Internminnet. Håkon Tolsby. 22.09.2014 Håkon Tolsby



Like dokumenter
Internminnet. Håkon Tolsby Håkon Tolsby

Del 1 Setup - BIOS Oppgaver: 1. Hva slags CPU har maskinen? Beskriv de tekniske egenskapene ved CPU en.

Vi anbefaler at du setter deg litt inn i maskinen på forhånd. Det er en DELL Optiplex 620.

Datamaskinens oppbygning

Del 2. Bak skallet. Avsette minne til et spesifikt OS Teste harddisk under oppstart Sette opp system logger

2. Hvor mye Internminne har den? Svar: 2GB

TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs Gunnar Tufte

Phu Pham Laboppgave 29. September 2015

Setup programmet brukes til å endre konfigurasjonen av BIOS og til å vise resultatene fra

Martin Olsen, Lars- Petter Ahlsen og Jon- Håkon Rabben

Clock speed 3.20GHz Bus Speed 800MHz L2 Cache 4MB 2 Cores Ikke Hyperthreading 64 BIT

Oppgave lab. 2. Hvor mye Internminne har den? - Maskinen har 2GB internminne.

Datamaskinens oppbygning og virkemåte

Dagens temaer. Dagens emner er hentet fra Englander kapittel 11 (side ) Repetisjon av viktige emner i CPU-design.

Lab oppgave gruppe 2 IT-ledelse (Jonas F, Robin PN, Aksel S, Magnus M, Erik I)

Tonje Thøgersen, Daniel Svensen Sundell, Henrik Smedstuen

I dag. Minne typar Minne mot bussar (fysisk grensesnitt generelt) Meir buss

Laboppgave. Sondre Gulichsen, Li Lisan Linder. 1. Hva slags CPU har maskinen? Beskriv de tekniske egenskapene ved CPU en.

Teoretisk minnemodell Flyktig minne - SRAM -DRAM Ikke-flyktig minne -ROM -EPROM - EEPROM Flash

Del1: Setup: BIOS. 2. Hvor mye Internminne har den? 3GB DDR2

Dagens temaer. Mer om cache-hukommelse (kapittel 6.5 i Computer Organisation and Architecture ) RAM ROM. Hukommelsesbusser

Dagens tema. Flere teknikker for å øke hastigheten

Hovedkort, brikkesett og busser

Forelesning 9. Registre, tellere og minne

Dagens temaer. Cache (repetisjon) Cache (repetisjon) Cache (repetisjon)

Dagens temaer. Fra kapittel 4 i Computer Organisation and Architecture. Kort om hurtigminne (RAM) Organisering av CPU: von Neuman-modellen

Hvorfor lære om maskinvare*?

ThinkPad G40 Series Installeringsveiledning

LabOppgave. 1. Hva slags CPU har maskinen? Beskriv de tekniske egenskapene ved CPU en.

LAB OPPGAVE. Del 1 Setup Bios

! Ytelsen til I/O- systemer avhenger av flere faktorer: ! De to viktigste parametrene for ytelse til I/O er:

Dagems temaer. kapittel 4 i Computer Organisation and Architecture. av CPU: von Neuman-modellen. Transfer Language (RTL) om hurtigminne (RAM)

TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs Gunnar Tufte

Singletasking OS. Device minne Skjerm minne. Brukerprogram. Brukerdata/heap. Stack. Basis for flerprosess-systemer.

Læringsmål og pensum. Hvordan lages en brikke (chip)? ICen basis for en revolusjon. Silisium

P1 P2 P3 P1 P2 P3 P1 P2. OS gjør Contex Switch fra P1 til P2

hvor mye hurtigminne (RAM) CPU en kan nyttiggjøre seg av. mens bit ene betraktet under ett kalles vanligvis et ord.

