William Stallings Computer Organization and Architecture 9 th Edition

Benzer belgeler
DONANIM KURULUMU. Öğr. Gör. Murat YAZICI. 1. Hafta.

BELLEK BİRİMLERİ BELLEK BİRİMLERİ

BELLEKLER. Kelime anlamı olarak RAM Random Access Memory yani Rastgele Erişilebilir Bellek cümlesinin kısaltılması ile oluşmuş bir tanımdır.

CUMHURİYET MESLEKİ VE TEKNİK ANADOLU LİSESİ BİLİŞİM TEKNOLOJİLERİNİN TEMELLERİ DERSİ DERS NOTLARI BELLEKLER

Bilgisayar Programcılığı Ön Lisans Programı BİLGİSAYAR DONANIMI. Öğr. Gör. Rıza ALTUNAY

Bellekler. Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

Bilgisayar Yapısı MİKROİŞLEMCİ SİSTEMLERİ. Bilgisayar Temel Birimleri. MİB Yapısı. Kütükler. Kütükler

7. BELLEK BİRİMİ. Şekil 7-1 Bellek Birimlerinin Bilgisayar Sistemindeki Yeri

William Stallings Computer Organization and Architecture 9 th Edition

MİKROİŞLEMCİLER HAFIZA BİRİMLERİ. Doç.Dr. Mehmet Recep BOZKURT ADAPAZARI MESLEK YÜKSEKOKULU

(Random-Access Memory)

Donanımlar Hafta 1 Donanım

HAFTA 1 KALICI OLMAYAN HAFIZA RAM SRAM DRAM DDRAM KALICI HAFIZA ROM PROM EPROM EEPROM FLASH HARDDISK

Bellekler. Bellek Nedir? Hafıza Aygıtları. Belleğin Görevi

Doğu Akdeniz Üniversitesi Bilgisayar ve Teknoloji Yüksek Okulu Bilgi Teknolojileri ve Programcılığı Bölümü DERS 4 - BELLEKLER

Merkezi İşlem Birimi (CPU)

BM-311 Bilgisayar Mimarisi. Hazırlayan: M.Ali Akcayol Gazi Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

BİLGİSAYAR MİMARİSİ. << Bus Yapısı >> Özer Çelik Matematik-Bilgisayar Bölümü

BELLEKLER. Doğu Akdeniz Üniversitesi Bilgisayar ve Teknoloji Yüksek Okulu Elektrik ve Elektronik Teknolojisi

BİLGİSAYAR DONANIMI KONU: ANAKART RAM-ROM ADI: KÜBRA SOYADI: ŞAHİN NO: SINIFI:1/B ADI: SELMA SOYADI: ÇELİK NO: SINIFI:1/B

BM-311 Bilgisayar Mimarisi

Bilgisayar Yapısı MİKROİŞLEMCİ SİSTEMLERİ. Bilgisayar Temel Birimleri. Kütükler. Kütükler. Merkezi İşlem Biriminin İç Yapısı

MİKROİŞLEMCİ MİMARİLERİ

BLG2109 BİLGİSAYAR DONANIMI DERS 4. Öğr. Grv. Aybike ŞİMŞEK

İÇİNDEKİLER. 1-1 Lojik ve Anahtara Giriş Lojik Kapı Devreleri... 9

İşletim Sistemleri (Operating Systems)

Bir analitik cihaza bir bilgisayar takılması için en az iki neden vardır: Ölçmelerin kısmen veya tamamen otomatikleştirilmesi.

DONANIM. 1-Sitem birimi (kasa ) ve iç donanım bileşenleri 2-Çevre birimleri ve tanımlamaları 3-Giriş ve çıkış donanım birimleri

BÖLÜM Mikrodenetleyicisine Giriş

İŞLEMCİLER (CPU) İşlemciler bir cihazdaki tüm girdilerin tabii tutulduğu ve çıkış bilgilerinin üretildiği bölümdür.

William Stallings Computer Organization and Architecture 9 th Edition

B.Ç. / E.B. BELLEKLER

x86 Ailesi Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

Belleğin Görevi. RAM ve sabit diske erişim zamanları karşılaştırması

Günümüz. Intel Core i nm teknolojisi 1.86 Milyar tranzistör. Intel Core i nm teknolojisi 1.4 Milyar tranzistör

CEIT 341 MEASUREMENT AND EVALUATION HALİL BALIM

SAYISAL TASARIM. Ege Üniversitesi Ege MYO Mekatronik Programı

BM-311 Bilgisayar Mimarisi

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü ALGORİTMA VE PROGRAMLAMA 1.HAFTA

Düşünelim? Günlük hayatta bilgisayar hangi alanlarda kullanılmaktadır? Bilgisayarın farklı tip ve özellikte olmasının sebepleri neler olabilir?

