Thảo luận Bài 2

Tại sao phải cần bộ nhớ Ram?
Để trả lời câu hỏi ta đi vào tìm hiểu 2 vấn đề sau:
Thứ nhất: RAM là gì ?
-RAM (viết tắt từ Random Access Memory trong tiếng Anh) là một loại bộ nhớ chính của máy tính.
-RAM được gọi là bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên vì nó có đặc tính: thời gian thực hiện thao tác đọc hoặc ghi đối với mỗi ô nhớ là như nhau, cho dù đang ở bất kỳ vị trí nào trong bộ nhớ. Mỗi ô nhớ của RAM đều có một địa chỉ. Thông thường, mỗi ô nhớ là một byte (8 bit); tuy nhiên hệ thống lại có thể đọc ra hay ghi vào nhiều byte (2, 4, 8 byte).
-Bởi vì các chip RAM có thể đọc hay ghi dữ liệu nên thuật ngữ RAM cũng được hiểu như là một bộ nhớ đọc-ghi, trái ngược với bộ nhớ chỉ đọc ROM (read-only memory).
-RAM thông thường được sử dụng cho bộ nhớ chính (main memory) trong máy tính để lưu trữ các thông tin thay đổi, và các thông tin được sử dụng hiện hành. Cũng có những thiết bị sử dụng một vài loại RAM như là một thiết bị lưu trữ thứ cấp (secondary storage).
-Thông tin lưu trên RAM chỉ là tạm thời, chúng sẽ mất đi khi mất nguồn điện cung cấp.
Thứ hai: Mục đích của RAM?
Máy vi tính sử dụng RAM để lưu trữ mã chương trình và dữ liệu trong suốt quá trình thực thi. Đặc trưng tiêu biểu của RAM là có thể truy cập vào những vị trí khác nhau trong bộ nhớ và hoàn tất trong khoảng thời gian tương tự, ngược lại với một số kỹ thuật khác, đòi hỏi phải có một khoảng thời gian trì hoãn nhất định.
Chương trình là : Phần mềm hệ thống ví dụ như hệ điều hành (windows, linux...), các trình điều khiển (driver)
Phần mềm ứng dụng là: phần mềm văn phòng (microsoft office)...
Vậy: không có RAM máy tính sẽ không thể hoạt động được

Mong được các bạn góp ý để bài trả lời hoàn thiện hơn. Thank!!!

Khi nghe giới thiệu về CPU, bạn ắt biết tới các thuật ngữ L1 Cache, L2 Cache, L3 Cache.Cache (đọc là kets, hay còn gọi là cạc) là tên gọi của bộ nhớ đệm – nơi lưu trữ các dữ liệu nằm chờ các ứng dụng hay phần cứng xử lý.Mục đích của nó là để tăng tốc độ xử lý (có sẵn xài liền không cần tốn thời gian đi lùng sục tìm kéo về).


Nói một cách bài bản, cache là một cơ chế lưu trữ tốc độ cao đặc biệt. Nó có thể là một vùng lưu trữ của bộ nhớ chính hay một thiết bị lưu trữ tốc độ cao độc lập.Có hai dạng lưu trữ cache được dùng phổ biến trong máy tính cá nhân là memory caching (bộ nhớ cache hay bộ nhớ truy xuất nhanh) và disk caching (bộ nhớ đệm đĩa).

* Memory cache: Đây là một khu vực bộ nhớ được tạo bằng bộ nhớ tĩnh (SRAM) có tốc độ cao nhưng đắt tiền thay vì bộ nhớ động (DRAM) có tốc độ thấp hơn và rẻ hơn, được dùng cho bộ nhớ chính. Cơ chế lưu trữ bộ nhớ cahce này rất có hiệu quả. Bởi lẽ, hầu hết các chương trình thực tế truy xuất lặp đi lặp lại cùng một dữ liệu hay các lệnh y chang nhau. Nhờ lưu trữ các thông tin này trong SRAM, máy tính sẽ khỏi phải truy xuất vào DRAM vốn chậm chạp hơn.

* Disk cache: Bộ nhớ đệm đĩa cũng hoạt động cùng nguyên tắc với bộ nhớ cache, nhưng thay vì dùng SRAM tốc độ cao, nó lại sử dụng ngay bộ nhớ chính. Các dữ liệu được truy xuất gần đây nhất từ đĩa cứng sẽ được lưu trữ trong một buffer (phần đệm) của bộ nhớ. Khi chương trình nào cần truy xuất dữ liệu từ ổ đĩa, nó sẽ kiểm tra trước tiên trong bộ nhớ đệm đĩa xem dữ liệu mình cần đang có sẵn không. Cơ chế bộ nhớ đệm đĩa này có công dụng cải thiện một cách đáng ngạc nhiên sức mạnh và tốc độ của hệ thống. Bởi lẽ, việc truy xuất 1 byte dữ liệu trong bộ nhớ RAM có thể nhanh hơn hàng ngàn lần nếu truy xuất từ một ổ đĩa cứng.
Như đã nói, dung lượng của Cache CPU lợi hại lắm nghen. Phổ biến nhất là L2 Cache là một chip nhớ nằm giữa L1 Cache ngay trên nhân CPU và bộ nhớ hệ thống. Khi CPU xử lý, L1 Cache sẽ tiến hành kiểm tra L2 Cache xem có dữ liệu mình cần không trước khi truy cập vào bộ nhớ hệ thống. Vì thế, bộ nhớ đệm càng lớn, CPU càng xử lý nhanh hơn. Đó là lý do mà Intel bên cạnh việc tăng xung nhịp cho nhân chíp, còn chú ý tới việc tăng dung lượng bộ nhớ Cache. Do giá rất đắt, nên dung lượng Cache không thể tăng ồ ạt được. Bộ nhớ cache chính L1 Cache vẫn chỉ ở mức từ 8 tới 32 KB. Trong khi, L2 Cache thì được đẩy lên dần tới hiện nay cao nhất là Pentium M Dothan 2 MB (cho máy tính xách tay) và Pentium 4 Prescott 1 MB (máy để bàn). Riêng dòng CPU dành cho dân chơi game và dân multimedia “prồ” là Pentium 4 Extreme Edition còn được bổ sung L3 Cache với dung lượng 2 MB. Đây cũng là CPU để bàn có tổng bộ nhớ cache lớn nhất (L1: 8 KB, L2: 512 KB, L3: 2 MB).

