historyczne Adresy szesnastkowe Adresowanie pamięci

Transkrypt

Wielkości pamięci
Wielkość pamięci komputera mierzona jest w
bajtach zbudowanych z 8 bitów pamięci (bytes)
– skrót jednego bajta to 1b.
W terminologii komputerowej używamy
jednostek pochodnych:
O pamięciach

R. Robert Gajewski
omklnx.il.pw.edu.pl/~rgajewski
www.il.pw.edu.pl/~rg
[email protected]

kilobajt:
megabajt:
gigabajt:
1 kB = 1024 b,
1 MB= 1024 kB
1 GB= 1024 MB
= 1 048 576 b,
= 1 073 741 824b.
Kiedyś, w czasach historycznych, typowa pamięć
mikrokomputera wynosiła 640 kB!!!
Obecnie typowa minimalna pamięć
mikrokomputera to 64 lub 128 MB.
Najczęściej wynosi ona 128 lub 256 MB
2•04
Adresowanie
Czasy (pre)historyczne
Istotnym atrybutem pamięci jest czas dostępu,
potrzebny do zapisu lub odczytu informacji,
wahający się między 80 a 120 ns (1 ns =10-9s)
Adresowanie pamięci to wskazanie numeru
komórki, do której chcemy się odwołać.
W mikrokomputerach stosowana jest pamięć
liniowa (linear memory), adresowana komórka
po komórce.
Każdy procesor posiada tzw. linie adresowe,
fizyczne przewody łączące procesor z układem
nadzorującym pracę pamięci.
Liczba tych zależy od rodzaju procesora, obecnie
W pierwszych mikrokomputerach zbudowanych
na bazie procesora adresującego 1 MB pamięci
adresy te zostały podzielone na dwie grupy:

5•04
Dos'u - DOS Memory,
rzeczywistą - Real Memory,
640 kB - 640 kB Memory,
konwencjonalną - Conventional Memory,
640 kB - 1 MB - ROM i tzw. przystawki (adapters),
np. pamięć ekranu.
4•04
Adresowanie pamięci
Adresowanie pamięci prowadzone jest z
wykorzystaniem systemu szesnastkowego.
Pokażemy najbardziej interesujące nas adresy
szesnastkowe.
Dla przypomnienia - każdy szesnastkowy (cyfra)
zapisywany jest na czterech bitach.

pamięcią
pamięcią
pamięcią
pamięcią
Metoda adresowania była jednakowa w całym
przedziale od 0 do 1 MB.
Stąd pochodzi określenie: "jednolite adresowanie
pamięci i urządzeń wejścia/wyjścia".
Adresy szesnastkowe

0-640 kB - RAM wykorzystywana przez programy,
nazywana czasem:

80386 (Pentium) 32 linie – 232 adresów –
4 GB pamięci
3•04
W rzeczywistości system adresowania pamięci
jest bardziej skomplikowany.
Ze względu na długość rejestru wynoszącą 16
bitów adres ma taką właśnie długość co pozwala
zaadresować jedynie 16 kB pamięci.
Adresowanie pamięci w procesorze 80286 jest
bardziej skomplikowane.
0 dziesiętnie 0000 szesnastkowo
65 535 dziesiętnie = 16 kB = FFFF szesnastkowo
655 360 = 640 kB = A0000 szesnastkowo
1 MB = FFFFF szesnastkowo (20- bitowy adres)
16 MB = FFFFFF szesnastkowo (24-bitowy adres)
4 GB = FFFFFFFF szesnastkowo (32- bitowy adres),
6•04
Parity check (1)
Adresy wirtualne
Jednostka arytmetyczno-logiczna procesora
8086 odwołując się do pamięci tworzy 16-bitowy
adres wirtualny.
Adres ten traktowany jest jako adres względem
segmentu o rozmiarze 64 kB, położonego w
pamięci fizycznej o rozmiarze 1 MB na dowolnej
granicy 16 B.
Numer odpowiedniego segmentu jest zapisany w
dodatkowym rejestrze.
Adres fizyczny jest więc sumą adresu
wirtualnego i pomnożonej przez 16 (przesuniętej
o 4 bity w lewo) zawartości rejestru segmentu.
7•04
Kontrola parzystości (2)
Każda komórka pamięci przeznaczona do
przechowywania informacji, ma w rzeczywistości
miejsce na zapisanie 9 bitów.
Układy kontrolujące pracę pamięci
zaprogramowane są w ten sposób, że zapisują w
komórce zawsze nieparzystą liczbę bitów.
Jeżeli przesyła do zapisania w danej komórce
00011011, to układ kontrolujący pamięci dopisze
do dziewiątego bitu tej komórki jedynkę, tak aby
suma bitów w stanie 1 była nieparzysta.
Jeżeli zapisywany jest kod mający nieparzystą
liczbę bitów, to bit kontrolny jest ustawiany na
zero.
8•04
Pamięci buforowe (1)
Jeżeli wszystko działa poprawnie, to w każdej
komórce pamięci zawierającej 8 bitów plus 1 bit
kontrolny, suma musi być nieparzysta.
Suma bitów jest sprawdzana w czasie odczytu
informacji z komórki.
Pojawienie się sumy parzystej jest sygnałem, że
nastąpiła awaria w tej komórce - albo jeden bit
zmienił się samorzutnie z 1 na 0 albo odwrotnie.
Wykrycie błędu parzystości powoduje
zatrzymanie całego systemu i wyświetlenie na
ekranie komunikatu Parity Error.
9•04
Szybkość z jaką możemy pobierać lub zapisywać
informacje z pamięci jest jednym z istotniejszych
parametrów decydujących o szybkości działania
komputera.