Dagems temaer INF ! Fra kapittel 4 i Computer Organisation and Architecture. ! Kort om hurtigminne (RAM)

Into da BIOS<3. Bak Skallet

ThinkPad X Series. Delenummer: 67P4585. h Datamaskin. h Batteri

NorthIce videobriller

bruksområder og oppbygging om cache-hukommelse (kapittel 6.5 i Computer Organisation Dagens temaer and Architecture ) ROM RAM

IN1020. Minnehierarki

Hukommelseshierarki. 16/3 cache /3 virtuell hukommelse in 147, våren 1999 hukommelseshierarki 1

Cache (repetisjon) Cache (repetisjon) Cache (repetisjon) Dagens temaer. CPU Cache RAM. om cache-hukommelse (kapittel 6.5 i Computer Organisation

Dagens temaer. Praktisk anvendelse: Satellittkommunikasjon. eksempler på bruk av assembler/c/arkitektur teknikker for å øke hastigheten

! Sentrale begreper er adresserbarhet og adresserom. ! Adresserbarhet: Antall bit som prosessoren kan tak samtidig i én operasjon

Minnehåndtering i operativsystemer

Bits&Bytes Om datamaskinens oppbygging og virkemåte. TOS - IKT Tirsdag 4. desember 2012 Seksjon for digital kompetanse

Fetch Datamaskinen henter en instruksjon i form av et tall eller en rekke tall fra programminne.

Innhold. 2 Kompilatorer. 3 Datamaskiner og tallsystemer. 4 Oppsummering. 1 Skjerm (monitor) 2 Hovedkort (motherboard) 3 Prosessor (CPU)

Superbruker Prosjekt

Til Oppgaven tester jeg med en Multicom Kunshan:

DEL 1 Setup BIOS Stian A. Johansen Terje Bratlie Espen Torås

Kjenn din PC (Windows7, Vista)

Odd Heine Johansen Labboppgave-datamaskinen. Del 1 Setup - BIOS. 1. Hva slags CPU har maskinen? Beskriv de tekniske egenskapene ved CPU en

Marius Rogndalen Karlsen, Informatikk Lab oppgave

Kjenn din PC (Windows 8.1)

TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs Gunnar Tufte

Innhold. Oversikt over hukommelseshierakiet. Ulike typer minne. Innledning til cache. Konstruksjon av cache Hukommelseshierarki-1 1

Skriverminne. Minnebehandling 1. Skrive ut. Bruke farger. Papirhåndtering. Vedlikehold. Problemløsing. Administrasjon.

Dagens temaer. Kort repetisjon. Mer om cache (1) Mer om cache (2) Read hit. Read miss. Write hit. Hurtig minne. Cache

Besvarelse på. Kjenn din PC (Windows7, Vista) Jon William Myrvoll Dataingeniør, kull 2010

Fakultet for informasjonsteknologi, Oppgave 1 Flervalgsspørsmål ( multiple choice ) 15 %

AVSLUTTENDE EKSAMEN I. TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs. Torsdag 29. November 2007 Kl

Memory Access) Figure: DMA kommuniserer med disk-controlleren og sørger for at det OS ønsker blir kopiert mellom harddisken og internminnet.

3. - Corsair Vengeance DDR3 1600MHz 8GB CL9 Prøv om du kan finne en tastatur-snarvei for å komme til dette kontrollpanelet.

LABOPPGAVER GRIT: IT OG SAMFUNN. Del 1 Setup - BIOS

Kjenn din pc (Windows Vista)

INF2270. Minnehierarki

Oppsummering av digitalteknikkdelen

Minnebehandling. Skrive ut Skriverminne. Bruke farger. Papirhåndtering. Vedlikehold. Problemløsing. Administrasjon.

Her velger dere først System and Security og deretter System.

INF3430/4431. Kretsteknologier Max. kap. 3

Dagens temaer. eksempler på bruk av assembler/c/arkitektur teknikker for å øke hastigheten. Organisation and Architecture )

Laboppgave. Del Optiplex GX620. av Jørgen Pedersen

Digital logic level: Oppsummering

1)Gjør om desimal tallene til binære: a) 4 =0100. b) 17 = c) 34 = d) 128 = e) 255 =

JahtiJakt videobriller

Oppløsning vil si antallet pixler det er i skjermen, i min skjerm er det 2560x1600px.

