atestat memoria calculatoarelor

7/28/2019 Atestat Memoria Calculatoarelor

1/34

ARGUMENT

Industria memoriilor este una dintre cele mai dinamice aplicaiii ale

electronicii din zilele noastre. n ultimi ani chip-urile de memorie au avansat

ntr-un ritm alert, ceea ce a dus la o scadere dramatic a preului/MB.

Factorul principal care a dus la creterea produciei fiind cererea de memorie,

care a crescut datorit programelor ce utilizeaz tot mai mult memorie dar i

datorit avantajului (din punct de vedere al performanelor) pe care memoria

RAM il ofer n comparaie cu alte tehnologii de stocare a informaiei. nacelai timp performanele noilor module au fost imbunataite, au sczut

timpii de acces iar viteza bus-ului a crescut. Toate aceste caracteristici au

fost implementate din cauza mai multor factorii de ordin tehnic, unul dintre

acetia ar fi evoluia procesoarelor, care prin creterea frecvenei introduc

necesitatea creterii performanelor pentru memorii. n lungul timpului

memoriile au fost construite prin prisma mai multor tehnologii, dintreacestea doar o parte au reuit sa se impun pe piaa. Principalul motiv fiind,

dup cum muli dintre noi cunosc, raportul pre/performana.

Aceast component permite lucrul cu diferitele informaii din sistem.

Exist dou mari categorii de memorii: RAM Random Access memory

(memorie cu acces aleator) i ROM Read Only Memory (memorie doar

pentru citire).Ele sunt circuite electronice care pot memora o anumit cantitate de

informaie.

Unii includ n termenul de memorie i orice dispozitiv pentru stocarea

datelor, cum sunt discurile, dar ne referim aici numai la memoria RAM sau

1


2/34

memoria de sistem, cea care se terge la oprirea sistemului. Prin memoria de

sistem se inelege acea component care are rolul de a stoca temporar date

folosite de computer n timpul funcionarii sale. Fizic, este vorba de nite

placue care se monteaz pe placa de baz, i ele conin circuite dememorie.

Orice program lansat n execuie manevreaz diverse date, i pe

perioada procesrii acestora ele sunt stocate n circuitele de memorie, care

sunt foarte rapide n comparaie cu alte dispozitive de stocare din sistem. Cu

ct un sistem are mai mult memorie RAM, cu att are mai mult spaiu

temporar de manevrare a datelor, i poate procesa blocuri mai mari de date,sau poate lucra simultan cu mai multe programe. Cnd memoria RAM ajunge

sa se umple, sistemul incepe sa funcioneze mai greu.

Poi vedea ct memorie RAM are sistemul tau chiar de la pornire, cnd

se face un test iniial al circuitelor de memorie, i apare un contor care

avanseaz rapid pna la volumul total al memoriei instalate. Un sistem cu

performane medii are astazi 128 MB de memorie RAM. n lipsa memoriei

RAM, sau dac memoria RAM este defect, sistemul poate refuza sa

porneasc, deci i memoria este o component vital a computerului. Unii

includ n termenul de memorie i orice dispozitiv pentru stocarea datelor, cum

sunt discurile, dar ne referim aici numai la memoria RAM sau memoria de

sistem, cea care se terge la oprirea sistemului. Prin memoria de sistem se

inelege acea componen care are rolul de a stoca temporar date folosite de

computer n timpul funcionarii sale. Fizic, este vorba de nite placue care semonteaz pe placa de baz, i ele conin circuite de memorie.

2


3/34

MEMORIA RAM

(Random Access Memory)

Este denumirea generic pentru orice tip de memorie care definete

urmtoarele caracteristici: poate fi accesat aleator (nu secvenial, precum

benzile magnetice), este volatil (la ntreruperea alimentrii cu energie

electric, datele stocate se pierd) i se prezint sub forma de cip-uri (aadarexcludem dispozitivele magnetice sau optice, precum hard disk-urile sau CD-

urile). Utilitatea memoriei RAM este foarte mare, ea beneficiind n plus fa

de alte medii de stocare a informaiilor de o vitez extrem de mare, fiind de

mii de ori mai rapid dect un hard disk, de exemplu.

Deoarece memoria RAM se monteaz pe placa de baz, i exist

cteva tipuri distincte de arhitectur a placuelor de memorie, orice adugare

sau nlocuire de memorie RAM trebuie fcut innd cont de ceea ce poate fi

montat pe placa ta de baz. O plac de baz poate suporta numai un anumit

tip (uneori 2 tipuri, dar nu simultan) de plcue de memorie.

Orice program lansat n execuie manevreaz diverse date, i pe

perioada procesrii acestora ele sunt stocate n circuitele de memorie, care

sunt foarte rapide n comparaie cu alte dispozitive de stocare din sistem. Cu

ct un sistem are mai mult memorie RAM, cu att are mai mult spaiutemporar de manevrare a datelor, i poate procesa blocuri mai mari de date,

sau poate lucra simultan cu mai multe programe. Cnd memoria RAM ajunge

s se umple, sistemul incepe sa funcioneze mai greu.

Poi vedea ct memorie RAM are sistemul tau chiar de la pornire, cnd

3


4/34

se face un test iniial al circuitelor de memorie, i apare un contor care

avanseaz rapid pn la volumul total al memoriei instalate. Un sistem cu

performane medii are astzi 128 MB de memorie RAM. n lipsa memoriei

RAM, sau dac memoria RAM este defect, sistemul poate refuza sporneasc, deci i memoria este o component vital a computerului.

Memoria RAM este volatil, n sensul c ea pierde toat informaia

nmagazinat, la nchiderea calculatorului. Memoria ROM este nevolatil, n

sensul c ea pstreaz informaia chiar i dup nchiderea calculatorului.

Unitatea cea mai mic de msur a informaiei este bit-ul el ne arat

dac un eveniment a avut sau nu a avut loc i este reprezentat printr-ovaloare 0 sau 1. 8 bii formeaz un octet sau un byte sau bait. n general o

celul de memorie poate memora o informaie de 8 bii deci un bait.

