Чем определяется емкость памяти
Обновлено: 06.07.2024
В течение последних трех десятилетий объем компьютерной памяти увеличивался в геометрической прогрессии, и с каждым следующим поколением появляется новый уровень единиц памяти и новые условия для изучения. Давайте рассмотрим эти единицы измерения.
Структурные единицы
Биты и байты являются основными структурными единицами памяти. "Бит" обозначает двоичный символ. Бит — это единица или ноль, включение или выключение, так сохраняется вся информация в компьютере. Байт состоит из восьми бит. Исходный объем информации, необходимой для кодирования одного символа текста, был изначально равен восьми битам или одному байту. Позже, по мере развития компьютерного оборудования, это число было стандартизировано.
По техническим причинам емкость компьютерной памяти выражается в единицах кратных числу два. Затем к этим кратным единицам добавили приставки для образования кратных единиц, чтобы обеспечить простой способ выражения очень большого количества бит и байтов.
Приставки СИ
Для измерения компьютерной памяти используются некоторые приставки международной системы единиц (СИ) для образования производных единиц для байта. Однако эти приставки не являются метрическими, поскольку байт состоит из восьми бит, а килобайт равен 1024 байтам.
Приставка единицы измерения памяти
Кило- (килобайт, КБ)
Мега- (мегабайт, МБ)
Гига- (гигабайт, ГБ)
Тера- (терабайт, ТБ)
Пета- (петабайт, ПБ)
Единицы измерения памяти
Компьютеры используют память в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ), которое временно хранит информацию, и в накопителях, данные на которых хранятся постоянно. ОЗУ позволяет компьютеру переключаться между программами и иметь большие файлы наготове для просмотра.
В зависимости от того, для чего используется ваш компьютер, вам, как правило, понадобится установить максимально возможное количество памяти. Тип и объем памяти, установленной на вашем компьютере, а также максимальный объем и скорость, которые можно нарастить, зависят от производителя и модели компьютера. Воспользуйтесь инструментом Crucial® Advisor™ или системным сканером, чтобы найти память, совместимую с вашим компьютером. Подробнее о том, какой объем памяти необходим вашему компьютеру, читайте здесь.
Накопители: при описании емкости жестких дисков и твердотельных накопителей используются одни те же термины, относящиеся к памяти. По мере увеличения объема файлов с видеороликами и очень большими фотографиями необходимо увеличение объема хранилищ. В настоящее время в продаже имеются твердотельные накопители разного объема, исчисляемого гигабайтами и терабайтами. Как и в случае с ОЗУ, вы можете использовать инструмент Crucial® Advisor™ или системный сканер для поиска твердотельного накопителя, совместимого с вашей системой.
Одной из основных задач для операционной системы на этапе её загрузки и настройки является определение конфигурации компьютера, и в частности, выяснение объёма и диапазонов адресов имеющейся оперативной памяти.
Набор механизмов определения объёмов памяти развивался вместе с ПК, однако происходило это довольно хаотично, поэтому на сегодняшний день имеется целый ряд способов для решения данной задачи.
Содержание
История
Фирма IBM, разрабатывая свой ПК, предусмотрела для оперативной памяти диапазон адресов от нуля до 9FFFFh, то есть 640 килобайт — на рубеже 1970-80-х годов это казалось огромным объёмом, лишь мэйнфреймы и наиболее мощные мини-ЭВМ обладали большим размером ОЗУ. Впоследствии эту область памяти стали называть «базовой или стандартной памятью» (Conventional Memory или Base Memory).
Область адресов от A0000h до BFFFFh была отведена под видеопамять. Выше, от C0000h до FFFFFh, шла область ПЗУ различных устройств и BIOS. Как правило, почти все адреса в этих диапазонах были свободны.
С появлением микропроцессора 80286 физическое адресное пространство возросло до 16 Мбайт, однако доступна вся эта область была только в защищённом режиме. В то же время переключение процессора в защищённый режим делало его несовместимым с многочисленными программами реального режима, что предопределило его низкую популярность; фактически до самого появления микропроцессора 80386 защищённый режим использовался очень ограниченно.
При проектировании процессора 80286 инженерами Intel была допущена ошибка, из-за которой в реальном режиме не происходило «обрезание» адреса до 20 бит, и в результате появилась возможность адресации «лишней» памяти в области адресов 100000h-10FFEFh, общий объём которой составлял 64 Кбайта минус 16 байт. Этой областью, получившей название «Область верхней памяти» (HMA, High Memory Area), немедленно воспользовалась Microsoft: в неё помещалась изрядная часть MS DOS, оставляя свободной для нужд прикладных программ значительную часть базовой памяти. Ошибка же в процессоре была оставлена в целях совместимости с 80286, хотя её можно заблокировать с помощью специальной внешней схемы — вентиля адресной линии A20 (Gate A20), устанавливаемого на системных платах на тот случай, если потребуется обеспечить полную совместимость адресации с процессором 8086.
Микропроцессор 80386 расширил диапазон физических адресов до FFFFFFFFh (4 Гбайта), причём какую-то часть самых старших адресов занимает ПЗУ BIOS, отображающееся также частично и на старшие адреса младшего мегабайта.