Bilgisayar (Computer) Bilgisayarın fiziksel ve elektronik yapısını oluşturan ana birimlerin ve çevre birimlerin tümüne "donanım" denir.

BİLGİSAYAR VE PROGRAMLAMAYA GİRİŞ

BELLEKLER

Yrd.Doç.Dr. Celal Murat KANDEMİR

DERS 3 MİKROİŞLEMCİ SİSTEM MİMARİSİ. İçerik

Temel Flip-Flop ve Saklayıcı Yapıları. Mikroişlemciler ve Mikrobilgisayarlar

8051 Ailesi MCS51 ailesinin orijinal bir üyesidir ve bu ailenin çekirdeğini oluşturur çekirdeğinin temel özellikkleri aşağıda verilmiştir:

7.Yazmaçlar (Registers), Sayıcılar (Counters)

7. BELLEK B R M. ekil 7-1 Bellek Birimlerinin Bilgisayar Sistemindeki Yeri

Cache-Hızlı Hafıza Birimi. Bilgisayar Sistemi Bilgisayarların Anakart Organizasyonu

DENİZ HARP OKULU BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

FPGA Mimarisi. Bilgisayar Mimarisinde Yeni Yaklaşımlar. Mehmet AKTAŞ

5. HAFTA KBT104 BİLGİSAYAR DONANIMI. KBUZEM Karabük Üniversitesi Uzaktan Eğitim Uygulama ve Araştırma Merkezi

Bilgisayar Sistemlerine Genel Bakış

Bölüm 4. Sistem Bileşenleri. Bilgisayarı. Discovering. Keşfediyorum Computers Living in a Digital World Dijital Dünyada Yaşamak

8051 Ailesi MCS51 ailesinin orijinal bir üyesidir ve bu ailenin çekirdeğini oluşturur çekirdeğinin temel özellikkleri aşağıda verilmiştir:

BELLEK VE BELLEK MODELLERİ

1. Hafıza Depolama Araçları. 2. Hafıza Çeşitleri. 3. Hafıza Ölçümü. 4. Bilgisayar Performansı

Elektrik akımı ve etkileri Elektrik alanı ve etkileri Manyetik alan ve etkileri

Temel Bilgi Teknolojileri -1

Bil101 Bilgisayar Yazılımı I. M. Erdem ÇORAPÇIOĞLU Bilgisayar Yüksek Mühendisi

Mikroişlemcili Sistemler ve Laboratuvarı

Optik Sürücüler CD/CD-ROM DVD HD-DVD/BLU-RAY DİSK Disket Monitör LCD LED Projeksiyon Klavye Mouse Mikrofon Tarayıcı

Sahada Programlanabilir Kapı Dizileri (FPGA) Sayısal CMOS Tümdevre Tasarımı Y. Fırat Kula

Dosya Saklama Ortamları (Devam) Kütük Organizasyonu 1

Teorik Bilgi DENEY 7: ASENKRON VE SENKRON SAYICILAR

RAM Standartları, Spesifikasyonları, Test Yöntemleri

ECZACILIKTA BİLGİSAYAR UYGULAMALARI

İşletim Sistemlerine Giriş

ECZACILIKTA BİLGİSAYAR UYGULAMALARI

BİLİŞİM TEKNOLOJİLERİ

Mikrobilgisayarlar ve Assembler. Bahar Dönemi. Vedat Marttin

Bu deney çalışmasında kombinasyonel lojik devrelerden decoder incelenecektir.

DENEY 5- Elektronik Silinebilir, Programlanabilir Salt Okunur Bellek (EEPROM) Devresi

BÖLÜM 2 SAYI SİSTEMLERİ

TEKRAR DERSİ (Ders 1,2,3,4,5)

Ünite-2 Bilgisayar Organizasyonu.

Bilgisayar Donanımı Dersi BİLGİSAYARIN MİMARI YAPISI VE ÇALIŞMA MANTIĞI

İşletim Sistemi. BTEP205 - İşletim Sistemleri

Bölüm Bazı Temel Konseptler

MEB YÖK MESLEK YÜKSEKOKULLARI PROGRAM GELİŞTİRME PROJESİ. 1. Tipik bir mikrobilgisayar sistemin yapısı ve çalışması hakkında bilgi sahibi olabilme

BM 375 Bilgisayar Organizasyonu Dersi Vize Sınavı Cevapları 10 Nisan 2009

Bilgisayar Temel kavramlar - Donanım -Yazılım Ufuk ÇAKIOĞLU

Çalışma Açısından Bilgisayarlar

Bilgisayar Mimarisi ve Organizasyonu Giriş

Şekil. 64 Kelimelik Yığıtın Blok Şeması

Sistem Bileşenleri. Discovering. Computers Bilgisayarı. Keşfediyorum. Living in a Digital World Dijital Dünyada Yaşamak

BM-311 Bilgisayar Mimarisi

Bilgisayar Mühendisliğine Giriş

Bellekler Genel Bakış. RAM Nedir? Bellek Türleri. RAM Nasıl Çalışır? RAM e Kopyalama. Program Komutları ve RAM

Deney 3: Asenkron Sayıcılar

18. FLİP FLOP LAR (FLIP FLOPS)

Mikrobilgisayar Sistemleri ve Assembler

Temel Bilgisayar Bilgisi

RAM ÇEŞİTLERİ... İLK RAM... ROM (Read Only Memory-Sadece Okunabilir Bellek)... ROM ÇEŞİTLERİ... CHIPSET (Yonga Seti)... İŞLEMCİ...

EBG103 DONANIM KURULUMU

Saklayıcı (veya Yazmaç) (Register)

Embedded(Gömülü)Sistem Nedir?

Bilgisayar Mühendisliğine Giriş. Yrd.Doç.Dr.Hacer KARACAN

T E M E L K AV R A M L A R. Öğr.Gör. Günay TEMÜR / Teknoloji F. / Bilgisayar Müh.

Transkript:

William Stallings Computer Organization and Architecture 9 th Edition

Bölüm 5 İç Hafıza

Bir Hafıza Hücresinin Çalışması Bütün hafıza hücrelerinin ortak özellikleri vardır: 0 ve 1 durumundan birini gösterirler En az 1 defa yazılabilirler Tuttukları durum okunabilir

Yarıiletken Hafıza Tipleri Table 5.1 Semiconductor Memory Types

Dinamik RAM (DRAM) RAM teknolojisi ikiye ayrılmıştır Dinamik RAM (DRAM) Staatik RAM (SRAM) DRAM Veriyi kapasitörler üzerinde şarj şekliyle tutan hücrelere sahiptir. Kapasitör üzerinde şarjın varlığı ya da yokluğu ikili 1 ya da 0 olarak yorumlanır. Veri saklama işleminin devam edebilmesi için periyodik yenileme gerekir. Dinamik terimi, sürekli olarak güç uygulansa bile bir süre sonra içerisindeki şarjın zayıflaması anlamındadır.

Dinamik RAM Yapısı Figure 5.2a Tipik Hafıza Hücresi Yapısı Transistör anahtar görevi görür. Adres hattına voltaj vermek transistörü aktif hale getirir. Yazma: Bit hattına bir voltaj uygulanır. Yüksek voltaj 1, düşük voltaj 0 demektir. Adres hattına voltaj uygulanır, böylece bit hattındaki voltaj Kapasitöre transfer edilir. Okuma: Adres hattı aktifken, kapasitör içerisindeki voltaj bit hattını ve bir algı yükselticiyi (sense amplifier) besler. Algı yükseltici, Kapasitörün değerini bir referans değer ile kıyaslar ve Mantıksal 1 ya da mantıksal 0 olduğuna karar verir. Mantıksal değer tutmasına rağmen DRAM analog bir cihazdır.

Statik RAM (SRAM) SRAM dijital bir cihazdır ve bir işlemcide kullanılan mantıksal elemanları kullanır. İkili değerler flip-flop mantık kapıları kullanılarak tutulur. Kendisine güç uygulandığı sürece veriyi saklayabilir.

Statik RAM Yapısı Figure 5.2b Tipik Hafıza Hücresi Yapısı C1 yüksek voltaj, C2 düşük voltaj durumunda mantıksal 1 C1 düşük voltaj, C2 yüksek voltaj durumunda mantıksal 0 Yazma: Yazılacak değer B hattına, tersi diğer hatta uygulanır. Okuma işlemi B hattından yapılır.

SRAM versus DRAM İkisi de geçici Veri korunmak isteniyorsa sürekli olarak güç uygulanmalı Dinamik hücre Yapması basit, daha az yer kaplar Daha yoğun (küçük hücre=birim alanda daha fazla veri) Daha az pahalı Yenileme devresi gerekir Geniş hafıza ihtiyacı için uygundur Ana hafıza olarak kullanılır Statik Daha hızlı Cache hafıza olarak kullanılır (CPU ana devresi üzerinde veya dışında) SRAM DRAM

Read Only Memory (ROM) Değiştirilemeyen veya yenisi eklenemeyen kalıcı bir veri örüntüsünü tutar Önemli bir uygulama alanı mikro programlamadır. Sık kullanılan kütüphane fonksiyonları saklanabilir. Sistem programları saklanabilir. Sürekli olarak güç uygulanmasına gerek yoktur Harici bir cihazdan veri veya programın yüklenmesine gerek kalmaz. Veri, üretim sürecinin bir parçası olarak hafızaya yüklenir Dezavantajları Hatanın bölgesi yoktur. Bir bit bile hatalı olsa bütün hafıza işe yaramaz hale gelir. Veri yazma süreci, göreli olarak yüksek maliyetli cihazlar gerektirir.

Programlanabilir ROM (PROM) Daha ucuz bir alternatiftir. Verileri kalıcı olarak tutar. Yazma işlemi üretim sürecinden daha sonra yapılabilir ve elektriksel olarak gerçekleştirilir. Yazma işlemi için özel ekipmana ihtiyaç duyar Esneklik sağlar

Read-Mostly Memory (Yazıldığından çok daha fazla okunan Hafıza) EPROM: Erasable Programmable Read-Only Memory UV Silme işleminde bütün veri silinir. 20 dk kadar sürebilir EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read- Only Memory Yalnızca 1 byte veya birkaç byte silinebilir. Silme işlemi okuma işleminden daha yavaştır. Byte başına birkaç yüz mikrosaniye. Okuma işleminin yazma işleminden çok daha fazla gerçekleştirildiği ve verileri kalıcı olarak tutabilen hafızalara gereksinim duyulduğunda kullanılabilir.

Hata Düzeltme Hard Hatalar Kalıcı fiziksel hasarlardır. Hafıza hücresi, mantıksal 0 ya da 1 değerini stabil olarak tutamaz. Neden olan şeyler: Hor kullanım Üretim hataları Eskime Soft Hatalar Rasgele gerçekleşen, kalıcı olmayan ve bir ya da birkaç hafıza hücresinin içeriğini değiştiren hatalardır. Hafızanın kendisine kalıcı olarak hasar vermez Neden olan şeyler: Güç kaynağı problemleri Alfa parçacıkları

Hata Düzeltme Kod Fonksiyonu Veri, hafızaya yazılacağı zaman f fonksiyonu ile bir kod üretilir. Veri ve kod, hafızada birlikte tutulur. Veri okunacağı zaman f fonksiyonu ile yine kod üretilir ve kayıtlı olan kodla karşılaştırılır. Hata varsa, kodlar ve veri Düzelticiye gönderilir. Düzelteme mümkün değilse bu durum rapor edilir. Bu kapsamda kullanılan kodlara hata düzeltme kodları denir.

Farklı DRAM lerin Performans Karşılaştırması Table 5.3

İleri DRAM Organizasyonu DDR-DRAM Yüksek performanslı işlemcilerin kullanıldığı sistemlerdeki en önemli darboğaz, ana hafıza ile olan arayüzdür. Geleneksel DRAM çipi, kendi iç mimarisi ve hat arayüzü ile kısıtlıdır. Birçok DRAM çeşidi geliştirilmiştir. RDRAM

Senkron DRAM (SDRAM) Geleneksel DRAM asenkron çalışır. İşlemci, adres ve kontrol sinyallerini hafızaya gönderir. Belirli bir süre erişim gecikmesinden sonra veri okunur-yazılır. Bu erişim gecikmesi, DRAM in kendi içerisinde çeşitli işlevleri yerine getirmesinden kaynaklanır. Bu sürede işlemci beklemededir. Bu da sistemin genel performansını düşürür. SDRAM işlemci ile senkron olarak çalışır. Bu da beklemeyi ortadan kaldırır. SDRAM de, işlemci komut ve adresi hafızaya gönderir. Hafıza, belirli bir sayıdaki saat çevriminden sonra cevap verir.

SDRAM Okuma Zamanlaması

Rambus DRAM (RDRAM) 480 ns erişim gecikmesi 1.6 Gbps hız RDRAM, açıkça kontrol sinyalleri almak yerine bir hafıza erişim isteği kabul eder. İstek içerisinde adres, işlem tipi ve byte sayısı yer alır.

RDRAM Structure

Double Data Rate SDRAM (DDR SDRAM) SDRAM, hattın bir zaman çevriminde yalnızca bir veri gönderebilir. Double-data-rate SDRAM, herbir saat darbesinde iki kez veri gönderebilir. Biri yükselen kenarda, diğeri düşen kenarda. JEDEC Solid State Technology Association tarafından geliştirilmiştir.

DDR SDRAM Read Timing

Cache DRAM (CDRAM) Mitsubishi tarafından geliştirilmiştir. Genel bir DRAM çipi üzerinde küçük bir SRAM cache barındıdır. CDRAM üzerindeki SRAM iki şekilde kullanılır: Üzerinde 64 bitlik line lar bulunan bir gerçek cache gibi Cache modu, sıradan rasgele erişimler için uygundur Belirli bir veri bloğuna ardışık olarak yapılan erişimlerde tampon olarak.

Özet İç Hafıza Bölüm 5 Yarıiletken ana hafıza Organizasyonu DRAM ve SRAM ROM tipleri Hata düzeltme Hard hatalar Soft hatalar İleri DRAM organizasyonu Senkron DRAM Rambus DRAM DDR SDRAM Cache DRAM