Обзор аппаратного обеспечения компьютера: память

Цель работы: научиться определять и анализировать основные характеристики памяти компьютера, оптимизировать работу компьютера путем настройки объема виртуальной памяти.

Оборудование:ПК с операционной системой Windows XP/7/8.

Теоретические сведения

Система памяти является важнейшей обязательной частью персонального компьютера, без которой он не может функционировать.

По своей структуре система памяти разделяется на основную (внутреннюю) и внешнюю память. Основная (внутренняя) память - это память, к которой центральный процессор компьютера в процессе работы обращается постоянно за получением команд и данных, необходимых для функционирования компьютера. Внешняя память - это различного типа запоминающие устройства, где информация может сохраняться до начала и после обработки в компьютере.

Основная память, в свою очередь, делится на оперативную и постоянную.

Оперативная память является главной частью основной памяти и применяется для оперативного обмена информацией, т.е. командами и данными, между процессором, внешней памятью, периферийными устройствами ПК. Устройства оперативной памяти сокращенно называют ОЗУ или RAM (RandomAccessMemory) - память с произвольным доступом. Это название соответствует тому положению, что оперативная память должна обеспечивать чтение, запись любой ячейки ОЗУ в произвольном порядке.

Оперативная память может выполняться с использованием элементов памяти динамических (DRAM) и статических (SRAM).

В динамической памяти запоминающим элементом является конденсатор, который может находиться в заряженном или разряженном состоянии, формируя информационную единицу, соответственно 1 или 0. В реальных конденсаторах из-за тока утечки информация может быть утрачена, поэтому необходима постоянная регенерация информации. Эта регенерация осуществляется при цикле чтения/записи с ячейки. Если обращений к ячейке в течение нескольких миллисекунд нет, то информация будет утрачена, и для ее сохранения по специальной программе производится обновление информации примерно каждые 2 мс. Именно поэтому данная память называется динамической.

Статическая память создается из ячеек, каждая из которых имеет триггер и связанную с ним схему управления. Двухпозиционное переключение триггера позволяет сохранять одну единицу информации - 1 или 0. Информация может храниться долго, не требует обновления и поэтому такая память называется статической.

И динамическая, и статическая память являются энергозависимыми. При отключении питания информация будет потеряна.

Важнейшими характеристиками оперативной памяти являются быстродействие, объем памяти, надежность. Важное значение имеет и стоимость элементов памяти.

Статическая память является значительно более быстродействующей, чем динамическая, однако она сложнее по устройству и стоит значительно дороже. Поэтому основной объем ОЗУ обычно формируется из ячеек динамической памяти, а ячейки статической памяти используются для формирования особого раздела оперативной памяти - сверхоперативной, так называемой кэш-памяти. Кэш-память вводится между ОЗУ и процессором и другими абонентами системной шины. Она не предназначена для хранения каких-либо выделенных массивов информации, а осуществляет хранение тех информационных блоков, к которым происходили последние обращения. Вследствие того, что вероятность повторных обращений очень велика, то при этих обращениях информация будет извлекаться из сверхоперативной кэш-памяти, что существенно ускоряет работу компьютера в целом. Объем кэш-памяти обычно в сотни раз меньше, чем общий объем ОЗУ.

К внутренней памяти также относится устройство постоянного, энергонезависимого хранения системной информации - BIOS (BasicInput/OutputSystem). BIOS выполняет три основные функции:

- предоставляет операционной системе аппаратные драйверы и осуществляет первичное, при начале работы, сопряжение между материнской платой и остальными устройствами ПК;

- содержит тестовую программу проверки системы, так называемый POST (PowerOnSelfTest), которая при включении ПК проверяет все компоненты системы;

- содержит программу CMOS Setup для установки параметров BIOS и аппаратной конфигурации ПК.

Для хранения BIOS могут использоваться микросхемы электрически стираемой программируемой постоянной памяти - Flash-BIOS.

Конструктивно элементы основной оперативной памяти выполнены в виде модулей, которые устанавливаются в специальные разъемы - слоты - на материнской плате. Возможна замена, дополнение модулей памяти.

Через оперативную память центральный процессор осуществляет связь с внутренней постоянной памятью. В современных ПК такая внутренняя постоянная память представлена винчестером - накопителем на твердом магнитном диске. На винчестере в специальном отделе хранится программное обеспечение ПК, а в других отделах - необходимые пользователю информационные данные, в том числе и архивируемые. Емкость современного винчестера может достигать нескольких сотен и даже тысяч Гигабайт.

Ход работы

Изменение объема виртуальной памяти

Windows устанавливает исходный размер файла подкачки равным объему оперативной памяти вашего компьютера, а максимальный размер файла подкачки соответствует утроенному объему ОЗУ. Если при использовании этих рекомендованных значений появляются предупреждения, необходимо увеличить минимальный и максимальный размеры.

1. Коснитесь или щелкните, чтобы открыть раздел "Система".

2. Выберите раздел Дополнительные параметры системы. Требуется разрешение администратора От вас может потребоваться ввести пароль учетной записи администратора или подтвердить выбор.

3. На вкладке Дополнительно в разделе Производительность нажмите или щелкните Настройка.

4. Откройте вкладку Дополнительно, а затем в разделе Виртуальная память нажмите кнопку Изменить.

5. Снимите флажок Автоматически выбирать объем файла подкачки.

6. В списке Диск [метка тома] выберите диск, содержащий файл подкачки, размер которого необходимо изменить.

7. Выберите переключатель Указать размер, введите в поле Исходный размер (МБ) или Максимальный размер (МБ) новый размер в мегабайтах, нажмите кнопку Установить, а затем — ОК.

Как правило, после увеличения файла подкачки перезагрузка не требуется. Однако в случае уменьшения размера файла подкачки следует перезагрузить компьютер, чтобы изменения вступили в силу.

Индивидуальное задание

1. Оценить значение установленной памяти ОЗУ.

2. Изменить объем виртуальной памяти.

Содержание отчета

Отчет по практической работе должен содержать следующие пункты:

- название практической работы;

- цель работы;

- краткие теоретические сведения;

- индивидуальное задание для выполнения практической работы;

- краткое описание хода выполнения работы;

- результаты выполнения работы;

- выводы.