Pamięć komputera

Pamięć operacyjna komputera - zwana - pamięcią RAM (Random Access Memory - pamięć o swobodnym dostępu) służy do przechowywania danych aktualnie przetwarzanych przez program oraz ciągu rozkazów, z których składa się ten program.
Pamięć RAM jest pamięcią ulotną, co oznacza, iż po wyłączeniu komputera informacja w niej zawarta jest tracona. Procesor za pomocą swojej 32-bitowej szyny adresowej może obsługiwać pamięć o pojemności 4GB.
Wielkość pamięci RAM którą można zainstalować w komputerze IMB PC jest uzależniona od szerokości magistrali adresowej.
Pierwsze komputery IBM PC z procesorem 8086/88 (popularne XT) narzuciły pewien podział pamięci, kontynuowany w następnych generacjach komputerów. Całkowity obszar 1MB RAM dostępny dla procesora 8086 został podzielony, przez konstruktorów na IBM, na dwa obszary. Pierwszy obszar obejmujący zakres 0 - 9FFF (0 - 640 KB) nazwany został pamięcią konwencjonalną, natomiast obszar o adresie A0000 do FFFFF (640 - 1 MB) to pamięć górna.

Początkowy obszar pamięci konwencjonalnej używany jest przez sprzęt i system operacyjny do przechowywania wektorów przerwań sprzętowych, danych BIOSU-u, obszarów buforów i uchwytów plików DOS, a w dalszej kolejności ewentualnych programów obsługi (tzw. Driverów) dodatkowych urządzeń ( np. myszy, klawiatury, itd.), plików systemowych (lo.sys i MsDOS.sys) oraz pierwszej kopii pliku Command.com.
Obszar ten może mieć różną wielkość, w zależności od konfiguracji systemu, zainstalowanych Driverów i wersji systemu operacyjnego. Zwykle zajmuje to do 300 KB. Pozostała przestrzeń do granicy 640 KB może być użyta przez aplikacje.
Pamięć górna (Upper Memory) zajmuje obszar do adresu A0000 do FFFFF (640 KB - 1 MB) niedostępny do oprogramowania użytkownika. Obszar ten (384 KB) podzielony jest na kilka części o ściele ustalonym przeznaczeniu:
Obszar A0000 - BFFFF (128 KB) przeznaczony jest dla pamięci ekranu. Końcowa część obszaru Upper Memory przeznaczona jest na ROM BIOS. W zależności od typu monitora i karty graficznej oraz wielkości obszaru zarezerwowanego na BIOS pozostaje nie wykorzystany obszar tej pamięci ok.160 -230 KB.
Pamięć rozszerzona (Extended Memory):

Procesory 286 i nowsze posiadają ponad 20 bitową magistralę adresową umożliwiającą bezpośrednie adresowanie pamięci RAM powyżej 1 MB. Obszar ten może być wykorzystywany do dowolnych celów za wyjątkiem uruchamiana procesów, gdyż te ze względu na nieciągłość obszaru pamięci mogą być aktywne jedynie w obszarze pamięci konwencjonalnej. Wiąże się to właściwością systemu DOS, który może pracować tylko w trybie rzeczywistym. Lepsze wykorzystanie dają systemy operacyjne pracujące w trybie chronionym, takie jak Windows i OS.
Szczególne znaczenie w obszarze Extended Memory ma pierwszy blok 64 KB powyżej granicy 1 MB -tzw obszar wysokiej pamięci (High Memory Area) . W komputerach z procesorami 286 i nowszymi, przy zainstalowaniu pamięci RAM większej niż 1 MB w wyniku segmentowego sposobu adresacji pamięci, istnieje możliwość wykorzystania tego obszaru przez DOS i umieszczaniu w nim zasobów systemu.



Moduły SIMM instalujemy w białe podłużne gniazda z zatrzaskami.

Z jednej strony SIMM-y maja specjalne wgłębienia, które umożliwiają instalacje układu we właściwy sposób. Wgłębienie należy spasować ze "schodkiem" w gnieździe. Układy należy wkładać w gniazdo pod kątem 45 stopni, a następnie przeciągnąć do pozycji pionowej, aż do zamknięcia się zatrzasków na obu końcach. Pamięci musza być zainstalowane równo i ściśle. SIMM y należy instalować parami. Oznacza to, że jeśli chcesz mieć 16MB pamięci, to musisz kupić dwa moduły SIMM po 8MB lub cztery po 4MB. Jeśli kupisz dwa, to musisz je zainstalować w gniazdach oznaczonych jako BANK0

Pamięć ROM

Pamięć ROM zwaną EPROM . Pamięć ta jest pamięcią stała co oznacza że po wytłoczeniu komputera pamięć ta nie ginie. Przechowuje ona podstawowe testy diagnostyczne mikrokomputera (POST - Power On Self Test) oraz oprogramowanie obsługujące urządzenia wejscia/wyjscia, dołączone do mikrokomputera (tzw. BIOS). Umieszczona jest w podstawce, dzięki czemu istnieje możliwość zmiany jej pojemności. Oczywiście o fakcie zmiany pojemności pamięci EPROM, musi być powiadomiony system, poprzez zmianę położenia odpowiedniej zworki na płycie głównej. Pamięć możemy również programować za pomocą odpowiedniego programu zwanego SETUP.

Pamięć Cache

Ze względu na bardzo dużą szybkość działania współczesnych procesorów, w komputerach PC stosowana jest szybka pamięć podręczna (Cache Memory), służą do często używanych danych, stanowiąca bufor pomiędzy wolną dynamiczną pamięcią operacyjną, a szybkim procesorem. Wszystkie obecnie produkowane procesory (Pentium) wyposażone są w wewnętrzną pamięć Cache o pojemności kilku, kilkunastu kilobajtów. Pamięć oznaczana jest symbolem L1. Ponadto na płytach umieszcza się tzw pamięć zewnętrzną Cache )zwaną LP2). Do tego celu wykorzystuje się bardzo szybkie pamięci statyczne RAM o niewielkiej pojemności (256K-1m.) i o krótkim czasie dostępu kilkunastu nanosekund). Obecnie produkuje się specjalne, scalone kontrolery, które sterują pracą pamięci podręcznej. Działanie kontrolera pamięci podręcznej wyjaśnimy na przykładzie odczytu danych przez procesor z pamięci operacyjnej: żądanie odczytu danych przez procesor jest przechwytywane przez kontroler, który sprawdza czy dane ,które procesor chce odczytać znajdują się w pamięci podręcznej. W sytuacji trafienia (Cache Hit), kontroler przesyła te dane do procesora, bez konieczności czytania ich z wolnej pamięci operacyjnej, a tym samym, bez konieczności wprowadzania cykli niegotowości. W przypadku chybienia, kontroler odczytuje dane z pamięci operacyjnej, przesyła je do procesora oraz jednoczenie wpisuje je do pamięci podręcznej. Liczba trafień do całkowitej liczby odczytów jest większa niż 90%, co oznacza że ponad 90% odczytów jest dokonywanych z pamięci podręcznej, a tylko 10% ze znacznej wolniejszej pamięci głównej. Pozwala to wydatnie zwiększyć szybkość pracy komputera