Волзький Університет імені В. Н. Татіщева
Факультет В«Інформатики та телекомунікаційВ»
Кафедра В«Інформатика та системи управлінняВ»
Курсова робота
з дисципліни:
"Основи програмного забезпечення"
на тему:
"Управління оперативною пам'яттю"
Зміст
Введення
1. Аналітичний розділ
1.1 Визначення
1.2 Принципи управління та розподілу оперативної пам'яті
2. Розробка алгоритму управління оперативною пам'яттю
Висновок
Список використовуваної літератури
Введення
В даний час існують безліч операційних програм, які в достатній мірі ефективності і надійності, управляють оперативної пам'яттю. До таких систем можна віднести Windows, Unix і т.д. Прогрес електроніки привів до значного поліпшення елементів пам'яті. А саме таких параметрів, модулів пам'яті, як обсяг, надійність, оперативність і компактність. Пам'ять застосовується скрізь, де є елемент, який обробляє інформацію (процесор, контролер). У наслідку цього, з'явилися нові, більш потужні системи управління здатні використовувати ресурси оперативної пам'яті. Це призвело до збільшення швидкості обробки інформації і до збільшення потужності програмних засобів і отже самій мощі, всього комп'ютера в цілому. Наприклад, підсистема управління оперативною пам'яттю MS-DOS базувалася на використанні блоків управління пам'яттю MCB. Таке "управління" пам'яттю повністю засноване на джентльменському угоді між програмами про збереження цілісності операційної системи, так як будь-яка програма може виконати запис даних по будь-якою адресою. Програма може легко зруйнувати системні області MS-DOS або векторну таблицю переривань. На сьогоднішній день існує додаток Windows, яке виконується в захищеному режимі, тому воно не може адресуватися до будь областям пам'яті. Це сильно підвищує надійність операційної системи.
Мета курсової роботи полягає у вивченні функціонування та взаємодія операційної системи з оперативною пам'яттю. Так само буде виконано аналіз основних типів, параметрів оперативної пам'яті застосовуваних у системних платах персонального комп'ютера. Далі буде представлена ​​програмна частина з обробкою і ходом виконання команд і розміщення в оперативній пам'яті.
1. Аналітичний розділ
1.1 Визначення
Оперативна (або робоча) пам'ять комп'ютера - ОЗУ (Оперативне Запам'ятовуючий Пристрій) - зібрана на напівпровідникових кристалах (Чіпах - chip) і зберігає інформацію, тільки поки комп'ютер включений. При виключенні живлення її вміст втрачається. Іноді, цю пам'ять називають ще пам'яттю з довільним доступом. (Random Access Memory - RAM).
Всю пам'ять з довільним доступом (RAM) можна розділити на два типи:
1. DRAM (динамічна RAM)
2. SRAM (статична RAM).
Пам'ять типу DRAM
Динамічна оперативна пам'ять (Dynamic RAM - DRAM) використовується в більшості систем оперативної пам'яті персональних комп'ютерів. Основна перевага цього типу пам'яті полягає в тому, що її осередки інтегровані щільно, тобто в невелику мікросхему можна помістити безліч бітів, а значить, на їх основі можна побудувати пам'ять більшої ємності.
Осередки пам'яті в мікросхемі DRAM - це крихітні конденсатори, які утримують заряди. Проблеми, пов'язані з пам'яттю цього типу, викликані тим, що вона динамічна, тобто повинна постійно регенеруватися, так як в противному випадку електричні заряди в конденсаторах пам'яті будуть "стікати", і дані будуть втрачені. Регенерація відбувається, коли контролер пам'яті системи бере крихітний перерву і звертається до всіх рядків даних в мікросхемах пам'яті. Більшість систем має контролер пам'яті (зазвичай вбудовується в набір мікросхем системної плати), який налаштований на відповідну промисловим стандартам частоту регенерації, рівну 15 мкс.