В некоторых компьютерах на базе микропроцессора 80486 и во всех, начиная с улучшенного контроллера прерываний APIC (его конфигурационное пространство начинается с адреса FEC00000h и кончается адресом FECFFFFFh). Какая-то часть адресного пространства занята BIOS и операционной системы (исключением является область адресов A0000–BFFFF, отведённая под видеопамять ещё в первых ПК и сохраняемая для совместимости). Наконец, регистры внешних устройств, подключенных к шинам PCI, PCI Express и BIOS и ОС.
Наконец, в старших моделях 32-разрядных микропроцессоров и во всех 64-разрядных (технологии AMD64 и Intel EM64T) объём физического адресного пространства превысил 4 Гбайта и составляет как минимум 64 Гбайта (гарантирована поддержка ширины физического адреса 36 бит, теоретический предел составляет 64 бита, а конкретная разрядность физического адреса зависит от модели процессора).
Подробнее о распределении адресного пространства памяти современных ПК можно прочитать в разделе Карта распределения памяти.
Способы определения объёма памяти
BIOS предосталяет программам ряд вызовов, предназначенных для определения объёма и местоположения доступной оперативной памяти. На современных компьютерах практическую ценность имеют только два из них — один для определения объёма стандартной памяти и другой для определения объёма и местоположения всей памяти вообще.
Определение объёма стандартной памяти
Хотя физически все 640 Кбайт теоретически возможной стандартной памяти на любом современном компьютере имеются, пользоваться всей этой памятью без ограничений нельзя.
Во-первых, младший килобайт (адреса от нуля до 3FFh включительно) используется под векторы прерываний реального режима процессора, поэтому изменять эту область можно лишь с определёнными предосторожностями, точно понимая, что и для чего делается. В частности, не следует переопределять без особой нужды векторы для прерываний от 0 до 31 включительно (00h-1Fh), поскольку они установлены BIOS'ом и обеспечивают вызов его функций.
Во-вторых, сразу за первым килобайтом начинается 256-байтовая область данных BIOS, к которой примыкает ещё одна 256-байтовая область, используемая отдельными функциями BIOS (адреса от 400h до 5FFh включительно). Изменение информации в этих областях может привести к неработоспособности тех или иных функций BIOS, поэтому без особой нужды эти адреса лучше не трогать вообще, хотя, если имеется понимание, для чего служат те или иные байты в этих областях, их можно изменять для достижения каких-то своих целей.
Наконец, все современные BIOS имеют область расширенных данных реального режима, находящуюся в старших адресах стандартной памяти. Например, BIOS системной платы TYAN Tiger i7505 (чипсет Intel E7505, поддерживающий два 32-разрядных процессора Xeon семейства Pentium 4, Socket 603/604) резервирует для своих нужд 7 Кбайт, и их изменение приведёт к неработоспособности BIOS.
Наличие области расширенных данных BIOS заставляет программы определять старший адрес стандартной памяти, доступный для свободного использования. С этой целью используется функция INT 12h, существовавшая ещё на первых ПК, на которых она сообщала объём физически имеющейся оперативной памяти.
Функция INT 12h не имеет входных параметров. При возврате из неё в AX будет находиться объём стандартной памяти в килобайтах, начиная с адреса 0. Например, на упомянутой выше системной плате TYAN Tiger i7505 после вызова INT 12h в AX будет десятичное значение 633. Это означает, что программа может использовать под свои нужды стандартную память от адреса 0 до адреса 9E3FFh включительно (об ограничениях на использование адресов от 0 до 5FFh говорилось выше; эти ограничения не зависят от модели материнской платы), а адреса от 9E400h до 9FFFFh используются BIOS для своих нужд, и программа обращаться к ним не должна.
Определение объёма и карты памяти всего ОЗУ
Наиболее правильным методом для определения объёма и адресов имеющейся оперативной памяти на сегодняшний день является следование спецификации ACPI, которой удовлетворяют все сколько-нибудь современные ПК (её первая версия появилась в 1996 году). ACPI предусматривает три способа решения данной задачи, первый из которых предназначен для обычных ПК, второй — для компьютеров, соответствующих стандарту UEFI, а третий — для машин, обеспечивающих «горячее» добавление и удаление модулей памяти. Ниже речь будет идти только о первом способе, поскольку именно он является наиболее распространённым и поддерживается всеми существующими ПК.
Для определения объёма и карты распределения памяти спецификация ACPI предусматривает использование функции E820h прерывания INT 15h. Каждый вызов этой функции возвращает описание одного диапазона адресов оперативной памяти. Чтобы получить полную карту распределения памяти, необходимо вызывать эту функцию многократно, пока не будет получено описание последнего диапазона.
На входе в функцию E820h прерывания INT 15h передаются следующие параметры:
- EAX — содержит код функции 0000E820h; Некоторые БИОСы требуют чтобы в верхней части eax были нули.
