Реферати українською » Информатика, программирование » Управління оперативною пам'яттю


Реферат Управління оперативною пам'яттю

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Волзький Університет імені У. М. Татіщева

Факультет «>Информатики і телекомунікацій»

Кафедра «Інформатика і системи управління»

Курсова робота

з дисципліни:

“Основи програмного забезпечення”

на задану тему:

“Управління оперативної пам'яттю”


Зміст

Запровадження

1. Аналітичний розділ

1.1 Визначення

1.2 Засади управління і розподілу оперативної пам'яті

2. Розробка алгоритму управління оперативної пам'яттю

Висновок

Список використовуваної літератури


Запровадження

Нині існують безліч операційних програм, які у достатньо ефективності й надійності, управляють оперативної пам'яттю. До таких системам можна віднести Windows, Unix тощо. Прогрес електроніки призвів до значному поліпшенню елементів пам'яті. Як-от таких параметрів, модулів пам'яті, як обсяг, надійність, оперативність і компактність. Пам'ять застосовується скрізь, де є елементом, обробний інформацію (процесор, контролер). У слідстві цього, з'явилися нові, потужніші системи управління здатні використовувати ресурси оперативної пам'яті. Це спричинило збільшення швидкості обробки інформації та збільшення потужності програмних засобів і отже самої мощі, всього комп'ютера загалом. Наприклад, підсистема управління оперативної пам'яттю MS-DOS базувалася на використанні блоків управління пам'яттюMCB. Таке "управління" пам'яттю повністю грунтується на джентльменську угоду між програмами про збереження цілісності ОС, оскільки будь-яка програма може виконати запис даних із кожному адресою. Програма може легко зруйнувати системні області MS-DOS чи векторну таблицю переривань. Сьогодні існує додаток Windows, яке виконується в захищеному режимі, тому вона неспроможна адресуватися до будь-яких областям пам'яті. Це дуже підвищує надійність ОС.

Мета курсової праці полягає у вивченні функціонування та взаємодія ОС з оперативної пам'яттю. Також буде виконано аналіз основних типів, параметрів оперативної пам'яті застосовуваних системних платах самого персонального комп'ютера. Далі звучатимуть програмна частину з опрацюванням і ходом виконання команд і розміщення оперативної пам'яті.


1. Аналітичний розділ

 

1.1 Визначення

Оперативна (чи робоча) пам'ять комп'ютера -ОЗУ (ОперативнеЗапоминающее Пристрій) - зібрано на напівпровідникових кристалах (чіпах -chip) і зберігає інформацію, лише що комп'ютер включений. При вимиканні харчування її вміст втрачається. Іноді, цю пам'ять називають ще пам'яттю з довільнимдоступом.(RandomAccessMemory –RAM).

Усю пам'ять з довільним доступом (>RAM) можна розділити на два типу:

1.DRAM (динамічнаRAM)

2.SRAM (статичнаRAM).

Пам'ять типуDRAM

Динамічна оперативна пам'ять (>DynamicRAM –DRAM) використовують у більшості систем оперативної пам'яті персональних комп'ютерів. Основне перевагу цього пам'яті у тому, що її осередки інтегровані щільно, тобто. в невелику мікросхему можна помістити безлічбитов, отже, з їхньої основі можна побудувати пам'ять більшої ємності.

Осередки пам'яті в мікросхеміDRAM – це малесенькі конденсатори, котрі утримують заряди. Проблеми, пов'язані з пам'яттю цього, викликані тим, що вона динамічна, тобто. повинна постійнорегенерироваться, позаяк у іншому разі електричні заряди в конденсаторах пам'яті будуть “стікати”, і такі буде втрачено. Регенерація відбувається, коли контролер пам'яті системи бере малюсінький перерву й поводиться всім рядкам даних в мікросхемах пам'яті. Більшість систем має контролер пам'яті (зазвичайвстраиваемий в набір мікросхем системної плати), який настроєна на щось відповідну промисловим стандартам частоту регенерації, рівну 15 мкс.

Регенерація пам'яті, на жаль, “віднімає час” у процесора: кожен цикл регенерації за тривалістю триває кілька циклів центрального процесора. Деякі системи дозволяють змінити параметри регенерації з допомогою програми установки параметрівCMOS, але збільшення часу між циклами регенерації можуть призвести до того що, що деякі осередках пам'яті заряд “стече”, але це викликає збій пам'яті.

