Память ПК

Память  ПК 

     Память  является одним из основных элементов  компьютера, позволяющим ему нормально  функционировать. Место для хранения информации, с которой он работает называется внутренняя память компьютера. Она является временным рабочим  пространством, а внешняя память предназначена для долговременного хранения информации, такая как файл на дискете или диске. Причем при выключении компьютера никакой информации во внутренней памяти не сохраняется.

     Память  компьютера состоит из ячеек. Для  облегчения нахождения любой из ячеек ей присваивается, какой то адрес. В качестве адресов для ячеек используют числа. Для первой ячейки это нуль и так дальше по порядку к последней ячейке памяти. Так как адреса - это те же числа, компьютер может использовать арифметические операции для вычисления адресов памяти. В зависимости от конструкции каждого на него накладываются собственные ограничения на величину адресов. Объем адресного пространства компьютера определяет наибольший возможный адрес. Обычно компьютер использует память меньшего объема, чем допускается его возможностями адресации. Конструкция компьютера может предусматривать наибольшее адресное пространство, это накладывает суровые ограничения на возможности такого компьютера.

     Большое адресное пространство – это возможность  свободно использовать ресурсы памяти для определенных целей. Огромная часть арифметических операций, которые может выполнять микропроцессор 8088, ограничивается манипуляцией с 16-разрядными числами, что дает диапазон значений от 0 до 64 К. Поскольку полный адрес должен состоять из 20 разрядов, необходимо было разработать способ управления 20 разрядами. Решение было найдено путем использования принципа сегментированной адресации. Чтобы иметь возможность в каждый момент времени работать более чем с 64К памяти, в микропроцессоре 8088 предусмотрены четыре различных регистра сегмента, каждый из которых имеет особое назначение.

       Память компьютера используется  для различных целей - часть  ее занимает программа, другая  часть используется для хранения  данных, с которыми в данный момент работает программа. Поэтому два регистра сегмента выделены для программы и для данных. Для указания базового адреса программного или кодового сегмента используется регистр DC. Еще одна область памяти, используемая для специальных целей, называется стеком, и ее адрес указывается регистром стека SS. Для обеспечения дополнительных возможностей адресации имеется регистр дополнительного сегмента, ES.

     Для работы с сегментированными адресами микропроцессор 8088 имеет специальные  регистры сегментов, предназначенные для хранения сегментной части адресов. Загрузив в регистр сегмента некоторое значение, можно адресовать следующие за ним 64К ячеек памяти. Без изменения значения в регистре сегмента компьютер может работать только с 64К байтами из общего адресного пространства в 1.024К. Путем изменения значения в регистре сегмента можно адресовать любую ячейку памяти.

     Когда программа подготавливается к выполнению, операционная система, такая как DOS, выбирает ячейки каких разделов будут  использоваться для размещения кодовой части программ, данных и стека в регистры сегментов CS, DS и SS заносятся адреса этих ячеек. При выполнении программы адреса в этих регистрах позволяют находить нужные ячейки памяти.

     DOS и языковые процессоры используют  программные соглашения, которые позволяют увеличить объем программ практически неограниченно, в то время как их адресуемая область данных ограничена 64К. Для "встроенного" интерпретатора Бейсика для IBM/PC собственно выполняемой программой является сам интерпретатор, а то, что мы считаем своей программой, на Бейсике фактически является частью данных интерпретатора. Таким образом, для интерпретатора Бейсика суммарный объем кодовой части и данных Вашей программы не должен превышать 64К, которые позволяет адресовать регистр данных DS.

     Как Бейсик, так и Паскаль, лишь до определенной степени позволяют манипулировать сегментированными адресами. Вы можете непосредственно изменять содержимое регистров CS, DS, SS и ES - языковой процессор  должен управлять этими регистрами, иначе все может совершенно запутаться. Однако, определенный способ использования в программах сегментированной адресации все же имеется.

     Имея  адресное пространство свыше миллиона байт IBM/PC позволяет более удобно и более гибко использовать память, чем большинство других, меньших персональных компьютеров. С одной стороны, резервирование определенных ячеек памяти может наложить ограничение на возможные применения компьютера. В IBM/PC резервируется несколько областей в верхних адресах памяти. Эти области имеют особое значение, а все нижние адреса оставлены для свободного использования. Таким образом, сочетаются достоинства использования зарезервированных блоков памяти и сохранения как можно большего объема памяти для свободного использования.

     Верхняя четверть общего объема памяти, начиная с ячейки C000 и до конца, практически всегда занимается постоянным запоминающим устройством или ПЗУ.

     Ниже  области ПЗУ располагается большой  сегмент памяти, предназначенный  для поддержки экранного режима дисплеев. Для хранения информации, отображаемой на экране, необходимо использовать специальную область памяти, которая может располагаться как внутри дисплея, так и внутри компьютера, с которым он соединен. В IBM/PC экранная память входит в общее адресное пространство компьютера.

     Блок  экранной памяти начинается с адреса В000 и занимает 64К, вплоть до адреса С000. этот блок делится на две части. Нижняя половина, начинающаяся с адреса В 000, используется монохромным дисплеем. Верхняя половина, начинающаяся с адреса В 800, используется цветным графическим дисплеем. Ни один из дисплейных адаптеров не требует и не использует все 32К, выделенные для них. Монохромный дисплей использует всего 4К, а цветной графический дисплей использует 16К. Оставшаяся часть памяти в настоящее время не используется, но может понадобиться для более совершенных дисплейных адаптеров.

     Фактически, для дисплейных адаптеров выделено больше памяти, чем эти 64К от В000 до С000. Блок в 64К, предшествующий им, также  зарезервирован. Первые 16К, от А 000 до А4000, зарезервированы совершенно таинственным образом, не имеется ни малейшего указания на то, для чего это сделано. Остальные 48К этого блока от А400 до В000, входит в область 112К, которая считается зарезервированной для экранной памяти.

     Объем памяти, расположенной ниже адреса А000, составляет 64К, которые предназначены для обычного использования памяти компьютера. Первые 64К располагаются на основной системной плате IBM/PC, а все остальные микросхемы памяти размещаются в блоках расширения. IBM/PC поддерживает всего 256К памяти, но этот предел связан только с тестами BIOS, которые при запуске компьютера проверяют такой объем памяти. Всегда можно подключить больше, чем 256К памяти.

     Вся обычная оперативная память, подключенная к компьютеру, располагается в  нижних адресах общего адресного пространства. Мы можем подключить такой объем памяти, какой нам необходим в пределах, накладываемых зарезервированными адресами. Независимо от того, подключено ли к компьютеру 48К или 576К, они всегда размещаются, начиная с адреса 0000. Таким образом, оперативная память (ОП) всегда занимает нижние адреса пространства, а постоянная память - в верхних адресах. Между ними располагается экранная память. Между всеми этими разделами могут быть промежутки - промежуток от конца ОП до начала экранной памяти и от конца экранной памяти до начала постоянно запоминающих устройств. Это неиспользуемая часть памяти IBM/PC. 

Модернизация  памяти 

Функция ОП является хранение слов информации, каждое из которых в равной мере доступно процессору и другим устройствам ЭВМ, связанным с оперативной памятью. Равнодоступность слов достигается путем присваивания адреса каждой ячейке ОП и обеспечения возможности доступа к информации при любом порядке поступления адресов. В структурном отношении ОП состоит из комплекса быстродействующих запоминающих устройств. 

     Память  всегда была важным элементом компьютера. Первый компьютер обладал способностью обращаться к 640К оперативной памяти - RAM. Но в те дни, когда стандартом считались 64К, это было слишком большой  величиной, настолько большой, что даже не знали, что можно с ней делать. В настоящее время памяти в 640К уже не хватает.