- EBX — при первом вызове в этом регистре должен находиться нуль. В последующих вызовах здесь находится значение, возвращённое предыдущим вызовом функции и необходимое для продолжения её работы и возврата описания очередного диапазона адресов памяти. Это может быть начальный адрес очередной области, её порядковый номер или любое другое значение — точный смысл этой величины оставлен на усмотрение разработчиков BIOS;
- ES:DI — указатель области памяти для сохранения очередного описателя диапазона адресов;
- ECX — размер описателя диапазона адресов. Нынешняя версия стандарта определяет его длину в 24 байта; позже он может быть расширен. Минимально допустимый размер — 20 байтов;
- EDX — сигнатура 'SMAP'. Используется BIOS'ом для проверки того, что программа действительно вызывает сервис ACPI.
На выходе функция возвращает следующие значения:
- CF — если флаг сброшен, ошибок при выполнении не возникло. Обычно флаг CF устанавливается при вызове фукции уже после того, как она вернула описатель последнего диапазона адресов. Тем не менее, полагаться на это не стоит, поскольку может привести к странным ошибкам. Например, виртуальная машина ACPI-совместимым BIOS;
- ES:DI — указатель на описатель диапазона адресов (то же самое значение, что и при вызове функции);
- ECX — объём информации в байтах, записанной в описатель диапазона (минимум 20 байтов; не превышает длину области под описатель, указанную при вызове функции);
- EBX — значение, необходимое для получения описателя следующего диапазона адресов; должно в неизменном виде передаваться на вход функции при её очередном вызове. Если при возврате из функции этот регистр содержит нуль, это означает, что получен описатель последнего диапазона адресов.
Формат описателя диапазона адресов, заполняемого функцией E820h прерывания INT 15h:
| Смещение | Описание |
| 0 | Начальный адрес диапазона, младшие 32 бита |
| 4 | Начальный адрес диапазона, старшие 32 бита |
| 8 | Длина диапазона, младшие 32 бита |
| 12 | Длина диапазона, старшие 32 бита |
| 16 | Тип диапазона (описаны ниже) |
| 20 | Расширенные атрибуты диапазона (описаны ниже) |
Нынешняя версия спецификации ACPI предусматривает следующие типы диапазонов памяти:
| Значение | Мнемоника | Описание |
| 1 | AddressRangeMemory | Доступная оперативная память |
| 2 | AddressRangeReserved | Зарезервированная область памяти; использоваться программами не должна |
| 3 | AddressRangeACPI | Область памяти, занятая таблицами ACPI. Может использоваться операционной системой после того, как информация в этих таблицах станет для неё ненужной |
| 4 | AddressRangeNVS | Зарезервированная область памяти; использоваться программами не должна. В отличие от диапазона типа 2, эта область памяти должна сохраняться при «отходе ко сну» и восстанавливаться при «пробуждении» |
| 5 | AddressRangeUnusable | Область памяти, содержащая ошибки. Использоваться не должна |
| другое | Undefined | Зарезервировано для будущего использования. ОС должна рассматривать такие области как зарезервированные и не пытаться их использовать |
Двойное слово расширенных атрибутов имеет следующий формат:
>
| Бит | Мнемоника | Описание |
| 0 | AddressRangeEnabled | Если содержит 0, ОС должна игнорировать этот описатель диапазона адресов (он содержит недействительную информацию) |
| 1 | AddressRangeNonVolatile | Если установлен, данный описатель соответствует устойчивой (non-volatile) памяти. Устойчивая память может потребовать уточнения своих характеристик, чтобы ОС могла понять, годится ли такая память для использования в качестве обычного ОЗУ |
| 2-31 | Reserved | Эти разряды зарезервированы для будущего использования |
При использовании функции E820h прерывания INT 15h следует учитывать следующие соглашения и ограничения:
-
с помощью этой функции возвращает описатели только той памяти, что установлена на системной плате;
- функция не описывает диапазоны адресного пространства памяти, занятые дополнительными ПЗУ устройств ISA и устройствами, поддерживающими технологию Plug and Play (к таковым отностся все устройства, подключаемые к шинам PCI, PCI Express , а также некоторые устройства для шины ISA), поскольку операционная система имеет другие способы узнать о существовании таких устройств и о занимаемых ими областях памяти;
- «дыры» в адресном пространстве, предусмотренные чипсетом, но не используемые устройствами, этой функцией возвращаются как зарезервированные области памяти;
- фиксированные (не настраиваемые с помощью Plug and Play) диапазоны адресов памяти, занимаемые регистрами устройств, установленных на системной плате (например, область, отведённая под APIC), возвращаются функцией как зарезервированные;
- области адресов, занимаемые ПЗУ BIOS, возвращаются как зарезерированные;
- функция не описывает стандартные диапазоны адресов, используемые в ПК для определённых целей. Например, она не описывает диапазон A0000–BFFFF, отведённый под видеопамять. Однако диапазон E0000–EFFFF может быть включён в список диапазонов, описываемых этой функцией;
- вся стандартная («нижняя») память считается обычной, доступной для использования ОС, однако разработчик системы должен учитывать ограничения на её использование, описанные в предыдущем подразделе.
Наконец, заметим, что в некоторых BIOS в этой функции встречались ошибки. Так, однажды, когда спецификация ACPI ещё только-только «поступала на вооружение», пришлось столкнуться с ситуацией, когда эта функция вообще не сообщила о наличии диапазона памяти от 0 до BFFFFh, хотя в соответствии со стандартом должна была бы описать его как доступный для использования (тип диапазона 1). Бывали случаи, когда эта функция не упоминала о диапазоне адресов, занимаемом APIC. Поэтому разработчикам ОС не следует полагаться на эту функцию для определения областей, назначение которых и так хорошо известно и не зависит от модели системной платы.
