ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ
ТҰРАР РЫСҚҰЛОВ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ЭКОНОМИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
«Қолданбалы информатика» кафедрасы
Тақырыбы : «Есте сақтау құрылғылары»
Оқытушы: Омарова Г.
Студент: Байғалиева М.
Мамандығы: ЕТ және ПЖ
Тобы: 307
Алматы – 2008ж.
ЖОСПАР
- КІРІСПЕ
- НЕГІЗГІ БӨЛІМ
2.1 Есте сақтау құрылғыларының түрлері
2.2 Статикалық және динамикалық оперативті жады
2.3 Оперативті жадының модульдері
2.4 Виртуальды жады
- ҚОРЫТЫНДЫ
- ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР
Кіріспе
Компьютер – ақпаратты өңдеуге арналған құрылғы. Компьютер сандық формада көрсетілген тек қана ақпаратты өңдеуі мүмкін.
Осы заманғы компьютерде ЭЕМ -ның бірнеше кезеңі көрсетілген:
- 1943 жылы электронды лампалар базасында бірінші кезеңдегі ЭЕМ есептеуіш машинасы құрылды.
- Компьютердің екінші кезеңі (50-60ж) жартылай өткізгішті элементтер (транзистор) базасында құрылды.
- Үшінші кезеңдегі (60-70ж) компьютердің негізгі элементтік базасы кіші және орта интеграциялардың интегралды сұлбалары.
- Төртінші кезеңдегі (70- біздің кезге дейін) компьютерде БИС микропроцессері үлкен интегралдық сұлбалары қолданған. Микропроцессордың ЭЕМ-де қолданылуы кіші көлемімен және төменгі бағасымен ерекшеленетін дербес компьютерді қалыптастыруға мүмкіндік береді.
- Қазіргі кезде өте жоғары интегралды сұлбаларда өңделетін 5-ші кезеңдегі ЭЕМ – ны құру жөнінде жұмыстар жүргізілуде.
Негізгі бөлім
Қазіргі заманғы компьютерлердің жадының келесі түрлері бар:
- Тұрақты программалық жады (микропроцессорлық)
- Регистрлі КЭШ жады
- Негізгі жады
- Виртуальды жады
- Тұрақты магнитті және оптикалық жады
- Перифириялық құрылғылар жады
Негізгі сипаттамалары олардың сыйымдылығы және жылдамдығы.
Есте сақтау құрылғыларының салыстырмалы сипаттамалары
|
Жады типі |
Сыйымдылығы |
Шапшаңдығы |
|
МПП |
Ондаған байт |
t=0,001-0,002 мкс |
|
КЭШ жады |
Жүздеген байт |
t=0,002-0,01 мкс |
|
Уақытша жады |
Ондаған жүздеген мегабайт |
t=0,005-0,02 мкс |
|
Тұрақты жады |
Жүздеген килобайт |
t=0,035-0,1мкс |
Тұрақты жады – микропроцессордың инструкциялар құрамы ретінде бөлуге болады.Сонымен қатар жад негізгі және қосымша болып бөлінеді.Бұл жерде жад кеңістігін қол жетімді және қол жетімсіз деп бөлуге болады.Қол жетімсіз бөлікте арнайы драйверлер қолданылады.
Кэш жады – бүркеме және регистрлік жад деп аталады.Ол әр түрлі триггерлерден жасалған құрылымын белгілі көлемді жол ретінде белгілеуге болады.Көлемі көбінесе ондаған килобайттан аспайды.Көбінесе екі деңгейлі болып келеді.Кэш1,Кэш2; Кэш1-дің көлемі төмен,Кэш 2-нің көлемі жоғарырақ болады.Микропроцессордың реалды және қорғалған жиынына байланысты Кэш жады жұмыс істейді.
КЭШ жадының жұмыс принципі:
|
Жылдамдығы Қауіпсіздігі төмен.
жоғары.
|
|
.
Жылдамдығы Қауіпсіздігі жоғары.
төмен.
Статикалық және динамикалық оперативті жады
Оперативті жады динамикалық (Dynamic Random Access Memory – DRAM) және статикалық(Static Random Access Memory – SRAM)типтерінің микросхемаларынан тұрады.