Регенерація пам'яті, до жаль, "віднімає час" у процесора: кожен цикл регенерації по тривалості займає кілька циклів центрального процесора. Деякі системи дозволяють змінити параметри регенерації за допомогою програми установки параметрів CMOS, але збільшення часу між циклами регенерації може привести до того, що в деяких комірках пам'яті заряд "стече", а це викличе збій пам'яті.
У пристроях DRAM для зберігання одного біта використовується тільки один транзистор і пара конденсаторів, тому вони більш місткі, ніж мікросхеми інших типів пам'яті. Транзистор для кожного однозарядного регістра DRAM використовує для читання стану суміжного конденсатора. Якщо конденсатор заряджений, в осередку записана-1; якщо заряду немає - записаний 0. Розробники DRAM знайшли можливість здійснення передачі даних за допомогою асинхронного інтерфейсу.
З асинхронним інтерфейсом процесор повинен чекати, поки DRAM закінчить виконання своїх внутрішніх операцій, які зазвичай займають близько 60 нс. З синхронним управлінням DRAM відбувається защелкивание інформації від процесора під керуванням системних годин. Тригери запам'ятовують адреси, сигнали керування і даних, що дозволяє процесору виконувати інші завдання. Після певної кількості циклів дані стають доступні, і процесор може зчитувати їх з вихідних ліній.
Інша перевага синхронного інтерфейсу полягає в тому, що системні годинник задають лише часові межі, необхідні DRAM. Це виключає необхідність наявності безлічі стробірующіх імпульсів. У результаті спрощується введення, т. к. контрольні сигнали адреси даних можуть бути збережені без участі процесора і тимчасових затримок. Подібні переваги також реалізовані і в операціях виведення.
До першого покоління високошвидкісних DRAM головним чином відносять EDO DRAM, SDRAM і RDRAM, а до наступного - DDR SDRAM, Direct RDRAM, SLDRAM і т. д.
SDRAM
SDRAM (Synchronous DRAM) - Це тип динамічної оперативної пам'яті DRAM, робота якої синхронізується з шиною пам'яті. SDRAM передає інформацію в високошвидкісних пакетах, Використовують високошвидкісний синхронізований інтерфейс. SDRAM дозволяє уникнути використання більшості циклів чекання, необхідних при роботі асинхронної DRAM, оскільки сигнали, за якими працює пам'ять такого типу, синхронізовані з тактовим генератором системної плати.
DDR SDRAM (SDRAM II)
DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) є синхронної пам'яттю, що реалізує подвоєну швидкість передачі даних в порівнянні із звичайною SDRAM.
DDR SDRAM не має повної сумісності з SDRAM, хоча використовує метод управління, як в SDRAM, і стандартний 168-контактний роз'єм DIMM. DDR SDRAM досягає подвоєною пропускної спроможності за рахунок роботи на обох межах тактового сигналу (на підйомі і спаді), а SDRAM працює тільки на одній.
Direct Rambus DRAM - це високошвидкісна динамічна пам'ять з довільним доступом, розроблена Rambus, Inc. Вона забезпечує високу пропускну спроможність в порівнянні з більшістю інших DRAM. Direct Rambus DRAMs представляє інтегровану на системному рівні технологію.
Пам'ять типу SRAM
Існує тип пам'яті, зовсім відмінний від інших, - статична оперативна пам'ять (Static RAM - SRAM). Вона названа так тому, що, на відміну від динамічної оперативної пам'яті, для збереження її вмісту не вимагається періодичної регенерації. Але це не єдине її перевага. SRAM має більш високу швидкодію ніж динамічна оперативна пам'ять, і може працювати на тій же частоті, що і сучасні процесори.
Час доступу SRAM не більше 2 нс, це означає, що така пам'ять може працювати синхронно з процесорами на частоті 500 МГц або вище. Однак для зберігання кожного біта в конструкції SRAM використовується кластер з 6 транзисторів. Використання транзисторів без яких або конденсаторів означає, що немає необхідності в регенерації. Поки подається живлення, SRAM буде пам'ятати те, що збережено.
Мікросхеми SRAM...
