upe"ywnoúÊ
i po pewnym czasie ich zawartoúÊ jest Ñzapominanaî. CzÍstotliwoúÊ odúwieøania musi
byÊ tak dobrana, aby przed kolejnym cyklem odúwieøania zawartoúÊ komÛrki nie zo-
stae"a utracona. KoniecznoúÊ odúwieøania spowalnia pracÍ pamiÍci.
PamiÍci dynamiczne sÀ uøywane do budowy pamiÍci operacyjnych komputerÛw.
SÀ to pamiÍci o duøych pojemnoúciach. Moøna wyrÛøniÊ kilka odmian pamiÍci
DRAM: FPM (ang. Fast Page Mode), EDO (ang. Extended Data Out), SDRAM (ang.
Synchronous DRAM), RDRAM (ang. Rambus DRAM), DRDRAM (ang. Direct Ram-
bus DRAM), SLDRAM (ang. SyncLink DRAM). Czas dostÍpu tych pamiÍci zmienia
siÍ od 70 ns (FPM) do 10 ns (SDRAM). Nowe odmiany pamiÍci DRAM mogÀ praco-
waÊ z prÍdkoúciami taktowania 400 MHz.
4.10. Co to jest pamiÍÊ podrÍczna cache i dlaczego siÍ jÀ stosu-
je?
PamiÍÊ podrÍczna cache jest zespoe"em rejestrÛw pee"niÀcych rolÍ bufora miÍdzy
procesorem a pamiÍciÀ operacyjnÀ. Cache jest wykonana jako pamiÍÊ statyczna. Jest
ona szybka, ale i kosztowna. Ze wzglÍdÛw ekonomicznych, pamiÍÊ cache ma niewiel-
kie pojemnoúci (rzÍdu 512 kB). Uzasadnieniem stosowania pamiÍci podrÍcznej, jako
bufora pamiÍci operacyjnej, jest znacznie mniejsza prÍdkoúÊ tych pamiÍci w stosunku
do moøliwoúci mikroprocesora (rys. 4.4).
62 Komputer - czÍsto zadawane pytania
a)
µProcesor
Wąskie gardło
transmisyjne
Pamięć operacyjna
RAM
b)
µProcesor
Cache
Pamięć operacyjna
RAM
c)
µProcesor
Cache
Pamięć operacyjna
RAM
Rysunek 4.4. Komunikacja procesora z pamiÍciÀ
a) bez cache,
b) z cache oddzielonym od procesora,
c) z cache wbudowanym w procesor.
PamiÍÊ 63
Dziae"anie pamiÍci cache opiera siÍ na we"aúciwoúci programu, zwanej zasadÀ lo-
kalnoúci. Zasada ta polega na tym, øe podczas wykonywania programÛw, odwoe"ania
do pamiÍci nie sÀ losowe i dajÀ siÍ przewidzieÊ. Programy wykorzystujÀ w niewiel-
kich odstÍpach czasu, te same dane lub te same rozkazy (np. podczas wykonywania
pÍtli). Zadaniem pamiÍci cache jest zapamiÍtywanie ostatnio wykorzystywanych da-
nych i rozkazÛw. Procesor odwoe"ujÀc siÍ do pamiÍci operacyjnej, najpierw sprawdza
czy interesujÀce go informacje nie majÀ kopii w pamiÍci podrÍcznej. Jeúli szukana
informacja zostanie znaleziona w pamiÍci cache, jest z niej pobierana i wykorzysty-
wana. Jeúli pamiÍÊ podrÍczna nie zawiera poszukiwanej informacji, jest ona pobierana
z pamiÍci operacyjnej, a jej kopia umieszczana w pamiÍci cache.
Dawniej pamiÍÊ podrÍczna bye"a umieszczana na pe"ycie ge"Ûwnej komputerÛw w po-
staci osobnych uke"adÛw pamiÍci SRAM. Obecnie pamiÍÊ cache jest umieszczana z pro-
cesorem w jednej scalonej strukturze. PoczÀwszy od Pentium II w strukturze proceso-
ra umieszcza siÍ dwupoziomowy cache. PamiÍÊ podrÍczna pierwszego poziomu (L1)
jest taktowana czÍstotliwoúciÀ procesora. Cache drugiego poziomu (L2) jest taktowa-
ny poe"owÀ czÍstotliwoúci zegara procesora (w najnowszych rÛwnieø z czÍstotliwoúciÀ
zegara). PojemnoúÊ pamiÍci L1 w Pentium III wynosi 32 kB, natomiast L2 - 512 kB.
4.11. Co to jest i dlaczego stosujemy pamięć wirtualną?
PamiÍÊ wirtualna jest plikiem stworzonym na dysku komputera. PamiÍÊ ta jest
rozszerzeniem pamiÍci rzeczywistej komputera. W chwili gdy pojemnoúÊ pamiÍci
operacyjnej jest niewystarczajÀca, czÍúÊ danych jest przenoszona do pamiÍci wirtual-
nej. W pamiÍci rzeczywistej pozostajÀ tylko te programy lub czÍúci programÛw, ktÛre
sÀ niezbÍdne. Zwolniona w ten sposÛb pamiÍÊ rzeczywista pozwala na dalsze wyko-
nywanie programu. Korzystanie z pamiÍci wirtualnej, ze wzglÍdu na mae"e prÍdkoúci
dyskÛw, powoduje znaczne spowolnienie wykonywanego programu. Jeúli komputer
zbyt czÍsto korzysta z pamiÍci wirtualnej, celowe jest rozszerzenie pamiÍci rzeczywi-
stej, co pozwoli przyspieszyÊ wykonywanie programÛw, ktÛre dotychczas musiae"y
korzystaÊ z pamiÍci wirtualnej.
4.12. Co to jest ramdysk i po siÍ go stosuje?
Ramdysk jest pewnego rodzaju Ñdyskiemî, umieszczonym w pamiÍci operacyjnej
komputera. Ramdysk wytwarza siÍ w pamiÍci programowo. Charakteryzuje siÍ duøÀ
szybkoúciÀ i niewielkÀ pojemnoúciÀ, ograniczonÀ pojemnoúciÀ pamiÍci RAM.
Dysku tego rodzaju uøywa siÍ np. podczas instalowania systemu operacyjnego,
gdy nie moøna korzystaÊ jeszcze z dysku twardego. Instalacja jest inicjowana z dys-
kietki, tworzony jest dysk w pamiÍci RAM, a nastÍpnie programy niezbÍdne do insta-
lacji sÀ rozpakowywane na wytworzony ramdysk.
64 Komputer - czÍsto zadawane pytania
WadÀ ramdysku jest to, øe przechowywane informacje sÀ tracone nie tylko po wye"À-
czeniu zasilania, ale takøe po przee"adowaniu (ponownym uruchomieniu) komputera.
[ Pobierz całość w formacie PDF ]