У пристрояхDRAM для зберігання одного біта використовується лише одне транзистор і кілька конденсаторів, тому вони більшевместительни, ніж мікросхеми інших типів пам'яті.Транзистор кожному заоднозарядного регіструDRAM використовує для читання стану суміжного конденсатора. Якщо конденсатор заряджений, в осередкузаписана-1; якщо заряду немає – записано 0. РозробникиDRAM змогли здійснення передачі з допомогою асинхронного інтерфейсу.

З асинхронним інтерфейсом процесор повинен очікувати, покиDRAM закінчить виконання своїх внутрішніх операцій, які зазвичай займають близько 60 нс. З синхронним управліннямDRAM відбуваєтьсязащелкивание інформації від процесора під керівництвом системних годин.Триггери запам'ятовують адреси, сигнали управління та об'єктивності даних, що дозволяє процесору виконувати інші проблеми. Після певної кількості циклів дані стають доступні, і процесор може зчитувати його з вихідних ліній.

Інше перевагу синхронного інтерфейсу у тому, що системних годинник задають лише часові кордони, необхідніDRAM. Це виключає необхідність наявності безлічістробирующих імпульсів. Через війну спрощується введення, т. до. контрольні сигнали адреси даних можуть бути й без участі процесора і тимчасових затримок. Такі переваги також реалізовані й у операціях виведення.

До першого поколінню високошвидкіснихDRAM переважно відносятьEDODRAM,SDRAM іRDRAM, а ось до чого -DDRSDRAM, DirectRDRAM,SLDRAM тощо. буд.

>SDRAM

>SDRAM (>SynchronousDRAM) – це тип динамічної оперативної пам'ятіDRAM, робота якої синхронізується з шиною пам'яті.SDRAM передає інформацію в високошвидкісних пакетах,Использующих високошвидкісної синхронізований інтерфейс.SDRAM дозволяє уникнути використання більшості циклів очікування, необхідних під час роботи асинхронноїDRAM, оскільки сигнали, якими працює пам'ять подібного типу, синхронізовані зтактовим генератором системної плати.

>DDRSDRAM (>SDRAM II)

>DDRSDRAM (>DoubleDataRateSDRAM) є синхронної пам'яттю, реалізує подвоєну швидкість передачі проти звичайнійSDRAM.

>DDRSDRAM немає повної сумісності зSDRAM, хоча використовує метод управління, як вSDRAM, і стандартний168-контактний розняттяDIMM.DDRSDRAM сягає подвоєною пропускну здатність з допомогою роботи з обох межахтактового сигналу (перебуває на піднесенні і спаді), аSDRAM працює лише з однієї.

DirectRambusDRAM - це високошвидкісна динамічна пам'ять з довільним доступом, розробленаRambus, Inc. Вона забезпечує високу пропускну спроможність проти більшістю іншихDRAM. DirectRambusDRAMs представляє інтегровану на системному рівні технологію.

Пам'ять типуSRAM

Існує тип пам'яті, відмінного з інших, - статична оперативна пам'ять (>StaticRAM –SRAM). Вона названа так оскільки, на відміну від динамічної оперативної пам'яті, задля збереження її вмісту непотрібен періодичної регенерації. Але це єдине її перевагу.SRAM має як високе швидкодія ніж динамічна оперативна пам'ять, і може працювати тій самій частоті, як і сучасні процесори.

Час доступуSRAM трохи більше 2 нс, це, що ця пам'ять може працювати одночасно з процесорами на частоті 500 МГц чи вище. Проте задля зберігання кожного біта в конструкціїSRAM використовується кластер з 6 транзисторів. Використання транзисторів без жодних конденсаторів означає, що не потрібно в регенерації. Поки подається харчування,SRAM пам'ятатиме те, що збережено.

МікросхемиSRAM не йдуть на всієї системної пам'яті тому, що порівнянню з динамічної оперативної пам'яттю швидкодіяSRAM набагато вища, але щільність її набагато нижчі, а ціна досить висока. Нижчий щільність означає, що мікросхемиSRAM мають великі габарити, хоча раніше їх інформаційна ємність значно менше. Велика кількість транзисторів ікластиризованное їх розміщення як збільшує габаритиSRAM, а й значно підвищує вартість технологічного процесу з порівнянню з параметрами для мікросхемDRAM.

