АСОСИЙ ХОТИРА
 Асосий хотиранинг физик структырам

 

    Асосий хотира ( АХ ) ыз ичига тезкор (РАМ — Рандом Ассесс Меморй) ва доимий (РОМ — Реад Онлй Меморй) еслаб =олиш =урилмаларини олади.

    Тез еслаб =олиш =урилмаси (ТеЕ== ШК ишининг жорий бос=ичидаги щисоблаш жараёнида бевосита =атнашаётган ахборотларни (дастурлар ва =ийматлар) са=лаш учун. мылжалланган.

    ТеЕ== — енергиям бо\ли= хотира: кучланиш узилганда унда са=ланаётган маълумот ёъ=олади. ТеЕ==, асосини ярим ытказгичли еслаб =олиш елементларининг (триггерларни) матрисасини ыз ичига олган катта интеграл схемалар ташкил етади. Еслаб =олувчи елементлар матрисанинг вертикал ва горизонтал шиналарининг кесишишида жойлашган; маълумотларни ёзиш ва ы=иш танланган хотира ячейкасига тегишли былган елементлар билан уланган матрисанинг шиналари быйича електр импулсларни бериш ор=али амалга оширилади.

Конструктив жищатдан тезкор хотира елементлари айрим хотира модуллари кыринишда бажарилади — катта былмаган платага битта ёки бир нечта микросхемалар кавшарланган.

    =ылланиладиган модуллар типлари:

    — ДИП (Дуал Ин Лине Паскаге) ва СИПП (Сингле Ин Лине Паскаге), щозир жуда кам =ылланилмо=да;

    — СИММ (Сингле Ин Лине Меморй Модуле); СИММ модуллари 256 Кбайт, 1, 4, 8, 16, 32 ёки 64 Мбайт си\имга ега, са=ланаётган битлар жуфтлигини назорат =илинади ва назорат килинмайди; компютернинг бош платаси разъёмларига мос келувчи 30 - («=ис=а» — ескирган вариант) ва 72-контактли («узун») разъёмларга ега былиши мумкин; узун модуллар РАМ ЕДО хотирасини ташкил етишда щам =ылланилади.

    — ДИММ (Дуал Ин Лине Меморй Модуле) — 168-контактли разъёмларга ега былган янги типдаги модулдир; шундай мос разъёмларга ега былган фа=ат янги типдаги тизимли платаларга ырнатилиши мумкин. ДИММ модуллари РАМ ЕДО ва СД РАМ хотираларни ташкил етишда =ылланилади.

    486 МП учун бош платаларда 30- ва/ёки 72-контактли модуллар ишлатилади, Пентиум-машиналарда еса одатда 72-контактли СИММ модуллар ёки 168-контактли ДИММ модуллар =ылланилади. 30-контактли СИММ модулнинг узунлиги 10 см дан оши=ро=, ДИММ модулнинг узунлиги еса 13 см атрофида. Бош платала хотира модулларини ырнатиш учун бир нечта разъёмлар гУРЫщи (банклар) былиши мумкин, битта банкка бир хил си\имли блокларни =ыйиш мумкин, масалан, фа=ат 1 Мбайтдан ёки фа=ат 4 Мбайтдан, турли хил си\имли блокларни фа=ат турли банкларда ырнатиш мумкин. Кыпчилик микросхемаларда мурожаат =илиш ва=ти 60 ёки 70 нс; агар бош плата 60 наносекундли модулларга мылжалланган былса, унга 70 наносекундли модулларни ырнатиш мумкин емас, тескарисига еса мумкин.

Щозир тез сахифали мурожаат =илинадиган ФПМ (Фаст Паге Моде) хотира билан бир =аторда Пентиум ва Пентиум Про МП лари учун ишлаб чи=илган кыпайтирилган тезкорликли ДРАМ хотирасининг ушбу янги типлари пайдо былди: РАМ ЕДО (Ехтентед Дата Оутпут) ва СД РАМ (Сйнчроноус ДРАМ).

    РАМ ЕДО хотираси МП учун =ийматларни ТеЕ==, нинг ыкишига керак быладиган ва=тни =ис=артиради, хусусан, ЕДО да регистр «занжирлар» тыплани =ышилган, уларнинг щисоботига чи=ишдаги =ийматлар микросхемага кейинги сыровгача ушланиб турилиши мумкин (бугунги кунда РАМ ЕДО типидаги хотира ыртача 45 наносекунд мурожаат =илиш ва=тига ва 264 Мбайт/с просессор—хотира =ийматларини максимал узатиш тезлигига егадир.