EKSAMEN I TDT4160 DATAMASKINER GRUNNKURS

Kjenn din PC (Windows 7)

Innhold. Virtuelt minne. Paging i mer detalj. Felles rammeverk for hukommelseshierarki Hukommelseshierarki-2 1

Presentasjon. [ Martin Sørum Morten Bergli Joachim Strand ] Optisk Media Minne BIOS. Gruppearbeid. HIOF Presentasjon MJM

Nadine Pedersen GRIT Datamaskinen- kjenn din Mac

INF2270. Datamaskin Arkitektur

Dagens temaer. Architecture INF ! Dagens temaer hentes fra kapittel 3 i Computer Organisation and

Kapittel 7, Minne RAM DIMM, SIMM ROM, PROM, EPROM, EEPROM FLASH DIM SUM. Cache Virtuelt minne

INF2270. Datamaskin Arkitektur

1. Beskriv hvilke enheter som er koblet til datamaskinen, og det du kan finne ut om egenskapene deres (fra About this Mac, System report... ).

Hvorfor lære om maskinvaren*?

Læringsmål og pensum. Oversikt. Systemprogramvare Operativsystemer Drivere og hjelpeprogrammer. To hovedtyper programvare

4. Prøv om du kan finne en tastatur-snarvei for å komme til dette kontrollpanelet.

IT1101 Informatikk basisfag, dobbeltime 18/9. Kommunikasjon med perifere enheter. Kontrollere. Kontrollere (2) I/O-instruksjoner

1.8 Binære tall EKSEMPEL

Bytte ut maskinvare Type 8129, 8132, 8133, 8134, 8135 og 8136

Generelt om operativsystemer

Maskinvaredelen av INF 103: oversikt og innhold (1)

Håndtering av minne i et OS

TDT4160 Datamaskiner Grunnkurs Gunnar Tufte

Transkript:

Internminnet Håkon Tolsby 22.09.2014 Håkon Tolsby 1

Innhold: Internminnet RAM DRAM - SDRAM - DDR (2og3) ROM Cache-minne 22.09.2014 Håkon Tolsby 2

Internminnet Minnebrikkene som finnes på hovedkortet. Vi kaller det internminnet for å kunne skille det fra eksterne lagringsenheter som harddisk og magnetbånd. Disse brikkene kan ikke gjøre annet enn å lagre data, i motsetning til prosessoren, som kan utføre beregninger. Data som lagres i internminnet, kan være tekst, tall eller programmer som inneholder instruksjoner til prosessoren. Alt er kodet med binære siffer, 0 og 1 22.09.2014 Håkon Tolsby 3

Tidlige typer internminnet Relè, en bit Ferittkjerner. Hver ring kan magnetiseres og lagre en bit 22.09.2014 Håkon Tolsby 4

Mye internminne = rask datamaskin En av de viktigste egenskapene ved en datamaskin, er hvor mye minne eller hukommelse (engelsk: memory) den har. Vi måler størrelsen på minnet i byte, og en byte er definert til å være åtte biter. Hver byte i internminnet har en egen adresse, og således kan prosessoren holde orden på hvor i minnet den skal lese eller skrive. 2 byte half word 4 byte word 8 byte double word 22.09.2014 Håkon Tolsby 5

Lese fra og skrive til internminnet Internminnet (RAM og ROM), består av adresserbare lagringsenheter som kalles ord (engelsk: word) som består av 1 eller flere byter. Skrive til internminnet: adressen til lagringsenheten legges på adressebussen et skrivesignal sendes til minnebrikken data fra databussen "skrives" til den adresserte lagringsenheten Lese fra internminnet: adressen til lagringsenheten legges på adressebussen et lesesignal sendes til minnebrikken data fra lagringsenheten overføres til databussen ( "leses") 22.09.2014 Håkon Tolsby 6

Måleenheter for minne kilobyte kb 2 10 = 1 024 byter megabyte MB 2 20 = 1024 2 =1 048 576 byter gigabyte GB 2 30 = 1024 3 = 1,07374 * 10 9 byter terrabyte TB 2 40 = 1024 4 =1,09951 * 10 12 byter petabyte PB 2 50 = 1024 5 byter exabyte EB 2 60 = 1024 6 byter 22.09.2014 Håkon Tolsby 7