Усе вище перелічені модулі пам'яті розміщуються в комп'ютері на головною системної платі чи окремих платах пам'яті. Перед обробкою й висновком на екран дані спочатку вкладаються у пам'ять. Наприклад, файли прикладних програм зазвичай розміщуються на жорсткого диску. Коли Ви запускаєте програму, її файли завантажуються на згадку про для подальшого опрацювання. Також пам'ять забезпечує тимчасове зберігання даних, і прикладних програм. У випадку, що більше пам'яті встановлено в комп'ютері, тим складніші прикладні програми можуть виконуватися Вашим комп'ютером. Пам'ять служить для зберігання даних (документів), оброблюваних в цей час комп'ютером.Виполняемая програма, як і значної частини ОС DOS, зберігається оперативному пам'яті. З погляду внутрішніх механізмів оболонки оперативна пам'ять ділиться на частини: основну і розширену. Оперативна пам'ять Вашої системи то, можливо наступних видів:

- звичайна чи базова пам'ять;

- додаткова пам'ять;

- розширена пам'ять;

- верхня пам'ять.

 Базова пам'ять

Операційна система MS DOS, отже, іуподобляющее більшість працюючих під її управлінням програм може використати лише перший мегабайт пам'яті, який часто називають базової пам'яттю. Ця пам'ять у межах ДОС поділена на дві нерівні частини: перші 640 До (>1К = 1024 байт) відводяться для програм користувача і окремих частин самої ДОС і називаються стандартної пам'яттю (>conventionalmemory). Для використання стандартної пам'яті непотрібні ніякі додаткові драйвери, оскільки операційна система MS-DOS спочатку створена до роботи на адреси 0-640 Кбайт. Решта 384 Дозарезерервировани для пам'ятівидеоадаптеров і ПЗУ і називаються верхнім блоком пам'яті (>UMB -UperMemoryBlock). У той самий час у комп'ютерах IBM AT є можливість адресувати пам'ять обсягом до 16Mb, тоді як них використовується мікропроцесор 80286, чи до запланованих 4Gb, якщо використовується мікропроцесор 80386 чи 80486. Обсяг безпосередньоадресуемой оперативної пам'яті визначається розрядністю адресної шини мікропроцесора.Микропроцессори 8088 і 8086 мають20-разрядную шину, тому адресують 2 певною мірою 20 = 1048576 байт = 1Мb.Микропроцессор 80286 оснащений24-разрядной шиною і адресує 2 певною мірою 24 = 16 777 216 байт = 16Mb.32-разрядная шина 80386 і 80486 мікропроцесорів адресує 2 певною мірою 32 = 4294967296 байт =4Gb.

Додаткова пам'ять

Пам'ять ПК, залишається з відрахуванням першого мегабайта (тобто. з відрахуванням базової пам'яті), називається додаткової (>ExtendedMemory). Додаткова пам'ять природно доповненням до звичайної (базової) пам'яті комп'ютера, потім і вказує саме її назва. Але ж єдина (але, на жаль, визначальний) факт, у якому ніякої природності, у тому, що більшість програм MS DOS вона доступна! Щоб використовувати додаткову пам'ять, процесор комп'ютера повинен працювати у спеціальний режим, званомузащищенним. Аоперационнная система MS DOS підтримувати не може цього режиму процесора. Отже, власник сучасного комп'ютера IBM AT, оснащеного пам'яттю, скажімо, у вісімMb, часто або взагалі використовує додаткові 7Mb, або розміщає у яких електронний диск чи буферну кеш-пам'ять для дисків. У версії Турбо Паскаля 7.0 (точніше, у пакетіBorlandPascalwithObjects 7.0) введена підтримка захищеного режиму мікропроцесорів 80286/ 80386/80486, у якому використовується додаткова пам'ять. Однак це підтримка уникає стандартних коштів роботи з додатковою пам'яттю. Проте окремі програми MS DOS застосовують технологію "розширення MS DOS", що дозволяє нею скористатися перевагами додаткової пам'яті. Прикладом таких програм служать Lotus 1-2-3 (LotusDevelopment Corporation) іParadox 386 (>Borland International). Комп'ютери ж базі мікропроцесорів Intel 8086 і 8088 що неспроможні мати додаткову пам'ять,т.к. немаєзащищенного режиму. Ці мікропроцесори функціонують тільки у реальному режимі тому годяться до роботи з тими програмами, використовуючи додаткову пам'ять. Додаткову пам'ять іноді називаютьXMS-памятью;XMS - скорочення відeXtendedMemorySpecification (специфікація додаткової пам'яті). Не плутайте цю абревіатуру з іншого - EMS (>ExpandedMemory