    СД РАМ хотираси тизим унумдорлигини, ТеЕ==, ишлаш тезлигининг просессор шинасини ишлаш тезлиги билан бир-бирига мослашиши щисобига оширади (СД РАМ щозир 200 МГс частоталаргача ишлаши мумкин). Бу хотирада =ийматларга мурожаат =илиш ва=ти МП нинг ички тактли частотасига бо\ли=дир ва 6— 10 нс га етади, =ийматларни просессор—хотира быйича максимал узатиш тезлиги 528 Мбайт/с (!) (ща=и=атда просессор—кеш хотира быйича узатиш тезлигига тенг). СД РАМ хотираси ШК нинг унумдорлигини умумий 25 % кыпайтиради ва айни=са жонли видеографикаларни кыриб чи=ишда ва уч ылчамли графика билан ишлашда =улайдир.

    Аслида таъкидлаш керакки, охирги ра=ам ШК кеш-хотирасиз ишлашга хосдир — кучли кеш бор былганда унумдорликдаги юту= бир неча фоизларни ташкил етиши мумкин.

    Хотиранинг бу турларини умумий =ыллашни Интел 430 ТХ, ВИА Аполло 580 ва уларга ыхшаш бош платадаги микросхемалар тыплани амалга оширади (баъзида жаргонда уларни Тритон 3 деб аташади).

    Доимий еслаб =олиш =урилмаси (ДЕКД) щам бош платада ырнатилган модуллар (кассеталар) асосида =урилади ва ушбу ызгармайдиган ахборотларни са=лаш учун ишлатилади: операсион тизимнинг юкловчи дастурлари, компютер =урилмаларининг тестлаш дастурлари ва киритиш-чи=ариш базавий тизимининг (БИОС) бази драйверлари ва б. ДЕ== дан фа=ат маълумотларни ы=иш мумкин, ДЕ== га маълумотни ёзиш ЭЩМ дан таш=арида лаборатория шароитларида бажарилади. ДЕ== нинг модуллари ва кассеталари, одатда, бир неча юз килобайтдан ортмайдиган си\имга ега. ДЕ==, енергияга бо\лик, былмаган еслаб =олиш =урилмасидир.

    Изох,. Кейинги йилларда баъзи ШК ларда ярим доимий, =айта дастурланадиган еслаб =олувчи =урилмалар Флаш-хотира ишлатила бошланди. Флаш-хотиранинг модуллари ёки карталари ту\ридан ты\ри бош плата разъёмларига ырнатилиши мумкин ва =уйидаги параметрларга ега: си\им 32 Кбайтдан 15 Мбайтгача; ы=иш быйича мурожаат =илиш ва=ти 0,06 мкс; бир байтни ёзиш ва=ти тахминан 10 мкс; Флаш-хотира енергияга бо\ли= былмаган еслаб =олиш =урилмасидир.

    Маълумотни =айта ёзиш учун Флаш-хотиранинг махсус киришига дастурлаш кучланишини бериш керак (12 В), бу маълумотнинг тасодифий ычиб кетиш имкониятининг олдини олади. Флаш-хотирани =айта дастурлашни бевосита дискетадан ёки ШК клавиатурасидан махсус назоратчи бор былганда ёки ШК га уланадиган таш=и дастурлагич ор=али бажариш мумкин.

    Флаш-хотира жуда тез щаракат =иладиган, ихчам, алтернатив МДЙ еслаб =олиш =урилмаларини — «=атти= жисмли дискларни» яратиш учун щам, БИОС дастурларини са=лайдиган ДЕ==, ни алмаштириш учун щам жуда =улай былиб, у ШК ни модернизасия =илишда бу дастурларни «ты\ридан ты\ри дискетадан» янгилаш ва янгиро= версияларга алмаштириш имконини беради.

    Тузулиш жищатдан асосий хотира щар бири 1 байт си\имга ега  былган миллионлаб алощида хотира ячейкаларидан ташкил топади. ШК лар асосий хотирасининг умумий си\ими 1 Мбайтдан 128 Мбайт орали=да былади. ТеЕ==, си\ими ДЕ==, си\имидан бир-икки тартиб ю=оридир: ДЕ==, 64,128, (камро= 256) Кбайтни банд етади, =олган си\им — бу ТеЕ==, дир.

