Физическая и логическая организация системной памяти

1.3. Архітектура оперативної пам’яті ПК

Оперативна пам'ять часто позначається в технічній документації як ОЗП (оперативний запам'ятовуючий пристрій). У сучасному комп'ютері ця пам'ять звичайно розташована на материнській платі. Програми для виконання процесором ПК повинні бути попередньо завантажені в ОЗП. Оперативна пам'ять необхідна також для збереження робочих даних, необхідних програмам, а також проміжних результатів, одержуваних у процесі виконання програм процесором. Зберігати дані і проміжні результати в ОЗП доцільно для скорочення часу доступу до них, здійснюваного процесором ПК у процесі виконання програм [3].

Звичайно доступ до оперативної пам'яті для процесора чи інших спеціальних пристроїв, що мають таку можливість і право, і які входять до складу комп'ютера, здійснюється за кілька десятків наносекунд.

Дана пам'ять є енергозалежною. Це означає, що при вимиканні живлення комп'ютера і, відповідно, ОЗП, інформація, що знаходиться в цей час в ОЗП, не зберігається. Таким чином, при вимиканні живлення відбувається руйнування збереженої в пам'яті інформації.

При детальному розгляді (мал. 2, мал. 3, мал. 6) цієї внутрішньої електронної пам'яті комп'ютера, активно використовуваної в процесі його роботи для збереження програм і даних, можна виділити три основних типи пам'яті:

Крім цих типів пам'яті виділяють ще невеликі області оперативної пам'яті, що мають велике значення для роботи апаратно-програмного забезпечення IBM-сумісних персональних комп'ютерів:

Рис.2. Сегментна організація пам’яті.

Необхідно відзначити, що в деяких виданнях для даних областей пам'яті використовують інші терміни і визначення. Наприклад, для UMB іноді вживається термін UMA — область верхньої пам'яті, для НМА — область високої пам'яті. У будь-якому випадку доцільно орієнтуватися на загальноприйняті міжнародні (англомовні) поняття і скорочення. Тут і далі для цих областей пам'яті, UMB і НМА, будуть використовуватися терміни, приведені у фірмовій документації на MS-DOS [9].

З огляду на особливу роль UMB і НМА для забезпечення ефективної роботи апаратно-програмного забезпечення ПК, ці області пам'яті будуть описані в даному розділі окремо.

Базова пам'ять

Це перший мегабайт (1 Мбайт) адресуємої пам'яті комп'ютера, доступної під керуванням операційних систем DOS чи MS-DOS. При цьому перші 640 Кбайт із цього обсягу пам'яті доступні і використовуються системними і користувацькими програмами. Саме ці 640Кбайт і прийнято називати базовою, чи основною, пам'яттю IBM-сумісних персональних комп'ютерів. У літературі по MS-DOS цю пам'ять — 640 Кбайт — іноді називають звичайною пам'яттю. Інша пам'ять — 384 Кбайт (1 Мбайт — 640 Кбайт = 384 Кбайт) — у межах адресного простору від 9FFFF до FFFFF першого мегабайта відведена під системні потреби ПК. Цю частину пам'яті в технічній літературі часто називають областю старшої пам'яті (UMA). У цій частині адрес процесора ПК розташовані спеціальні ділянки пам'яті, використовувані апаратними частинами комп'ютера, наприклад адаптером дисплея. Частина адрес пам'яті відведена під резерв подальшого розвитку архітектури IBM-сумісних комп'ютерів. Крім цього в данійобласті адрес розташована особлива, електрично незалежна пам'ять — ПЗП (постійний запам'ятовуючий пристрій). Її вміст не стирається при вимиканні електроживлення комп'ютера. Ця частина пам'яті містить спеціальні програми, названі BIOS — базова система введення-виводу. Програми BIOS контролюють процес початкового завантаження після включення живлення комп'ютера і здійснюють керування пристроями введення-виводу, що входять до складу ПК.

Рис.3. Структура типів пам’яті.

Extended-пам'ять

Дана пам'ять — оперативна extended-пам'ять — починається з адрес 100000h вище 1 Мбайт, тобто це пам'ять, що починається з другого мегабайта [3]. Цю пам'ять у технічній літературі часто називають додатковою пам'яттю. Використання цієї пам'яті залежить від можливостей встановленої операційної системи і програм системного і прикладного програмного забезпечення. При цьому необхідно враховувати, що далеко не завжди і не всі програми можуть використовувати даний вид оперативної пам'яті. Тому досить часто навіть при порівняно великому розмірі встановленої оперативної пам'яті можливі відмови в роботі програм. Причина — недостатній розмір базової пам'яті, хоча необхідний її розмір може бути і менше розміру пам'яті, вже апаратно встановленої на розглянутий комп'ютер. У таких випадках потрібно або визначене настроювання відповідних драйверів операційної системи, або зміна апаратно-програмної конфігурації, що задається спеціальними системними файлами, або використання іншого типу пам'яті. Як таку альтернативу для деяких програм може бути використана, наприклад, expanded-пам'ять.