Capacitatea memoriei se msoar de obicei n megabaii. Avem

mrimi standard de 32 Mb megabaii, 64 Mb, 128Mb,256 Mb 512 Mb etc.

Memoria volatil (memoria nepermanent sau memoria intern) RAM:

Este memoria de lucru a sistemului. n aceast memorie sistemul ncarc

diverse programe sau aplicaii pe care microprocesorul le execut

instruciune cu instruciune.

Obs Program: Un ir imens de instruciuni elementare pe care

microprocesorul le execut pas cu pas. Poate fi comparat cu o reet pentru

prepararea unei prjituri, aici microprocesorul, o urmrete pas cu pas pentru

a obine un rezultat bine definit.

Aplicaie: o mulime finit de programe care mpreun rezolv oproblem foarte complexa.

n continuare, este prezentat o scurt descriere a modului de

funcionare pentru cele mai raspndite memorii existente pe piaa ct i

avantajele i dezavantajele tehnologiilor existente.Este o memorie n care se

4


5/34

poate scrie i din care se poate citi. La scoaterea de sub tensiune a

sistemului, informaiile scrise aici se pierd. Memoria RAM pstreaz

programele sistemului de operare al utilizatorului, iar utilizatorul are acces la

aceasta.Capacitatea memoriei interne a unui calculator este dimensiunea

memoriei RAM i este o caracteristic de performan a sistemului. De

memoria RAM depinde lungimea maxim a unui program care poate fi

ncrcat ntr-o sesiune de lucru i executat de procesor.

Programele ruleaz n memoria intern a calculatorului. Acest lucru

nseamna c datele i programul sunt ncrcate n memoria intern,instruciunile sunt executate de microprocesor iar rezultatele sunt aduse n

memoria intern.

Numrul de bii din memoria intern este constant. Cnd un program

este ncrcat ntr-o zon de memorie, comutatoarele de aici sunt setate s

reprezinte instruciuni, date sau bii rmai liberi. Transferul de bii n si din

memorie este realizat de microprocesor, care execut dou operaii:

-depoziteaz secvenele de biti n memorie (store);

-extrage secvenele de bii din memorie (fetch).

Depozitarea secvenelor de bii n memorie se face prin schimbarea

strii comutatoarelor astfel ncat sa reprezinte noile valori, vechile valori fiind

terse.

Extragerea secvenelor de bii din memorie nseamn copierea acestor

bii n registrele procesorului, fr modificarea strii comutatoarelor dinmemorie.

Dupa perioada de nceput, cnd chip-urile de memorie se nfigeau pur

i simplu n placa de baz, primul model uzual a fost SIMM-ul pe 30 de pini,

urmat de el pe 72 de pini. SIMM (Single Inline Memory Module), modulul

5


6/34

prezentnd o lime de band de 8 bii pentru prima versiune i de 32 pentru

cea de-a doua, dimensiunea fizic a SIMM-ului pe 30 de pini este de dou ori

mai mic decat n cazul celeilalte variante. Diferenele de viteza dintre ele

corespund perfect perioadei de glorie: dac prima versiune era uzual petimpul sistemelor 286 i 386, SIMM-ul pe 72 de pini a stat la baza generaiei

486, Pentium i Pentium Pro. Chip-urile folosite au fost de tip DRAM, FPM i,

mai trziu, EDO DRAM.

Urmaul lui SIMM s-a chemat DIMM (Dual Inline Memory Module).

dup cum i spune i numele, el ofer o lime de band de 64 de biti, dubl

fa de SIMM-urile pe 72 de pini, avnd la baz un fel de dual-channel intern,dac ni se permite comparaia. Numrul de pini a fost de 168 sau de 184 de

pini,n funcie de tip: SDRAM sau DDR SDRAM. A existat i un numr limitat

de modele de DIMM bazate pe EDO DRAM dar ele nu au avut succes pentru

c trecerea de la SIMM la DIMM a coincis cu cea de la EDO la SDRAM.

RIMM (Rambus Inline Memory Module) este modelul constructiv al

memoriilor RDRAM. Numrul de pini este de 184 (ca i la DDR SDRAM) dar

asemnrile se opresc aici, configuraia pinilor i modul de lucru fiind total

diferit. Mai sunt de amintit modulele SO-DIMM, destinate calculatoarelor

portabile, care dein un numr diferit de pini: 184 pentru SDRAM i 200

pentru DDR SDRAM. Practic vorbind, montarea modulelor SIMM era o

operaie greoaie i necesit experiena i indemnare.

Odat cu modulele DIMM (si RIMM, care au acelai sistem de prindere)

chinul a fost dat uitrii, oricine putnd monta o memorie, fiind necesar doarpuina atentie. Montarea invers a unui DIMM (care necesit, totui, destul

for) duce ntotdeauna la arderea memoriei.

Random Access Memory (Memorie cu acces aleator) este un tip de

memorie a calculatorului folosit pentru rularea programelor. Memoria RAM

6


7/34

este cel mai des ntlnit tip de memorie la calculatoare i alte periferice.

Memoria cea mai des folosit pentru calculatoare este cea de tip DRAM

(Dynamic RAM). Ea trebuie s fie improsptat de cteva mii de ori pe

secund pentru pstrarea informaiei. Cellalt tip de memorie, SRAM (StaticRAM) nu necesit remprosptare, ceea ce il face mult mai rapid, dar este

semnificativ mai scump.

Memoria RAM se caracterizeaz prin timpi mici de acces (ceea ce

permite o vitez de rulare maxim a programelor) i volatilitate (informaiile

se pierd atunci cnd memoria nu mai este alimentat).