 

Асосий хотиранннг манти=ий структураси

 

    Хотиранинг щар бир ячейкаси ызининг ягона адресига (=олган щаммасидан фар= =иладиган) егадир. Асосий хотира ТеЕ== ва ДЕ==, учун умумий адрес кенглигига егадир.

    Адрес кенглиги асосий хотиранинг бевосита адресланадиган ячейкаларини имкон борича максимал сонини белгилайди.

    Адрес кенглиги адресли шиналар разрядлилигига бо\ли=дир, негаки турли адресларнинг максимал сони иккилик сонларнинг щар хиллиги билан ани=ланиб, бу сонларни п та разряд билан тасвирлаш мумкин, яъни адрес кенглиги 2п га тенг, бу ерда я — адрес разрядлилиги.

    ШК да асос =илиб узунлиги быйича машина сызи ылчанига тенг былган 16-разрядли адресли код олинган. 16-разрядли адрес коди бор былганда бевосита жани 2¹⁶=65536=64К (К=1024) хотира ячейкасини адреслаш мумкин. Мана шу сегмент деб аталувчи 64 килобайтли хотира майдони АХ манти=ий структурасининг асосидир. Таъкидлаш керакки, щимоя =илинган режимда сегмент ылчани бош=ача ва 64 Кбайтдан бирмунча кып былиши мумкин.

    Замонавий ШК лар (оддий маиший компютерлардан таш=ари) си\ими 1 Мбайтдан сезиларли катта былган асосий хотирага ега: 1 Мбайт си\имли хотира АХ нинг яна битта мущим структурали ташкил етувчисидир — уни бевосита адресланадиган хотира деб атайниз (у фа=ат ща=и=ий режим учун тегишлидир).

    1 М = 2²⁰ = 1048576 та бевосита адресланадиган хотира ячейкаларини адреслаш учун 20 разрядли код керакдир, уни ШК да
АХ ячейкаси адресларини структурлашнинг махсус услубларини ишлатиб олиш мумкин.

    Абсолют (тыли=, физик) адрес (А_абс) бир нечта ташкил етувчилар йи\индиси кыринишида шаклланиб, бу ташкил етувчилардан кыпро= ишлатиладиганлари сегмент адреси ва силжиш адресидир.

Сегмент адреси (А_сегм) — бу 64 килобайтли майдоннинг бошлангач адреси былиб, унинг ичида адресланадиган ячейка жойлашади.

    Силжиш адреси (А_сил) — сегмент ичидаги нисбий 16 разрядли адресдир.

А_сегм 20 разрядли былиши керак, лекин агар А_сегм албатта параграфга каррали (охирги 4 разрядда ноллар былиши керак) былиш кераклиги шартини =абул =илинса, у щолда бу адресни 16 марта ортгирилган 16 разрядли код билан ани=лаш мумкин, бу унинг ынг тарафига 4 та нол кышиш ва шундай =илиб, уни 20-разрядли кодга айлантириш билан тенгдир [4]. Яъни шартли равишда бундай ёзиш мумкин:

Дастурчилар баъзида яна силжиш адресининг иккита ташкил етувчисини: база адреси ва индекс адресини ишлатадилар.

    ШК учун бевосита адресланадиган хотирани стандарт та=симлаш хосдир, яъни АХ нинг 1 мегабайтли сохасини ТеЕ==, ва ДЕ==, ыртасида ва функсионал мылжалланган ахборот ыртасида  та=симланади.

    Асосий хотира мурожаат =илиш ва адреслаш усулларига мос равишда бир-бирини алощида, баъзида =исман ёки тыли= тысиб =ыядиган сощоларга былинади, улар умумий =абул =илинган номларга егадир. Хусусан, масалан, 16 Мбайт умумий си\имли ШК асосий хотирасининг йириклашган манти=ий структураси  тасвирланган.

    Енг аввало компютернинг асосий хотираси иккита манти=ий сохага былинади: 0 дан 1024 К — 1 гача адресли 1024К та биринчи ячейкаларни банд =илувчи бевосита адресланадиган хотира ва ячейкаларига махсус дастур-драйверларни ишлатганда ёки микропросессорни щимояланган ишлаш режимида мурожаат =илиш имконияти бор былган кенгайтирилган хотира.

    Драйвер — махсус дастур былиб, у хотира ва ЭЩМ таш=и =урилмаларининг ишини бош=аради ва МП, АХ ва ЭЩМ нинг таш=и =урилмалари орасидаги ахборот алмашинувини ташкил етади.