     Память  компьютера обычно называют RAM, что  означает память с оперативным запоминающим устройством. Это временная память, управляемая микропроцессором компьютера и используемая программным обеспечением таким образом, чтобы мы могли создавать и обрабатывать информацию. Память может быть либо временной, либо постоянной.

     RAM - это временная память, потому  что, когда отключить питание,  содержимое RAM теряется. Этот недостаток восполняется наличием в компьютере накопителей на дисках, которые хранят информацию постоянно. Информация, записанная в дисковую память, не стирается при выключении питания компьютера. Однако компьютер не может непосредственно обрабатывать информацию, хранящуюся на диске. Он работает непосредственно только с RAM. Таким образом, кроме своих математических обязанностей, на микропроцессор возложена обязанность управления памятью, с которой он прекрасно справляется. В памяти он хранит различные величины, производит сравнения, копирует и пересылает информацию. Чем больше у компьютера память, тем больше информации он может хранить и тем больше информации сможет обрабатывать  по заданной программе микропроцессора.

     ROM - это память, допускающая только считывание. Доступ к ней осуществляется так же, как и к RAM, но запись в эту память производить нельзя. Она хранит информацию постоянно, поэтому информация может только считываться. Содержимое ROM не потеряется при выключенном питании. В компьютерах ROM используется в различных целях. Система BIOS персонального компьютера (ПК) хранится в микросхеме ROM. Кроме ограничения в 1 Мб используемой в персональном компьютере оперативной памяти RAM при работе с DOS мы должны знать, что память в ПК является непрерывной. 

Типы  памяти 

     DOS признает четыре различных типа  памяти: обычная, верхняя, расширенная  и дополнительная память. Первые  три типа различаются только  своим расположением на карте  памяти ПЭВМ. Четвертый тип памяти - это дополнительная память, которая  называется также LIM-EMS-памятью или просто EMS-памятью и лежит вне адресного пространства микропроцессора.  

Обычная память 

     Обычная память - это область объемом 640К, в которую загружаются DOS и прикладные программы. Она простирается от начала памяти до отметки 640К. Если на ПК установлено ОЗУ объемом менее 640К, обычная память располагается только до его верхней границы. Например, в компьютерах с памятью объемом 512К она простирается только от 0 до 512К. Узнать, какой объем обычной памяти имеет ваша система, можно, введя МЕМ в командной строке DOS. Этот объем будет изменяться в зависимости от того, как выглядят файлы AUTOEXEC.BAT и CONFIG.SYS. Важнейший шаг, который можно сделать, чтобы предоставить программам больше пространство, заключается во включении в AUTOEXEC.BAT и CONFIG.SYS команд, увеличивающих наибольший размер выполняемой программы, о котором сообщает МЕМ. Можно больше узнать об использовании обычной памяти с помощью ключа /P команды МЕМ. Блок окружения - область памяти, в которой хранятся строки, созданные командами SET, PATH и PROMPT. DOS обеспечивает блок окружения, содержащий копию этих строк для каждой загружаемой и выполняемой программы. Можно извлечь еще больше информации из этого листинга обычной памяти. 

Расширенная память 

     Расширенная память - это память, которая лежит выше отметки 1М. Расширенная память в некоторой степени не так полезна, как обычная, потому что DOS просто не может ее использовать так же, как она использует обычную память. Расширенную память могут использовать драйверы, поставляемые с DOS 5 (RAMDrive и SMARTDrive). Для работы с расширенной памятью эти программы либо переключаются на время в защитный режим, копируют данные в расширенную память или из нее и медленно переключаются обратно в обычный режим, либо полагаются на особенности микропроцессора, позволяющие им достигнуть расширенной памяти, оставаясь в обычном режиме. Некоторые прикладные программы также будут использовать расширенную память, и при ее преобразовании в дополнительную можно заставить программы, которые используют дополнительную память, а не расширенную память, все же косвенно ее использовать. В версии 5 большая часть самой DOS может быть загружена в расширенную память, освобождая дополнительный объем обычной память для прикладных программ.