10•04
Pamięci buforowe (2)
Pamięci zewnętrzne
Istnieje niebezpieczeństwo utraty zawartości
pamięci RAM po wyłączeniu komputera lub po
utracie zasilania.
Pamięć ta bowiem działa tylko wtedy, gdy
komputer jest zasilany.
Z tego powodu istnieją pamięci zewnętrzne:
Do komputera montuje się (zależnie od potrzeb i
możliwości finansowych) 256 do 512 kB bardzo
szybkiej pamięci.
Jest ona umieszczona między procesorem i
resztą pamięci RAM, już znacznie wolniejszą.
Procesor komunikuje się z tą szybką pamięcią
czytając z niej lub pisząc do niej.
Operacje te mogą odbywać się z dużą
szybkością.
Kiedy zaś procesor zajęty jest wykonywaniem
funkcji innych niż komunikowanie się z pamięcią,
specjalne układy przerzucają informację między
pamięcią cache i resztą RAM'u.
11•04
Czas dostępu do pamięci, jest barierą ograniczającą
przyspieszenie pracy całego komputera.
Układ pamięci o bardzo krótkim czasie dostępu < 60
ns są na tyle drogie, że nie montuje się ich w
komputerach, jako podstawowe pamięci.
Stosuje się je do specjalnych pamięci buforowych
(cache).

taśmy (tapes) współpracujące z magnetofonem
(pierwsze komputery PC),
dyski elastyczne (floppy disks),
dyski (twarde) (hard disks)
stacje CD ROM i DVD
taśmy współpracujących ze streamer'em.
Urządzeniem zapewniającym przechowywanie
informacji w sposób efektywny jest tzw. dysk.
12•04
Dyski i napędy
Dyski
Dyski służą do przechowywania dużych ilości
informacji nawet po wyłączeniu zasilania
komputera i nazywane są pamięcią masową.
Ich cechą wspólną jest zapis informacji na
nośniku magnetycznym.
Podstawowe różnice to:
Dysk jest krążkiem o kształcie gramofonowej płyty
pokrytym z obu stron cienką warstwą magnetyczną,
podobnie jak taśma magnetofonowa.
W terminologii dotyczącej pamięci dyskowych istnieją
niejednoznaczności.
Dysk oznacza w zasadzie sam nośnik informacji.
Potocznie słowem tym określany jest cały mechanizm
służący do zapisu i odczytu, czyli stacja dysków zwana
także napędem dysku.
W mikrokomputerach stosowane są dwa rodzaje stacji
dysków:

Dyskietki w dyskach miękkich mogą mieć
rozmiar.
stacje dysków elastycznych, miękkich
(floppy disc drive),
stacje dysków sztywnych, stałych,
(hard disc drive).
13•04

Dla zapewnienia lepszej organizacji zapisu każda
ścieżka podzielona jest na sektory, wycinki
ścieżki ograniczone dwoma promieniami, z
których każdy ma swój unikatowy "numer".
silnik wprawiający dyskietkę w ruch wirowy (5
obr/sek) ze stabilizacją,
dwie głowice służące do zapisu i odczytu,
urządzenie przesuwające głowice wzdłuż promienia
dyskietki.