RAM (Random Access Memory) RAM (engelsk: Random Access Memory) kalles ofte lese- og skriveminne. Alle datamaskiner som er basert på von Neuman-arkitekturen, bruker RAM på den samme måte (i praksis alle). RAM kan sammenlignes med et kladdeark. Når et program skal kjøres, overføres det først fra en disk og legges i RAM. Her ligger programmene midlertidig lagret, slik at prosessoren kan hente instruksjonene en etter en og utføre dem. Data som skal bearbeides, ligger også midlertidig lagret i RAM. Grunnen til at datamaskinen mellomlagrer data i internminnet (RAM), er at den ikke kan lese og skrive direkte mot en disk eller en annen perifer enhet. Disse mediene er altfor seine i forhold til den raske prosessoren. Det tar 300-400 ganger så lang tid å lese/skrive til en harddisk som å lese/skrive til RAM. Det som ligger i RAM, blir borte når strømmen på datamaskinen slås av. Det er en fordel at datamaskinen har så mye RAM som mulig. Aller best hadde det vært med plass nok til alle program og data som skal brukes. Hvis det ikke er plass til hele programmet i RAM, må det stadig leses nye programdeler fra harddisken, etter hvert som det er behov for dem. Det tar tid, og reduserer maskinens ytelse. Problemet kan reduseres ved hjelp av hurtigminne for disk (engelsk: diskcache). 22.09.2014 Håkon Tolsby 8

DRAM - SDRAM Den nåværende RAM-teknikken er basert på SDRAM Synchronous DRAM (Dynamic RAM) DRAM (engelsk: Dynamic RAM) er minnebrikker hvor hver bit lagres som en ladning på en kondensator koblet til en transistor. Problemet er at kondensatoren ikke klarer å holde på spenningen, men må friskes opp hele tiden, ca hvert andre millisekund. De første PC-ene hadde DRAM-brikker på 16 Kb (kilobiter) som ble plassert rett på hovedkortet. Deretter fikk man DRAM-brikker som var festet til DIMM-moduler (engelsk: Dual Inline Memory Module) slik vi kjenner det i dag. Det er små kretskort hvor DRAM-brikkene sitter ferdigmontert med 8, 16 eller 32 brikker på en DIMM. SDRAM (Synchronous DRAM) er en fellesbetegnelse på RAM som er synkronisert med den klokkehastigheten som prosessoren bruker til å kommunisere på systembussen. Hastigheten på SDRAM angis derfor i MHz, og SDRAM for 133 MHz har en kapasitet på 528 MB/sek. 22.09.2014 Håkon Tolsby 9

DDR (Double Data Rate) 2, 3 og 4 DDR (Double Data Rate) er en videreutvikling av SDRAM hvor man utnytter klokkepulsen to ganger og overfører data både når spenningen stiger og faller. DDR2 og DDR3 operere med høyere hastighet på bussen fordi de har en enklere bussprotokoll (400-800 MHz). Videre er minste lese/skrive-enhet økt fra to til henholdsvis fire(ddr2) og åtte ord(ddr3). Teoretisk båndbredde 10-20 GB/s DDR4 3,2 gigaoverføringer per sekund point-to-point arkitektur 22.09.2014 Håkon Tolsby 10

SRAM (engelsk: Static RAM) SRAM har en annen oppbygning enn DRAM og trenger ikke å bli frisket opp kontinuerlig. Bitcellene holder på bitverdien så lenge det er strøm til stede (statisk). SRAM er mye raskere enn DRAM og brukes derfor til hurtigminne-ram (engelsk: cache-ram). Ulempen med SRAM er at den tar større plass og er dyrere å konstruere enn DRAM. Fire transistorer går med til hver bitcelle 22.09.2014 Håkon Tolsby 11

