Физическая и логическая организация системной памяти

Зміст

Вступ
1. Архітектура пам’яті ПК.
1.1. Історія розвитку запам’ятовуючих пристроїв ЕОМ.
1.2. Види запам’ятовуючих пристроїв ЕОМ ІV покоління.
1.3. Архітектура оперативної пам’яті ПК
2. Будова та принцип дії інтегральних схем пам’яті.
2.1. Принцип роботи статичної пам’яті.
2.2. Принцип роботи динамічної пам’яті.
2.3. Архітектура мікросхем пам’яті і принципи їх роботи.
3. Використання запам’ятовуючих пристроїв різних типів.
3.1. Типи пам’яті, які випускаються.
3.2. Модулі пам’яті.
3.3. Обслуговування пам’яті.
Література

Вступ

В данійкурсовій роботі розглядається як фізична, так і логічна організація системної пам’яті. Також розглянуті інтегральні схеми (ІС) та модулі пам’яті, які використовуються в електронних обчислювальних машинах.

Курсова робота містить 3 розділи, 12 малюнків, 6 таблиць.

В першому розділі розглядається історія розвитку запам’ятовуючих пристроїв (ЗП), ЗП сучасних ЕОМ та їх архітектура. Другий розділ містить відомості про ІС пам’яті, їх будову та архітектуру.В третьому розділі описується використання ЗП різних типів, а також, розглянуте питання обслуговування пам’яті.


1. Архітектура пам’яті ПК.

1.1. Історія розвитку запам’ятовуючих пристроїв ЕОМ.

Початком ери обчислювальної техніки прийнято вважати 1946 рік, рік створення легендарного комп'ютера ENIAC, першої повномасштабної універсальної обчислювальної машини. ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) був побудований в університеті штату Пенсільванія. Творці найбільшого на той момент електронного пристрою використовували в ньому понад 18 тис. електронних вакуумних ламп. Комп'ютер вражав уяву швидкістю обчислень: за одну секунду машина могла виконати 5000 операцій додавання і 300 операцій множення, іншими словами, у 100, а то й у 1000 разів швидше розповсюджених у той час механічних і електромеханічних арифмометрів.

У 1948-49 років в Англії з'явилися обчислювальні машини із записаними в пам'яті програмами.

До основних принципів побудови комп'ютерів Джона фон Неймана [3] можна віднести такі:

Наявність арифметичного пристрою, пам'яті, пристроїв введення/виводу і керування;

кодування і збереження програми в пам'яті, подібно числам;

двійкова система числення для кодування чисел і команд;

автоматичне виконання обчислень на основі збереженої програми;

можливість виконання як арифметичних, так і логічних операцій;

ієрархічний принцип побудови пам'яті;

використання чисельних методів для реалізації обчислень.

При проектуванні перших ЕОМ у СРСР на "Стрілу" були виділені потенціалоскопи для побудови запам'ятовуючого пристрою (ЗП), а розроблювачам БЕСМ (большая электронная счетная машина) довелося задовільнятися пам'яттю на ртутних трубках, що серйозно вплинуло на початкову продуктивність машини. Коли в 1954 році оперативна пам'ять БЕСМ була укомплектована удосконаленою елементною базою, швидкодія машини (до 8 тисяч операцій за секунду) виявилося на рівні кращих американських ЕОМ і найвищою у Європі. У 1958 році на БЕСМ-2 пам'ять на потенціалоскопах була замінена ЗП на ферритових осердях.

Об’єм оперативної пам'яті БЕСМ-2 складав 2048 39-розрядних слів. Як зовнішня пам'ять використовувалися магнітні барабани і накопичувачі на магнітній стрічці.

Більш продуктивною була наступна розробка Лебедєва – ЕОМ М-20, серійний випуск якої почався в 1959 році. Число 20 у назві означає швидкодія – 20 тисяч операцій у секунду, обсяг оперативної пам'яті в два рази перевищував ОП БЕСМ

На цих машинах, як правило, сам розроблювач, що написав програму в машинних кодах, вводив її в пам'ять ЕОМ за допомогою перфокарт і потім вручну керував її виконанням.

Лампова машина «Урал-1» була випущена в 1954 році. Ця ЕОМ зі швидкодією 100 операцій за секунду і пам'яттю на магнітних барабанах відносилася до розряду малих недорогих машин переважно для інженерних застосувань і протягом багатьох років використовувалася обчислювальними центрами країни. Потім пам'ять стали робити на ферритах.

Під час проектування машин другого покоління з'явився восьмирозрядний байт, байтова струтктура ОП, більш зручна для роботи з текстами. Машини першого покоління мали набагато більшу розрядність, наприклад, у БЕСМ-1 було 39 розрядів.

У БЕСМ-6 було реалізоване розшарування оперативної пам'яті на блоки, що допускають одночасну вибірку інформації, що дозволяло різко підвищити швидкодію звертань до системи пам'яті. Метод буферизації запитів до системи пам'яті разом зі спеціальними механізмами пристрою керування давав можливість згладити нерівномірність надходження запитів до пам'яті і тим самим підвищити ефективність її використання. Ще однією структурною особливістю БЕСМ-6 є поява прообразу сучасної кеш-пам'яті – надоперативної, неадресуємої із програми пам'яті невеликого об’єму, у якій розміщувалися часто використовувані операнди і невеликі внутрішні командні цикли. Застосування таких швидких регістрів дозволяло скоротити число звертань до ОЗП й істотно підвищити загальну швидкодію машини. Крім того, у БЕСМ-6 знайшла втілення ідея віртуальної пам'яті – апаратного спосібу перетворення математичних (віртуальних) адрес у фізичні. Підтримувалася посторінкова організація пам'яті і на цьому засобі захисту інформації була створена розвинута система переривань, необхідна для ефективної реалізації багатозадачності і звертання до зовнішніх пристроїв.