Тұрақты жады ROM;
Уақытша жады RAM;
Статикалық типті жадының жұмыс істеу жылдамдығы жоғары, бірақ DRAM-нан әлдеқайда қымбатырақ.Сонымен қатар тоқты да көп қажет етеді.Статикалық жадының элементтері (ұяшықтары) әртүрлі триггерлерден құрылған. SRAM ұяшықтары аз өндіру уақытына (1 наносекунд) ие және сақтау кезінде энергяны көп қажет етеді.
Динамикалық жады — оперативті жадқа жатқызылады. Динамикалық жадыда мәліметтерді сақтауға көп энергияны қажет етпейді және аз көлем алатын өзіндік конденсаторлардан тұрады. Конденсаторлар матрицаның вертикаль және горизонталь шиналарының қиылысында орналасқан. Ақпарат сақтауға операциондық жүйе бос аумаққа сақтауға тырысады.Мәліметтерді жазу және оқу жадының таңдалған ұяшығына тәуелді элементтермен байланысты матрица шиналарына электр импульстерін беру арқылы жүзеге асырылады.
Жедел жады пластинаға орналастырылған және бірнеше модуль түрінде іске асырылады.Әр қайсысы 64, 128, 256, 512-ден болуы мүмкін.Жалпы құралып оперативті жад қаржы көлемін береді.
Оперативті жады модульдерінің мынадай типтері бар: SIMM, DIMM, RIMM.
SIMM (Single In-line Memory Module). SIMM микросхемалары екі типті болып келеді: қысқа типті, 30 контактылы (ұзындығы 75мм) және үлкен типті, 72 контактылы (ұзындығы 100мм). SIMM модульінің сыйымдылығы 256 кбайт, 1,4,8,16,32 және 64 Мбайт. Сонымен қатар SIMM жады жылдамдығының төмен болуымен ерекшеленеді, бұл тиімсіз болғандықтан SIMM модульдері қазіргі кезде қолданылмайды.
DIMM (Dual In-line memory Module) – қазіргі кезде қолданылатын модуль (модуль ұзындығы 130 мм). DIMM модульінің сыйымдылығы 16,32,64,128,256 және 512 Мбайт. 110және 133 МГц жиілікте жұмыс істейтін қазіргі заманғы ). DIMM модульдерінің айналу уақыты 6 – 10нс аралығы болып табылады. DIMM модульдерінің разрядтары 64 бит, 72 бит және 80 бит болуы мүмкін.
RIMM (Rambus In-line Memory Module) – оперативті жадының жаңа типі. Direct Rambus DRAM технологияларының пайда болуы жад модульдеріне жаңа талаптар қойды. Direct RDRAMM микросхемалары RIMM модульінде жинақталады. RIMM модульінің платасындағы Direct RDRAMM жадының микросхемалар саны 16-ға дейін болуы мүмкін. RIMM модульінің үш типі болады: RIMM РС800, RIMM РС700 және RIMM РС600, бұлар бір-бірінен жұмыс жиіліктері арқылы ерекшеленеді. Жылдамдығы жоғарысы RIMM РС800 модульдері болып табылады.
Оперативті жады типтері: FPM DRAM; RAM EDO; BEDO DRAM; SDRAM; DDR SDRAM; DRDRAM және т.б.
SDRAM (Synchronous DRAM – синхронды динамикалық жады). SDRAM жады жоғары жиілікте де жұмыс істейді, 100 МГц (PC100) және 133 МГц (PC133) жиілікте жұмыс істеуге есептелгенмодульдер шығарылуда.
2000 жылдың басында Samsung фирмасы жұмыс жиілігі 266 МГц болатын SDRAM интегралды микросхемалардың шығарылатыны туралы хабарлады.Жалпы алғанда SDRAM жад компьютердің жұмыс өнімділігін 25%-ға арттырады.
Жады типтерінің сипаттамалары
|
Шығарылған жылы. |
Жады типі. |
Тактілік жиілігі МГц. |
Шина разрядтылығы |
Өткізу қабілеттілігі. |
|
1987 |
FPM DRAM |
33 |
32 |
132 |
|
1995 |
EDO DRAM |
50 |
32 |
200 |
|
1997 |
SDRAM |
66 |
64 |
528 |
|
1998 |
SDRAM |
100 |
64 |
800 |
|
2000 |
SDRAM |
133 |
64 |
1064 |
|
1999 |
DRDRAM,1 канал |
600 |
16 |
1200 |
|
2000 |
DRDRAM,1 канал |
800 |
16 |
1600 |
|
2001 |
DRDRAM,2 канал |
600 |
16 |
2400 |
|
2001 |
DRDRAM,2 канал |
800 |
16 |
3200 |
|
2002 |
DRDRAM,2 канал |
1066 |
16 |
4300 |
|
2001 |
DDR SDRAM |
100 |
64 |
1600 |
|
2001 |
DDR SDRAM |
150 |
64 |
2400 |
|
2002 |
DDR SDRAM II |
100 |
64 |
3200 |
|
2003 |
DDR SDRAM II |
200 |
64 |
6400 |
|
2004 |
DDR SDRAM II |
266 |
64 |
8533 |
|
2005 |
DDR SDRAM II |
400 |
64 |
12800 |
Ақпараттардың жазылу технологиясына байланысты тұрақты есте сақтау құрылғысы мына типтерден тұрады:
- Микропроцессорлар,дайындықтан кейін программалатын классикалық есте сақтау құрылғысы;
- Микропроцессорлар,есте сақтау құрылғысы немесе programble ROM (PROM)
- Микропроцессорлар,көп деңгейлі программалар,қайтадан есте сақтау құрылғысы erasable PROM (EPROM)
Динамикалық жадтың DRAM,SRAM,DDR және тағы басқа типті болуы
ақпараттық құрылғыдан оқылу және жазылу әдісіне байланысты.Сонымен
қатар сигналдық регенерациялау әдісіне байланысты бөлінеді.
Тұрақты жад және жедел жад компоненттердің тікелей адрестелу жадын құрайды.
Тікелей адрестелу жадының құрылымы
64 Кб операция- 576 Кб програм- 256 Кб қызметтік 128 Кб
лық жүйемен малармен қолда- тұрақты
қызмет бағдар- нушы және опера- жад жад
ламалары үшін. циялық жүйе
үшін BIOS
үшін
|
С1тікелей адрестелу жады
Стандартты Жоғарғы Ең жоғарғы
жад жад жад
0….640 Кб. 640-1024 Кб. 1024-1088 Кб. 1088-64 Мг.
Виртуальды жады
Есептеу операциясында негізгі жад жетпеген жағдайда виртуальды жад іске қосылады.Виртуальды жадтың қолдануы.Адрестелу кеңістігінің ұғымымен байланысты.
Адрестелу кеңістігі деп жүйенің қатынау мүмкіншілігі бар ұяшықтар санын айтамыз.Оның саны адрестік шинаның разрядтылығына тікелей тәуелді болып тұрады.Егер шина он алты разрядты болса,екінің он алты дәрежесі тең 65536 тең 64 Кб,бұл шама сегмент деп аталады.Жалпы адрестік кеңістік сегменттік адреспен орын ауыстыру адресінің қосындысынан тұрады.
Аабс=16 Асегм + Аорынауыс
Абсалютті адрес (толық,физикалық) Аабс бірнеше құрылғылардың суммусы ретінде қолданылады.
Сегментті адрес (Асегм) бұл басты адрес 64 Кб өрістен тұрады.
Топтастырылу адресі (Асегм) бұл салыстырмалы 16 разрядты адрес болып келеді..виртуальды жад виртуальды жад виртуальды жад.
Виртуальды жадыны қатты дискіден оперциондық жүйенің басқаруымен белгілі бір көлемді жад бөлінеді (уақытша жад ретінде).Ал адрестелу кеңістігінің кестесі қатты диск үшін ортақ болады және өзара ауыстырылып отырады.
Тұрақты магнитті және оптикалық жады
Кең көлемді ақпаратты сақтау үшін негізінен сыртқы жады қолданылады немесе сыртқы есептер жүйелері.Магнитті жадыға Strimmer VHS бейне лентасы қатты диск тағы басқа болады.Floppi және магниттік құрылымы ұқсас.