Dou elemente care influeneaz viteza, stabilitatea i preul memoriilorar fi funciile ECC i Registered, integrate n unele module de memorie. Cele

ECC (Error Correction Code) dein o funcie special care permite corectarea

erorilor ce apar pe parcursul utilizrii iar cele Registered (numite i Buffered),

dein un buffer (zon de memorie suplimentar) care depoziteaz informaia

nainte ca ea sa fie transmis controller-ului, permind verificarea riguroas

a acesteia. Memoriile Registered sunt mai lente dect cele normale sau ECC

i extrem de scumpe, folosirea lor fiind justificat doar n cazuri speciale,

cnd corectitudinea informaiilor prelucrate i stabilitatea sistemului este

digital, de exemplu n cazul server-elor. n general, att timp ct memoria nu

este supus unor situaii anormale de funcionare (frecvena, tensiune sau

temperatura n afara specificaiilor) ea ofer o stabilitate extrem de apropiat

de perfeciune, ar fi suficient pentru un calculator obinuit.

Memoria ROM este n general utilizat pentru a stoca BIOS-ul (BasicInput Output System) unui PC.n practic, o dat cu evoluia PC-urilor acest

timp de memorie a suferit o serie de modificari care au ca rezultat rescrierea /

arderea "flash" de ctre utilizator a BlOS-uIui. Scopul, evident, este de a

actualiza funciile BlOS-ului pentru adaptarea noilor cerine i realizri

7


8/34

hardware ori chiar pentru a repara unele imperfeciuni de funcionare. Astfel

ca n zilele noastre exist o multitudine de astfel de memorii ROM

programabile (PROM, EPROM, etc) prin diverse tehnici, mai mult sau mai

puin avantajoase n funcie de gradul de complexitate al operrii acestora.BIOS-ul este un program de mrime mica (< 2MB) fr de care

computerul nu poate funciona, acesta reprezint interfaa ntre

componentele din sistem i sistemul de operare instalat (SO).

n configuraia unui sistem de calcul ntlnim dou mari tipuri de

memorii - RAM i ROM. Memoria este spaiul de lucru primar al oricarui

calculator . Lucrand n tandem cu CPU (procesorul) are rolul de a stoca datei de a procesa informaii ce pot fi procesate imediat i n mod direct de ctre

processor sau alte dispozitive ale sistemului . Memoria este de asemenea

legatura dintre software i CPU .

Din punct de vedere intern memoria RAM este aranjat ntr-o matrice

de celule de memorie , fiecare celula fiind folosit pentru stocarea unui bit de

date (Osaul logic) . Datele memorate pot fi gsite aproape instantaneu (timp

de ordinul zecilor de ns) prin indicarea randului i coloanei la intersecia

carora se afla celula respectiv . Se deosebesc dou tipuri de memorie :

SRAM(Static Ram) i DRAM(Dynamic Ram).

Tehnologia DRAM este cea mai ntlnit n sistemele actuale , trebuind

sa fie remprosptat de sute de ori / secunda pentru a reine datele stocate

n celulele de memorie (de aici vine i numele) ; fiecare celula este conceput

ca un mic condensator care stocheaz sarcina electric .Este prezent sub dou tipuri de module : SIMM-urile i DIMM-urile .

SIMM-ul a fost dezvoltat cu scopul de a fi o soluie usoar pentru upgrade-

uri . Magistrala de date este pe 32 biti, fizic modulele prezentnd 72 sau 30

de pini. DIMM-ul a fost folosit inti la sistemele Maclntosch dar a fost adoptat

8


9/34

pe PC-uri datorit magistralei pe 64 de bii , avnd 128 pini.

Tipurile de memorie DRAM sunt: FPM (Fast Page Mode), EDO

(Extended Data Out), SDRAM (Synchronous DRAM). Cele mai rapide sunt

SDRAM-urile , fiind i cele mai noi, oferind timpi de acces mici (8ns).RAM este o memorie volatil, ceea ce face ca informaia coninut aici

sa se piard la decuplarea calculatorului de sub tensiune. Aceasta este

memoria care poate fi citit ori scris n mod aleator, n acest mod putndu-

se accesa o singur celul a memoriei fr ca acest lucru sa implice

utilizarea altor celule.n practic este memoria de lucru a PC-ului, aceast

este util pentru prelucrarea temporar a datelor, dup care este necesar caacestea s fie stocate (salvate) pe un suport ce nu depinde direct de

alimentarea cu energie pentru a menine informaia. n memoria RAM se

ncarc sistemul de operare i programele de aplicaie. Este o memorie cu

vitez de acces foarte mare(actual 8-10 ns).Daca n urma cu caiva ani ea

era caracterizat dup timpul de acces(60-70 ns), acum este caracterizat de

viteza de bus la care lucreaz cu procesorul (momentan existnd memorie

funcionand pe bus de 66, 100,133 Mhz.

9


10/34

TIPURI DE MEMORII RAM

Exist dou tipuri principale de RAM: memorie static (SRAM = Static

RAM) i dinamic (DRAM = Dynamic RAM), diferenele constnd n

"stabilitatea" informaiilor. Astfel, memoria static pstreaz datele pentru o

perioad de timp nelimitat, pana n momentul n care ea este rescris,

asemantor unui mediu magnetic.n schimb, memoria dinamic necesit

rescrierea permanent, la cteva fraciuni de secund, altfel informaiile fiind

pierdute. Avantajele memoriei SRAM: utilitatea crescuta datorit modului de

funcionare i viteza foarte mare; dezavantaj: preul mult peste DRAM.n

realitate, memoria de tip SRAM este folosit cel mai adesea ca memorie

cache pe cnd DRAM-ul este uzual n PC-urile moderne, fiind prezent n

primul rnd ca memorie principal a oricrui sistem. De acest din urm tip ne

vom ocupa n continuare, enumernd tipurile uzuale de DRAM prezente de-a

lungul istoriei, toate concepute n scopul creterii performanelor DRAM-ului

standard: FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM) , EDO DRAM (Extended

Data Out DRAM), BEDO RAM (Burst EDO DRAM) , RDRAM (Rambus

DRAM),n prezent impunndu-se SDRAM (Synchronous DRAM), cu

variantele DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) i DDR2 SDRAM. De

asemenea, pentru plcile grafice au fost concepute mai multe tipuri dememorie, printre care VRAM (Video RAM), WRAM (Windows RAM), SGRAM

(Synchronous Graphics RAM) i GDDR3, ele fiind variante de DRAM

(primele dou), SDRAM i respectiv DDR2 SDRAM, optimizate pentru a fi

folosite ca memorie video.