Альтернативные способы определения объёма памяти свыше 1 Мбайта
Хотя все сколько-нибудь современные ПК соответствуют стандарту ACPI, в «древних» моделях он не поддерживался. В такой ситуации определить объём ОЗУ свыше 1 Мбайта можно несколькими другими способами, кратко описанными ниже. Тем не менее, пользоваться ими следует только в том случае, если ACPI не поддерживается.
Заметим, что вызов перечисленных ниже функциях в ACPI-совместимых системах вполне возможен, однако они вернут объём памяти, в который не включены служебные области, отражённые функцией E820h как недоступные для использования операционной системой.
Функция 88h прерывания INT 15h сообщает объём имеющейся оперативной памяти свыше 1 Мбайта, т.е. начиная с адреса 100000h.
- CF — если функция выполнена успешно, будет сброшен;
- AX — объём памяти свыше 1 Мбайта, выраженный в килобайтах.
Эта функция обычно сообщает объём памяти, лежащей в диапазоне от 1 Мбайта до 16 Мбайт, то есть в области адресов от 10000h до FFFFFFh включительно. Чтобы узнать объём памяти свыше 16 Мбайт, можно воспользоваться функцией C7h прерывания INT 15h.
Функция C7h прерывания INT 15h появилась в компьютерах IBM PS/2 поздних серий и является необязательной. Она возвращает карту распределения памяти.
- AH — код функции C7h;
- DS:SI — адрес карты памяти (см. ниже).
- CF — если функция завершилась успешно, будет сброшен.
Формат карты памяти:
| Смещение | Размер | Описание |
| 0 | WORD | Размер области, отведённой под карту памяти, не включая это слово |
| 2 | DWORD | Объём в килобайтах локальной памяти в пределах от 1 до 16 Мбайт |
| 6 | DWORD | Объём в килобайтах локальной памяти в пределах от 16 Мбайт до 4 Гбайт |
| 10 | DWORD | Объём в килобайтах системной памяти в пределах от 1 до 16 Мбайт |
| 14 | DWORD | Объём в килобайтах системной памяти в пределах от 16 Мбайт до 4 Гбайт |
| 18 | DWORD | Объём в килобайтах кэшируемой памяти в пределах от 1 до 16 Мбайт |
| 22 | DWORD | Объём в килобайтах кэшируемой памяти в пределах от 16 Мбайт до 4 Гбайт |
| 26 | DWORD | Объём в килобайтах перед началом несистемной памяти в пределах от 1 до 16 Мбайт |
| 30 | DWORD | Объём в килобайтах перед началом несистемной памяти в пределах от 16 Мбайт до 4 Гбайт |
| 34 | WORD | Начальный сегмент крупнейшего свободного блока в диапазоне адресов от C0000h до DFFFFh |
| 36 | WORD | Размер крупнейшего свободного блока |
| 38 | DWORD | Зарезервировано |
Функция E801h прерывания INT 15h является основной альтернативой описанному в предыдущем подразделе механизму определения памяти в ACPI-совместимых системах.
- CF — сброшен, если функция выполнена успешно;
- AX — размер памяти в диапазоне от 1 до 16 Мбайт, выраженный в килобайтах;
- BX — размер памяти свыше 16 Мбайт, выраженный в блоках по 64 Кбайта;
- CX — размер сконфигурированной памяти в диапазоне от 1 до 16 Мбайт, выраженный в килобайтах;
- DX — размер сконфигурированной памяти свыше 16 Мбайт, выраженный в блоках по 64 Кбайта.
Некоторые BIOS возвращают в регистрах AX и BX нули; в этом случае следует пользоваться объёмом памяти, указанным в регистрах CX и DX.
Упр элементы
Какое состояние входов является запрещенным для запоминающей ячейки, реализованной на элементах "И-НЕ"?
При каком состоянии входов запоминающая ячейка, реализованная на элементах "И-НЕ", не изменит своего состояния? S=1, R=1
Какое состояние имеет выход 6 трехвходового дешифратора, если состояние его входов равно 101 0
При каком значении синхросигнала переключается динамический триггер?
в момент изменения уровня синхросигнала
При каком состоянии входов запоминающая ячейка, реализованная на элементах "И-НЕ", установится в состояние "0"? S=1, R=0
Какое состояние имеет выход 5 трехвходового дешифратора, если состояние его входов равно 101? 1
Какую функцию выполняет вторая ступень двухступенчатого триггера?
сохранение состояния первой ступени после изменения уровня синхросигнала, обеспечившего прием новой информации в первую ступень
При каком значении синхросигнала переключается статический триггер в любое время за период действия разрешающего уровня синхросигнала
Какое состояние имеют входы четырехвходового шифратора, если состояние его выходов равно 11 1000
В каком типе триггерных схем изменение состояния возможно многократно за период действия синхросигнала при изменении состояния входных сигналов?
в динамическом триггере
При каком состоянии входов запоминающая ячейка, реализованная на элементах "И-НЕ", установится в состояние "1"
Какое состояние имеет выход 7 трехвходового дешифратора с инверсными выходами, если состояние его входов равно 101 1
Упр элементы ч 2
Сколько входов для последовательного ввода информации имеется в регистре, осуществляющем сдвиг в одну сторону? 1
Сколько асинхронных входов сброса в "0" имеет регистр хранения? 1
Регистры сдвига строятся на двухступенчатых триггерах для того, чтобы
отделить фазу приема новой информации в первую ступень от изменения состояния второй ступени
От чего зависит время задержки асинхронного счетчика?
от разрядности счетчика
от времени задержки триггеров, составляющих счетчик
Какое состояние имеет четырехразрядный суммирующий счетчик, предварительно сброшенный в "0", после поступления на его счетный вход 10-ти сигналов? 10
Какие функции может выполнять регистр сдвига?
сдвиг информации на фиксированное количество разрядов, установленное при его проектировании
Какой счетчик называется реверсивным?
счетчик, состояние которого может как увеличиваться, так и уменьшаться на "1" в зависимости от того, на какой счетный вход поступает сигнал
Какие типы триггеров можно использовать для построения регистра хранения?
триггер любого указанного типа
Что характеризует триггерные схемы, составляющие регистр хранения?
общий сигнал синхронизации
Какое состояние имеет трехразрядный суммирующий счетчик, предварительно сброшенный в "0", после поступления на его счетный вход 10-ти сигналов? 10
Сколько входов для последовательного ввода информации имеется в регистре, осуществляющем сдвиг в одну сторону 1
Какое состояние имеет четырехразрядный суммирующий счетчик, предварительно сброшенный в "0", после поступления на его счетный вход 20-ти сигналов? 20
Для каких целей может использоваться сдвиговый регистр в АЛУ, выполняющем умножение чисел в прямом коде со старших разрядов множителя?
для сдвига множимого на очередном шаге
Как изменится максимальное время между подачей слагаемых на вход комбинационного сумматора и получением результата в случае суммирования чисел, заданных в обратном коде, по сравнению с суммированием чисел, заданных в дополнительном коде?
Какие функции должен выполнять регистр множителя RGY в АЛУ, выполняющем операцию умножения чисел, заданных в прямом коде, с младших разрядов множителя
сдвиг в сторону младших разрядов
Откуда в арифметико-логическое устройство поступают управляющие сигналы?
из устройства управления
Какой сигнал необходимо подавать на вход С0 сумматора в АЛУ, выполняющем операцию умножения чисел, заданных в обратном коде?
сигнал переноса, вырабатываемый сумматором
Какие функции должен выполнять регистр результата RGZ в АЛУ, выполняющем операцию умножения чисел, заданных в прямом коде, с младших разрядов множителя?
Каким образом в арифметико-логическом устройстве при выполнении умножения чисел, заданных в дополнительном коде, с младших разрядов множителя осуществляется переход к анализу очередного разряда множителя?
сдвигом регистра множителя на 1 разряд вправо
Из каких основных устройств состоит ЭВМ?
Какова разрядность регистра множимого RGX (без учета знакового разряда) в АЛУ, выполняющем операцию умножения n-разрядных чисел, заданных в прямом коде, с младших разрядов множителя? n
Как изменится максимальное время между подачей слагаемых на вход комбинационного сумматора и получением результата на его выходе в случае суммирования чисел, заданных в обратном коде, по сравнению с суммированием модулей чисел?
Какова разрядность регистра множимого RGX (без учета знакового разряда) в АЛУ, выполняющем операцию умножения n-разрядных чисел, заданных в прямом коде, со старших разрядов множителя? 2n разрядов
Какие функции должен выполнять регистр множителя RGY в АЛУ, выполняющем операцию умножения чисел, заданных в дополнительном коде, с младших разрядов множителя? Загрузка
Какая операция соответствует действию |X | = |X |·2-1 в арифметико-логическом устройстве?
сдвиг на один разряд влево
От чего зависит количество слов в памяти микропрограмм микропрограммного устройства управления?
от количества команд, составляющих систему команд ЭВМ
от количества микрокоманд, необходимых для выполнения отдельных команд ЭВМ
Какой из датчиков сигналов имеет лучшее быстродействие (считая, что все используемые в датчиках элементы имеют одинаковое быстродействие)?
на основе сдвигового регистра
Какая информация используется при работе устройства управления?
код операции выполняемой команды
признаки результата предыдущей команды, хранящиеся в регистре признаков
Какие блоки входят в состав микропрограммного устройства управления?
преобразователь адреса микрокоманды
Какие преимущества имеет микропрограммное устройство управления по сравнению с устройством управления схемного типа?
более легкое первоначальное проектирование
более легкая перенастройка
Как называется совокупность микроопераций, выполняемых в одном такте?
Какие схемные решения используются при построении датчика сигналов?
на основе счетчика и дешифратора.
на основе сдвигового регистра
Какие преимущества имеет устройство управления схемного типа по сравнению с микропрограммным устройством управления?
более высокое быстродействие
Как называется совокупность микрокоманд, предназначенная для выполнения некоторой функционально законченной последовательности действий?
Какие блоки входят в состав схемного устройства управления?