У 1964 році корпорації IBM у серії 360 вперше вдалося втілити ідею створення сімейства обчислювальних машин різної продуктивності, що володіють загальною архітектурою і повною програмною сумісністю. Ця подія зробила великий вплив на науковий і промисловий світ і ознаменувала перехід до третього покоління обчислювальної техніки

Ще одним представником вітчізняних ЕОМ була ЄС (єдина серія ЕОМ). При переході до чергового покоління ЄС не тільки збільшувалася швидкодія й обсяг оперативної пам'яті машини, але і робилися принципові архітектурні удосконалення. Так, наприклад, моделі другого ряду на відміну від першої черги ЄС передбачали програмні й апаратні засоби комплексування в багато машин. Вони оснащувалися більш розвинутими засобами дистанційного доступу й апаратно реалізованими механізмами віртуальної пам'яті, що забезпечували ефективне функціонування машин у режимі розподілу часу. Крім того, системи ЄС ЕОМ різних поколінь відрізнялися елементною базою. У ряді 2 стали використовуватися великі інтегральні схеми, у тому числі для побудови пам'яті, яка раніше базувалася переважно на ферритах. З'явилися нові зовнішні пристрої, насамперед, зовнішня пам'ять прямого доступу – магнітні диски. При цьому між машинами різних черг зберігалася наступність по програмному забезпеченню. ЄС так і не перейшли на надвеликі інтегральні схеми. Технології Міністерства електронної промисловості не дозволяли створювати елементи на мікросхемах менше 2 мікронів, тому останні розробки серії оснащувалися мікросхемами пам'яті ємністю лише 64 Кбіт [8].

Основні технічні характеристики деяких радянських машин першого і другого поколінь:

Назва елементна база швидкодія Розряд-ність обсяг ОП Зовнішня пам'ять Пристрої вводу/виводу
МЕСМ, рік випуску 1951 електронні лампи 3000 оп/с 16 94 слова Відсутня Уведення з перфокарт чи набором кодів на штекерному комутаторі, вивід фотографуванням чи за допомогою електромеханічного друкуючого пристрою
БЕСМ-1, рік випуску 1953 електронні лампи 8 тис оп/с 39 2048 слів на магнітних барабанах і магнітних стрічках Уведення з перфострічки, цифродрук і фотодрукуючий пристрій
М-3, рік випуску 1956 електронні лампи 30 оп/с 30 2048 слів на магнітних стрічках стандартна телеграфна апаратура (трансмітер і телетайп)
Урал 1, рік випуску 1957 Електронні лампи 100 оп/с 36 1024 слів на магнітних стрічках і перфострічці пристрій на перфострічці і клавішний друкувальний пристрій
М-20, рік випуску 1958 Електронні лампи і напівпровід-никові схеми 20 тис оп/с 45 4096 слів на магнітних барабанах і магнітних стрічках уведення з перфострічки, друкувальний пристрій
БЕСМ-6, рік випуску 1967 Транзистори і напівпровідники-діоди 1 млн оп/с 48 64-128До слів на магнітних стрічках і магнітних дисках алфавітно-цифрові друкувальні пристрої, уведення/виведення з перфострічок, уведення з перфокарт, графобудівники

М-1 виконувала операції над 20-розрядними двійковими числами зі швидкістю 15-20 оп/с і мала пам'ять на магнітному барабані ємністю 256 чисел.

М-3 працювала зі швидкістю близько 30 оп/с і мала пам'ять на магнітному барабані ємністю 1024 31-розрядних чисел [6].

У сімействі 16-розрядних СМ ЕОМ (серія машин ЕОМ) на базі загальної шини молодші моделі — СМ-3, СМ-1300 і старші — СМ-4, СМ-1420, СМ-1600, СМ-1425 — мали програмну сумісність і розрізнялися по продуктивності внаслідок збільшення швидкодії процесора і внесення додаткових архітектурних можливостей (наприклад, реалізації спецпроцесора обробки чисел з комою, що плаває, у СМ-1420 і 1600). Продуктивність цих машин варіювалася від 200 тис. оп/с у СМ-3 до 1 млн. оп/с у СМ-1420, обсяг оперативної пам'яті — від 64 Кбайт у СМ-3 до 2 Мбайт в старших моделях. Завдяки реалізації механізму віртуальної пам'яті підтримувався мультипрограмний режим роботи системи, що дозволяє сумістити на одній машині виконання декількох керуючих задач, а також розробку керуючих програм. Одними з останніх розробок у серії СМ були 32-розрядні суперміні ЕОМ СМ 1700/1702 на мікропроцесорній базі з істотно більш високими швидкодією (3 млн.оп/с) і ємністю оперативної пам'яті (до 5 Мбайт) [8].

Характеристики работы

Курсовая

Количество страниц: 56

Бесплатная работа

Закрыть

Физическая и логическая организация системной памяти

Заказать данную работу можно двумя способами:

  • Позвонить: (097) 844–69–22
  • Заполнить форму заказа:
Не заполнены все поля!
Обязательные поля к заполнению «имя» и одно из полей «телефон» или «email»

Чтобы у вас была возможность удостовериться в наличии вибраной работы, и частично ознакомиться с ее содержанием,ми можем за желанием отправить часть работы бесплатно. Все работы выполнены в формате Word согласно всех всех требований относительно оформления работ.