10


11/34

SRAM : acest tip de memorie utilizeaz n structura celulei de memorie

4 tranzistori i 2 rezistene. Schimbarea strii ntre 0 i 1 se realizeaz prin

comutarea strii tranzistorilor. La citirea unei celule de memorie informaia nu

se pierde. Datorit utilizri matricei de tranzistori, comutarea ntre cele doustri este foarte rapid.

DRAM are ca principiu constructiv celula de memorie format dintr-un

tranzistor i un condensator de capacitate mic. Schimbarea strii se face

prin ncarcarea/descarcarea condensatorului. La fiecare citire a celulei,

condensatorul se descarca. Aceast metod de citire a memoriei este

denumit "citire distructiv". Din aceast cauz celula de memorie trebuie sfie reincarcat dup fiecare citire. O alt problem, care micsoreaz

performantele n ansamblu, este timpul de reimprosptare al memoriei, care

este o procedura obligatorie. Reimprospatarea memoriei este o consecina a

principiului de funcionare al condensatoriilor. Acetia colecteaz electroni

care se afla n micare la aplicarea unei tensiuni electrice, ns dup o

anumit perioad de timp energia nmagazinat scade n intensitate datorit

pierderilor din dielectric. Aceste probleme de ordin tehnic conduc la creterea

timpului de asteptare (latency) pentru folosirea memoriei. Datorit raspndiri

vaste a memoriei de tip DRAM, am sa exemplific modul de funcionare a

celulei de memorie n baza acestei tehnologii.

Celula de memorie, este cea mai mic unitate fizic a memoriei. Este

compus din componene electronice discrete. Principiul de funcionare este

n fapt modificarea strii logice ntre 0 i 1 care la nivel fizic,n funcie detehnologia utilizat, corespunde cu nmagazinarea energiei electrice prin

intermediul unui condensator (pentru DRAM), ori cu reconfigurarea matricei

de tranzistori (in cazul SRAM).

Celula de memorie din punct de vedere logic este tratat ca fiind un bit.

11


12/34

Cea mai mic unitate logica adresabila a memoriei este format din opt bii i

ia denumirea byte. Acest ofer posibilitatea obineri a 256 combinaii

(caractere). Prin gruparea a opt bytes se obine un cuvnt (word). Constructiv,

din motive ce in de design, celulele de memorie snt organizate sub formaunor matrici.

Pentru identificarea i accesarea celulelor de memorie, acestea dispun

de o adres unic pentru fiecare celula n parte. Identificarea celulei de

memorie se face prin transmiterea adresei acesteia prin BUS-ul de adrese

ctre decodorul de adrese (format din decodoare pentru linie i coloana),

acesta identifica celula de memorie care corespunde adresei primite itransmite coninutul acesteia ctre interfaa de date iar aceasta mai departe,

ctre BUS-ul de date.

Magistrala pentru adrese (BUS adrese) este conexiunea ntre chipset-ul

plcii de baz i memorie, aceasta este puntea de legatura prin care

adresele sunt transmise ctre decodor.

Decodorul de adrese este format din decodorul de linie i el de coloana,

acesta receptioneaz adresa celulei de memorie pe care o mparte n doua,

prima parte fiind transmis ctre decodorul de linie iar a dou ctre cel de

coloana, astfel se identifica celula de memorie corespunzatoare.

Matricea de memorie este structura prin care celulele de memorie sunt

ordonate pe linii i coloane.

Interfaa pentru date confine un amplificator de semnal, acesta

receptioneaz informaiile stocate n celulele de memorie, amplific semnalul,retnearca memoria i transmite informaia prin BUS-ul de date ctre chipset

(in cazul n care informaia este citit din memorie). Pentru scriere procedeul

se inverseaz.

Magistrala pentru date (BUS date) este conexiunea ntre chipset-ul plci

12


13/34

de baz i memorie, aceasta ofer posibilitatea transmiterii informaiilor ce

trebuiesc prelucrate de ctre procesor ori stocate n memorie.

n general celulele de memorie nu pot fi accesate individual, din acest motiv,

constructiv matricea de memorie este ncapsulata ntr-un chip. Chip-urile dememorie sunt asamblate pe un modul de memorie (circuit imprimat) n numar

de opt. Acestea sunt conectate la magistrala de adrese i la cea pentru date.

Astfel se obtine o celula de memorie virtuala, formata din 8 bii (1 byte).

Modulele de memorie la rindul lor sunt organizate n bancuri de memorie,

acestea sunt conectate ntre ele n acelasi mod ca i chip-urile.

Dac luam ca exemplu un procesor ce lucreaza pe 16 bii i vechilemodule de memorie de tip SIMM care functionau numai n perechi. Ne

punem intrebare, de ce cite doua?

Acest lucru se intmpla datorit procesorului, care are nevoie de 16 bii

pentru a umple magistrala de date, avind n vedere ca un modul de memorie

definete numai 8 biti, dou astfel de module au fost conectate ntre ele,n

acest mod sa obinut o magistral pentru date cu laimea de 16 biti.

Timpul de ateptare, pentru efectuarea tuturor operaiilor ce aduc

informaia n interfaa pentru date este necesar un anumit timp, care este

identificat sub numele "latency". Astfel ca, pentru transmiterea adreselor ntre

procesor, chipset i memorie se utilizeaz 2 cicluri de tact. Pentru

identificarea celulei de memorie se parcurg dou operaii. Identificarea liniei

din matrice, pentru care avem nevoie de 2/3 cicluri (n funcie de calitatea

memoriei utilizat), aceasta perioad se numete RAS (Row Address Strobe)to CAS (Column Address Strobe) delay i identificarea coloanei (CAS

latency) pentru care se consuma aproximativ acelai timp ca i pentru prima

operaie (2/3 cicluri). Pentru transmiterea informaiei ctre interfaa de date se

consuma 1 ciclu iar pentru ultima operaie, transmiterea datelor ctre chipset

13


14/34

i apoi ctre procesor, nca 2 cicluri.