ROM (Read Only Memory) ROM (engelsk: Read Only Memory) er internminne som prosessoren bare kan lese fra og ikke skrive til. Data som ligger i ROM, er permanente. De blir ikke borte når strømmen blir slått av. ROM brukes til å lagre programmer, som skal ligge i datamaskinen i hele dens levetid. Det er systemprogrammer, som er spesifikke for det aktuelle hovedkortet. Samlingen av programmer som ligger i ROM, kalles BIOS (engelsk: Basic Input Output System). ROMBIOS omfatter programmer for å starte maskinen og programmer for å kommunisere mot perifere inn- og utenheter som tastatur, skriver, disk osv. Når datamaskinen blir slått på, begynner prosessoren automatisk å utføre oppstartsprogrammene som ligger i ROMBIOS. Den begynner med å teste seg selv. Den teller opp hvor mye RAM maskinen har og kontrollerer alle enheter som er koblet til datamaskinen fungerer. Når BIOS er ferdig med å teste datamaskinen, leter den etter operativsystemet på en av diskene og overfører det til internminnet (RAM). Tidligere brukte alle programmer i datamaskinen BIOS-rutiner for å kommunisere mot eksterne inn- og utenheter. Nå er det vanlig at de benytter kall til drivere som går utenom BIOS. Under oppstart av datamaskinen kan du aktivere et Set-up program for å konfigurere programmene i BIOS. Disse konfigurasjonsdataene ligger i en spesiell type RAM-brikke, CMOS (engelsk: Complementary Metal-Oxide Semiconductor) som blir vedlikeholdt ved hjelp av strøm fra et batteri. 22.09.2014 Håkon Tolsby 12

Ulike typer ROM: PROM (engelsk: Progammable ROM). Kan skrives til bare en gang (brenner over sikringer for å lagre bitene), men leses så ofte det er ønskelig. EPROM (engelsk: Eraseable Progammable ROM). Spesiell type PROM-brikke hvor innholdet kan endres. Sletting gjøres med bestråling av ultrafiolett lys. Prosessen tar 20 minutter og sletter alt på brikken. EEPROM (engelsk: Electrical Eraseable Progammable ROM). Bruker elektrisitet til å slette med umiddelbar virkning, og en kan velge ut hvilke deler som skal slettes. Det tar lang tid å skrive til EEPROM. Egnet til å lagre små mengder konfigurasjonsdata. Fjerner data på byte-nivå Flash RAM er den vanligste teknologien i dag. Den ligner på EEPROM, men hastigheten for å skrive til brikken er tilnærmet lik hastigheten for å skrive til tradisjonell RAM. Med Flash RAM kan man bytte/oppgradere BIOS uten å måtte skifte selve brikken. Fjerner data i bolker. 22.09.2014 Håkon Tolsby 13

Cache-minne Cache er anvendelse av RAM som bufferlager mellom prosessor og internminne og mellom internminne og harddisk. Det siste kalles hurtigminne for disk (engelsk: diskcache). Hurtigminne brukes fordi dagens raske prosessorer trenger tilførsel av data og instruksjoner fra internminne mye raskere enn det som er mulig med DRAM-brikkenes tilgangstid (tenk på de ulike hastighetene som prosessoren og systembussen arbeider etter). Hurtigminne består av rask statisk RAM (SRAM), som er raskere en de vanlige DRAM-brikkene som benyttes i internminnet. Problemet med SRAM er at det er relativt kostbart og plasskrevende. Derfor består ikke hele internminnet av SRAM. 22.09.2014 Håkon Tolsby 14

Cache Hurtigminnet fungerer slik at mens prosessoren utfører en instruksjon, sørger en spesiell hurtigminnekontrollør for å lese den neste programinstruksjonen (eller dataelementet) fra internminnet og legge den i det raskere hurtigminnet. Dermed kan prosessoren lese den neste instruksjonen direkte fra det raske hurtigminnet istedenfor å hente den fra det trege internminnet. Datamaskiner har ofte flere nivåer av hurtigminne. Det kan være integrert som en del av prosessoren. Det kalles primært hurtigminne (primærcache). Eller det kan være plassert mellom minnet og prosessoren i egne brikker. Det kalles da sekundært hurtigminne. 22.09.2014 Håkon Tolsby 15