Верхняя память (UMA)

Начинается с адреса А0000 и до FFFFF. Занимает она 384 Кбайт. Сюда грузится инфа, связанная с аппаратной частью компьютера. UMA можно разделить на 3 части по 128 Кбайт. Первая часть (от А0000 до BFFFF) предназначена для видеопамяти. В следующую часть (от C0000 до DFFFF) грузятся программы BIOS адаптеров. Последняя часть (от E0000 до FFFFF) зарезервирована для системной BIOS.

3. HMA (High Memory Area) – область верхней памяти или область верхних адресов;

High Memory Area, HMA — начальный участок дополнительной памяти объёмом 65520 байт (64 килобайта минус 16 байт) с адресами от 100000₁₆ до 10FFEF₁₆ (сразу после Upper Memory Area), доступный в реальном режиме через верхние сегменты адресного пространства.

4. XMS (eXtended Memory Specification) – дополнительная память;

Extended Memory Specification (XMS) — спецификация дополнительной памяти, предполагает использование дополнительной памяти в реальном режиме только для хранения данных (но не для выполнения кода программы). Память становится доступной благодаря использованию менеджера дополнительной памяти (eXtended Memory Manager, XMM), такого, как, например, HIMEM.SYS. Функции XMM вызываются через прерывание 2Fh.

5. EMS (Expanded Memory Specification) – расширенная память;

Расширенная память (англ. expanded memory) — аппаратно-программная система, предоставляющая доступ DOS-приложениям к памяти, недоступной через адресное пространство основной памяти. Расширенная память адресуется странично через «окно», находящееся в верхней зарезервированной области памяти (UMA).

7. Объем MFT файлов? Где они располагаются на диске? Где и для чего хранится их копия? Что такое MFT зона? Может ли она дефрагментироваться? Как влияет на скорость работы системы количество свободного места на диске? Что происходит если диск занят на 88%?

MFT (Master File Table) — Главная Файловая Таблица

Главная файловая таблица (база данных), в которой хранится информация о содержимом тома с файловой системой NTFS
Она размещается в MFT зоне и представляет собой централизованный каталог всех остальных файлов диска, и себя самого.

· MFT поделен на записи фиксированного размера (1 Кбайт), и каждая запись соответствует какому либо файлу.

· Первые 16 файлов носят служебный характер и недоступны операционной системе (метафайлы), первый метафайл - сам MFT.

· Эти 16 элементов MFT — единственная часть диска, имеющая фиксированное положение.

· Вторая копия первых трех записей хранится ровно посередине диска.

· Любой другой MFT-файл может располагаться в произвольных местах

Диск NTFS условно делится на две части.

· Первые 12% диска отводятся под так называемую MFT-зону — пространство, в которое растет метафайл MFT. Запись каких-либо данных в эту область невозможна. MFT-зона всегда держится пустой - это делается для того, чтобы самый главный, служебный файл (MFT) не фрагментировался при своем росте.

· Остальные 88% диска представляют собой обычное пространство для хранения файлов.

Когда файлы уже нельзя записывать в обычное пространство, MFT-зона сокращается освобождая таким образом место для записи файлов.
При освобождении места в обычной области MFT зона может снова расшириться. Метафайл MFT все-таки может фрагментироваться, хоть это и было бы нежелательно.

8. Как происходит запись и чтение на SSD диск? Почему скорость чтения и скорость записи на SSD диск быстрее ем на HDD диск?

После запроса на запись от операционной системы, контроллер носителя определяет размер и структуру информации. При наличии достаточного числа пустых блоков выделяется новый блок, на который и копируются переданные ОС для записи данные. Однако по мере заполнения диска и уменьшению достаточного числа пустых блоков данная операция существенно усложняется. Контроллер все чаще ищет максимально подходящий (по количеству свободных страниц), частично занятый блок и переписывает его в пустой блок, совмещая его с данными, пришедшими от ОС для записи, что полностью заполняет его. Старый блок затем очищается.

Основа работы hdd диска – вращение пластин на оси (принцип схож с действием CD-дисков).

Диск SSDимеет совершенно другой принцип действия. Принцип сохранения данных в нем не механический (как в HDD), а электронный, с помощью микросхем.

Устаревшие механические методы не могут работать с информацией так быстро, как микросхемы. Поэтому диски SSD работают во много раз быстрее.

9. Как происходит запись на SSD диск? Каково количество циклов перезаписи? Минимальный объем стираемых данных? Записываемых данных? Время хранения информации?

Существует два типа NAND-памяти, используемой в SSD дисках - SLC и MLC. Количество циклов перезаписи SLC 1 000 000 раз, MLC 100 000 раз.

Воздействие чтения ячейки на срок ее жизни намного меньше, чем при записи/стирании,поэтому считается количество циклов чтения не ограниченными, а срок жизни SSD-диска измеряется количеством возможных циклов перезаписи

Весь объем диска делится на блоки размером 512 КБ, а они в свою очередь на страницы емкостью 4 КБ, на которые осуществляются операции чтения и записи. Но информация,  записанная на страницу, не может быть перезаписана до тех пор, пока не будет очищена. Проблема заключается в том, что минимальный размер записываемой информации должен превышать 4 КБ, а стереть данные можно минимум блоками по 512 КБ. Для этого контроллер группирует и переносит данные для освобождения целого блока.

Если вся информация, записана в одном блоке или в группе блоков, полностью занимая их, то блок/блоки попросту очищаются и помечаются как пустые и готовые для последующей записи с максимально возможной скоростью.

Если необходимо удалить не весь блок, а несколько его страниц, то контроллер удаляет данные логически, не стирая их, а просто помечая данные страницы как удаленные. В дальнейшем оставшаяся информация будет скомпонована с новой, пришедшей для записи, и записана в пустой блок, а исходный блок, как уже было описано в алгоритме записи, будет полностью удален и помечен как пустой.

10. Какой режим работы с диском используется по умолчанию в WinVista?

Advanced Host Controller Interface (AHCI) - это современный режим работы контроллеров жестких дисков, позволяющий устройствам SATA использовать ряд расширенных функций: Встроенная поддержка AHCI включена в Microsoft Windows, начиная с Vista;

11. Что такое режим Trim?

TRIM - это команда, позволяющая операционной системе сообщить SSD-диску о том, какие блоки данных больше не используются и могут быть очищены накопителем самостоятельно. Так как на внутреннем уровне реализация операций в SSD существенно отличаются от тех же операций в традиционных механических жёстких дисках, обычные методы ОС таких операций, как удаление файлов и форматирование диска, приводит к прогрессирующему ухудшению производительности операций записи на SSD.

Применение TRIM позволяет устройству SSD уменьшить влияние сборки мусора, которая в противном случае в дальнейшем выразится падением производительности операций записи в затронутые сектора. И тем самым значительно продлить срок эксплуатации SSD накопителя.

12. Как распределяется адресное пространство первого мегабайта памяти? Что такое барьер 640 К?

Операционная система MS-DOS создает сложную логическую структуру оперативной памяти:

• основная (conventional) память занимает адресное пространство от 0 до 640 Кб, в нее загружаются операционная система, программы и данные;
• верхняя память (UMB — Upper Memory Blocks) занимает адресное пространство от 640 Кб до 1 Мб, в нее могут быть загружены драйверы устройств;
• высокая (high) память начинается после 1 Мб и имеет объем 64 Кб, в нее может быть частично загружена операционная система;

•память, которая располагается в адресном пространстве «выше» высокой памяти, может использоваться в качестве расширенной памяти или дополнительной памяти; однако память остается недоступной для программ и данных.

Барьер в 640 Кбайт актуален только для 16-битных программ, работающих под DOS. На работу 32-и 64-битных операционных систем (Microsoft Windows 4.x, NT, GNU/Linux и т. п.) барьер

в 640 Кбайт практически не оказывает влияния.

13. Какие способы построения интегральных схем оперативной памяти Вы знаете? Приведите примеры их использования. Конструкция микросхем ОЗУ. Статическая и динамическая память.

· Логический — логическая схема (логические инверторы, элементы ИЛИ-НЕ, И-НЕ и т. п.).

· Схемо- и системотехнический уровень — схемо- и системотехнические схемы (триггеры, компараторы,шифраторы, дешифраторы, АЛУ и т. п.).

· Электрический — принципиальная электрическая схема (транзисторы, конденсаторы, резисторы и т. п.).

· Физический — методы реализации одного транзистора (или небольшой группы) в виде легированных зон на кристалле.

· Топологический — топологические фотошаблоны для производства.

· Программный уровень — позволяет программисту программировать (для ПЛИС, микроконтроллеров и микропроцессоров) разрабатываемую модель используя виртуальную схему.

В настоящее время (2014 г.) большая часть интегральных схем проектируется при помощи специализированных САПР, которые позволяют автоматизировать и значительно ускорить производственные процессы, например, получение топологических фотошаблонов.

ОЗУ предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом компьютером в текущий период времени.