Dup transmiterea informaiilor,n cazul n care cererea emis de

procesor este mai mare dect laimea magistralei pentru date, urmatoarele

cuvinte snt transmise ctre procesor n modul rafala "burst mode" la fiecareciclu de tact, acest lucru este posibil datorita unui numerator intern care

identific urmatoarea coloana i transmite ctre amplificator continutul. Este o

memorie din care se poate citii i pe care se poate scrie. Ca i procesorul i

memorile au o anumita vitez(66, 100, 133Mhz)

Exist mai multe tipuri de memorie RAM:

- EDO care are 32 de pini -SDRAM care are 72 de pini-RDRAM i DDRAM care sunt deasmenea pe 72 de pini dar au viteze de

pna la 2400 MHZ.

14


15/34

DEOSEBIRI SRAM/DRAM

Principalul avantaj al memoriei dinamice (DRAM) este preul foarte

redus pentru obinerea unei celule. De altfel, acesta este i singurul plus pe

care aceast memorie il are n comparaie cu SRAM. n schimb

performanele snt cu mult n urm memoriei statice (SRAM). Datorit

modului prin care se comuta ntre starile 0 i 1 i a modului n care se

execut citirea celulei de memorie, SRAM nu are nevoie de rescriere a

datelor dup ce acestea au fost citite i nici de reimprospatarea celulei de

memorie. Atfel ca timpii de acces snt mult mai mici iar viteza la care acest tipde memorie lucreaz depete cu mult performanele memoriei dinamice.

Datorit preului de cost mare pentru obinerea unei celule SRAM, acest tip

de memorie este utilizat numai pentru fabricarea memoriei cache ce se

implementeaz n placile de sub denumirea de cache level 2 (L2) ori pentru

memoria cache level 1 (Ll) ce este integrate n structura procesoarelor.

Memoria cache Ll funcioneaz la aceai frecvena cu cea a procesorului n

timp ce pentru memoria cache L2 frecvena de lucru este jumatate fa de

frecvena procesorului. Memoria cache a fost introdusa ca un artificiu

tehnologic, care trebuie sa suplineasca diferena de frecvena dintre procesor

i memorie.

15


16/34

CARACTERISTICILE MAI IMPORTANTE ALE UNEI

MEMORII RAM

A. Geometria sau modul de organizare a memoriei reprezentat de

lungimea unui cuvnt i numrul de cuvinte memorate.

B. Capacitatea memoriei; reprezentnd numrul total de bii ce pot fi

memorai;

se exprim n general n multipli de Ik = 1024 de biti.

C. Timpul de acces la memorie; se exprima n [us] sau [ns]reprezentnd timpul necesar pentru citirea sau scrierea unor informaii n

memorie.

D. Puterea consumat; pentru caracterizarea din acest punct de vedere

a unei memorii, se folosete puterea consumat raportat la un bit de

informaie, respectiv raportul dintre puterea totala consumat de circuit i

capacitatea acestuia; se masoara n[uw/bit].

E. Volatitatea, o memorie este volatil dac informaia inscris se

pierde n timp; pierderea informaiei se poate datora fie modului de stocare a

acesteia (memoriei dinamice fie datorit dispariiei tensiunilor de alimentare

ale circuitului.

tergerea informaiei din celula se face astfel: Se aplic tensiunea

pozitiv (+20 V) pe linia de selecie un cuvnt punnd n conducie

tranzistorul T. Drena acestuia se conecteaz la potenial zero i se aplic+20V pe linia de programare. Datorit campului electric intern mare.

Electronii care trec din substrat prin efect tunel i se acumuleaz n grila

izolat, formnd o sarcin negativ.

Inscrierea informaiei n celula se face aplicnd +20V pe linia selecie

16


17/34

cuvnt (WL) i +18V n drena tranzistorului n timp ce linia de programare

este la potenial zero. Cmpul electric format ntre grila i substrat (substrat,

grila) smulge electroni din grila a doua, aceasta acumuleaz sarcina pozitiv

i tranzistorul intr n conducie prin formarea canalului "n" ntre drena isurs.

17


18/34

CLASIFICARE CARACTERISTICILOR

UNEI MEMORII RAM

n funcie de modul de utilizare n raport cu un sistem de calcul a acestor

memorii avem urmtoarele tipuri de funcii de memorare:

1. Funcia de memorare cu citire i scriere de date;n aceast categorie

Intr asa numitele memorii cu acces aleator RAM (Random Acces Memory)

care permit citirea i inscrierea unor noi date de ctre sistemul care le

utilizeaz, precum i memoriile EEPROM (Electricaly Eraseable

Programmable Read Only Memory) care pot fi att citite ct i sterse n mod

selectiv i programate de ctre sistemul care le utilizeaz.

2. Funcia de memorare numai cu citire de date;n aceast categorie

intra memoriile ROM (Read Only Memory), PROM (Programable Read Only

Memory), EPROM (Eraseable Programable Read Only Memory) care pot fi

numai citite de ctre sistemul care le utilizeaz; tergerea posibila numai ncazul memoriilor de tip EPROM.

Nu este efectuat de ctre sistemul utilizator i nu este selectiv n

raport cu informaia inscris.

Asa cum este usor de observat regsirea unei informaii stocate necesit

furnizarea unor semnale privind locul unde se

gasete aceast informaie. Aceste semnaleconstituie intrri pentru circuitul de memorie i se

numesc adrese. Numerele binare memorate

constituie date pentru acest circuit i ele sunt

semnale de intrare atunci cnd se citete din

18


19/34

memorie.n final trebuie sa precizm ca accesul la memorie se face la un

moment de timp bine

determinat, moment necesar a fi comunicat printr-un semnal circuitului de

memorie. Trebuie sa precizm ca transferul de date este bidirecional (dateleintr i ies din circuit) n cazul memoriilor RAM i EEPROM i unidirecional

(datele ies din circuit) n cazul memoriilor ROM, PROM i EPROM.