16•04
Formatowanie dyskietki (1)
Formatowanie dyskietki (2)
Następuje numeracja sektorów,
Dokonywana jest rezerwacja miejsca na katalog,
w którym będą umieszczane informacje o
zbiorach,
Tworzona jest tabela rozmieszczenia plików FAT
(File Allocation Table) zawierająca fizyczne
adresy poszczególnych jednostek
rozmieszczeniowych, tzw. clusters.
Dzięki temu nazwa pliku nie zajmuje miejsca na
dyskietce.
Przed użyciem dyskietkę musimy sformatować.
Proces ten może być częściowo porównany do
liniowania kartki papieru przed jej użyciem do
pisania.
Dokonuje się w nim jednak znacznie więcej

17•04
Ilość informacji zapisywana w każdym sektorze jest
zawsze stała, choć różne są jego "fizyczne" rozmiary i
wynosi zawsze 512 bajtów.
Działaniem napędu kieruje kontroler dysku.
Najmniejszą jednostką zapisu i odczytu jest
jeden sektor.
Informacje gromadzone są w postaci plików.
Informacje zapisywane są na dyskietce na
koncentrycznie rozmieszczonych okręgach
(ścieżkach).
15•04
360kB, 1,2MB,
720kB, 1.44MB.
Organizacja dysku
Napęd dyskowy przypomina swoją konstrukcją
gramofon lub odtwarzacz płyt kompaktowych
Główne elementy to:

5.25 cala (135 mm)
3.5 cala (90 mm)
14•04
Działanie dysku

wymienna dyskietka, mogąca "pracować" w wielu
napędach,
niewymienny dysk, stanowiący jedną całość z
napędem.
18•04
Dyskietka 360 kB mogła zawierać maksymalnie 112
plików,
Dyskietka 1.2 MB dwa razy więcej.
Podobieństwa i różnice
Dysk stały
Podstawowe różnice między dyskiem stałym i
elastycznym dotyczą ich konstrukcji.
Dysk elastyczny się "kręcić" dopiero w chwili gdy
chcemy dokonać zapisu bądź odczytu.
Dysk stały "kręci się" zawsze.
Zasady zapisu i odczytu i rozmieszczenia plików
są takie same. Wynikiem różnic konstrukcyjnych
są między innymi:

Dysk stały posiada kilka sztywnych krążków
wirujących z prędkością 600 obr/s; przy
powierzchni każdego z nich znajduje się głowica
odległa od jego powierzchni o setne części
milimetra.
Dysk stały to jednocześnie nośnik danych i
urządzenie do odczytu i zapisu.
Jest on hermetycznie zamknięty, a nośnik w nim
niewymienialny.
Czasy dostępu do dysków wynoszą około 10 ms.
Najczęściej stosowane średnice to: 5.25", 3.5" i
ostatnio 2.5".
Znacznie większa pojemność dysków stałych (10 MBn-GB) i krótszy czas zapisu i odczytu (tzw. czas
dostępu).
Olbrzymia szybkość przesyłania informacji między
dyskiem a RAM'em jest wynikiem stosowania buforów
w procesie transferu informacji.
19•04
20•04
BHP CD i dyskietek (1)
BHP CD i dyskietek (2)
Nie dotykaj służących do zapisu powierzchni
magnetycznych widocznych przez otwory w
zabezpieczającej je plastykowej kopercie.
Nie łam i nie zginaj dyskietki i krążka CD.
Przechowuj dyskietki w chłodnym, suchym i
czystym miejscu. Nie zostawiaj ich w
zaparkowanym samochodzie w gorący dzień. Nie
wystawiaj ich również na działanie temperatur
poniżej 10°C.
Przechowuj dyskietki i krążki CD w pozycji
pionowej. Nie zostawiaj dyskietek leżących
płasko w miejscu pracy, mogą one zostać
przyciśnięte jakimiś przedmiotami.
Trzymaj dyskietki z dala od magnetycznych,
wytwarzanych przez silniki elektryczne,
kalkulatory, dyktafony, itp.
Jeśli zdarzy ci się zalać dyskietkę kawą bądź
herbatą wyrzuć ją, nie czyścić przy pomocy
jakichkolwiek płynów.
Nie wkładaj już nigdy takiej dyskietki do napędu
- możesz przez to zniszczyć również głowicę
czytającą i zapisującą informację.
Zabrudzony krążek CD wyczyść!
Wykonuj zawsze kopie dyskietek zawierających
istotne pliki.
21•04
22•04
23•04
24•04

historyczne Adresy szesnastkowe Adresowanie pamięci

Transkrypt

Podobne dokumenty

pamięci

Przetwarzanie danych

O grafice i monitorach Character mapping Pamięć obrazu Tryb

O bazach danych Co to jest baza danych System zarządzania bazą

Struktury danych: Drzewa

2001, R. Robert Gajewski 2•09