计算机维护与维修教程第五章.ppt

第5章内存，本章介绍了计算机系统的内部内存，包括各种ROM和RAM芯片的特性和功能。5.1系统内部存储5.2ROM存储5.3RAM内存5.4内存和高速缓存、关闭、5.1系统内部存储、5.1.1内部存储介绍系统内部存储简称为内存，是存储当前运行的程序指令和数据并通过高速系统总线直接在CPU上处理的系统的主存储，因此需要配置高速集成电路内存。CPU、周边芯片组、内存和总线接口这些最基本的部分构成了计算机的主机，内存容量、速度和可靠性等指标与系统的性能直接相关。在计算机操作开始时，首先将指定的文件(程序命令和数据)从外部内存加载到内存中，然后CPU非常频繁地直接访问内存，执行程序命令、数据计算和系统控制等操作，完成特定操作，并将最终结果以文件形式存储回外部内存。硬盘速度慢，对系统的影响远低于内存。内存由主板和内存中安装的各种内存集成电路组成，如只读内存(ROM)和随机读写内存(RAM)。主机内存存储容量的大小必须取决于系统运行的操作系统和应用程序的需要，如果运行复杂的操作系统并需要同时运行多个应用程序，则需要更大的内存。表5-1列出了几种常用软件的内存要求。表5-1通用软件的内存要求，5.1.2内存的技术规范内存的主要指标如下：1 .内存容量内存容量表示内存中的存储单位数，可以是字节(Byte)、千字节(KB)和兆字节(MB)。1mb=210 kb=1024 kb=220 byte=10241024 byte。当前系统内存通常为32MB、64MB、128MB或256MB，显示内存通常为4MB、8MB、16MB或32MB。2 .内存速度内存速度包括内存芯片的访问速度和内存总线的速度。内存访问速度是以纳秒(nS)为单位读取和写入内存单元数据的时间。1秒(Sec .)=106微秒(S)=109纳秒(nS)。常用内存芯片的速度在几十个nS和几个nS之间，值越小，速度越快。内存总线的速度表示CPU和内存之间的总线速度，由总线工作时钟决定，例如33MHz、66MHz、100MHz、133MHz等，显然数字越大，速度就越快。所谓的PC-100和PC-133的SDRAM内存容量分别是满足100MHz和133MHz总线的内存。频率和周期是倒数，因此10nS和7.5nS的内存分别对应于100MHz和133MHz总线时钟。3 .内存芯片的类型分为只读内存(ROM)和随机访问内存(RAM)两类。ROM分为PROM、EPROM和EEPROM等。RAM分为DRAM、SRAM、CMOSRAM、VRAM等，DRAM有多种类型。4.奇偶校验检查是系统检查数据访问和传输错误最简单的技术之一。例如，奇偶校验检查使用额外的1位奇偶校验位错误地检查8位数据，正确数据中包含的“1”数必须是奇数。5.5.ECC ErrorCheckandCorrect(ECC)是一种内存数据检查和错误更正技术。ECC使用4位来更正校验和错误。ECC所在的内存稳定，通常用于服务器。5.2ROM存储，5.2.1系统ROMBIOSROM(ReadOnlyMemory)是只读存储IC。但其特点是不能读写。也就是说，保存的内容不会被复盖，退出后也不会丢失。因此，ROM用于存储引导前要运行的BIOS进程。基本输入/输出系统(BIOS)是计算机系统中最基本的程序，在主板的ROM芯片上“硬化”，开机后首先运行BIOS，然后将系统引导至正常运行状态。所谓的“硬化”也称为ROMBIOS，因为BIOS程序物理存放在ROM芯片上，即使关闭也不会丢失。、BIOS程序包含系统的引导引导代码、系统POST(PowerOnSelfTest)、系统硬件配置程序(BIOSSetup或CMOSSetup)、基本硬件驱动程序(如键盘、低分辨率显示器、软盘、硬盘)开机后，CPU将首先自动运行引导代码，然后开始运行BIOS程序，以便BIOS获得系统控制。BIOS中的开机自检程序将根据CMOS存储芯片上的硬件配置数据，逐个检测CPU、内存、显卡、键盘、软驱和硬盘，如果各部分正常，则启动磁盘操作系统(DOS、Windows等)。如果在开机自检期间检测到某些硬件无法正常工作，BIOS将通过PC扬声器发出错误提示音频代码，或通过屏幕显示错误提示文本。BIOS启动开机自检，并且屏幕上显示内存信息时，系统将提示您按“Del”键运行系统硬件配置程序(CMOSSetup)，以设置硬盘类型、软驱类型、日期时间和系统操作参数。如果及时按Del键，则可以运行CMOSSetup程序，将设置数据存储在CMOSRAM芯片中，然后在下次引导时BIOS访问CMOSRAM，获取正确的硬件配置和优化参数以启动系统。CMOS设置不正确导致系统无法正常工作。5.2.2ROM存储芯片1。可以使用pROM可编程ROM(pROM)对rom进行编程。用户可以根据自己的需要使用专用写ROM设备写入内容，但仅允许写入一次，使用起来仍然很不方便。2.您可以使用epROM erasableprogrammableROM(epROM)清除可编程rom。用户可以根据自己的需要使用专用的EPROM写入程序复盖内容，多次重写，更新程序更方便。因此，早期PC使用EPROM作为BIOS程序的内存。图5-1显示了EPROM的外观。可以清除紫外线曝光存储的数据，以EPROM程序员的身份编写和输入程序。3 .eepROM EEPROM或E2PROM(ElectricalEPROM)，即可电气清除的可编程ROM。外形规格如图5-1所示，当前主板使用EEPROM保留BIOS。EEPROM内存也称为闪存(FlashROM)，也称为闪存BIOS。闪存易于程序复盖、升级，在计算机正常运行的情况下，使用特殊应用程序将最新版本的BIOS从制造商或网站写入闪存即可。闪存ROM的清除条件是在主板上添加12V电压，可以使用跳线将高压清除写入状态设置为清除写入状态。因此，升级当前主板的BIOS是充分发挥主板性能的简单、及时的方法。显然flash BIOS也有致命的弱点，CIH类的病毒复盖可能会损坏主板。为此，已对主板采取了硬件跳线写保护闪存BIOS、软件COMS设置写保护闪存BIOS和双BIOS闪存芯片等保护措施。图5-1EPROM和EEPROM、5.2.3ROMBIOS中的新功能ROMBIOS芯片及其在主板上的位置如图5-2所示。目前，ROMBIOS具有一些新功能。1 .当前BIOS程序存储在闪存中，更容易复盖和升级。主板还具有特殊跳线，通过设置闪存BIOS的允许或不允许替代状态，保护BIOS程序免受病毒的侵害。2.自动检测硬盘的类型参数，以及CPU类型、时钟速度和工作电压。它还可以自动检测具有PnP功能的扩展卡，并正确分配系统资源。3 .除了从软盘a、硬盘c启动操作系统外，还可以从CD-ROM光盘启动系统。4.支持电源管理模式sourcemanagement mode(SMM)，以满足“绿色计算机”的基本要求。主机板停止工作时，您可以开始省电状态，也就是低耗电操作。5.桌面管理界面桌面管理界面(DesktopManagementInterface，DMI)使您可以使用支持DMI的工具软件(如Norton)查看和修改硬件数据，以及直接管理硬件配置。6.支持扩展系统配置数据extendedsystemconfigurationta(escd)。这包括每个扩展卡和集成在主板上的设备的IRQ号、I/O端口地址和DMA通道号。开机并完成系统测试后，屏幕将显示系统硬件配置表，除了上面DMI的数据外，还显示ESCD的数据。图5-2ROMBIOS，要特别注意选择主板时提供的BIOS程序的版本、功能和兼容性。ROM的读取速度更慢，ROMBIOS本身提供了将程序代码复制到RAM以提高BIOS读取速度的功能。这称为图像，即ShadowRAM，可以在CMOSSetup中设置。5.3RAM内存，randomaccessmemory是随机读写内存IC。内存主要由RAM内存芯片组成，根据芯片类型和在系统中的作用，可以分为dRAM、CMOSRAM、SRAM、VRAM等多种RAM。5.3.1DRAMDRAM(DynamicRAM)具有高密度(单片容量可以达到64M位)，价格低廉，可写入，因此系统内存的默认容量空间由DRAM组成。DRAM芯片有很多大容量存储设备，地址线的位数很多。为了减少芯片上的针脚，将每个存储单元的地址分为行地址和列地址来显示。对每个存储单元执行读和写操作时，地址将按行地址、列地址输入两次，从而显着降低对存储芯片的访问速度。此外，DRAM芯片上的存储设备是电容电路，系统会定期进一步刷新存储的数据，因此DRAM芯片的访问速度较低，通常为70nS(纳秒)或60nS，远远低于CPU。访问DRAM芯片的方法决定了访问速度，DRAM可分为快速页面：1 . fpm fast platode(fpm)DRAM。FPM经常用于486和586主板，芯片速度最高可达70ns。2.edo扩展data output(edo)dram可扩展数据输出方式。EDO常用于586和早期奔腾ii主板，芯片速度最高可达60ns。3.sDRAM同步DRAM(sDRAM)是同步dram，是与系统总线时钟同时工作的存储。SDRAM内存按系统总线(FSB)的时钟划分为66MHz、100MHz、133MHz等，分别标记为PC100和PC133。SDRAM芯片可为Pentium或更高版本的主板提供高达10nS或高达7nS的读写速度。4。rdram rdram (rambus dram)是新的高性能s dram存储。通过支持300MHz总线时钟的新高速RamBus总线传输数据，并在时钟信号的上升和下降(如实际在600MHz下工作)中工作。最新的Pentium 4主机板以双通道的4个RIMM插槽支援RDRAM记忆体。5.DDR 5 .DDRDDR(双倍数据速率)是一种新型高速DRAM内存，是双数据速率。时钟脉冲的上升和下降都起作用，理论上是当前SDRAM速度的两倍。5.3.2 cmosRAMcmosram是互补金属氧化物半导体ram内存。这些内存在启动时由PC电源为CMOS芯片供电，因为功耗极低，关闭电源后，可以切换到主板上的小型电池电源，以避免丢失存储信息。因此，主板上的CMOSRAM芯片不允许丢失(例如软驱类型、硬盘类型、显示模式、内存大小、系统操作状态参数等)，但用于存储用户需要重写的系统BIOS硬件配置信息，只要硬件配置发生更改(例如更换硬盘、记忆棒等)，用户就应在开机时按Del键，然后首先访问BIOSSetup程序(CMOSSetup每次启动时，BIOS程序都会访问CMOS存储芯片，以便正确检测和配置硬件。CMOS的电池包括3.6伏可充电电池和3.3V普通CR2032纽扣电池。图5-3显示了CMOSRAM芯片和电池。某些主板的可充电CMOS电池位于CMOS组件内部。某些CMOS电路也集成到南桥芯片组中。图5-3CMOSRAMM和电池，5.3.3SRAMSRAM(StaticRAM)是静态RAM。SRAM由大于DRAM、强度低、容量小(从单片512KB到512 kb)、价格高的静态MOS管组成。但是，它比DRAM快得多，通常在15纳秒(nS)到几个nS，因此用于配置主板上的系统高速缓冲存储(Cache)，以解决低速主存储和高速CPU不匹配的瓶颈。5.4内存和高速缓存、5.4.1内存早期IBM-PC的主存储由多个存储芯片组成，固定在主板上。请参阅上面的图4-1。容量为256KB。随着系统内存容量需求的增加，无法再在主板的有限空间中排列更多内存芯片，因此使用旧计算机的ISA内存扩展卡(ISA总线扩展卡)，内存通常可以扩展到640KB，达到384KB。ISA总线的数据线为16位，速度相当慢。从386计算机开始，换用专门为32位数据总线设计的主板上的高速内存总线和内存扩展插槽。内存DRAM芯片用于印刷电路板(称为内存)，将内存bank插入内存插槽即可连接到系统。内存卡由印刷电路板和内存芯片组成，采用的内存芯片数量取决于内存卡的容量和芯片上的数据位数。例如，1MB存储卡可由两个1 M4位存储芯片组成，如图5-4所示。图5-430行SIMM内存图表，内存插槽中的SIMM(SingleInlineMemoryModule)是单列拨号，标准为30行(针脚)和72行。另一个DIMM(DoubleInlineMemoryModule)是168线标准的双列直插式内存