Iniial toate fuzibilele memoriei sunt scurt circuitate. Programarea unei

celule nseamn arderea fuzibilului din nodul respectiv. Pentru programare se

aplic impuls pozitiv pe baza, iar linia de bit DL se menine la potenial

coborat. Curentul de emiator al tranzistorului, suficient de mare, producearderea fuzibilului F. Programarea se face succesiv pe fiecare celula, selecia

unei celule facndu-se prin liniile WL i DL.

Nucleul: alocarea de memorie

Un alt alocator se afla n nucleul sistemului de operare. Asa cum am

spus deja, acest alocator gestioneaz att spaiul folosit n structurile de date

interne nucleului, ct i spaiu necesar proceselor care se execut

Interaciunea dintre feluritele alocatoare de memorie din nucleu. Alocatorul de

pagini

gestioneaz intreaga memorie fizica a masinii. El genereaz spaiu att

pentru procese (unitatea de baz fund pagina), ct i memorie pentru

alocatorul intern al nucleului. Sgeile indic schimb de spaiu de memorie

ntre componente.

Subiectul acestui articol este cutiua etichetat "alocatorul intern alnucleului", dei multe din principiile indicate se aplic i celorlalte entiti.

Aceste alocatoare sunt mult mai constrnse dect alocatoarele din spaiul

utilizatorului; n particular trebuie sa aib timpi de raspuns foarte mici, pentru

c pot fi chemate de pari critice din nucleu.

19


20/34

ALOCAREA MEMORIEI

Alocarea memoriei.

Ce este de fapt alocarea memoriei? Calculatorul posed din fabricare o

anumit cantitate de memorie (RAM).n memorie vor fi ncrcate mai multe

programe i datele prelucrate de ele: nucleul sistemului de operare, datele

acestuia, programele utilizatorilor i datele asupra carora acestea opereaz,

datele citite de la dispozitivele periferice, pachetele de date care vin i merg

n reteaua n care calculatorul este conectat, bibliotecile ncrcate dinamic,

etc. O singur bucat mare de memorie (RAM-ul) trebuie mprit ntre

toate aceste entiti lacome,n asa fel nct sa nu se incomodeze unele pe

altele. Entitatea care gestioneaz memoria, ine contabilitatea zonelor

ocupate i a celor libere, care satisface cererile pentru noi zone i care re-

utilizeaz zonele eliberate este alocatorul de memorie.

Alocarea memoriei este de obicei o treaba ierarhic; la baza ierarhiei seafla sistemul de operare, care are la dispoziie ntregul RAM.

In acest text ne vom concentra asupra alocatorului de memorie din

nucleele sistemelor de operare de tip Unix, dar vom privi superficial i asupra

unor alte alocatoare. Un tratament excelent al subiectului putei gasi n

capitolul 12 din cartea "Unix Internals", de Uresh Vahalia, publicat n anul

1996 de editura Prentice Hall. Am folosit unele dintre prezentrile din aceacarte n scrierea acestui proiect.

O clasificare a limbajelor din punctul de vedere al alocrii memoriei se

mparte n trei categorii:

Limbaje care nu pot aloca dinamic memorie. Din aceast categorie fac

20


21/34

parte cele mai ancestrale limbaje: Cobol, Fortran.n aceste limbaje (cel putin

n versiunile lor iniiate), utilizatorul nu poate aloca dinamic memorie de loc n

momentul execuiei programului; toat memoria necesar trebuie sa fie

alocat nainte ca programul sa porneasca n execuie.Limbaje cu alocare i dealocare explicit. Limbaje ca Pascal, C i C++ i

permit utilizatorului sa ceara pe parcursul execuiei noi zone de memorie i

s returneze memoria folosit. Utilizatorul apeleaz pentru acest scop nite

funcii de bibliotec. Aceste funcii au fost implementate de cel care a scris

compilatorul pentru limbajul respectiv. Aceste funcii cer de la sistemul de

operare o bucat mare de memorie pe care apoi o mpart dup necesiti;atunci cnd toat bucata este consumat cer o alta de la nucleu.n Pascal

funciile cu pricina sunt new i free,n C malloc i free iar n C++ new i

delete. Ca funcionare sunt extrem de similare; funciile din Pascal i C++

folosesc tipul obiectelor alocate pentru a deduce cta memorie este

necesara (de exemplu programatorul zice: "vreau memorie pentru un vector

de 10 ntregi"); programatorii n C trebuie sa indice explicit de cta memorie

au nevoie (ex.: "da-mi i mie 40 de octei").

Limbaje cu colectoare de gunoaie (garbage collection). Lisp i Java

folosesc un mecanism extrem de interesant, prin care utilizatorul nu

specific niciodat cnd vrea sa elibereze o zon de memorie (adica free)

(nu exist); compilatorul i un sistem de funcii care se execut simultan cu

programul (runtime system) deduc singure care dintre zone sunt nenecesare

i le recupereaz. Lisp-ul aparent este un limbaj n care nu exist nici mcaralocare dinamic (o funcie de gen new);n realitate n Lisp fiecare obiect

nou creat este automat alocat ntr-o zon de memorie nou, fr ca

utilizatorul s trebuiasc s specifice asta (de exemplu cnd utilizatorul

concateneaza dou liste, atunci sistemul aloc automat spaiu pentru lista

21


22/34

rezultat).

Din anumite puncte de vedere, tehnica colectrii de gunoaie este cea

mai preferabila. Principalul ei avantaj este ca scuteste utilizatorul de

pericolul de a folosi zone de memorie nealocate, prevenind astfel aparitiaunor bug-uri extrem de greu de depanat. Avantajele ei nu se opresc aici:

impreuna cu o disciplina de tipuri stricta, colectarea deseurilor face

demonstrarea automata a corectitudinii programelor o sarcina mult mai

simpla: un demonstrator de teoreme va fi intotdeauna sigur ca o zon de

memorie folosita nu este dealocata.

Pe de alta parte, colectarea de gunoaie are anumite dezavantaje: esteimpredictibila ca timp consumat (adica nu e clarnce moment al executiei

programului se va petrece), i este conservative. Intrebarea dac o anumita

zon de memorie va mai fi sau nu folosit de un program n viitor

estengeneral o chestiune nedecidabila; asta nseamna ca nu se poate scrie

nici un algoritm care sa raspunda la o astfel de intrebare, chiar dac are

informatii complete despre programul analizat i despre datele lui de intrare.

Din cauza aceasta este posibil ca un program cu coleetare automata sa

pastreze alocate zone de memorie care suntnrealitate inutile, pentru ca

sistemul nu are cum sa demonstreze acest lucru.

In acest articol vom vorbi mai ales despre sisteme de tipul intermediar,

cu alocare i dealocare explicita. Motivele sunt multiple.nprimul rind

majoritatea alocatoarelor din nucleele sistemelor de operare comerciale sunt

de acest tipl.nal doilea rind, chiar implementarea unui alocator cu colectorva folosi idei de genul celor prezentenalocatoarele explicite. sinal treilea

rind, colectarea gunoaielor este un subiect ceva mai dificil.

22


23/34

CONCLUZII

Alocarea memoriei este un subiect foarte generos, care

suscitancontinuare interes cercetatorilor. Gestiunea memoriei este un din

functiile principale ale unui sistem de operare. Nucleul unui sistem de

operare gestioneaza Tntreaga memorie fizica a unui calculator; el ofer

memorie atit siesi (nucleului), pentru functionarea sa, ct i proceselor

executate de utilizatori. Procesele utilizatorilor gestioneaza la rindul lor

bucatelele primite de la nucleu.

23


24/34

TIPURI DE MEMORIE R.A.M

24


25/34

PROTECTIA MUNCII

Masuri de protectia muncii la utilizarea instalatiilor i echipamentelorelectrice

Pentru evitarea accidentelor prin electrocutare, este necesara

eliminarea posibilitatii de trecere a unui curent periculos prin corpul omului.

Masurile, amenajarile i mijloacele de protectie trebuie sa fie

cunoscute de catre tot personalul muncitor din toate domeniile de activitate.

Principalele masuri de prevenire a electrocutarii la locurile de munca

sunt:

Asigurarea inaccesibilitatii elementelor care fac parte din circuitele

electrice i care se realizeaza prin:

Amplasarea conductelor electrice, chiar izolate, precum i a unor

echipamente electrice, la o inaltime inaccesibila pentru om. Astfel, normele

prevad ca inaltimea minima la care se pozeaza orice fel de conducto electric

sa fie de 4M, la traversarea partilor carosabile de 6M, iar acolo unde se

manipuleaza materiale sau piese cu un gabarit mai mare, aceasta inaltime

se depaseasca cu 2.25m gabaritele respective.

Izolarea electrica a conductoarelor;

Folosirea carcaselor de protectie legate la pamant;

25


26/34

Ingradirea cu plase metalice sau cu tablii perforate, respectandu-se

distanta impusapana la elementele sub tensiune.

Folosirea tensiunilor reduse (de 12, 24, 36V) pentru lampile i sculele

electrice portative. Sculele i lampile portative care functioneaza la tensiuneredusa se alimenteaza la un transformator coborator. Deoarece exista

pericolul inversarii bornelor este bine ca atat distanta picioruselor fiselor de

12, 24 i 36V, ct i grosimea acestor picioruse, sa fie mai man decat cele

ale fiselor obisnuite de 120, 220 i 380 V, pentru a evita posibilitatea

inversarii lor.

La utilizarea uneltelor i lampilor portative alimentate electric, suntobligatorii: varificarea atenta a uneltei, a izolatii ai a fixarii sculei nainte de

incperea lucrului;

Evitarea rasucirii sau a incolacirii cablului de alimentarentimpul lucrului

i a deplasarii muncitorului, pentru mentinerea bunei stari a izolatiei;

Menajarea cablului de legaturantimpul mutarii uneltei dint-un loc de

muncanaltul, pentru a fi solicitat prin intindere sau rasucire; unealta nu va fi

purtata tinandu-se de acest cablu;

Evitarea trecerii cablului de alimentare peste drumurile de acces

sinlocurile de depozitare a materialelor; dac acest lucru nu poate fi evitat,

cablul va fi protejat prin ingropare, acoperire, cu scanduri sau suspendate;

Interzicerea repararii sau remedierii defectelorntimpul functionarii

motorului sau lasarea fr supraveghere a uneltei conectate la reteua

electrica.Folosirea mijloacelor individuale de protectie i mijloacelor de

avertizare. Mijloacele de protectie individuala se intrebuinteaza de catre

electricieni pentru prevenirea electrocutarii prin atingere directa i pot fi

impartitendoua categorii: principale i auxiliare.

26


27/34

Mijloacele principale de protectie constau din: tije electroizolante, clesti

izolanti i scule cu manere izolante. Izolatia acestor mijloace suporta

tensiunea de regim a instalatieinconditii sigure; cu ajutorul lor este permisa

atingerea partilor conductoare de curent aflate sub tensiune.

Mijloacele auxiliare de protectie constau din: echipament de protectie

(manusi, cizme, galosi electroizolanti), covorase de cauciuc, platforme i

gratare cu picioruse electroizolante din portelan etc. Aceste mijloace nu pot

realiza insa singure securitatea impotriva electrocutarilor.

Intotdeauna este necesara folosirea simultana eel putin a unui mijlocprincipal i a unuia auxiliar.

Mijloacele de avertizare constau din placi avertizoare, indicatoare de

seuritate (stabilita prin standarde i care contin indicatii de atentionare),

ingradiri provizorii prevazute i cu placute etc. Acestea nu izoleaza, ci

folosesc numai pentru avertizarea muncitorilor sau a persoanelor care se

apropie de punctele de lucru periculoase.

Deconectarea automatancazul aparitiei unei tensiuni de atingere

periculoase sau a unor scurgeri de curent periculoase. Se aplica mai ales la

instalatiile electrice care functioneaza cu punctul neutru al sursei de

alimentare izolat fa de pamant.

Mentionand faptul ca un curent de defect 300-500A poate

deveninanumite conditii, un factor provocator de incendii, aparatul prezentat

asigura protectia i impotriva acestui pericol.Intreruptorul este prevazut cu carcase izolante, i este echipat

declansatoare termice, electromagnetice i releu de protectie la curenti de

defect.

Separarea de protectie se realizeaza cu ajutorul unui transformator de

27


28/34

separatie. Prin acesta, se urmareste crearea unui circuit izolat fa de

pamant, pentru alimentarea echipamentelor electrice, la care trebuie inlaturat

pericolul de electrocutare.ncazul uni defect, intensitatea curentului care se

inchide prin om este foarte mica, deoarece trebuie sa treaca prin izolatiacare are o rezistenta foarte mare.

Conditiile principale care trebuie indeplinite de o protectie prin separare

sunt:

la un transformator de separatie sa nu se poata conecta dacat un

singur utilaj;

izolatia conductorului de alimentare sa fie intotdeunanstare buna,pentru a fi exclusa posibilitatea aparitii unui curent de punere la

pamant de valoare mare.

Izolarea suplimentara de protectie constanexecutarea unei izolari

suplimentare fa de izolarea obtinuta de lucru, dar care nu trebuie sa

reduca calitatile mecanice i electrice impuse izolarii de lucru.

Izolarea suplimentara de protectie se poate realiza prin: aplicarea unei izolari suplimentare intre izolatia obisnuita de lucru

i elementele bune conducatoare de electricitate ale utilajului;

aplicarea unei izolatii exterioare pe carcasa utilajului electric;

izolarea amplasamentului muncitorului fa de pamant.

Protectia prin legarea la pamant este folosita pentru asigurarea

personalului contra electrocutarii prin atingerea achipamentelor i instalatiilor

care nu fac parte din circuitele de lucru, dar care pot intra accidental sub

tensiune, din cauza unui defect de izolatie. Elementele care se leaga la

pamant sut urmatoarele: carcasele i postamentele utilajelor, masinilor i ale

apartelor electrice, scheletele metalicecare sustin instaltiile electrice de

28


29/34

distribute, carcasele tablourilor de distributie i ale tablourilor de comanda,

corpurile mansoanelor de calibru i mantalele electrice ale cablurilor,

conductoarele de protectie ale liniilor electrice de transport etc. Instalatia de

legare la pamant consta din conductoarele de legare la pamant i priza depamant, formata din electrozi. Prizele de paman verticale sau orizontale se

realizeaza astfel ncat diferenta de potential la care ar putea fi expus

muncitorul prin atingere directa sa nu fie mai mare de 40V.

In general, pentru a se realiza o priza buna, cu rezistenta mica,

elementele ei metalice se vor ingropa la o adancime de peste

1M,npamantul bun conducator de electricitate, bine umezit i batut.Sistemul de priza (legare la pamant) separata pentru fiecare utilaj

prezinta urmatoarele dezavantaje: este costisitor (cantitati mari de materiale

i manopera); unele utilaje (transformatoare de sudura, benzi transportoare

etc.) se muta frecvent dintr-un locnaltul; legatura este de multe ori incorect

executata datorita caracterului de provizorat al instalatiei.

Protectia prin legare la nul se realizeaza prin construirea unei retele

generale de protectie care insotescnpermanenta reteua de alimenare cu

energi electrica a utilajelor.

Reteaua de protectie are rolul unui conductor principal de legare la

pamant, legat la prize de pamant cu rezistenta suficient de mica.

Sistemul prezinta o serie de avantaje:

-utilajle electrice pot fi legate la o instalatie de legare la pamant cu orezistenta suficient de mica;

-este economic, deoarece la instalatiile provizorii pentru santiere,

materialele folosite pot fi recuperatencea mai mare parte;

-este usor de realizat, putand fi folosite prizele de pamant naturale,

29


30/34

constituite chiar din constructiile de beton armat;

-permite sa se execute legaturi sigure de exploatare, deoarece are prize

stabile cu durata mare de functionare;

- toate utilajele electrice pot fi racordate cu usurinta la reteua deprotectie;

-se poate executanmod facil un control al instalatiei de legare la

pamant, deoarece legaturile sunt simple i vizibile, iar prizele de pamant pot fi

separate pe rand pentru masurare, utilajele ramanand protejatesigur de

celelalte prize.

Pentru cazul unei intreruperi accidentale a legaturii la nul se prevede, ca omasura suplimentara, un numar de prize de pamant.

In aceeasi instalatie nu este permisa protejarea unor utilaje electrice prin

legare la pamant, iar a altora prin legare la nul. Instalatia de protectie nu

poate fi modificatantimpul exploatarii, fr un proiect i fr dispozitia sefului

unitatii respective.

Conductoarele de legare la pamant i la nul nu se vor folosi pentru alte

scopuri (alimentarea corpurilor de iluminat, a prizelor monofazate etc.).

Conductoarele circuitelor electrice prin care circula curentul de lucru

(conductoarele de nul, de lucru) nu pot fi folosite drept conductoare de

protectie. Pentru a nu se crea confuzii, conductoarele de nul de protectie se

vopsescnculoarea rosie (sau se folosesc conductoare cu izolatie rosie), iar

cele de lucrunculoare alb-cenusie.

Protectia prin egalizarea potentialelor este un mijloc secundar deprotectie i constanefectuarea unor legaturi, prin conductoare,ntoate partile

metalice ale diverselor instalatii i ale constructiilor, carenmod accidental ar

putea intra sub tensiune i ar fi atinse de catre un muncitor ce lucreaza sau de

catre o persoana care trece prin acel loc.

30


31/34

BIBLIOGRAFIE

Winn L. Rosch - Totul desprea hardware

Scott Muller - Depanare i modernizare

Shery KinkophMicrosoft

Joe Kraynak - Calculatoare personale

31


32/34

32


33/34

33


34/34

atestat memoria calculatoarelor

Documents