BuiPhamAnBinh(I12A) đã viết:theo mình bộ nhớ đa dạng nhiều loại như vậy là để đảm bảo an toàn dử liệu vì khi ta đang thao tác trên dử liệu đó nó sẻ được lưu đồng thời trên nhiều loại bộ nhớ ( bộ nhớ tạm thời như ram và ổ đỉa cứng v..v.)
khi có sự cố như mất điện hoặc hư hỏng thì thì dử liệu của chúng ta củng được bảo toàn nếu như ta sử dụng duy nhất một loại bộ nhớ thì khi có sự cố xảy ra thì ta sẻ không có thứ khác thay thế và toàn bộ dử liệu quý giái có thể bị mất sạch
vd nhà của chúng ta có 1 chiếc xe hơi ,1 chiếc xe máy , một chiếc xe đạp .ngày thường thì ta hay dùng chiếc xe hơi de di chuyển nhưng vào một ngày đẹp trời nào đó nó bị hư thì ta củng vẩn còn 2 phương tiện kia để duy chuyển( phương tiện dự phòng) ở đây bộ nhớ củng vậy

đây là ý kiến của mình (có thể còn thiếu nhiều ý và sai sót ) mong các ban đóng góp ý kiến để hoàn thiện vấn đề này

hihi cho mình bổ sung thêm: việc đa dạng bộ nhớ là tại vì mỗi một bộ nhớ có ưu điểm và khuyết điểm riêng,tốc độ xử lý khác nhau. Tùy theo nhu cầu sử dụng mà việc đa dạng bộ nhớ sẽđáp ứng nhiều hơn nhu cầu của người sử dụng. với lại,như vậy gía thành các bộ nhớ cũng sẽ giảm,hợp túi tiền hơn

hay thế mấy bác kiem bài nhanh quá

Tuyến thời gian của một tiến trình cho thấy: thời gian hoàn thành công việc của một tiến trình có vài yêu cầu ngắt của thiết bị ngoài,trong đó có thời gian bị trễ của tiến trình do hoạt động ngắt I/O.
Khi một tiến trình đang thực hiện, I/O yêu cầu nhập xuất, tiến trình sẽ tiếp tục cho tới khi I/O truyền dữ liệu xong. Khi đó, Hệ điều hành sẽ tiến hành ngắt tiến trình cho tới khi I/O nhập xuất xong, tiến trình tiếp tục hoạt động. Tới khi I/O 2 yêu cầu nhập xuất, tiến trình sẽ tiếp tục hoạt động. Khi I/O nhập xuất xong, hệ điều hành sẽ ngắt tiến trình để xủ lý I/O và sau khi xủ lý xong tiến trình sẽ tiếp tục hoạt động.

Những sự kiện sẽ xảy ra trong sơ đồ phân cấp bộ nhớ được học ở bài 2 khi đi từ trên xuống là :
- Giảm phí tổn cho một bit
- Tăng dung lượng.
- Tăng thời gian truy cập.
- Giảm tần số truy cập bộ nhớ bởi CPU.

Do vậy, bộ nhớ nhỏ hơn đắt tiền hơn được phụ trợ bởi bộ nyhớ chậm hơn, rẻ hơn. Chìa khóa thành công trong cách tổ chức này là yếu tố cuối cùng, tức là giảm thiểu tần số truy cập.

Trong máy tính, khởi động máy tính (booting) là một quá trình tự mồi (bootstrapping) để khởi động sự làm việc của hệ điều hành khi người dùng bật một hệ thống máy tính. Một trình tự khởi động (boot sequence) là một tập hợp các lệnh ban đầu được máy tính thực hiện khi nó được khởi động. Trình khởi động (bootloader) sẽ nạp hệ điều hành chính vào máy tính để hoạt động.

Các hệ thống tính toán hoạt động được nhờ bộ xử lý trung tâm (hay một tập hợp các bộ xử lý), chỉ có thể thực thi các đoạn mã ở bộ nhớ điều hành, được biết đến với tên gọi là bộ nhớ hệ thống, với nhiều loại tùy thuộc vào công nghệ sản xuất như: ROM (Read-Only Memory - bộ nhớ chỉ đọc), hay RAM (Random Access Memory - bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên). Mã của các hệ điều hành, các chương trình ứng dụng và dữ liệu hiện nay thường được lưu trữ trên các bộ nhớ bền, bộ nhớ ngoại vi, hay bộ nhớ thứ cấp. Các ví dụ của các loại bộ nhớ đó là: hard disk (ổ cứng), CD, USB, đĩa mềm. Khi một máy tính được bật, ban đầu nó dựa hoàn toàn vào các mã và dữ liệu nằm trên những phần có sẵn của bản đồ bộ nhớ hệ thống, như ROM, NVRAM hay CMOS RAM. Các đoạn mã và dữ liệu "cứng" được lưu trữ trên bản đồ bộ nhớ hệ thống này là những hướng dẫn cần thiết tối thiểu để truy nhập vào những thiết bị cứng ngoại vi và nạp vào bộ nhớ hệ thống tất cả những phần cần thiết của hệ điều hành. Có thể nói trong khoảng thời gian khởi động máy tính, hệ thống máy tính không có hệ điều hành nào trong bộ nhớ trong. Tuy nhiên, nếu chỉ có phần cứng máy tính không thôi (vi xử lý hay bộ nhớ hệ thống) thì không thể thực hiện được những thao tác phức tạp để nạp các tệp tin chương trình từ hệ thống lưu trữ vào bộ nhớ, mà đây vốn là một trong những tác vụ quan trọng nhất.
Chương trình giúp bắt đầu một chuỗi các lệnh được kết thúc bằng việc toàn bộ hệ điều hành được nạp vào hệ thống gọi là "bootstrap loader". Những nhà thiết kế máy tính thời kỳ đầu đã từng có ý tưởng: trước khi một máy tính ở trạng thái hoạt động hoạt động, nó phải trải qua một giai đoạn khởi động hay "mồi". Do đó, để thiết lập trạng thái hoạt động cho hệ thống máy tính, một chương trình đặc biệt, dung lượng nhỏ, gọi là "trình nạp khởi động" (tiếng Anh: "bootstrap loader" hay "bootstrap" hay "boot loader"), sẽ được thực thi trước tiên. Chương trình này chỉ có nhiệm vụ duy nhất là nạp các phần mềm khác để hệ điều hành có thể bắt đầu hoạt động. Thường thì trình nạp khởi động gồm nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn là một chương trình nhỏ hơn được thực hiện tuần tự, sau khi chương trình này kết thúc sẽ gọi tiếp đến chương trình kia, cho đến khi chương trình cuối cùng nạp hệ điều hành.
Những máy tính thời kỳ đầu có một dãy công tắc chuyển mạch (toggle switch) ở bảng điều khiển cho phép người điều hành có thể nhập bằng tay những lệnh khởi động bằng dưới dạng các số hệ nhị phân vào bộ nhớ trước khi chuyển tiếp điều khiển cho CPU. Trình nạp khởi động sau đó sẽ đọc hệ điều hành từ một bộ nhớ ngoài như băng đục lỗ, thẻ đục lỗ, hay đĩa nhớ.

- Synchronous I/O: Sau khi phát ra lệnh Nhập/Xuất, tiến trình chuyển sang trạng thái chờ đến khi Nhập/Xuất hoàn tất rồi mới chạy tiếp (thực hiện lệnh kế tiếp).
Ví dụ: Khi ta tạo mới một tài liệu nhập dữ liệu từ bàn phím, khi muốn lưu lại ta phải chọn Save, sau đó đặt tên file, và chọn nơi lưu trữ. Các tiến trình đó ở trạng thái chờ tiến trình trước nhập xuất hoàn tất đã.

- ASynchronous I/O: Sau khi phát ra lệnh Nhập/Xuất, tiến trình không chờ Nhập/Xuất hoàn tất mà thực hiện ngay lệnh kế tiếp. Như vậy, tiến trình vận hành song song với công việc Nhập/Xuất.
Để chứng minh điều đó, hãy xem hình vẽ sau:
Ví dụ: Khi ta nhập dữ liệu mới hoặc thêm vào tài liệu đã có, khi ta muốn lưu thì ta chọn Save và lúc này tiến trình vận hành song song với việc phát ra lệnh từ Save.

-- Bộ nhớ sơ cấp: hay bộ nhớ chính hoặc bộ nhớ trong, Vidu: RAM. ROM, cache
Là bộ nhớ được truy cập trực tiếp bởi CPU. CPU liên tục đọc các lệnh được lưu trong bộ nhớ này, thực hiện các lệnh. Các dữ liệu được xử lí thường xuyên cũng được lưu trong bộ nhớ này.

-- Bộ nhớ thứ cấp: Ổ cứng, ổ CDROM..
Là bộ nhớ mà CPU truy cập phải thông qua bộ nhớ sơ cấp. Khi mất điện dữ liệu vẫn được lưu trữ lại và không mất.

--Bộ nhớ cấp ba: Các ổ cứng di động, USB ....

Nếu bạn từng đi tìm mua máy tính tại các cửa hàng thì có lẽ đã nghe đến từ “cache” hay bộ nhớ cache. Các máy tính hiện đại có cả cache cấp 1 (L1) và cấp 2 (L2). Vậy cache là gì?



Đây là một khái niệm quan trọng trong ngành khoa học máy tính, được thể hiện trên mọi máy tính dưới rất nhiều dạng khác nhau. Có cache bộ nhớ, cache đĩa phần cứng và phần mềm, cache trang và nhiều loại khác. Thậm chí, bộ nhớ ảo cũng là một dạng cache.

Một ví dụ đơn giản

Cache là một công nghệ được xây dựng dựa trên một hệ thống phụ của bộ nhớ trong máy tính. Mục đích chính của cache là nhằm tăng tốc độ máy tính trong khi vẫn giữ mức giá máy thấp. Cache cho phép bạn thực hiện các tác vụ máy tính nhanh hơn.

Để hiểu được những ý tưởng căn bản đằng sau hệ thống cache, chúng ta hãy bắt đầu với một ví dụ rất đơn giản để minh họa cho khái niệm này. Hãy tưởng tượng người thủ thư đang ngồi sau bàn của mình. Cô ta có mặt tại đây để giao sách mà sinh viên yêu cầu. Để cho tiện lợi, đặt trường hợp bạn không thể tự mình lấy sách, phải yêu cầu người thủ thư. Cô ta sẽ đi lấy những cuốn sách bạn cần từ vô số kệ sách. Trước tiên hãy bắt đầu với một thủ thư không có cache.

Người đọc đầu tiên tới. Anh ta yêu cầu cuốn sách Vietnam - past and future. Thủ thư vào kho và lấy sách, quay trở lại và trao nó cho người mượn. Sau đó, người mượn sẽ quay lại trả sách. Thủ thư đem sách để về vị trí cũ. Một người khác khác cũng hỏi mượn cuốn Vietnam - past and future. Khi đó, thủ thư phải quay lại chỗ trước đó để lấy sách. Theo mô hình này, cô thủ thư phải thực hiện một chuyến đi hoàn chỉnh để lấy mọi cuốn sách - thậm chí cả những cuốn phổ biến thường xuyên có người hỏi mượn. Có cách nào để tăng hiệu quả hoạt động của người này?

Có một cách: Chúng ta có thể đặt một cache cho người thủ thư. Hãy cho cô ta một chiếc ba lô có thể chứa 10 cuốn sách (theo thuật ngữ máy tính thì người này giờ đây đã có cache 10 cuốn sách). Trong ba lô này, cô ta sẽ đặt các cuốn sách mà khách hàng trả, tối đa là 10.

Ngày mới bắt đầu. Ba lô của thủ thư trống rỗng. Người đọc đầu tiên tới và yêu cầu Vietnam - past and future. Thủ thư sẽ phải đi vào kho để lấy sách. Và chu trình lặp lại như trên, nhưng thay vì để sách trở lại giá, người thủ thư bỏ nó vào ba lô (trước tiên phải kiểm tra xem ba lô đã đầy chưa). Ngưi khách khác tới và hỏi Vietnam - past and future. Trước khi đi vào kho, người thủ thư kiểm tra tên đó có trong ba lô của mình, và tìm thấy nó. Tất cả những gì cần làm là lấy cuốn sách trong ba lô và trao cho khách hàng. Cách phục vụ này hoàn toàn hiệu quả.

Điều gì sẽ xảy ra nếu cuốn sách khách hàng yêu cầu không nằm trong cache (ba lô)? Trong trường hợp này, người thủ thư không có cache sẽ làm việc kém hiệu quả hơn khi có cache, bởi vì khoảng thời gian lấy sách được rút ngắn rất nhiều. Một trong những thách thức của thiết kế cache là giảm tối thiểu những tác vụ khi tìm kiếm trong cache, và phần cứng hiện đại đã giảm thời gian trì hoãn gần như bằng 0.

Từ ví dụ này, bạn có thể thấy một số yếu tố quan trọng về cache. Công nghệ cache là sử dụng loại bộ nhớ nhỏ nhưng nhanh để tăng tốc độ loại bộ nhớ lớn nhưng chậm. Có thể có nhiều lớp cache. Với ví dụ về người thủ thư, loại bộ nhớ nhỏ nhưng nhanh là chiếc ba lô, và kho sách là đại diện cho loại bộ nhớ lớn và chậm. Đây là cache cấp 1. Có thể có một lớp cache khác bao gồm một giá sách có thể để 100 cuốn sách đặt gần thủ thư. Khi đó, thủ thư có thể trước tiên kiểm tra ba lô, sau đó giá sách rồi mới đến kho. Đây là cache cấp 2.

Trong máy tính, Internet là hình thức kết nối chậm nhất. Vì thế, các trình duyệt Internet như Internet Explorer, Netscape hay Opera sử dụng ổ cứng để lưu các trang HTML, đặt chúng vào một thư mục đặc biệt trên ổ cứng. Lần đầu tiên bạn yêu cầu mở một trang HTML, trình duyệt sẽ thực hiện lệnh và tự copy một bản đó vào trong đĩa. Lần sau, khi bạn muốn đến trang đó, trình duyệt sẽ kiểm tra ngày của file đó so với bản trên Internet. Nếu ngày giống nhau, trình duyệt sẽ lấy dữ liệu lưu trong ổ cứng thay vì tải nó từ Internet. Trong trường hợp này, hệ thống bộ nhớ nhanh nhưng nhỏ là ổ cứng và chậm nhưng lớn là Internet.

Cache có thể được gắn trực tiếp trên các thiết bị ngoại vi. Các đĩa cứng hiện đại được gắn bộ nhớ truy cập nhanh, khoảng 512 KB. Máy tính không trực tiếp sử dụng bộ nhớ này mà là chương trình điều khiển ổ cứng. Đối với máy tính, các chip có bộ nhớ này được coi là đĩa. Khi máy tính yêu cầu dữ liệu từ ổ cứng, chương trình quản lý đĩa sẽ kiểm tra bộ nhớ đó trước khi di chuyển các bộ phận cơ khí của đĩa cứng (tốc độ rất chậm so với bộ nhớ). Nếu nó tìm thấy dữ liệu mà máy tính yêu cầu trong cache, nó sẽ cung cấp thông tin đó mặc dù không thực sự truy cập vào ổ đĩa, tiết kiệm rất nhiều thời gian.

Để tiến trình người dùng không can thiệp được vào vùng nhớ của HĐH và của các tiến trình khác, thường sử dụng 2 thanh ghi: Thanh ghi Cơ sở (Base Register) và Thanh ghi Giới hạn (Limit Register).

Chỉ có HĐH mới có thể sửa được nội dung 2 thanh ghi này.
[img] [/img]

- CPU protection: bảo đảm OS phải duy trì được quyền điều khiển, tránh trường hợp user bị lặp vô hạn, không trả quyền điều khiển. Cơ chế thực hiện là timer.
- Timer– kích khởi các ngắt quãng định kỳ.
+ Bộ đếm timer sẽ giảm dần sau mỗi xung clock của máy tính.
+ Khi timer bằng 0 thì kích hoạt ngắt timer và OS sẽ nắm quyền điều khiển.
- Timer cũng được sử dụng để hiện thực hệ thống time sharing.Thiết lập timer gây ngắt định kỳ N ms (time slice, quantum).
- Timer cũng được dùng để tính thời gian.
- Lệnh nạp giá trị cho bộ đếm timer là privileged instruction.

- Là nguyên tắc quan trọng của hệ thống máy tính.
- Thông tin từ RAM có thể được cơ chế phần cứng đưa vào bộ nhớ nhanh hơn gọi là Cache. Khi CPU cần chính thông tin đó, không cần phải truy xuất RAM, mà lấy ngay từ Cache.
- Loại bộ nhớ này không do HĐH quản lý và cấp phát.
- Thực tế, RAM (Bộ nhớ Sơ cấp) là loại Cache nhanh so với đĩa cứng (Bộ nhớ thứ cấp) và HĐH có chức năng quản lý sự lưu chuyển dữ liệu giữa 2 loại bộ nhớ này.

Điền từ thích hợp vào chỗ có dấu hỏi chấm ?

Kilo => Mega => Giga => Tera => ? => ? => ? => ?

Trả lời :

Kilo => Mega => Giga => Tera => Pera => Exa => Zetta => Yotta

Như ta đã biết Bộ nhớ là thiết bị nhớ có thể ghi và chứa thông tin. Mỗi loại thì lại có dung lượng, tốc độ truy cập, cổng giao tiếp khác nhau.
Bộ nhớ được phân ra 16 loại như sau: (sao nhiều vậy nhỉ )
1. ROM (Read Only Memory)
Ðây là loại bộ nhớ dùng trong các hãng sãn xuất là chủ yếu. Nó có đặc tính là
thông tin lưu trữ trong ROM không thể xoá được và không sửa được, thông tin sẽ được
lưu trữ mãi mãi. Nhưng ngược lại ROM có bất lợi là một khi đã cài đặt thông tin vào rồi
thì ROM sẽ không còn tính đa dụng. Ví dụ điển hình là các con "chip" trên motherboard
hay là BIOS ROM để vận hành khi máy tính vừa khởi động.
2. PROM (Programmable ROM)
Mặc dù ROM nguyên thủy là không ghi hay xóa được, nhưng các thế hệ sau của
ROM đã đa dụng hơn như PROM. Các hãng sản xuất có thể cài đặt lại ROM bằng cách
dùng các loại dụng cụ đặc biệt và đắt tiền. Thông tin có thể cài đặt vào chip và nó sẽ lưu
lại mãi trong chip. Một đặc điểm lớn nhất của loại PROM là thông tin chỉ cài đặt một lần
mà thôi. CD cũng có thể được gọi là PROM vì chúng ta có thể lưu trữ thông tin vào nó
chỉ một lần duy nhất và không thể xoá được.
3. EPROM (Erasable Programmable ROM)
Một dạng cao hơn PROM là EPROM, tức là ROM có thể xoá và ghi lại được.
EPROM khác PROM ở chỗ là thông tin có thể được viết và xoá nhiều lần theo ý người sử
dụng, và phương pháp xoá là phần cứng (dùng tia hồng ngoại).
4. EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM)
Ðây là một dạng cao hơn EPROM, đặt điểm khác biệt duy nhất so với EPROM là
có thể ghi và xoá thông tin lại nhiều lần bằng phần mềm.
5. RAM (Random Access Memory)
RAM là thế hệ kế tiếp của ROM, cả RAM và ROM đều là bộ nhớ truy xuất ngẫu
nhiên, tức là dữ liệu được truy xuất không cần theo thứ tự. Tuy nhiên ROM chạy chậm
hơn RAM rất nhiều. Thông thường ROM cần trên 50ns để xử lý dữ liệu trong khi đó
RAM cần dưới 10ns.
6. SRAM (Static RAM) và DRAM (Dynamic RAM)
SRAM (RAM tĩnh) là loại RAM lưu trữ dữ liệu không cần cập nhật thường xuyên
trong khi DRAM là loại RAM cần cập nhật dữ liệu thường xuyên. Thông thường dữ liệu
trong DRAM sẽ được làm tươi (refresh) nhiều lần trong một giây để giữ lại những thông
tin đang lưu trữ, nếu không thì dữ liệu trong DRAM cũng sẽ bị mất do hiện tượng rò rỉ
điện tích của các tụ điện. Các khác biệt của SRAM so với DRAM:
- Tốc độ của SRAM lớn hơn DRAM do không phải tốn thời gian refresh..
- Chế tạo SRAM tốn kém hơn DRAM nên thông thường sử dụng DRAM để
hạ giá thành sản phẩm.
7. FPM - DRAM (Fast Page Mode DRAM)
Là một dạng cải tiến của DRAM, về nguyên lý thì FPM - DRAM sẽ chạy nhanh
hơn DRAM do cải tiến cách dò địa chỉ trước khi truy xuất dữ liệu. FPM - DRAM hầu như
không còn sản xuất trên thị trường hiện nay nữa.
8. EDO - DRAM (Extended Data Out DRAM)
Là một dạng cải tiến của FPM - DRAM, nó truy xuất nhanh hơn FPM - DRAM
nhờ một số cải tiến cách dò địa chỉ trước khi truy cập dữ liệu. Tuy nhiên, EDO - DRAM
là cần hỗ của chipset hệ thống. Loại bộ nhớ nầy chạy với máy 486 trở lên (tốc độ dưới
75MHz). EDO DRAM cũng đã quá cũ so với kỹ thuật hiện nay, tốc độ của EDO-DRAM
nhanh hơn FPM-DRAM từ 10 - 15%.
9. BDEO-DRAM (Burst Extended Data Out DRAM)
Là thế hệ sau của EDO DRAM, dùng kỹ thuật đường ống (pipeline) để rút ngắn
thời gian dò địa chỉ.
10. SDRAM (Synchronous DRAM)
Ðây là một loại RAM có nguyên lý chế tạo khác hẳn với các loại RAM trước.
Đồng bộ (synchronous) là một khái niệm rất quan trọng trong lĩnh vực số. RAM hoạt
động do một bộ điều khiển xung nhịp (clock memory), dữ liệu sẽ được truy xuất hay cập
nhật mỗi khi clock chuyển từ logic 0 sang 1, đồng bộ có nghĩa là ngay lúc clock nhảy từ
logic 0 sang 1 chứ không hẳn là chuyển sang logic 1 hoàn toàn (tác động bằng cạnh
xung). Do kỹ thuật này, SDRAM và các thế hệ sau có tốc độ cao hơn hẳn các loại DRAM
trước, đạt tốc độ 66, 100, 133 MHz.
11. DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM)
Ðây là loại bộ nhớ cải tiến từ SDRAM. Nó nhân đôi tốc độ truy cập của SDRAM
bằng cách dùng cả hai quá trình đồng bộ khi clock chuyển từ logic 0 sang 1 và từ logic 1sang 0 (dùng cả cạnh âm và cạnh dương). Loại RAM này được CPU Intel và AMD hỗ trợ,
tốc độ vào khoảng 266 MHz. (DDR-SDRAM đã ra đời trong năm 2000)
12. DRDRAM (Direct Rambus DRAM)
Hệ thống Rambus (tên hãng chế tạo) có nguyên lý và cấu trúc chế tạo hoàn toàn
khác loại SDRAM truyền thống. Bộ nhớ sẽ được vận hành bởi một hệ thống phụ gọi là
kênh truyền Rambus trực tiếp (direct Rambus channel) có độ rộng bus 16 bit và một xung
clock 400MHz (có thể lên tới 800MHz). Theo lý thuyết thì cấu trúc mới nầy sẽ có thể trao
đổi dữ liệu với tốc độ 400MHz x 16 bit = 400MHz x 2 bytes = 800 MBps. Hệ thống
Rambus DRAM cần một chip serial presence detect (SPD) để trao đổi với motherboard.
Ta thấy kỹ thuật mới nầy dùng giao tiếp 16 bit, khác hẳn với cách chế tạo truyền thống là
dùng 64 bit cho bộ nhớ nên kỹ thuật Rambus cho ra đời loại chân RIMM (Rambus Inline
Memory Module), khác so với bộ nhớ truyền thống. Loại RAM này chỉ được hỗ trợ bởi
CPU Intel Pentum IV, tốc độ vào khoảng 400 – 800 MHz
13. SLDRAM (Synchronous - Link DRAM)
Là thế hệ sau của DRDRAM, thay vì dùng kênh Rambus trực tiếp 16 bit và tốc độ
400MHz, SLDRAM dùng bus 64 bit chạy với tốc độ 200MHz. Theo lý thuyết thì hệ
thống mới có thể đạt được tốc độ 200MHz x 64 bit = 200MHz x 8 bytes = 1600 MBps,
tức là gấp đôi DRDRAM. Ðiều thuận tiện là là SLDRAM được phát triển bởi một nhóm
20 công ty hàng đầu về vi tính cho nên nó rất da dụng và phù hợp nhiều hệ thống khác
nhau.
14. VRAM (Video RAM)
Khác với bộ nhớ trong hệ thống, do nhu cầu về đồ hoạ ngày càng cao, các hãng
chế tạo card đồ họa đã chế tạo VRAM riêng cho video card của họ mà không cần dùng bộ
nhớ của hệ thống chính. VRAM chạy nhanh hơn vì ứng dụng kỹ thuật Dual Port nhưng
đồng thời cũng đắt hơn rất nhiều.
15. SGRAM (Synchronous Graphic RAM)
Là sản phẩm cải tiến của VRAM, nó sẽ đọc và viết từng block thay vì từng mảng
nhỏ.
16. Flash Memory
Là sản phẩm kết hợp giữa RAM và đĩa cứng, bộ nhớ flash có thể chạy nhanh như
SDRAM mà và vẫn lưu trữ được dữ liệu khi không có nguồn cung cấp.

Nguồn: (Tổng hợp từ internet)

Ngắt là một tín hiệu gởi đến bộ xử lí, yêu cầu bộ xử lí tạm ngừng các hoạt động hiện tại để nhảy đến một nơi khác thực hiện một nhiệm vụ nào đó .
Chương trình đi cùng với ngắt được gọi là trình dịch vụ ngắt ISR (Interrupt Service Routine) hay còn gọi là trình quản lý ngắt (Interrupt handler).
Các tín hiệu dẫn đến ngắt có thể xuất phát từ :
1.Thiết bị bên trong chip (ngắt báo bộ đếm timer/counter tràn, ngắt báo quá trình gởi dữ liệu bằng RS232 kết thúc…) .
2. Các tác nhân bên ngoài (ngắt báo có 1 button được nhấn, ngắt báo có 1 gói dữ liệu đã được nhận
BẢNG VECTOR NGẮT.
Đối với mỗi ngắt thì phải có một trình phục vụ ngắt ISR. Khi một ngắt đựợc gọi thì bộ vi điều khiển chạy trình phục vụ ngắt. Đối với mỗi ngắt thì có một vị trí cố định trong bộ nhớ để giữ địa chỉ ISR của nó.
Nhóm các vị trí nhớ được dành riêng để gửi các địa chỉ của các ISR được gọi là bảng véc tơ ngắt.
Các bước hoạt động của một ngắt
● Vi điều khiển kết thúc lệnh đang thực hiện và lưu địa chỉ của lệnh kế tiếp vào ngăn xếp.
● Nó nhảy đến một vị trí cố định trong bộ nhớ được gọi là bảng véc tơ ngắt nơi lưu giữ địa chỉ của một trình phục vụ ngắt.
● Bộ vi điều khiển nhận địa chỉ ISR từ bảng véc tơ ngắt và nhảy tới đó. Nó bắt đầu thực hiện trình phục vụ ngắt cho đến lệnh cuối cùng của ISR là RETI (trở về từ ngắt).
● Khi thực hiện lệnh RETI bộ vi điều khiển quay trở về nơi nó đã bị ngắt. Trước hết nó nhận địa chỉ của bộ đếm chương trình PC từ ngăn xếp bằng cách kéo hai byte trên đỉnh của ngăn xếp vào PC. Sau đó bắt đầu thực hiện các lệnh từ địa chỉ đó.
THỨ TỰ ƯU TIÊN NGẮT
• Khi AVR đang thực hiện một trình phục vụ ngắt thuộc một ngắt nào đó thì lại có một ngắt khác được kích hoạt. Trong những trường hợp như vậy thì một ngắt có mức ưu tiên cao hơn có thể ngắt một ngắt có mức ưu tiên thấp hơn.Lúc này ISR của ngắt có mức ưu tiên cao hơn sẽ được thực thi (*).
• Khi thực hiện xong ISR của ngắt có mức ưu tiên cao hơn thì nó mới quay lại phục vụ tiếp ISR của ngắt có mức ưu tiên thấp hơn trước khi trở về chương trình chính. Đây gọi là ngắt trong ngắt