Розширена пам'ять

РанніIBM-совместимие ПК типу IBMPC/XT оснащували мікропроцесорами 8088 чи 8086, придатними для роботи з оперативної пам'яттю ємністю трохи більше 1Мбайт. Попри значні розміри цієї пам'яті, у низці прикладних програм її виявляєтьсянедостаточио. Такі програми змушені інтенсивно використовувати диск дляразмезщения великих обсягів даних, що знижує їх продуктивність. Тому майже разом з появою комп'ютерів IBMPC/XT почалися пошуки шляхів підвищення продуктивності великих прикладнихпропоим (>табличних процесорів, системам управління базами даних, і т.п.) з допомогою використання оперативної пам'яті більшого ніж 1Мбайт розміру. Ці пошуки сприяли роботі над угодою між провідними фірмами-розробниками програмно-апаратних коштів, відомим як EMSLIM (відExpandedMemorySpecification - специфікація розширеній пам'яті, яка задовольнить стандарту фірмLotus-Intel-Microsoft). Відповідно до ним ПК оснащуються спеціальнимиEMS-платами, що містять власне розширену пам'ять мікросхеми, щоб забезпечити доступом до ній. Пам'ять, організована на засадах специфікації EMS, називається розширеній пам'яттю. На комп'ютерах з мікропроцесорами 80386 і 80486 розширена пам'ять можеемулироваться програмно. Починаючи з версії 4.0 операційна система MS DOS поставляється з драйверами розширеній пам'ятіXMAEM.SYS іXMA2EMS.SYS. У DOS 5.0 їх функції виконує драйверEMM386.SYS. Останній на ПК з мікропроцесорами 80386/80486 забезпечуєемуляцию розширеній пам'яті, тобто. програмно реалізує функціїEMS-плати і перетворює додаткову пам'ять в розширену. З іншого боку, драйверEMM386.SYS створює блоки верхньої пам'яті (>UMB).

Для функціонування драйвераEMM386.SYS потрібно забезпечити підтримку розширеній пам'яті, що здійснює драйверHIMEM.SYS. У цьому драйверHIMEM.SYS може бути завантажений до драйвераEMM386.SYS, тому рядокDEVICE=HIMEM.SYS в файліCONFIG.SYS має рядкуDEVICE=EMM386.SYS. Отже, додаткова пам'ять - це додаткова пам'ять. Розширена пам'ять - це спеціальна додаткова пам'ять, яка задовольняє вимоги специфікації EMS. Слід зазначити, терміни "додаткова" і "розширена" пам'ять застосовуються лише у операційній системі DOS. За інших операційні системи, наприклад, вOS/2, Unix чи WindowsNT можна використовувати всю пам'ять комп'ютера. У цих операційні системи пам'ять називається просто "пам'яттю".

Верхня пам'ять

Крім базової, розширеній і шляхом додаткової пам'яті, в ПК є ще так звана верхня пам'ять (не плутайте з верхнім блоком пам'яті!). Як відомо,20-разрядний адресу під час роботи ПК у реальному режимі утворюється шляхом складання двох16-разрядних слів - сегмента і усунення. Перед складанням сегмент зміщується на виборах 4 розряду вліво (збільшується на 16), як і забезпечує20-разрядний результат складання - адресу конкретного байта. Формальне складання сегмента і усунення можуть призвести до переповненню20-разрядной адресної сітки. Справді, якщо, наприклад, сегментS=$FFFF, а усуненняO=[fde_1328385234_2385438321_1328385234_3123583824_4896]10, то складання $>FFFF*16 + [>fde_1328385234_2385438321_1328385234_3123583824_4896]10 дає значення 0000, до подання якого вимагають вже 21 розряд. Бо у ПК застосовується20-разрядная шина, переповнювання результату неспроможна використовуватися, і "зайвий" 21-й розряд просто втрачається, тобто, адресація з сегментом P.S= $>FFFF і зміщеннямO> [>fde_1328385234_2385438321_1328385234_3123583824_4896]0F еквівалентна адресації з сегментом P.S= [>fde_1328385234_2385438321_1328385234_3123583824_4896]00 і зміщеннямO=O - [>fde_1328385234_2385438321_1328385234_3123583824_4896]10. У адресної шині IBM AT є 21-й розряд, але його використання зазвичай заборонено. Однак у таких комп'ютерах передбачена можливість програмного управління 21-му розрядом. Якщо це розряд розблокувати, програмі, яка працює реальному режимі процесора, стануть доступні ще майже 64 До (без 16 байт). Ця частина пам'яті і називається верхньої (>HighMemoryArea). MS DOS версії 5.0 і пояснюються деякі сумісні із нею операційні системи інших фірм (наприклад,DR-DOS фірми Digital Research версії 4.0 і від) можуть безкоштовно розміщувати у верхньої пам'яті своїрезидентние частини, цим звільняючи дорогоцінну стандартну пам'ять для програм користувача. Отже, існують 4 виду оперативної пам'яті: •

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація