Міністерство освіти і науки України Національний університет “Львівська політехніка” Кафедра ЕОМ
Лабораторна робота №4 "Робота оперативної пам’яті та її діагностика" з дисципліни: " Діагностика комп’ютерних систем " Мета роботи: оволодіти засобами і методиками тестування продуктивності та характеристики головної пам’яті ПК, а також навчитися подавати аналітичні висновки щодо результатів досліджень. Теоретичні відомості. Оперативна пам'ять або оперативний запам’ятовуючий пристрій (ОЗП) призначений для збереження і текучої зміни інформації під час роботи комп’ютера. Таку пам’ять ще називають RAM (Random Access Memory – Пам’ять випадкового доступу). При запуску на комп’ютері будь-якої програми, її код зчитується процесором з жорсткого диску, компакт-диску, або дискети в оперативну пам'ять. Далі всі маніпуляції з даними проводяться безпосередньо в оперативній пам’яті.При виключенні живлення комп'ютера вміст оперативної пам'яті втрачається. Основним параметром, що відображає характеристики пам'яті, є її об'єм, який вимірюється в мегабайтах (Мбайт). Нагадаємо, що один мегабайт рівний 220 = 1048576 байт Як працює динамічна пам'ять? Як відомо, мінімальною одиницею інформації, яку може зберігати, обробляти або передавати комп'ютер є біт. Кожен біт може мати два стани: включений (1) або вимкнений (0). Будь-яка інформація зрештою складається з включених і вимкнених бітів - одиниць і нулів. Так, щоб зберегти або передати який-небудь об'єм даних, необхідно зберегти або передати кожен біт цих даних, незалежно від стану бита. Найважливішою характеристикою оперативної пам'яті є швидкодія, яка визначається таким чином: Швидкодія = тривалість циклу + час затримки + час доступу де: тривалість циклу - час, витрачений на передачу даних; час затримки (латентність) - початкова установка адреси рядка і стовпця; час доступу - час пошуку самого осередку. Вимірюється швидкодія в наносекундах (одна мільярдна частка секунди). Сучасні мікросхеми і пам'ять мають швидкодію нижче 10 нс. Оперативною пам'яттю управляє контроллер, який знаходиться в чіпсеті материнської плати, а точніше - в тій його частині, яка називається північним мостом (North Bridge). Після процесора, оперативну пам'ять можна вважати самим швидкодіючим пристроєм. Тому основний обмін даними і відбувається між процесором і пам'яттю. Як працює статична пам'ять? Статична пам'ять з довільним порядком вибірки (Static Random Access Memory, SRAM) отримала свою назву тому, що не вимагає регенерації. Осередок SRAM складається з шести транзисторів і є тригером - пристроєм, який скільки завгодно довго зберігає один зі своїх станів стійкої рівноваги і стрибкоподібно перемикається по сигналу ззовні з одного стану в інший. Як ви, ймовірно, відмітили, в схемі відсутній конденсатор. Немає конденсатора - немає стікання заряду, а значить, немає необхідності його оновлювати. Адже регенерація може займати до 10% і більш процесорного часу. Економія часу значна! Крім того, осередок SRAM сам по собі працює швидше за осередок DRAM, що дозволяє статичній пам'яті працювати на частоті процесора. Доречно зауважити, SRAM в більшості випадків і знаходиться усередині процесора. Виникає питання: чом би не використовувати тільки статичну пам'ять як ОЗУ? Річ у тому, що статична пам'ять дорожче динамічною приблизно на 30%. Статична пам'ять SRAM отримала назву «кеш» (cache). Навіщо потрібний кеш? Оскільки кеш працює на частоті процесора, то в нього завантажуються дані з оперативної пам'яті. Але не все, а ті, до яких процесор найчастіше звертається. Звернення процесора до кеша, а не до оперативної пам'яті, помітно підвищує швидкодію системи. Але розмір кеша обмежений. І тому процесор не завжди знаходить в кеші потрібні дані. Для оцінки ефективності кеша використовується параметр, називається коефіцієнтом попадання в кеш. Попадання в кеш - це прочитування процесором з кеша даних, які були заздалегідь туди записані з оперативної пам'яті. Саме заздалегідь, обернете на цю увагу. Чим вище коефіцієнт попадання, тим кращ...