блок управления операциями
дешифратор кода операции
Какое из понятий соответствует действию, выполняемому одним управляющим сигналом за один такт?
Каково назначение устройства управления в ЭВМ?
выработка сигналов, необходимых для согласованной работы всех узлов и устройств ЭВМ
На какие типы делятся устройства управления?
УУ с жесткой логикой
От чего зависит количество управляющих сигналов, вырабатываемых устройством управления?
От количества всех возможных операций в данной ЭВМ (?)
Чем определяется количество управляющих сигналов, вырабатываемых устройством управления?
количеством микроопераций, выполняемых всеми устройствами ЭВМ
От чего зависит разрядность памяти микропрограмм микропрограммного устройства управления?
от количества микроопераций, выполняемых всеми устройствами ЭВМ
Какова минимальная адресуемая ячейка памяти в современных ЭВМ? 1 байт
Какие основные параметры характеризуют запоминающее устройство?
Чем определяется быстродействие запоминающего устройства при считывании информации?
временем, затрачиваемым на поиск нужной информации в памяти
временем, затрачиваемым на считывание информации
Какое из представленных запоминающих устройств в составе одной ЭВМ обладает наиболее высоким быстродействием? кэш-память
Какое из запоминающих устройств в составе одной ЭВМ обладает наибольшей емкостью? внешняя память
Чем определяется быстродействие запоминающего устройства при записи информации?
временем, затрачиваемым на поиск места в памяти, предназначаемого для хранения информации
временем, затрачиваемым на запись информации
Чем определяется емкость памяти?
количеством разрядов, составляющих одну ячейку
количеством адресуемых элементов
В запоминающем устройстве какого типа время доступа не зависит от места расположения участка памяти?
с произвольным доступом
Чем определяется время обращения к регистровой памяти?
частотой синхронизации микропроцессора
Чем характеризуется идеальное запоминающее устройство?
бесконечно большой емкостью и бесконечно малым временем обращения
Форматы команд и режимы адресации IBM PC
Какую длину может иметь непосредственный операнд в 16-разрядном микропроцессоре?
Значения каких регистров изменяются при выполнении команд межсегментных переходов?
Какое сочетание режимов адресации двухоперандной команды невозможно в системе команд 16-разрядного микропроцессора?
Какой из сегментных регистров используется по умолчанию при формировании физического адреса операндов, находящихся в оперативной памяти, при режимах адресации, использующих для формирования эффективного адреса регистр BP?
Какие из режимов адресации не используются в системе команд 16-разрядного микропроцессора?
Какие регистры можно использовать при базово-индексной адресации в 16-разрядном микропроцессоре?
Какова разрядность физического адреса 16-разрядного микропроцессора?
Какую длину имеет непосредственный операнд в 16-разрядном микропроцессоре при значении признака w=1?
Какие регистры можно использовать при косвенной адресации в 16-разрядном микропроцессоре?
Какие регистры можно использовать при относительной базово-индексной адресации в 16-разрядном микропроцессоре?
Какова максимальная длина команды 16-разрядного микропроцессора? 6 байт
Какова разрядность эффективного адреса 16-разрядного микропроцессора? 16 бит
Каково назначение признака s в командах, использующих непосредственный операнд?
для возможного сокращения длины команды в случае короткого непосредственного операнда
Значения каких регистров изменяются при выполнении команд внутрисегментных безусловных переходов? IP
Значения каких регистров изменяются при выполнении команд условных переходов? IP
Какую длину имеет команда прямого межсегментного перехода? 5 байтов
Структура однопрограмнной ЭВМ
Какой из блоков не входит в состав машины Тьюринга?
Кем были заложены основы построения современных ЭВМ?
В каком из устройств классической ЭВМ формируются сигналы считывания/записи для запоминающего устройства?
в устройстве управления
В чем состоит основное отличие машины Тьюринга от автомата Неймана?
в машине Тьюринга в одном такте преобразования происходят лишь в одной ячейке, а в автомате Неймана информация может изменяться одновременно в нескольких элементах
Какое положение не входит в состав принципов построения ЭВМ, сформулированных Нейманом?
для согласования времени обработки информации с быстродействием запоминающих устройств ЭВМ должны использоваться специальные математические сопроцессоры
Каковы функции устройства управления ЭВМ?
формирование адресов команд, операндов, результата
формирование управляющих сигналов для согласования работы всех узлов и устройств ЭВМ
Для каких целей может быть использован математический аппарат машины Тьюринга?
для выяснения сущности понятий "вычислительный процесс" и "алгоритм"
для проверки корректности алгоритмов
Каковы функции запоминающего устройства ЭВМ?
хранение программы, операндов, промежуточных и конечных результатов вычислений
Система кодирования команд. Способы адресации.
От каких параметров ЭВМ не зависит длина команды
от структуры обрабатываемых данных
Какая адресация обеспечивает наименьшее время выборки операнда?