Файылдық кесте
Файылдық кестеде жадыдағы файылдардың орналасу әдістері олардың сақталу әдісі (фармат) өңделетін программаға сілтеме сақталған.
FAT-жылдам;
NTFS-қауіпсіздігі жоғары;
FAT-дикінің бірінші жолағына жазылады;
NTFS-бірінші және сонғысына параллель жазылады.
Кластер- деп ақпаратты сақтаудың ең кіші бөлігін атаймыз оның формуласы разрядтылыққа тәуелді.
2 Гб / 65536 = 32
2Гб – қатты диск;
65536 – разряд;
32 – кластер;
Регистрлі кэш жады
Регистрлі кэш жады – сыйымдылығы үлкен,жылдамдығы жоғары жады болып табылады.Кэш жадының регистрлері қолданушы үшін қол жетімсіз,бұның «Кэш» (cache) деп аталуы осыған байланысты.
Қазіргі заманғы аналық платада конвейерлі кэш қолданылады. Программаның орындалуы барысында негізгі жадыдан оқыған мәліметтер кэш жадыға жазылады.Сонымен қатар кэш жадыға процессорда орындалған операциялардың нәтижелері жазылады. Pentium микропроцессорларында мәліметтер және командалар үшін жеке-жеке кэш жады болады, Pentium үшін бұл жадының көлемі үлкен емес – әрқайсысы сегіз килобайттан, Pentium ММХ – та әрқайсысы он алты килобайттан. Pentium Pro және одан жоғарыларында бірінші деңгейлі кэш жадыдан басқа микропроцессорлық платаға қойылған екінші деңгейлі кэш жады бар,оның көлемі 128-ден 2048 килобайт аралығында.Бұл орнатылған кэш жадытолық және жарты тактілік жиілікте жұмыс істейді.Кез келген микропроцессорлерге екінші немесе үшінші деңгейлі кэш жадыны қолдануға болады.Кэш жадыға қатынау уақыты кэш жады дұмыс істейтін тактілік жиілікке байланысты.Кэш жадыны қолдану жүйенің өнімділігін арттырады.Неғұрлым кэш жадының көлемі үлкен болса,жылдамдығы соғұрлым жоғары болады,бірақ бұл тәуелділік сызықты емес.
ҚОРЫТЫНДЫ
Қорыта келсек, кең көлемді ақпаратты сақтау үшін негізінен сыртқы жады қолданылады немесе сыртқы есептер жүйелері.Магнитті жадыға Strimmer VHS бейне лентасы қатты диск тағы басқа болады.Floppi және магниттік құрылымы ұқсас.
Жедел жады пластинаға орналастырылған және бірнеше модуль түрінде іске асырылады.Әр қайсысы 64, 128, 256, 512-ден болуы мүмкін.Жалпы құралып оперативті жад қаржы көлемін береді.
Кэш жады – бүркеме және регистрлік жады деп аталады.Ол әр түрлі триггерлерден жасалған құрылымын белгілі көлемді жол ретінде белгілеуге болады.Көлемі көбінесе ондаған килобайттан аспайды.Көбінесе екі деңгейлі болып келеді.Кэш1,Кэш2; Кэш1-дің көлемі төмен,Кэш 2-нің көлемі жоғарырақ болады.Микропроцессордың реалды және қорғалған жиынына байланысты Кэш жады жұмыс істейді.
Тұрақты жады – микропроцессордың инструкциялар құрамы ретінде бөлуге болады.Сонымен қатар жады негізгі және қосымша болып бөлінеді.Бұл жерде жады кеңістігін қол жетімді және қол жетімсіз деп бөлуге болады.Қол жетімсіз бөлікте арнайы драйверлер қолданылады.
Қолданылған әдебиеттер тізімі
- Бройдо “Архитектура ЭВМ и Систем”
- Пияти Брато А.П и.т.д “ Вычислительные системы , сети и телекоммуникаций”
- “Локальные вычислительные сети”
- Черняк Н . Г “Архитектура вычислительных систем и сетей”
