Bài giảng Cấu trúc máy tính - Chương IV: Tổ chức bộ nhớ của PC

Chương 4 
Tổ chức bộ nhớ của PC 
Nội dung chính của chương 
Các kiểu bộ nhớ vật lý trong PC 
Nâng cấp và Cài đặt bộ nhớ 
DOS và Windows 9x quản lý bộ nhớ như thế nào? 
Bộ nhớ vật lý 
Lưu trữ dữ liệu và các lệnh khi CPU làm việc 
Hai loại: 
ROM 
Không mất dữ liệu khi tắt PC 
Là các chip được cắm vào các đế cắm hoặc được hàn chết cứng vào bo mạch 
RAM 
Mất dữ liệu khi tắt PC 
Là các thẻ SIMMs , DIMMs hoặc RIMMs được cắm vào các khe cắm thích hợp trên bo mạch hệ thống (DRAM) 
ROM trên bo mạch hệ thống 
Các chip nhớ chứa chương trình (ROM BIOS) 
Có thể là EPROM (erasable programmable ROM) hoặc EEPROM (electrically erasable programmable ROM), đó là các chip có thể xoá để nạp lại 
EPROM xoá bằng tia cực tím 
EEPROM xoá bằng xung điện 
ROM trên bo mạch hệ thống chứa BIOS hệ thống 
RAM trên bo mạch hệ thống 
Đóng vai trò bộ nhớ chính 
Đóng vai trò bộ nhớ đệm (cache) 
Phân biệt hai loại RAM: 
Bộ nhớ chính:Dynamic RAM ( DRAM): RAM động 
Cần phải được làm tươi thường xuyên bởi bộ điều khiển 
Thường được thực hiện bằng SIMM, DIMM hoặc RIMM 
Bộ nhớ cache: Static RAM ( SRAM): RAM tĩnh 
DRAM  
SRAM  
So sánh SRAM và DRAM 
Static RAM 
T ốc độ truy cập nhanh hơn DRAM do kh ông tốn thời gian làm tươi: 
C ác chip SRAM được xây dựng trên cơ sở tích hợp các transistor 
C ác chip DRAM được xây dựng trên cơ sở tích hợp các tụ do vậy cần phải thường xuyên được nạp lại (làm tươi) 
Đắt hơn D RAM do v ậy các máy tính có xu hướng sử dụng SRAM ít hơn DRAM nhằm giảm giá thành 
SRAM được sử dụng để làm Cache các kiểu: L1, L2, L3 
Vai trò của Cache  
Các kiểu SRAM 
Synchronous SRAM 
Burst SRAM 
Pipelined burst SRAM 
Asynchronous SRAM 
Dynamic RAM 
Thường được thực hiện bằng SIMMs , DIMMs hoặc RIMM 
Đặc điểm khác nhau giữa chúng: 
Độ rộng của đường dẫn dữ liệu 
Cách trao đổi dữ liệu với Bus hệ thống 
Nhận dạng RIMM, DIMM và SIMM  
Tổng kết về DRAM 
continued 
Tổng kết về DRAM 
Công nghệ SIMM 
Đánh giá theo tốc độ truy cập đo bằng nanô giây (ns) 
Công nghệ EDO hoặc FPM 
Công nghệ DIMM 
Đánh giá theo tốc độ và dung lượng 
Công nghệ BEDO hoặc synchronous DRAM (SDRAM) 
Các biến thể của SDRAM 
Regular SDRAM 
DDR SDRAM (SDRAM II) 
SyncLink (SLDRAM) 
Công nghệ DIMM  
Công nghệ RIMM 
Có độ rộng của đường dẫn dữ liệu bé hơn SIMM và DIMM để tăng tốc độ truyền dẫn 
Dữ liệu đến từ Bus hệ thống một cách tuần tự với từng module RIMM 
 RIMM phải được cài vào tất cả các khe cắm trên bo mạch hệ thống 
Nâng cấp bộ nhớ 
Dùng đúng kiểu, kích cỡ, dung lượng và tốc độ mà bo mạch hệ thống hỗ trợ 
Tương thích với các module đã cài đặt 
Không vượt quá khả năng quản lý của CPU mà bo mạch hệ thống hỗ trợ 
Dung lượng tối đa mà bo mạch hệ thống hỗ trợ 
Ví dụ dùng RIMM 
Cài đặt SIMM 
Cài đặt DIMM 
Cài đặt DIMM 
Các loại bộ nhớ đều được gán địa chỉ 
Cả ROM và RAM đều được OS gán địa chỉ trong quá trình PC khởi động 
Còn gọi là ánh xạ bộ nhớ (Lập bản đồ bộ nhớ) 
Ví dụ về Bản đồ của bộ nhớ của một PC như sau: 
Bản đồ bộ nhớ của PC 
Bản đồ bộ nhớ của PC 
Bộ nhớ của PC về mặt logic bao gồm: 
Bộ nhớ qui ước: 640K đầu tiên 
Bộ nhớ trên: Từ 640K đến 1024K 
Bộ nhớ mở rộng: Trên 1024K 
64K đầu tiên được gọi là “high memory area” (HMA) 
Bản đồ bộ nhớ của PC  
Bản đồ bộ nhớ trên  
Các tiện ích quản lý bộ nhớ của DOS 
Himem.sys 
Trình điều khiển cho bộ nhớ trên giới hạn 1 MB 
Cho phép DOS truy cập đến các địa chỉ trên giới hạn 1 MB 
Emm386.exe 
Chứa phần mềm cho phép nạp các trình điều khiển thiết bị và các chương trình khác vào bộ nhớ trên 
Sử dụng Himem.sys  trong Config.sys 
Sử dụng Emm386.exe  
Tạo và sử dụng các khối nhớ ở bộ nhớ trên 
Tóm tắt chương 
DOS và Windows quản lý bộ nhớ như thế nào: Bộ nhớ qui ước, bộ nhớ trên, bộ nhớ mở rộng 
Bộ nhớ của PC 
Phân biệt các loại bộ nhớ vật lý khác nhau: ROM, RAM các kiểu 
RAM thường được thực hiện bằng các module (SIMMs , DIMMs hoặc RIMMs) 
Việc nâng cấp bộ nhớ RAM có thể cải thiện được tính năng của toàn hệ thống