-- Để tiến trình người dùng không can thiệp được vào vùng nhớ của HĐH và của các tiến trình khác, thường sử dụng 2 thanh ghi: Thanh ghi Cơ sở (Base Register) và Thanh ghi Giới hạn (Limit Register).
--Chỉ có HĐH mới có thể sửa được nội dung 2 thanh ghi này.

[img][/img]

CPU protection: bảo đảm OS phải duy trì được quyền điều khiển, tránh trường hợp user bị lặp vô hạn, không trả quyền điều khiển. Cơ chế thực hiện là timer.

· Timer– kích khởi các ngắt quãng định kỳ

Bộ đếm timer sẽ giảm dần sau mỗi xung clock của máy tính.

Khi timer bằng 0 thì kích hoạt ngắt timer và OS sẽ nắm quyền điều khiển.

· Timercũng được sử dụng để hiện thực hệ thống time sharing.

Thiết lập timer gây ngắt định kỳ N ms (time slice, quantum)

· Timer cũng được dùng để tính thời gian.

· Lệnh nạp giá trị cho bộ đếm timer là privileged instruction.

Câu 1 : Trình bày Nguyên lý xử lý ngắt của Hệ Điều hành?
TL :
Hai loại ngắt chính:
. Tín hiệu ngắt (Interrupt Signal) từ các thiết bị (Ngắt cứng) truyền qua System Bus.
. Tín hiệu ngắt từ chương trình người dùng (Ngắt mềm) nhờ Lời gọi hệ thống (System Call hay Monitor Call). Lệnh đặc biệt này ( ví dụ có tên INT hoặc SysCall )cơ chế để tiến trình người dùng yêu cầu một dịch vụ của HĐH (ví dụ, yêu cầu thực hiện lệnh I/O).
- Với mỗi loại ngắt, có đoạn mã riêng của HĐH dùng để xử lý.
- Các HĐH hiện đại được dẫn dắt bởi các sự kiện. Nếu không có tiến trình nào vận hành, không có thiết bị I/O nào làm việc, HĐH im lặng chờ và theo dõi.
- Thông thường, mỗi loại ngắt tương ứng với 1 dòng trong bảng (Véc-tơ ngắt) chứa con
trỏ (Pointer) tới chương trình xử lý loại ngắt đó. Bảng này nằm ở vùng thấp của RAM (ví dụ: 100 bytes đầu tiên).
- Cơ chế xử lý ngắt phải có trách nhiệm ghi lại địa chỉ lệnh bị ngắt để sau đó có thể quay lại. Địa chỉ này cùng với nhiều thông tin khác có thể được ghi vào Ngăn xếp hệ thống (System Stack) với nguyên tắc làm việc LIFO ( Last-In, First-Out )

Câu 2 :Trình bày tuyến thời gian công việc của 1 tiến trình có 3 yêu cầu Nhập/ Xuất(I/O) với thiết bị ngoại vi?
TL :



Câu 3 :Trình bày và so sánh 2 phương thức Nhập/Xuất (I/O) Synchronous(Đồng bộ) và ASynchronous(Không đông bộ)?
TL :
Synchronous (Đồng Bộ) I/O: Sau khi phát ra lệnh Nhập/Xuất, tiến trình chuyển sang trạng thái chờ đến
khi Nhập/Xuất hoàn tất rồi mới chạy tiếp (thực hiện lệnh kế tiếp)
Ví dụ: Khi ta tạo mới một tài liệu nhập dữ liệu từ bàn phím, khi muốn lưu lại ta phải chọn Save, sau đó đặt tên file, và chọn nơi lưu trữ. Các tiến trình đó ở trạng thái chờ tiến trình trước nhập
xuất hoàn tất đã.

- Asynchronous (Không đồng bộ) I/O: Sau khi phát ra lệnh Nhập/Xuất, tiến trình không chờ Nhập/Xuất hoàn
tất mà thực hiện ngay lệnh kế tiếp. Như vậy, tiến trình vận hành song song với công việc Nhập/Xuất.
Ví dụ: Khi ta nhập dữ liệu mới hoặc thêm vào tài liệu đã có, khi ta muốn lưu thì ta chọn Save và lúc này tiến trình vận hành song song với việc phát ra lệnh từ Save.
Câu 4 : Trình bày mô hình phân cấp các loại bộ nhớ trong máy tính?
TL:



- Một sự phân cấp bộ nhớ kiểu mẫu được chỉ ra ở hình trên. Khi chúng ta đi từ trên xuống trong sơ đồ phân cấp này, những sự kiện sau sẽ xảy ra:
. Giảm phí tổn cho một bit
. Tăng dung lượng
. Tăng thời gian truy cập
. Giảm tần số truy cập bộ nhớ bởi CPU
- Do vậy bộ nhớ nhỏ hơn, nhanh hơn, đắt tiền hơn được phụ trợ bởi bộ nhớ lớn hơn, chậm hơn, rẻ hơn. Chìa khóa cho sự thành công trong cách tổ chức này là yếu tố cuối cùng, tức là giảm thiểu tần số truy cập.
Câu 5 : Trình bày nguyên lý bảo vệ phần cứng - trình bày nguyên lý bảo vệ phần cứng bằng Mode Bit?
TL:
- H ệ điều hành dung cơ chế Dual-Mode để duy trì 2 chế đọ là User Mode và Monitor Mode (Còn gọi là Supervisor Mode, System mode hoặc Privileged mode) để bảo vệ hệ thống và các tiến trình đang vận hành.
- Một Mode Bit được đưa vào phẩn cứng của máy để chỉ báo chế đọ làm việc hiên hành
0- Monitor mode, 1- User mode
- Khi xảy ra ngắt phần cứng chuyển từ User mode sang Monitor Mode bằng cách đặt Mode Bit thành 0.
- Hệ điều hành đặt Mode Bit bằng 1 trước khi trả điều khiển tiến trình người dung.
- Bộ xử lý Pentium hổ trwoj Mode Bit, do đó các Hệ ddiieuf hành windows 2000 và OS/2 tận dụng được tính năng này để bảo vệ máy tính tốt hơn.

Câu 6 : Trình bày thuật giải bảo vệ bộ nhớ chính bằng thanh ghi cơ sở và thanh ghi giới hạn?
TL:
- Để tiến trình người dùng không can thiệp được vào vùng nhớ của hệ điều hành và các tiến trình khác, thường sử dụng hai thanh ghi :
. Thanh ghi Cơ sở (Base register): được dùng để lưu trữ địa chỉ ô nhớ hợp lệ nhỏ nhất
. Thanh ghi Giới hạn (Limit register): lưu trữ kích thước của cả ô nhớ.
Ví dụ, nếu thanh ghi base lưu trữ giá trị 300040 và thanh ghi limit lưu trữ giá trị là 120900 thì chương trình sẽ có thể truy cập hợp lệ vào các địa chỉ ô nhớ trong khoảng từ 300040 cho đến 420940.
- Chỉ có HĐH mới có thể sửa được nội dung hai thanh ghi này. Vì thanh ghi base và limit chỉ có thể được nạp bởi hệ điều hành
[img][/img][img][/img]

Có 2 loại ngắt chính: ngắt cứng và ngắt mềm
Cách phân biệt 2 loại ngắt:
Giống nhau: ngắt cứng hay ngắt mềm đều được truyền qua hệ thống System Bus.
Khác nhau:
Ngắt cứng được phát ra từ thiết bị máy tính.
Ngắt mềm được phát ra từ chương trình của người dung bằng 1 lệnh đặc biệt thông qua lời gọi của hệ thống System Call.
Mỗi loại ngắt đều được thực hiện qua HĐH, HĐH có 1 đoạn mã riêng tùy thuộc vào mỗi loại ngắt.

Hệ điều hành hiện đại dùng cơ chế Dual-Mode để duy trì 2 chế độ là User Mode và Monitor Mode để bảo vệ hệ thống và các tiến trình đang vận hành.
Một Mode Bit được đưa vào phần cứng của máy để chỉ báo chế độ làm việc hiện hành:
0 - Monitor Mode, 1 - User Mode.
Monitor: phần thường trú của HĐH hoặc bộ giám sát
Khi Mode Bit hệ thống = 0 thì HĐH được sử dụng, HĐH được phép gọi các lệnh ưu tiên.
Khi Mode Bit hệ thống = 1 thì cho phép người dùng được sử dụng, tiến trình người dung không được phép thực hiện các lệnh ưu tiên.
Nếu tiến trình người dung muốn thực hiện các lệnh ưu tiên thì chỉ có thể thực hiện gián tiếp các lệnh ưu tiên đó thông qua lời gọi hệ thống (viết tắt System Call).
Chỉ có HĐH mới đổi được Mode Bit.

- Hai loại ngắt chính:
o Tín hiệu ngắt (Interrupt Signal) từ các thiết bị (Ngắt cứng) truyền qua System Bus.
o Tín hiệu ngắt từ chương trình người dùng (Ngắt mềm) nhờ Lời gọi hệ thống (System Call hay Monitor Call). Lệnh đặc biệt này (ví dụ có tên INT hoặc SysCall) là cơ chế để tiến trình người dùng yêu cầu một dịch vụ của HĐH (ví dụ, yêu cầu thực hiện lệnh I/O).
- Với mỗi loại ngắt, có đoạn mã riêng của HĐH dùng để xử lý.
- Các HĐH hiện đại được dẫn dắt bởi các sự kiện. Nếu không có tiến trình nào vận hành, không có thiết bị I/O nào làm việc, HĐH im lặng chờ và theo dõi.
- Thông thường, mỗi loại ngắt tương ứng với 1 dòng trong bảng (Véc-tơ ngắt) chứa con trỏ (Pointer) tới chương trình xử lý loại ngắt đó. Bảng này nằm ở vùng thấp của RAM (ví dụ: 100 bytes đầu tiên).
- Cơ chế xử lý ngắt phải có trách nhiệm ghi lại địa chỉ lệnh bị ngắt để sau đó có thể quay lại. Địa chỉ này cùng với nhiều thông tin khác có thể được ghi vào Ngăn xếp hệ thống (System Stack) với nguyên tắc làm việc LIFO ( Last-In, First-Out ).

Kilo => Mega => Giga => Tera => Pera =>Exa => Zetta => Yotta

- Một sự phân cấp bộ nhớ kiểu mẫu được chỉ ra ở hình trên. Khi chúng ta đi từ trên xuống trong sơ đồ phân cấp này, những sự kiện sau sẽ xảy ra:
. Giảm phí tổn cho một bit
. Tăng dung lượng
. Tăng thời gian truy cập
. Giảm tần số truy cập bộ nhớ bởi CPU
- Do vậy bộ nhớ nhỏ hơn, nhanh hơn, đắt tiền hơn được phụ trợ bởi bộ nhớ lớn hơn, chậm hơn, rẻ hơn. Chìa khóa cho sự thành công trong cách tổ chức này là yếu tố cuối cùng, tức là giảm thiểu tần số truy cập.