Какова минимальная длина адресного поля, если объем адресуемой памяти составляет 128 Мбайт (адресация – прямая)? 27 бит
Какова минимальная длина команды двухадресной ЭВМ, если ее система команд ЭВМ включает 120 команд, а объем адресуемой памяти составляет 120 Кбайт (адресация – прямая)? 41
Какова минимальная длина команды трехадресной ЭВМ, если ее система команд включает 50 команд, а объем адресуемой памяти составляет 50 Кбайт (адресация – прямая)? 54
Какова минимальная длина поля кода операции, если система команд ЭВМ включает 200 команд? 8 бит
Какова минимальная длина поля кода операции, если система команд ЭВМ включает 150 команд? 8 бит
Для каких целей в ЭВМ используются различные способы адресации?
для сокращения длины поля адреса команды
для удобства программирования
Какая из систем кодирования команд обеспечивает наибольшую гибкость программирования?
Цикл выполнения команды
Сколько этапов содержит цикл выполнения линейной команды? 6
На каком этапе происходит выполнение операции в АЛУ? на 4-м
Для чего используются признаки результата?
для изменения естественного порядка выполнения программы командами условного перехода
На каком этапе происходит считывание первого операнда? на 2-м
Сколько этапов содержит цикл выполнения команды перехода? 2
Для чего в структуре трехадресной ЭВМ используется дешифратор кода операции?
для определения типа команды по ее операционной части
Сколько этапов содержит цикл выполнения команды условного перехода? 2
На каком этапе происходит запись результата операции по адресу приемника результата? на 5-м
Для чего используется регистр команд?
для хранения кода команды на время ее выполнения
Основы схемотехнической реализации ЭВМ
Какие из следующих параметров логических элементов относятся к статическим?
Какие из действий не выполняются при проектировании комбинационных схем?
получение всех возможных минимальных форм логической функции
Как на УГО элемента обозначается инвертирование выходного сигнала относительно логической функции элемента, указанной в основном поле?
Что из ниже перечисленного не входит в понятие "система логических элементов"?
устройства, обеспечивающие механическую совместимость
Каким методом можно проводить минимизацию логической функции от 4-х переменных при проектировании комбинационной схемы?
любым из перечисленных выше методов
Сколько элементов "И-НЕ" потребуется для реализации функции, минимальная дизъюнктивная форма которой представлена ниже? f ( x , y , z ) = x ^ y x ^ y xz
Среди многочисленных динамических параметров, характеризующих схему, выделим следующие:
- время перехода при включении (t 10 ) (задний фронт);
- время перехода при выключении (t 01 ) (передний фронт);
- время задержки распространения при включении (tзд 01 );
- время задержки распространения при выключении (tзд 10 );
- среднее время задержки распространения (tзд ср) – интервал времени, равный полусумме времен задержки распространения сигнала при включении и при выключении; в дальнейшем это время будем называть временем задержки элемента (tзд ).
Архитектура персонального компьютера
Какую разрядность имел первый серийный микропроцессор? 8 (?)
Какова максимальная разрядность современных универсальных микропроцессоров? 64
Какую разрядность имеет микропроцессор Intel-8086 (К1810ВМ80)? 16
По какому принципу строится персональный компьютер? магистрально-модульному
Какое максимальное количество устройств ввода-вывода может входить в состав персональной ЭВМ?
определяется разрядностью шины (адреса?)
Каким образом изменяются признаки результата, фиксируемые в регистре флагов?
процессором в зависимости от результата операции
Сколько 16-разрядных регистров общего назначения входит в состав микропроцессора Intel-8086 (К1810ВМ80)? 8
Сколько 16-разрядных регистров общего назначения в микропроцессоре Intel-8086 (К1810ВМ80) допускают побайтовое обращение? 4
В каком коде представляются в персональной ЭВМ числа с фиксированной точкой?
в дополнительном коде
Какова длина сегмента в микропроцессоре Intel-8086 (К1810ВМ80)? 64КБайта (216 Байт)
Чему равен физический адрес, если значение сегментного регистра равно AAAAh, а смещение в сегменте равно 2222h?
Каково назначение сегментных регистров микропроцессора Intel-8086 (К1810ВМ80)?
хранение базовых адресов сегментов в оперативной памяти
К памяти какого объема возможно обращение в микропроцессоре Intel-8086
1 МБ (20-разрядная шина адреса, адресация байтами: 220 байт = 1 Мбайт)
Какая информация будет считана из памяти, если считывается слово по адресу ABC45h, а в памяти хранятся следующие данные: (ABC44h)=77h, (ABC45h)=88h, (ABC46h)=99h?
9988h (т.к. сначала считается младший байт (по адресу ABC45h), зат ем – старший)
Содержание:
Для начала дадим определение: оперативная память (оперативное запоминающее устройство - ОЗУ) – это один из главных элементов компьютера, который представляет собой его временную память. А она, в свою очередь, нужна для нормального функционирования всех процессов, программ и приложений. Своё название она получила благодаря быстрой работе и способности создавать условия для мгновенного считывания процессором информации.
От постоянной (к примеру, дисковой) оперативная память отличается тем, что доступ к ней осуществляется значительно быстрее, и разница может достигать сотни тысяч раз. Данные, которые в неё записаны, доступны только при включенном компьютере.
Когда же вы выключаете или перезагружаете свой компьютер, абсолютно все содержимое ОЗУ стирается (обнуляется). Поэтому перед выключением компьютера или перезагрузки всю информацию, подвергнутую изменениям в процессе работы, нужно сохранить на жестком диске или на другом альтернативном запоминающем устройстве.
Само понятие "оперативная память компьютера" нередко обозначает не только микросхемы, составляющие устройства памяти в системе, но сюда также входят понятия размещения и логического отображения. Размещение - это расположение информации определенного типа по определенным адресам памяти в системе. В свою очередь, логическим отображением является способ представления этих адресов на установленных микросхемах. ОЗУ используется в различных устройствах персонального компьютера - от видеоплаты до принтера и сканера.
Типы оперативной памяти и их характеристики
- SDRAM (PC-133) – сегодня является устаревшим видом, крайне редко встречается, но стоит довольно дорого. Компьютеры с этим типом оперативной памяти модернизировать уже не получится.
- DDR SDRAM или DDR (с частотой 200-400 МГц) — также является устаревшим видом ОЗУ, который на сегодняшний момент крайне редко используется . Этот модуль представляет собой 184-контактную плату. Стандартным напряжением для него является напряжение в 2,5 В.
- Далее следует DDR2 – более распространенный сегодня тип, но, тем не менее, уже не являющийся современным. DDR2 (с частотой 533-1200 МГц) делает выборку 4 бита данных за один такт работы процессора, в то время как DDR только 2 бита. Это означает способность передавать при каждом такте в два раза больше информации через ячейки микросхемы. Данный модуль имеет по 120 контактов с двух сторон, а стандартным напряжением для него есть 1,8 В.
- Следующий вид оперативной памяти - DDR3 (частота 800-2400 МГц) - новый тип, который дает возможность делать выборку 8 бит данных за один такт работы процессора. Он также представляет собой 240-контактную плату, но имеет на 40% меньше энергопотребления, чем у DDR2, а рабочее напряжение всего 1,5 В. Такое сравнительно невысокое энергопотребление имеет большое значение для ноутбуков и мобильных устройств. Логично отметить, что чем выше показатели частоты, тем выше скорость работы оперативки.
- DDR4 — самый новый тип, который является следующей ступенькой эволюционного развития. Как все предыдущие ступеньки, данный тип имеет еще большую частоту (от 2133 до 4266 МГц) и меньшее энергопотребление. Также значительно повысилась надежность работы благодаря механизму контроля чётности на шинах адреса и команд. Массовое производство началось лишь во втором квартале 2014 года. Массовое распространение получила в 2016 году после выхода нового поколения процессоров Intel Skylake.
Объём оперативной памяти
Далее остановимся подробнее на следующей важной характеристике оперативной памяти – ее объеме. Вначале следует отметить, что он самым непосредственным образом влияет на количество единовременно запущенных программ, процессов и приложений и на их бесперебойную работу. На сегодняшний день наиболее популярными модулями являются планки с объемом: 4 Гб и 8 Гб (речь идет про стандарт DDR3).
Исходя из того, какая операционная система установлена, а также, для каких целей используется компьютер, следует правильно выбирать и подбирать объем ОЗУ. В большинстве своем, если компьютер используется для доступа к всемирной паутине и для работы с различными приложениями, при этом установлена Windows XP, то 2 Гб вполне достаточно.
Для любителей «обкатать» недавно вышедшую игру и людей, работающих с графикой, следует ставить как минимум 4 Гб. А в том случае, если планируется установка виндовс 7, то понадобится еще больше.
Самым простым способом узнать, какой для вашей системы необходим объем памяти, является запуск Диспетчера задач (путем нажатия комбинации на клавиатуре ctrl+alt+del) и запуск самой ресурсопотребляющей программы или приложения. После этого необходимо проанализировать информацию в группе «Выделение памяти» - «Пик».
Таким образом можно определить максимальный выделенный объем и узнать, до какого объёма её необходимо нарастить, чтобы наш высший показатель умещался в оперативной памяти. Это даст вам максимальное быстродействие системы. Дальше увеличивать необходимости не будет.
Выбор оперативной памяти
Сейчас перейдем к вопросу выбора оперативки, наиболее подходящей конкретно вам. С самого начала следует определить именно тот тип ОЗУ, который поддерживает материнская плата вашего компьютера. Для модулей разных типов существуют разные разъемы соответственно. Поэтому, чтобы избежать повреждений системной платы или непосредственно модулей, сами модули имеют различные размеры.
Об оптимальных объемах ОЗУ говорилось выше. При выборе оперативной памяти следует акцентировать внимание на ее пропускную способность. Для быстродействия системы наиболее оптимальным будет тот вариант, когда пропускная способность модуля совпадает с той же характеристикой процессора.
То есть, если в компьютере стоит процессор с шиной 1333 МГц, пропускная способность которого 10600 Мб/с, то для обеспечения наиболее благоприятных условий для быстродействия, можно поставить 2 планки, пропускная способность которых 5300 Мб/с, и которые в сумме дадут нам 10600 Мб/с.
Однако, следует запомнить, что для такого режима работы модули ОЗУ должны быть идентичны как по объему, так и по частоте. Кроме того, должны быть изготовлены одним производителем. Вот краткий список производителей хорошо себя зарекомендовавших: Samsung, OCZ, Transcend, Kingston, Corsair, Patriot.
Читайте также: