Republia SrbijaVisoka škola primenjenih strukovnih studija

Vranje

Seminarski rad

iz

Primene računara

Tema: Memorijske jedinice racunara

Predmetni nastavnik : Student:

Prof. dr Stanoje D. Cvetković Dimitrijevic Nikola 17/SI

Vranje 2010

Sadrzaj

Sadrzaj.........................................................................................................................................................1

Uvod............................................................................................................................................................2

Memorija i skladište....................................................................................................................................3

Čvrsti diskovi..........................................................................................................................................3

RAM........................................................................................................................................................3

Spoljni čvrsti diskovi...............................................................................................................................4

USB fleš diskovi......................................................................................................................................4

CD i DVD jedinice..................................................................................................................................5

Memorijske kartice..................................................................................................................................5

Pravljenje rezervne kopije datoteka.........................................................................................................6

Virtuelna memorija i jedinice za preslikavanje............................................................................................6

ORGANIZACIJA VIRTUELNE MEMORIJE........................................................................................................7

STRANIČNA ORGANIZACIJA.........................................................................................................................8

SEGMENTNA ORGANIZACIJA.......................................................................................................................8

SEGMENTNO-STRANIČNA ORGANIZACIJA...................................................................................................9

HARDVER I SOFTVER....................................................................................................................................9

ORGANIZACIJA HARDVERA RAČUNARA.....................................................................................................10

Jedinice spoljne memorije.........................................................................................................................12

Memorija s direktnim pristupom...............................................................................................................12

Zakljucak....................................................................................................................................................14

Literatura...................................................................................................................................................15

1

Uvod

Osnovna definicija memorije gdje se kaže da je to sposobnost nekog organizma da sačuva, zadrži te kasnije pozove informaciju se može koristiti i kada govorimo o računarskoj memoriji. Memorija se kod čovjeka čuva u memorijskim ćelijama mozga koji je sposoban informaciju pohraniti i kasnije je pozvati. Koliko dugo informacija ostaje zadržana u našem mozgu zavisi u kojem dijelu memorije mozga je sačuvana i kako je sačuvana. U dugotrajnom pamćenju nam ostaju recimo imena članova porodice, pojmovi i informacije koje često koristimo. Računarska memorija se najviše razlikuje od memorije mozga jer su informacije ili podaci sačuvani mehaničkim, optičkim, ili drugim principima u hardver uređajima a način čuvanja i vrijeme trajanja zavisi od tipa korištene memorije.

2

Memorija i skladište

Svi računari zahtevaju prostor za skladištenje i memoriju za pokretanje programa i skladištenje datoteka. Postoje različiti tipovi memorije i skladištenja i svaki ima sopstvenu svrhu. Većina ljudi koristi kombinaciju sledećih uređaja za skladištenje.

Čvrsti diskovi

Svaki računar ima jednu ili više disk jedinica – uređaja na kojima se skladište informacije na metalnim ili plastičnim diskovima. Čvrsti diskovi mogu da

uskladište veliku količinu informacija, uključujući fotografije, video zapise, muziku, dokumente, programe i mnogo toga. Čvrsti disk računara skladišti

informacije čak i kada je računar isključen. Više informacija o čvrstim diskovima potražite u člancima Delovi računara i Instaliranje ili uklanjanje jedinice čvrstog

diska.

Čvrsti disk

RAM

Radna memorija (RAM) jeste privremeni prostor za skladištenje koji računar koristi za pokretanje operativnog sistema Windows i drugih programa. RAM memorija se ne koristi za skladištenje kada je računar isključen. Memorija se razlikuje od prostora na disku, koji predstavlja količinu prostora za skladištenje koja je raspoloživa na čvrstom disku računara.

Različiti računari i programi imaju različite zahteve za RAM memorijom. Da biste saznali više o RAM memoriji, pogledajte članak Šta je to virtuelna memorija? i Informacije o količini RAM-a na računaru. Da biste saznali više o

3

tome kako da instalirate više RAM memorije, pogledajte informacije koje ste dobili uz računar ili posetite Veb lokaciju proizvođača računara.

Spoljni čvrsti diskovi

Najjednostavniji način da dodate više prostora na čvrsti disk jeste da priključite spoljni čvrsti disk. Spoljni čvrsti disk je sjajan način da uskladištite više digitalnih fotografija, video zapisa, muzike i drugih velikih datoteka. On može dodati prostor za skladištenje na unutrašnji čvrsti disk računara, posebno ako unutrašnji čvrsti disk računara nema dovoljno prostora. Spoljni čvrsti disk je takođe sjajan način za skladištenje rezervnih kopija važnih datoteka.

Da biste instalirali spoljni čvrsti disk, priključite ga na računar i povežite kabl za napajanje. Većina ovih čvrstih diskova se priključuje na USB port. Imajte na umu da ćete možda morati da instalirate softver koji se dobija uz čvrsti disk. Da biste to uradili, pratite uputstva proizvođača. Više o spoljnim čvrstim diskovima možete pročitati u člancima Šta je poboljšano skladištenje? i Instaliranje ili uklanjanje jedinice čvrstog diska.

USB fleš diskovi

USB (univerzalna serijska magistrala) fleš disk jeste mali prenosni uređaj koji se priključuje na USB port računara. Poput čvrstog diska, USB fleš disk skladišti informacije, ali obično mnogo manje informacija u odnosu na većinu čvrstih diskova. USB fleš diskovi se razlikuju po veličini i obliku i mogu da sadrže gigabajte informacija. Oni se ponekad nazivaju palac diskovi zato što su slične veličine i oblika kao ljudski palac. Lako ih možete nositi sa sobom, što ih čini veoma pogodnim za prenošenje informacija sa jednog računara na drugi. USB fleš diskovi zovu se i diskovi olovke, diskovi privesci za ključeve, diskovi ključevi, ilimemorijski ključevi.

USB fleš disk

4

CD i DVD jedinice

Danas su gotovo svi računari opremljeni CD ili DVD jedinicama koje se obično nalaze na prednjoj strani sistemske jedinice. CD jedinice koriste lasere za čitanje (preuzimanje) podataka sa CD-a, a mnoge CD jedinice takođe mogu upisivati (snimati) podatke na CD-ove. Ako imate disk jedinicu koja podržava upisivanje, kopije datoteka možete skladištiti na praznim CD-ovima. CD jedinicu možete koristiti i za reprodukciju muzičkih CD-ova na računaru.

DVD jedinice imaju iste mogućnosti kao CD jedinice, a uz to čitaju i DVD-ove. Ako imate DVD jedinicu, možete gledati filmove na računaru ili reprodukovati muzičke CD-ove. Mnoge DVD jedinice mogu upisivati podatke na prazne DVD-ove.

Memorijske kartice

Fleš memorijske kartice skladište informacije kao što su tekst, slike i muzika. Memorijske kartice možete brisati i ponovo ih koristiti. Većina digitalnih kamera skladišti slike i video zapise na CompactFlash memorijskoj kartici ili Secure Digital (SD) kartici.

Memorijske kartice

USB kabl možete koristiti da biste premestili slike sa fotoaparata na računar ili možete koristiti čitač memorijskih kartica.

Čitač memorijskih kartica

5

Kada ubacite memorijsku karticu u čitač, možete kopirati slike na računar, a da ne trošite bateriju na fotoaparatu, koristite kablove za povezivanje ili instalirate dodatni softver. Neki računari i laptop računari imaju ugrađen čitač memorijskih kartica. Ostale čitače kartica priključite na USB port na računaru. Više informacija potražite u članku Kako da prenesem slike sa fotoaparata na računar? i Rad sa digitalnim slikama.

Pravljenje rezervne kopije datoteka

Uvek budite sigurni da ste sačuvali kopiju važnih datoteka na drugoj lokaciji, bez obzira na to koji metod koristite za originalno skladištenje. Na taj način nećete izgubiti podatke u slučaju kvara čvrstog diska. Za pravljenje rezervnih kopija datoteka možete koristiti spoljne čvrste diskove, CD ili DVD disk, USB fleš disk ili drugi uređaj za skladištenje. Više informacija o pravljenju rezervnih kopija datoteka potražite u odeljku Gde bi trebalo da sačuvam rezervnu kopiju?

Virtuelna memorija i jedinice za preslikavanje

Kod velikog broja savremenih računara ne postoji jedan prema jedan korespondencija izmeñu adresa koje se generišu u programu i adresa operativne memorije. Adrese koje se generišu u programu zovu se virtuelne adrese, a adrese operativne memorije realne adrese. Opseg adresa koje se generišu u programu se zove virtuelni adresni prostor, a opseg adresa operativne memorije realni adresni prostor. U ovim razmatranjima se uzima da se kompletan virtuelni adresni prostor dodeljuje svakom procesu. Kompletni programi i podaci svakog procesa nalaze se na disku, a samo njihovi delovi za kojima u odreñenom trenutku postoji potreba dovlače se sa diska i smeštaju u neki deo operativne memorije. Zbog toga kod ovih računara postoji potreba da se za svaki proces vodi evidencija o tome koji se njegovi delovi nalaze u operativnoj memoriji i u kom njenom delu. To se obično realizuje pomoću posebnih tabela koje se formiraju u operativnoj memoriji za svaki proces i koje se nazivaju tabele preslikavanja. U zavisnosti od toga kako se virtuelni adresni prostor radi dovlačenja sa diska u operativnu memoriju deli na delove,razlikuju se tri tipa virtuelnih memorija, i to virtuelne memorije sa straničnom, segmentnom i segmentno-straničnom organizacijom.

6

Kod virtuelnih memorija stranične organizacije virtuelni adresni prostor se deli na delove fiksne veličine koji se nazivaju stranice, a realni adresni prostor se deli na delove fiksne veličine koji se nazivaju blokovi. Veličina stranice odgovara veličini bloka. Pojedine stranice svih procesa se po potrebi smeštaju u raspoložive blokove operativne memorije. Kada se svi blokovi operativne memorije popune stranicama različitih procesa, neka od tih stranica se vraća na disk da bi se oslobodio blok u operativnoj memoriji za neku novu stranicu. Kod virtuelnih memorija segmentne organizacije virtuelni adresni prostor se deli na delove promenljive veličine koji se nazivaju segmenti. Pojedini segmenti svih procesa se po potrebi smeštaju u delove operativne memorije koji po veličini odgovaraju veličinama segmenata koji se u njih smeštaju. Kada je kompletna operativna memorija popunjena segmentima različitih procesa, jedan ili više segmenata se vraća na disk da bi se u operativnoj memoriji oslobodio prostor dovoljan za smeštanje segmenta koji se dovlači.

ORGANIZACIJA VIRTUELNE MEMORIJE

Postoje tri osnovne vrste organizacije virtuelnih memorija, i to:

• stranična,

• segmentna i

• segmentno-stranična.

U daljem tekstu se daju samo one osobine svake od navedenih organizacija virtuelne memorije koje su relevantne za realizaciju jedinica za preslikavanje.

7

STRANIČNA ORGANIZACIJA

Kod stranične organizacije virtuelne memorije virtuelna adresa ima dva polja: broj stranice (page) dužine p bita i adresa reči u stranici (word) dužine w bita. Kako je veličina virtuelnog adresnog prostora 2p+wreči, a stranice 2w reči, to su veličine polja page i word p i w bita, respektivno. Kod stranične organizacije virtuelne memorije realna adresa ima dva polja: broj bloka (block) dužine b bita i adresa reči u bloku (word) dužine w bita. Kako je veličina realnog adresnog prostora 2

b+wreči, a bloka 2w reči, to su veličine polja block i word b i wbita, respektivno. Struktura virtuelne i realne adrese i dužine u bitovima delova virtuelne i realne adrese su prikazani na slici 1. Tabela stranica (PT) jednog procesa je data na slici 1. Tabela stranica ima poseban ulaz za svaku stranicu procesa. U njima se nalaze informacije neophodne za preslikavanje stranica virtuelnog adresnog prostora procesa u blokove fizičke memorije. Te informacije se nazivaju deskriptori stranica.

SEGMENTNA ORGANIZACIJA

Kod segmentne organizacije virtuelne memorije virtuelna adresa ima dva polja: broj segmenta (segm) dužine s bita i adresa reči u segmentu (word) dužine w bita. Kako je veličina virtuelnog adresnog prostora 2s+w reči i sastoji se od 2ssegmenata maksimalne veličine 2wreči, to su veličine polja segm i word s i w bita, respektivno. Kako je veličina realnog adresnog prostora 2areči to je veličina realne adrese a bita. Struktura virtuelne i realne adrese i dužine u bitovima delova virtuelne i realne adrese su prikazani na slici 2. Tabela segmenata (ST) jednog procesa je data na slici 2. Tabela segmenata ima poseban ulaz za svaki segment procesa. U njima se nalaze informacije neophodne za preslikavanje segmenata virtuelnog adresnog prostora procesa u delove fizičke memorije veličine segmenata. Te informacije se nazivaju deskriptori segmenata. S obzirom da u virtuelnom adresnom prostoru procesa ima 2s segmenata, to i tabela segmenataima 2s ulaza. Početna adresa tabele segmenata sadržana je u posebnom registru

8

procesora koji se naziva ukazivač na ST (STP). Na osnovu sadržaja ukazivača na ST i broja segmenta, jedinica za preslikavanjevirtuelnih adresa u realne adrese dolazi do deskriptora segmenta, a time i do informacija neophodnih za preslikavanje.

SEGMENTNO-STRANIČNA ORGANIZACIJA

Kod segmentno-stranične organizacije virtuelne memorije virtuelna adresa ima tri polja: broj segmenta (segm) dužine s bita, broj stranice (page) dužine p bita i adresa reči u stranici (word) dužine w bita. Kako je veličina virtuelnog adresnog prostora 2s+p+w reči i sastoji se iz 2s segmenata maksimalne veličine 2w reči, a oni su dalje podeljeni na 2p stranica veličine 2w reči, to su veličine polja segm, page i word s, p i w bita, respektivno. Kod segmentno-stranične organizacije virtuelne memorije realna adresa ima dva polja: broj bloka (block) dužine b bita i adresa reči u bloku (word) dužine w bita. Kako je veličina realnog adresnog prostora 2b+w reči, a bloka 2w reči, to su veličine polja block i word b i w bita, respektivno. Struktura virtuelne i realne adrese i dužine u bitovima delova virtuelne i realne adrese su prikazani na slici 3. Kod segmentno-stranične organizacije virtuelne memorije svaki proces ima jednu tabelu segmenata i onoliko tabela stranica koliko ima segmenata u virtuelnom adresnom prostoru procesa. Za dati procesor postoji jedna tabela segmenata i maksimalno 2p tabela stranica.

HARDVER I SOFTVER

Dva su osnovna pojma koja se sreću u oblasti računarstva: Hardver (engl. hardware) i softver (engl. software). Pojam hardver (u nasem jeziku se koristi i izraz tehnicka podrska) odnosi se na opremu koja predstavlja fizicku (materijainu) realizaciju bilo kog sistema koji obavlja odredene funkcije. Odnosi se, na merne uređaje, magnetske medijume, elektronske komponente, linije za vezu opremu. Hardver predstavlja, dakle fizicke komponente koje je potrebno instalirati i uključiti da bi računar proradio. Pojam softver odnosi se na sveukupnost

9

instrukcija, programa i procedura koji se generiše, aktivira i koristi na raznorazne načine da bi omogućio hardveru da realizuje žeijene poslove. Softver se sastoji od podataka smeštenih na magnetnim medijumima u elektronskim memorijama itd.

Digitaini računar rešava zadatak tako što je prethodno "programiran", posebno za njega razvijenim softverom. Prvi računari programirani su tako da su pravljene liste instrukcija pisanih u binarnom kodu koje su u memoriju računara prenosene korišćenjem tastature teleprintera ill bušene papirne trake. Pisanje ovakvih programa u takozvanom internom jeziku računara bilo je veoma teško i zametno, posebno je bilo teško otkrivanje i korigovanje grešaka u programima. Danas programeri pišu programe na jezicima koji su veoma slični prirodnom jeziku, to su viši i algoritamski programski jezici. Programeri direktno upisuju naredbe2programa u memoriju računara. Posebni programi naredbe viših programskih jezika, prevode na interni mašinski jezik računara. Posebnu klasu ovih programa čine asembleri (engl. assembler), zatim prevodioci ili kompajleri (engl. compiler), interpreteri,pa se u torm smislu govori o asemblerskim, kompajlerskim i interpreterskim jezicima.Hardver i softver udruženi čine računarski sistem. Razvoj računarskih sistema uslovljen je razvojem i hardvera i softvera.

ORGANIZACIJA HARDVERA RAČUNARA

Organizacija racunara prema Von Neumann-ovom konceptu (Von Neumann-ov automat) predstavljena je na slid 1.3.1. Prema ovom konceptu racunar se sastoji od cetiri osnovne jedinice:

- aritmeticka jedinica,

- memorijska jedinica,

- upravljacka jedinica i

- ulazno-izlazna (U/l) jedinica

10

Aritmetička jedinica obezbeđuje izvršavanje operacija (kao što su sabiranje i oduzimanje brojeva, poredenje, pomeranje brojeva u levo i desno, množenje i delenje itd.). Složenije operacije (kao npr. korenovanje, stepenovanje, itd.) izvršavaju se kombinacijom više operacija čije se izvršavanje odvija pod kontrolom programa.

Memorijska jedinica služi da se u nju upisuju i pamte (memorišu) i podaci i instrukcije od kojih se sastoji program. Da bi se neki program mogao izvršiti mora se najpre smestiti u memoriju računara. Isto tako i podaci koji se obraduju smeštaju se u memoriju računara.

