Бройдо В.Л., Ильина О.П. Архитектура ЭВМ и систем (2006) (1186249), страница 42
Текст из файла (страница 42)
При этом они замещают уже отработавшие страницы. Страничные таблицы для каждой программы формируются операционной системой в процессе распределения памяти и изменяются каждый раз, когда физические страницы перемещаются из ВЗУ в ОП. Виртуальная память может иметь и сегментно-страничную организацию. В этом случае виртуальная память делится сначала на сегменты, а внутри них на страницы. Принцип организации такой памяти аналогичен рассмотренному выше. Для ПК характерно стандартное распределение непосредственно адресуемой памяти между ОЗУ и ПЗУ (рис.
11.3). гоз Основная память Рис. 1! .3. Непосредственно адресуемая память Основная память в соответствии с методами обращения и адресации делится на отдельные, иногда частично или полностью перекрываюшие друг друга области, имеющие общепринятые названия. В частности, обобшенно логическая структура основной памяти ПК общей емкостью 64 Мбайт представлена на рис. 11.4. Верхняя память Высокая память Вкс «свят 1са4 Коняг 1сяв «свят 1ОВВ «свят 1саа Кавят Вк Моват вко кввя Рис.
11.4. Логическая структура основной памяти Прежде всего, основная память компьютера делится на две логические области: непосредственно адресуемую память, занимающую первые 1024 Кбайт с адресами от 0 до 1024 — 1, и расширенную память, доступ к ячейкам которой возможен при использовании специальных программ-драйверов или в зашишенном режиме работы микропроцессора. Драйвер — специальная программа, управляющая работой памяти или внешними устройствами компьютера и организующая обмен информацией между МП, ОП и внешними устройствами компьютера. Стандартной памятью (СМА — Сопуепг(опа! Мешогу Агеа) называется непосредственно адресуемая память в диапазоне от 0 до 640 Кбайт.
Непосредственно адресуемая память в диапазоне адресов от 640 до 1024 Кбайт называется верхней памятью (1)МА — 11ррег Мепюгу Агеа или (1М — (1ррег Мепюгу В!оскз). Верхняя память зарезервирована для служебной памяти (ранее называлась видеопамятью дисплея) и постоянного запоминающего устройства. В служебной памяти формируются участки-«окнаь, используемые при помощи драйверов в качестве оперативной памяти обшего назначения. Расширенная память — память с адресами от 1024 Кбайт и выше. В реальном режиме имеются два основных способа доступа к этой памяти: С1 по спецификации ХМВ (память ХМА — еХгепт(ет( Мешогу Агеа); О по спецификации ЕМВ (память ЕМА — Ехрапдет( Мешогу Агеа). Доступ к расширенной памяти, согласно спецификации ХМБ (еХгенаеа Метноку 5рвп1(сайон), организуется при помощи специального драйвера (например, ХММ вЂ” еХгепдед Мешогу Мапаяег) путем пересылки по мере необходимости 204 Глава 11.
Запоминающие устройства ПК отдельных полей ХМА в свободные области верхней памяти (()МА). Эту память иногда называют дополнительной. Спецификация ЕМБ (ЕхраидедМето1у 5ресфсаГ1оп) является более ранней. Согласно этой спецификации, доступ реализуется не путем пересылки, а лишь путем отображения по мере необходимости отдельных полей Ехрапдед Мешогу в свободные области верхней памяти.
Отображение организуется путем динамического замещения адресов полей ЕМА в «окнах» УМА размером 64 Кбайт, разбитых на 16-килобайтовые страницы. В окне (1МА хранится не обрабатываемая информация, а лишь адреса, обеспечивающие доступ к этой информации. Память, организуемая по спецификации ЕМЯ, носит название отображаемой. Поэтому сочетание слов Ехрапдед Мепюгу (ЕМ) иногда переводят как отображаемая память (хотя термин Ехрапдед почти идентичен термину Ехгепдед н более точно переводится как расширенный, увеличенный). Для организации отображаемой памяти при работе в реальном режиме процессора необходим драйвер ЕММ.ЕХЕ (Ехрапдед Мепюгу Мапаяег).
Отображаемая память медленная, и поэтому она постепенно уступает место Ехгепдед Мепюгу. В реальном режиме расширенная память может быть использована главным образом для хранения данных и некоторых программ ОС. Часто расширенную память используют для организации виртуальных (электронных) дисков.
Исключение составляет НМА, которая может адресоваться и непосредственно при использовании драйвера Н1МЕМ.Б'г'5 (Н(йЬ Мешогу Мапайег). Область НМА может использоваться для хранения любой информации, в том числе и программ пользователя. Возможность непосредственной адресации высокой памяти обусловлена особенностью сегментной адресации ячеек ОП, поскольку в этой концепции максимально возможный адрес ячейки памяти с непосредственной адресацией формируется из максимально возможного адреса сегмента РЕНЕЕ (то есть 1024' — 1) — верхняя граница непосредственно адресуемой верхней памяти, плюс максимально возможный адрес смещения в этом сегменте ЕЕЕЕ— получаем верхнюю границу непосредственно адресуемой высокой памяти. Внешние запоминающие устройства Устройства внешней памяти, или, иначе, внешние запоминающие устройства (ВЗУ), весьма разнообразны. Их можно классифицировать по целому ряду признаков: по виду носителя, по типу конструкции, по принципу записи и считывания информации, по методу доступа и т.
д. При этом под носителем понимается материальный объект, способный хранить информацию. Один из возможных вариантов классификации ВЗУ приведен на рис. 11.5. В зависимости от типа носителя все ВЗУ можно подразделить на накопители на магнитной ленте и дисковые накопители. Накопители на магнитной ленте, в свою очередь, бывают двух видов: накопители на бобинной ленте и накопители на кассетной ленте (стримеры).
В ПК используются только стримеры. 205 Внешние запоминающие устройства Рис. 11.В. Классификация 83у Накопители на дисках более разнообразны (таблица 11.3): (3 накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) — накопители на флоппи- дисках, или дискетах; О накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) — винчестеры; О накопители на сменных жестких магнитных дисках, используюшие эффект Бернулли; С) накопители на флоптических дисках — Йорйса!-накопители; С) накопители сверхвысокой плотности записи (Негу Н!8п Оепз!гу) — Ъ'НР-на- копители; О накопители на оптических компакт-дисках (Сошрасс О!з!г КОМ) — СР-КОМ; С1 накопители на оптических дисках с однократной записью и многократным чтением (Сопгшцоцз Сошроз!ге %г!ге Опсе, Кеас! Ману) — СС ЪЪтОКМ; О накопители на магнитооптических дисках — НМОД; (3 накопители на цифровых видеодисках (Р!8!га! Ъ'егзаг!!е 1)!з!г) — РЪЧ) и др.
Магнитные диски (МД) относятся к магнитным машинным носителям информации. В качестве запоминаюшей среды в них используются магнитные материалы со специальным свойством (прямоугольная петля гистерезиса), позволяющим фиксировать два направления намагниченности, которым ставятся в соответствие двоичные цифры 0 и 1.
Накопители на МД (НМД) являются наиболее распространенными внешними запоминаюшими устройствами в ПК. Они бывают жесткими и гибкими, сменными и встроенными в ПК. Все диски, и магнитные, и оптические, характеризуются своим диаметром, или, иначе, форм-фактором. Наибольшее распространение получили диски с форм-фактором 3,5 дюйма (89 мм). Но существуют диски и с форм-факторами 5,25 дюйма (133 мм), 2,5 дюйма (64 мм), 1,8 дюйма (45 мм) и др. Информация на магнитные диски записывается и считывается магнитными головками вдоль концентрических окружностей — дорожек (треков). Количество дорожек на МД и их информационная емкость зависят от типа МД, конструкции накопителя на МД, качества магнитных головок и магнитного покрытия. Совокупность дорожек МД, находящихся на разных пластинах-дисках и на оди- 2О6 Глава 11.
Запоминающие устройства ПК иаковом расстоянии от его центра, называется цилиндром. При записи и чтении информации МД врагцается вокруг своей оси, а механизм управления магнитной головкой подводит ее к дорожке, выбранной для записи или чтения информации. Устройство для чтения и записи информации на магнитном диске называется дисководом. Таблица 11.3. Сравнительные характеристики дисковых накопителей Трансфер', Кбайт!с Тнп накопителе Емкость, Мбайт Время доступе', мс Внд доступа 1,2; 1,44 65-100 55-150 Чтение-запись НГМД Жесткий лнск 1000-300000 5-30 500-6000 Чтение-запись 20-230 20-120 500-2000 100-1000 Чтение-запись Чтение-запись Бернулли г !орг!са1 20 65 65 120-240 200-1000 Чтение-запись ЧНР 4700-17000 150-200 Чтение-запись РЧР 1380 СО-йОМ СР-ВЧ!г 250-1500 120-1000 50-300 50-150 150-3000 150-3000 Чтение Чтение-запись 128-2600 50-150 300-6000 НМОД Чтение-запнсь 10 ' г!авЬ 512-80000 Чтение-запись 32-4000 Время доступа — средний временной интервал, в течение которого накопитель находит требуемые данные.
1 Трансфер — скорость передачи данных прн последовательном чтении. На рис. 11.6 показана логическая структура магнитного диска. тор Рнс. 11.6. Логическая структура магнитного диска Кроме основной своей характеристики — информационной емкости — дисковые накопители характеризуются и двумя другими показателями: 2О7 Внешние запоминающие устройстве О временем доступа; О скоростью считывания последовательно расположенных байтов. Время доступа (ассеэз гппе) к информации иа диске, то есть время, которое дисковод тратит до начала чтения-записи данных, складывается из нескольких составляющих: 12 времени перемещения магнитной головки иа нужную дорожку (зеек Г(ше); 0 времени установки головки и затухания ее колебаний (зегйпя 11ше); О времени ожидания вращения (гагат(оп 1агепсу) — ожидания момента, когда из-за вращения диска нужный сектор окажется под головкой.
Диски относятся к машинным носителям информации с прямым доступом. Понятие прямой доступ применительно к диску означает, что ПК может »обратиться» к дорожке, иа которой иачииается участок с искомой информацией или куда нужно записать новую информацию, непосредственно, где бы ии находилась головка записи-чтения накопителя. После доступа к информации происходит ее последовательное считывание — хорошие дисководы обеспечивают скорость считывания (сгапз(ег гасе) 2 Мбайт/с и выше. Рассматривая организацию данных иа внешних носителях, следует различать физическую и логическую организацию.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
