6.2.2 Компьютер. Железо и программы. Оперативная память
В верхнее тематическое оглавление
Тематическое оглавление (Учебно-методическое (что там у компьютера внутри и как с ним бороться))
предыдущее по теме…………………………………
следующее по теме
предыдущее по другим темам……………
следующее по другим темам
ММА УЧ 6.2.2
Компьютер. Железо и программы. Оперативная память
В первых электронно-вычислительных машинах оперативная память была организована в виде набора ячеек, а команды имели вид типа «прибавить к содержимому ячейки с номером N1 содержимое ячейки N2». Каждая ячейка состояла из некоторого количества битов, разных в разных электронно-вычислительных машинах. Однако при выполнении программ некоторые ячейки используются чаще, чем другие. Например, если нужно сложить сто чисел, то вначале выполняется команда «прибавить к первой ячейке вторую ячейку», потом «прибавить к первой ячейке третью ячейку» и так далее, то есть первая ячейка задействуется девяносто девять раз, а остальные по разу. Поэтому насколько ячеек памяти стали делать на другой элементной база - более быстрой и дорогой - и для ускорения работы размещать прямо в центральном процессоре. Такие ячейки называются регистрами.
Ячейки памяти используются не только для записи чисел, но и для записи команд, длина которых не соответствует длине числа. Кроме того, приходится работать с числами разной длины, которые плохо укладываются в фиксированную длину ячейки. Поэтому перешли на другой способ адресации и записи, при котором оперативная память - единое поле байтов, а команды и числа могут записываться с произвольного байта и иметь разную длину. При этом структура адресации регистров не изменилась - их по-прежнему несколько, они имеют фиксированную (и, возможно, разную) длину и адресуются по номеру.
Так как при выполнении программ обычно основная работа идет с близко расположенными данными, то для повышения скорости была введена кэш (по английски "кэш"-наличные)-память более быстрый (слишком дорогой, чтобы использовать для всей оперативной памяти) вариант реализации памяти. Если идет работа с каким-то участком оперативной памяти, то эта часть копируется в кэш-память. Кэширование памяти выполняется операционной системой и аппаратно и пользовательским программам недоступно. В современных персональных компьютерах имеется также кэш-память второго уровня - еще более быстрая и расположенная прямо в центральном процессоре.
Недостаток элементной базы, используемой для оперативной памяти персональных компьютеров - в том, что при отключении питания она сбрасывает свое содержимое.
Изначально в персональных компьютерах IBM PC и PC XT использовалась оперативная память объемом 1 Мб, из которого под программы и данные были выделены 640 Кб, а остальное было зарезервировано под видеопамять и BIOS. В видеопамяти записывается то, что отображается на экране монитора, а BIOS (Basic Input-Output System, базовая система ввода-вывода) содержит набор базовых программ, постоянно нужных для работы компьютера, например, программы, тестирующие его сразу после включения. Вначале содержимое BIOS просто фиксировали при изготовлении, потом от постоянной памяти перешли к перепрограммируемой памяти, которая не сбрасывается после выключения питания, но содержимое которой можно менять при помощи специальных программ. Это дало возможность обновлять BIOS.
Еще одно добавление к оперативной памяти - CMOS - специальная память, где хранится информация о настройках режима работы компьютера, например, текущие время и дата, частота работы центрального процессора и памяти, в каком порядке нужно опрашивать устройства, чтобы найти устройство с операционной системой и т.д. Войти в режим редактирования CMOS можно сразу после загрузки компьютера, нажав нужную клавишу (какую клавишу нужно нажать, при этом написано на экране, но нужно успеть достаточно быстро среагировать)обычно клавишу «Delete». Содержимое этой памяти энергозависимо и поддерживается батарейкой или аккумулятором, находящимся на материнской плате. Если компьютер старый или долго не работал, то CMOS может обнулиться. В этом случае после включения появляется информация, что сейчас - первое января 1980 года, а компьютер работать не может, так как у него нет накопителей ни на гибких, ни на жестких дисках. Для устранения этого нужно перезагрузиться, войти в режим редактирования CMOS и выставить нужные параметры. Если на материнской плате есть батарейка, то ее лучше заменить (используются стандартные «часовые» элементы питания), если аккумулятор - не выключать компьютер хотя бы несколько часов.
У современных персональных компьютеров есть возможность в широких пределах менять режимы работы, «разгоняя» процессор и память. Однако повышение скоростей выше штатной (так называемый оверклокинг) не только снижает надежность работы компьютера и сокращает время его работы, но и может просто сжечь его компоненты.
С другой стороны, у отечественных компьютерных магазинов обычно принят принцип:
1. Если что-то плохо работает, то это нужно не выбросить, а продать лохам.
2. Все государственные учреждения - лохи.
3. Государственные медицинские учреждения - лохи в кубе.
Плохо работающие компоненты часто как-то работают только на пониженных частотах, с увеличенным количеством тактов и т.д. Поэтому, пока компьютер на гарантии, следует войти в программу конфигурации, тщательно списать все выставленные параметры на бумажку и поменять режимы на стандартные (обычно такая возможность есть в качестве отдельной строки).
Если компьютер старый или модернизированный, то снижение частот может быть единственным способом заставить его работать.
Начиная с PC AT к основной оперативной памяти стали добавлять дополнительную, расширяя ее до больших размеров. Сейчас обычные размеры оперативной памяти - от 256 Мб до 1 Гб и более. Однако в любом случае после включения компьютера он работает с основным полем памяти в 1 Мб, а возможность использования остального объема появляется после загрузки так называемого драйвера верхней памяти.
Если в компьютере нет мощной графической платы и т.д., то скорости основной оперативной памяти для работы с изображением хватает. В этом случае часть основной оперативной памяти (например, 16 Мб) отводится под видеопамять. У мощных дискретных графических плат имеется собственная оперативная память размером от нескольких мегабайт до нескольких десятков мегабайт. Для нее используются более дорогие и более быстрые элементы. Она может также поддерживать дополнительные режимы, актуальные именно для видеоизображений, например, одновременное чтение и запись.
Оглавление оглавлений тама: http://uborshizzza.livejournal.com/27489.html
Оглавление верхнего раздела тама: http://uborshizzza.livejournal.com/44317.html
Оглавление нижнего раздела тама: http://uborshizzza.livejournal.com/45201.html