Upravljačka jedinica upravlja pojedinim koracima u obradi podataka i to na osnovu informacija sadržanih u instrukciji koju upravljačka jedinica zahvata iz memoiije računara. Upravljačka jedinica brine da se svaki predviđeni detalj obrade odvija na korektan način obezbeđujući sinhronizovan rad U/l jedinice, memorije i aritmetičke jedinice.

U/l jedinice računara omogućavaju razmenu poruka izmedu računara i spoljnog sveta. Naime, pre nego što se priđe izvršavanju programa potrebno je da se instrukcije od kojih se sastoji program kao i odgovarajuci podaci učitaju u memoriju računara. Posle završetka obrade podataka neophodno je da se dobijeni rezultati saopšte korisniku. Ove operacije omogućavaju U/I jedinice.

11

Jedinice spoljne memorije

Jedinice spoljne memorije služe za čuvanje programa i podataka kada računar nije u upotrebi; kada se koristi, program po kome radi i svi podaci koje računar obrađuje nalaze se u unutrašnjoj memoriji ili kroz nju prolaze. Međutim, i za vreme rada računara delovi programa i podaci koji trenutno nisu potrebni privremeno se skladište na jedinicama spoljne memorije, kojih ima dva tipa:

s direktnim pristupom i sa sekvencijalnim pristupom.

Memorija direktnim pristupom

Memorija s direktnim pristupom

Memorija s direktnim pristupom je magnetni disk. On se realizuje u dva oblika:

kao disketa (floppy disk) ili kao tvrdi disk (hard disk).

Kapacitet spoljne memorije izražava u istim jedinicama kao i kapacitet unutrašnje memorije, tj. brojem bajtova koji može da se uskladišti na spoljnu memoriju.

Disketa je okrugla ploča premazana magnetnim materijalom i ugrađena u zaštitno kućište od plastike. Kada se stavi u disketnu jedinicu, disketa se okreće, dok se sa njene gornje i donje strane nalaze upisno-čitajuće glave uređaja kojima se obavlja i upis na ploču i čitanje sa nje. Budući da se ploča okreće, ispod položaja upisno-čitajuće glave, kada ona miruje, nastaje kružnica koja se nazivastaza. Kružnica je podeljena na sektore dužine 512 bajtova. Da bi se pristupilo podatku, upisno-čitajuća glava mora da se pomeri nad odgovarajuću stazu i da se disketa okrene tako da sektor u kome se podatak nalazi dođe ispod glave.

12

Naravno, staze i sektori nisu vidljivi nego su samo zapisani na magnetnom materijalu. Da bi se upisali, disketa se pre prve upotrebe mora formatizovati. Sada se to uglavnom radi fabrički, tako da je kupljena disketa već formatizovana, ali se povremeno javlja potreba da to uradi i sam korisnik. Kapacitet diskete može biti 360kB, 720kB, 1.44MB ili 2MB.

Disk (hard disk) sastoji se od više ploča premazanih magnetnim materijalom i postavljenih na istu osovinu; brži je i znatno većeg kapaciteta nego disketa. Staze sa istim poluprečnikom s gornje i donje strane svih ploča čine cilindar.

13

Značajni parametri za izbor diska su:

srednje vreme pristupa podacima, brzina prenosa podataka i kapacitet diska.

14

Zakljucak

Ovdje podrazumijevamo da je memorija niz obrojčenih/numerisanih ćelija, od kojih svaka sadrži djelić informacije. Informacija može bitiinstrukcija kojom se računaru zadaje neki zadatak. Ćelija može sadržavati i podatak koji je potreban računaru da bi izvršio neku instrukciju. U svakom slučaju, bilo koja od ćelija može sadržavati djelić informacije koji u datom trenutku može predstavljati podatak a već u slijedećem - instrukciju. Znači, sadržaj memorijskih ćelija se neprestano mijenja.Veličina svake ćelije i njihov broj, razlikuje se od računara do računara a i tehnologije izrade tokom njihovog razvoja su bile bitno različite. Tako smo imali elektromehaničke memorije - releje, cijevi ispunjene živom u kojima su se stvarali zvučni pulsevi, matrice stalnih/trajnih magneta, pojedinačnih tranzistora, sve do integralnih kola sa više miliona diskretnih i aktivnih elemenata.

15

Literatura

www. vikipedia.com

www.arhracunara.com

www.memjed.com

16