    Стандарт хотира (СМА — Сонрентионал Меморй Ареа) деб О дан 640 Кбайтгача орали=даги бевосита адресланадиган хотирага айтилади.

64 К дан 1024 К гача адреслар диапазонидаги бевосита адресланадиган хотира ю=ори хотира (УМА — Уппер Меморй Ареа) деб аталади. Ю=ори хотира дисплеи (видеохотира) ва доимий еслаб =олиш =урилмаси хотираси учун резерв =илиб =ыйилган. Лекин одатда ю=ори хотирада быш участкалар — хотирани бош=ариш дастурлари ёрдамида (драйверлар) умумий вазифали тезкор хотира сифатида ишлатилиши мумкин былган «ойналар» =олади.

    Кенгайтирилган хотира — бу 1024 К ва ундан ю=ори адресли хотирадир.

    Бу хотирага мурожаат =илишнинг икки асосий усули мавжуд:

    — ХМС спесификасияси (у щолда бу хотирани ХМА — ехтендед Меморй Ареа деб аталади) быйича;

    — ЕМС спесификасияси быйича (хотирани ЕМ — Ехпандед Меморй деб аталади).

    ХМС (Ехтендед меморй Спесифисатион) спесификасиясига мувофик кенгайтирилган хотирага мурожаат =илиш махсус драйверларни (масалан, ЩИМЕМ.ЕХЕ - Щигщ Меморй Манагер) ишлатиб, керак былганда ХМА нинг алощида майдонларини ю=ори хотиранинг (УМА) быш сощоларига жынатиш нули билан ташкил етилади. Бу хотирани баъзида =ышимча хотира деб аталади.

    ЕМС (Ехпандед Меморй Спесифисатион) спесификасияси анча илгариги щисобланади. Бу спесификасияга мувофи= мурожаат =илиш жынатиш ёъли билан емас, балки керак былганда Ехпандед Меморй нинг алощида майдонларини ю=ори хотиранинг быш сощоларида акс еттириш ёъли билан амалга оширилади. Акс еттириш ЕМА майдонлари адресларини УМА нинг быш «ойначаларига» динамик жойлаштириш ёъли билан ташкил етилади; бунда УМА ойнасида =айта ишланаётган ахборот емас, балки шу ахборотга мурожаат =илишни таъминлайдиган фа=ат адреслар са=ланади.

    ЕМС спесификасияси быйича ташкил етиладиган хотира акс еттириладиган номини олган, шунинг учун Ехпандед Меморй (ЕМ) сыз бирикмасини баъзида акс еттирадиган хотира деб таржима =илинади ( гарчи Ехпандед атамаси Ехтендед атамасига ыхшашдир ва ани=ро= =илиб кенгайтирилган, катталаштирилган каби таржима =илинади ). Акс етгирилган хотирани ташкил етиш учун ЕММ.ЕХЕ драйверидан (Ехпандед Меморй Манагер) фойдаланиш лозим. Акс еттирадиган хотира жуда щам секин щаракат =илади ва шунинг учун сёкин-аста Ехтендед Меморй га ырнини бышатиб бермо=да.

    Кенгайтирилган хотира асосан =ийматларни ва ОТ ни баъзи дастурларини са=лаш учун ишлатилиши мумкин. Кыпинча кенгайтирилган хотирани виртуал (електрон) дискларни ташкил етиш учун ишлатилади.

    Хотиранинг 1024 К дан 1087 К гача адресли унча катта былмаган 64 килобайтли сохаси бундан мустаснодир (ю=ори хотира деб аталади, баъзида уни катта хотира дейилади; НМА — Щигщ Меморй Ареа), масалан, у бевосита драйверни ишлатишда щам адресланиши мумкин.

НМА исталган маълумотни, шу жумладан фойдаланувчи дастурларини са=лаш учун ишлатилиши мумкин.

    Изощ. Замонавий ШК ларда виртуал адреслаш режими (Виртуал — тасаввур =иладиган, туюладиган) мавжуддир. Виртуал адреслаш катта си\имли АХ бор былганда ёки виртуал хотирани ташкил етишда ШК нинг адрес кенглигини ошириш учун ишлатилиб, унда АХ билан бир =аторда таш=и хотиранинг (одатда дискли) бир =исми щам ишга туширилади. Виртуал адреслашда абсолют адрес А_а6сни шакллантиришда А_сеганинг бошлан\ич адреси ырнига кып разрядли адресли код =атнашиб, бу код [4] адабиётда келтирилган махсус жадваллардан ы=илади.