Реализуется как правило на модулях динамической памяти

Обновлено: 04.07.2024

В качестве оперативных ЗУ в настоящее время чаще используются динамические запоминающие устройства с произвольным доступом (Dinamic RAM (DRAM)). ЗУ типа DRAM обладает недостатками, связанными с необходимостью регенерации информации и относительно невысоким быстродействием, которые компенсируются другими показателями: малыми размерами элементов памяти и, следовательно, большим объемом микросхем, а также их низкой стоимостью.

Широкое распространение запоминающих устройств этого типа проявилось также в разработке многих его разновидностей: асинхронной, синхронной, RAMBUS и др.

Классификация динамических ЗУ, отличающихся по технологии, способам организации и сфере применения, приведена на рисунке 6.8.

Элемент памяти DRAM приведен на рисунке 6.9. Хранение информации в DRAM-памяти обеспечивается с помощью конденсатора (используется свойство конденсатора сохранять заряд на обкладках).

Логика работы. В режиме хранения информации транзистор VT закрыт. При подаче напряжения на адресную шину ША транзистор VT открывается и при этом ЭП оказывается подготовленным для записи или считывания информации. Запись логической «1» осуществляется зарядом, а логического «О» - разрядом запоминающего конденсатора С при подаче на разрядную шину РШ соответственно высокого или низкого потенциала. Состояние ЭП при считывании информации определяется по наличию или отсутствию тока считывания в РШ.

Рис. 6.8 Классификация динамических ЗУ

Рис. 6.9 Однотранзисторный элемент памяти типа DRAM

Полученная информация не содержит ошибок лишь в том случае, если она считывается из ячеек до того, как заряд конденсатора падает ниже определенного порогового значения. Операция чтения производится, когда транзистор выбранной ячейки включен. Соединенный с РШ усилитель считывания определяет, превышает ли заряд конденсатора пороговое значение. Если да, он подает на РШ напряжение, соответствующее значению логической «1». В результате конденсатор заряжается до напряжения, также соответствующего логической «1». Если заряд на конденсаторе ниже порогового значения, усилитель считывания снижает уровень напряжения на РШ до уровня сигнала на выводе «земля», обеспечивая тем самым отсутствие заряда (логическое значение «О») на конденсаторе. Таким образом, в процессе считывания содержимое ячейки автоматически обновляется. Все ячейки выбранной строки считываются одновременно, в результате чего обновляется содержимое всей строки.

На рис. 6.10 показана 16-мегабитная микросхема DRAM конфигурации 2Мх8.

Рис. 6.10 Внутренняя организация микросхемы динамической памяти 2Мх8

Ячейки микросхемы DRAM организованы в массив 4Кх4К, в котором 4 096 ячеек каждой строки разделены на 512 групп по 8 ячеек, так что в одной строке может храниться 512 байт данных. Следовательно, для выбора строки требуется 12 адресных разрядов. Еще 9 разрядов необходимо для выбора в строке группы из 8 бит. Таким образом для доступа к байту в такой микросхеме нужен 21-разрядный адрес. Его старшие 12 и младшие 9 разрядов составляют адреса строки и столбца байта. Для сокращения количества выводов микросхемы адреса строки и столбца мультиплексируются на 12 выводов. В процессе операции чтения или записи сначала на адресные выводы микросхемы подается адрес строки. В ответ на входной сигнал RAS (Row Address Strobe - строб адреса строки) он загружается в защелку адреса строки. Затем инициируется операция чтения, в ходе которой считываются и обновляются ячейки выбранной строки. Через некоторое время после загрузки адреса строки на адресные выводы подается адрес столбца, который загружается в защелку адреса столбца в ответ на сигнал CAS (Column Address Strobe - строб адреса столбца). Информация из этой защелки декодируется и выбирается соответствующая группа из 8

схем Sense/Write. Если управляющий сигнал R/W указывает на операцию считывания, выходные значения выбранных схем пересылаются на линии данных

^7-0. Для операции записи информация с линий ^7-0 пересылается в схемы. Затем она используется для перезаписи содержимого указанных ячеек в соответствующих 8 столбцах. В коммерческих микросхемах активизации сигналов RAS и CAS соответствует низкий уровень напряжения, так что стробирование адреса выполняется при переходе соответствующего сигнала от высокого уровня к низкому. На схемах эти сигналы обозначаются как RAS и С AS.

Подача адреса строки в ходе операции считывания или записи приводит к чтению и обновлению всех ячеек этой строки. Для того чтобы поддерживать содержимое памяти DRAM, нужно постоянно обращаться к каждой ее строке. Обычно эта работа автоматически выполняется с помощью специальной схемы, называемой схемой регенерации. Они обычно интегрируют прямо в микросхемы DRAM.

В различных типах динамических ЗУ применяются три основных метода регенерации:

- одним сигналом RAS (ROR - RAS (Row Address Strobe) Only Refresh);
- сигналом CAS, предваряющим сигнал RAS (CBR - CAS (Column Address Strobe) Before RAS);
- автоматическая регенерация (SR - Self Refresh).

При регенерации методом ROR на ША выдается адрес регенерируемой строки, сопровождаемый сигналом RAS. При этом выбирается строка ячеек и хранящиеся там данные поступают на внутренние цепи ЗУ, а затем записываются обратно. Так как сигнал CAS не поступает, то и цикл чтения-записи не начинается. Затем на ША подается адрес следующей строки и т.д., пока не восстановятся все ячейки, после чего цикл повторяется.

Особенностью метода CBR является то, что он позволяет регенерировать память, не занимая ША.

Автоматическая регенерация SR связана с энергосбережением, когда вычислительная система переходит в режим «сна» и тактовый генератор перестает работать. Для регенерации ЗУ запускает собственный генератор, который тактирует внутренние цепи регенерации.

Конструктивно элементы оперативной динамической памяти выполняются в виде отдельных микросхем типа:

Вы здесь: Главная Память. Нижний уровень Микросхемы памяти Модули динамической памяти

Архитектура ЭВМ

Компоненты ПК

Интерфейсы

Мини блог

Самое читаемое

Арифметико логическое устройство (АЛУ)
Страничный механизм в процессорах 386+. Механизм трансляции страниц
Организация разделов на диске
Диск Picture CD
White Book/Super Video CD
Прямой доступ к памяти, эмуляция ISA DMA (PC/PCI, DDMA)
Карты PCMCIA: интерфейсы PC Card, CardBus
Таблица дескрипторов прерываний
Разъемы процессоров
Интерфейс Slot A

Модули динамической памяти

Модули динамической полупроводниковой памяти прошли эволюцию от набора микросхем, устанавливаемых на системной плате и заметных по своему регулярному расположению (несколько смежных рядов одинаковых микросхем), до отдельных небольших плат, вставляемых в стандартный разъем (слот) системной платы. Первенство в создании таких модулей памяти обычно относят к фирме IBM. Основными разновидностями модулей динамических оперативных ЗУ с момента их оформления в виде самостоятельных единиц были:

Сокращение SIMM означает Single In-Line Memory Module — модуль памяти с одним рядом контактов, так как контакты краевого разъема модуля, расположенные в одинаковых позициях с двух сторон платы, электрически соединены. Соответственно, DIMM значит Dual In-Line Memory Module — модуль памяти с двумя рядами контактов. А вот RIMM означает Rambus Memory Module — модуль памяти типа Rambus. Кроме этих модулей, имеются также варианты для малогабаритных компьютеров, для графических карт и некоторые другие.

Если микросхемы памяти физически располагаются только с одной стороны платы, то такой модуль называют односторонним, а если с двух сторон — то двухсторонним. При равной емкости модулей у двухстороннего модуля количество микросхем больше, поэтому на каждую линию шины данных приходится большая нагрузка, чем при использовании одностороннего. С этой точки зрения односторонние модули предпочтительней двусторонних. Однако количество банков в двусторонних модулях вдвое больше, чем в односторонних, поэтому при определенных условиях и хорошем контроллере памяти двусторонний модуль может обеспечить несколько большую производительность.

Помимо собственно конструктивной организации и типа памяти, модули имеют также и некоторые другие различия. Одним из таких различий является возможность (или ее отсутствие) контроля хранимых данных.

Кроме того, известны также различные модификации схем контроля, вплоть до просто имитирующих контрольные функции, но не осуществляющие их, например, с генерацией всегда верного бита четности.

Модули DIMM также различаются по наличию или отсутствию в них буферных схем на шинах адреса и управляющих сигналов. Небуферизованные (unbuffered) модули больше нагружают эти шины, но более быстродействующие и дешевые. Их обычно применяют в настольных ЭВМ. Буферизованные (registered) имеют буферные регистры и, обеспечивая меньшую нагрузку на шины, позволяют подключить к ней большее количество модулей. Однако эти регистры несколько снижают быстродействие памяти, требуя лишнего такта задержки. Применяют буферизованные модули обычно в серверных системах.

Еще одной особенностью, различающей модули динамической памяти, является способ, посредством которого после включения компьютера определяется объем и тип установленной в нем памяти.

В первых персональных ЭВМ объем и быстродействие установленной памяти задавались переключателями (джамперами — jumpers), расположенными на системной плате. С появлением модулей SIMM (существовали также похожие на них модули SIPP) стал использоваться так называемый параллельный метод идентификации (parallel presence detect), при котором краевой разъем модуля имел дополнительные контакты, используемые только для целей указания присутствия модуля в том слоте, где он установлен, его объема и времени обращения. В самых первых (30-контактных) модулях таких дополнительных контактов было только два, в 72-контактных модулях их стало четыре: два указывали на объем модуля и два — на время обращения. Эти контакты могли заземляться непосредственно на модуле, что позволяло различить четыре вида модулей по объему и четыре по времени доступа.

Попытки использовать этот же прием в последующих модулях потребовали увеличения количества таких контактов, но решить все проблемы идентификации не смогли. Поэтому, начиная c модулей DIMM, используют так называемый последовательный способ идентификации (Serial Presence Detect — SPD), при котором на плату модуля устанавливается специальная дополнительная микросхема, так называемый SPD-чип, представляющая собой небольшую постоянную память на 128 или 256 байт с последовательным (I2C) интерфейсом доступа. В этой микросхеме записана основная информация об изготовителе микросхемы и ее параметрах. Формат этих данных стандартный, определенный советом JEDEC (Joint Electron Devices Engineering Council), стандартов которого придерживаются все изготовители полупроводниковой памяти.

Память компьютера предназначена для кратковременного и долговременного хранения информации - кодов команд и данных. Информация в памяти хранится в двоичных кодах, каждый бит - элементарная ячейка памяти - может принимать значение «0» или «1». Каждая ячейка памяти имеет свой адрес, однозначно ее идентифицирующий в определенной системе координат. Минимальной адресуемой единицей хранения информации в памяти обычно является байт, состоящий, как правило, из 8 бит.

Со времени появления больших (по размерам) компьютеров деление памяти произошло на внутреннююивнешнюю.

Внутренняя память подразделяется:

- на основную (оперативную), информация в которой может изменяться процессором в любой момент времени;

- постоянную, информацию с которой процессор может только считывать.

Обращение (по чтению или по записи) к ячейкам оперативной памяти может происходить в любом порядке. В связи с этим оперативную память называют памятью с произвольным доступом - Random Access Memory (RAM), в отличие от постоянной памяти (Read Only Memory, ROM).

Внешняя память адресуется более сложным образом - каждая ее ячейка имеет свой адрес внутри некоторого блока, который, в свою очередь, имеет многомерный адрес. Во время физических операций по обмену данными блок может быть считан или записан только полностью.

Для решения задач пользователя ЭВМ должна обладать системой памяти, удовлетворяющей компромиссу ряда критериев:

– максимальный объем, требуемый для решения задачи;

(микропроцессорная память - МПП)

– чем больше объем памяти ЭВМ, тем ниже ее быстродействие и ниже относительная стоимость запоминающих устройств, входящих в систему памяти;

– чем выше быстродействие, тем выше относительная стоимость запоминающих устройств в пересчете на единицу хранимой в памяти информации.

22. Элементы памяти, их назначение, возможности и принцип работы.

Любые ЗУ состоят из элементов (ячеек) памяти (ЭП) – минимальных частей устройства памяти, используемых для запоминания (хранения) наименьшей единицы данных (бит или байт).

Ячейки памяти имеют адрес (порядковый номер, число) по которому к ним могут обращаться команды процессора. Существует несколько различных систем адресации памяти.

Ячейки памяти, построенные на полупроводниковых технологиях, могут быть статическими (SRAM), то есть не требующими регулярного обновления, и динамическими (DRAM), требующими периодической перезаписи для сохранения данных. Как правило, при помощи статических ячеек организуются кэши, при помощи динамических — ОЗУ.

ЭП статического ЗУ, реализованного на асинхронном RS-триггере, построенного на основе логических элементов И–НЕ на многоэмиттерных транзисторах типа n-p-n.

(ША – шина адреса; РШ - разрядная шина)

Величина тока в РШ определяет состояние ЭП: наличие тока соответствует состоянию логической «1», а отсутствие – состоянию логического «0»

23. Структура памяти пэвм.

Оперативная память (ОЗУ) – реализуется, как правило, на модулях (микросхемах) динамической памяти. ОЗУ служит для хранения программы, исходных данных задачи, промежуточных и конечных результатов решения задачи.

Кроме оперативной, память включает также и постоянную (ПЗУ), из которой можно только считывать команды и данные, и некоторые виды специальной памяти (например видеопамять графического адаптера).

Все узлы не входящие в ядро называются периферийными. Они обеспечивают расширение возможностей, облегчают пользование ими. В состав периферийных (внешних) устройств могут входить следующие узлы.

Внешняя память (устройства хранения данных, например, дисковые) – память, имеющая относительно невысокое быстродействие, но по сравнению с ОЗУ существенно более высокую емкость.

Ключевым принципом построения памяти ПЭВМ является ее иерархическая организация (принцип, сформулированный еще Джоном фон Нейманом), которая предполагает использование в системе памяти компьютера запоминающих устройств (ЗУ) с различными характеристиками.

Запоминающие устройства (ЗУ) характеризуются рядом параметров, определяющих возможные области применения различных типов таких устройств. К основным параметрам, по которым производится наиболее общая оценка ЗУ, относятся их информационная емкость (E), время обращения (T) и стоимость (C).

Под информационной емкостью ЗУ понимают количество информации, измеряемое в байтах, килобайтах, мегабайтах или гигабайтах, которое может храниться в запоминающем устройстве.

Введение в функции динамической памяти и распространенные ошибки динамической памяти

Почему используется динамическое распределение памяти?

Мы освоили следующие методы развития памяти:

Вышеупомянутый метод открытия пространства имеет две характеристики:
-Размер космического развития фиксирован.
-При объявлении массива необходимо указать длину массива, а необходимая память выделяется во время компиляции.
Но потребность в пространстве не только в описанном выше случае. Иногда размер необходимого нам пространства может быть известен только во время работы программы, и то, как массив открывает пространство во время компиляции, не может быть удовлетворено. В настоящее время вы можете попробовать только развитие динамической памяти.

Введение в функции динамической памяти

malloc и бесплатно

malloc

Эта функция применяется к непрерывному доступному пространству в памяти и возвращает адрес, указывающий на это пространство.

Если разработка прошла успешно, возвращается указатель на открытое пространство.
Если разработка не удалась, возвращается NULL-указатель, поэтому необходимо проверить возвращаемое значение malloc.
Возвращаемое значение - void *, потому что malloc не знает тип открытого пространства, и пользователь решает конкретное использование.
Если размер параметра равен 0, поведение malloc не определено стандартом и зависит от компилятора.

Функция free используется для освобождения динамически открытой памяти.

calloc

- Функция функции состоит в том, чтобы открыть пространство для количества элементов размера и инициализировать каждый байт пространства равным 0.
- Отличие от функции malloc в том, что colloc инициализирует каждый байт запрошенного пространства равным 0 перед возвратом адреса.

realloc

Появление функции realloc делает управление динамической памятью более гибким.
Иногда мы обнаруживаем, что пространство, запрашиваемое в прошлом, слишком мало, а иногда нам кажется, что пространство, запрашиваемое в прошлом, слишком велико, поэтому нам нужно использовать функцию realloc, чтобы гибко регулировать размер памяти.
мемблок - это адрес памяти, который нужно настроить.
размер - отрегулированный размер.
Возвращаемое значение - начальный адрес настроенной памяти.
На основе настройки размера исходного пространства памяти эта функция также переместит данные из исходной памяти в новое пространство.
Как выполняется перераспределение памяти?
Случай 1. За исходным пространством достаточно места. Чтобы расширить память, добавьте пространство сразу после исходной памяти, и данные в исходном пространстве не изменятся.
Случай 2. Недостаточно места после исходного пробела. Расширение памяти означает поиск другого непрерывного пространства подходящего размера в пространстве кучи для использования. Эта функция возвращает новый адрес.
Итак, использование функции перераспределения требует внимания:
код:

Возможен ли код 1:
Ответ: Нет, если приложение не работает, адрес ptr будет изменен. Следовательно, новый указатель должен быть определен и оценен после подачи заявки на пространство.

Распространенные ошибки динамической памяти

1 ————– Операция разыменования нулевого указателя

Открытие пространства памяти размера INT_MAX определенно не удастся, тогда p является нулевым указателем, а нулевой указатель понимается и используется.

2 ———– Трансграничный доступ к динамичному открытому пространству

относится к размеру 10 открытых пробелов, но в цикле for, когда i = 10, доступ находится вне пределов.

3 ————– Используйте бесплатную версию для нединамически развиваемой памяти

p не является динамически открытым пространством, но p является свободным.

4 ———– Используйте free для освобождения части динамически открытой памяти

p - указатель на пространство динамически созданной функции. После выполнения p ++ p не указывает на начальный адрес динамической памяти.

5 ————– Освободите одну и ту же память несколько раз

6 ———– Динамически открыть память и забыть отпустить (упущение памяти)

Динамически открываемое пространство не освобождается в коде, что может легко вызвать пропуски памяти.
Пространство, созданное динамически, должно быть освобождено и освобождено правильно! ! ! ! ! !

Интеллектуальная рекомендация

Краткое описание общих функций MPI

содержание 1, основная функция MPI 2, точка-точка функция связи 3, коллективная функция связи 1, основная функция MPI MPI_Init(&argc, &argv) Информировать системы MPI для выполнения всех необх.

Примечание 9: EL выражение

JVM память

концепция Виртуальная машина JVM управляет собственной памятью, которая разделяет память во многие блоки, наиболее распространенной для памяти стека и памяти кучи. 1 структура виртуальной машины JVM H.

Проблема сетевого запроса на Android 9.0

вЗапустите Android 9 (API Уровень 28) или вышеНа устройстве операционной системы Android, чтобы обеспечить безопасность пользовательских данных и устройств, использование по умолчанию для зашифрованно.

Учебная запись по Webpack (3) В статье рассказывается о создании webpack4.0.

предисловие Для изучения веб-пакета автор также предпринял много обходных путей. Есть много вещей, которые я хочу знать, но я не могу их найти. Автор поможет вам быстро начать работу. Цель этой статьи.

Читайте также: