Nozioni di base sui computer - Memoria primaria

La memoria è necessaria nei computer per memorizzare dati e istruzioni. La memoria è fisicamente organizzata come un gran numero di celle che sono in grado di memorizzare un bit ciascuna. Logicamente sono organizzati come gruppi di bit chiamatiwordsa cui viene assegnato un indirizzo. I dati e le istruzioni sono accessibili tramite questimemory address. La velocità con cui è possibile accedere a questi indirizzi di memoria determina il costo della memoria. Più veloce è la velocità della memoria, più alto è il prezzo.

Si può dire che la memoria del computer sia organizzata in modo gerarchico in cui la memoria con le velocità di accesso più elevate e i costi più elevati si trova in cima mentre quella con le velocità più basse e quindi i costi più bassi si trova in fondo. In base a questo criterio la memoria è di due tipi:primary e secondary. Qui esamineremo in dettaglio la memoria primaria.

Le caratteristiche principali della memoria primaria, che la distinguono dalla memoria secondaria sono:

  • Vi si accede direttamente dal processore
  • È la memoria più veloce disponibile
  • Ogni parola viene memorizzata così come
  • È volatile, cioè il suo contenuto viene perso una volta che l'alimentazione viene spenta

Poiché la memoria primaria è costosa, vengono sviluppate tecnologie per ottimizzarne l'utilizzo. Questi sono ampi tipi di memoria primaria disponibili.

RAM

RAM sta per Random Access Memory. Il processore accede direttamente a tutti gli indirizzi di memoria, indipendentemente dalla lunghezza della parola, velocizzando l'archiviazione e il recupero. La RAM è la memoria più veloce disponibile e quindi la più costosa. Questi due fattori implicano che la RAM è disponibile in quantità molto piccole fino a 1 GB. La RAM è volatile ma la mia è di uno di questi due tipi

DRAM (RAM dinamica)

Ogni cella di memoria in una DRAM è composta da un transistor e un condensatore, che memorizzano un bit di dati. Tuttavia, questa cella inizia a perdere la sua carica e quindi i dati vengono memorizzati in meno di millesimo di secondo. Quindi deve essere aggiornato migliaia di volte al secondo, il che richiede tempo al processore. Tuttavia, a causa delle piccole dimensioni di ciascuna cella, una DRAM può avere un numero elevato di celle. La memoria primaria della maggior parte dei personal computer è costituita da DRAM.

SRAM (SRAM)

Ogni cella in SRAM è composta da un flip flop che memorizza un bit. Mantiene la sua parte fino a quando l'alimentazione è accesa e non ha bisogno di essere aggiornata come la DRAM. Ha anche cicli di lettura / scrittura più brevi rispetto alla DRAM. SRAM è utilizzato in applicazioni specializzate.

rom

ROM sta per Read Only Memory. Come suggerisce il nome, la ROM può essere letta solo dal processore. Non è possibile scrivere nuovi dati nella ROM. I dati da memorizzare nella ROM vengono scritti durante la fase di produzione stessa. Contengono dati che non devono essere modificati, come la sequenza di avvio di un computer o tabelle algoritmiche per applicazioni matematiche. La ROM è più lenta e quindi più economica della RAM. Conserva i suoi dati anche quando l'alimentazione è spenta, cioè non è volatile. La ROM non può essere modificata come può essere la RAM, ma sono disponibili tecnologie per programmare questi tipi di ROM -

PROM (ROM programmabile)

La PROM può essere programmata utilizzando uno speciale dispositivo hardware chiamato programmatore PROM o masterizzatore PROM.

EPROM (ROM programmabile cancellabile)

La EPROM può essere cancellata e quindi programmata utilizzando speciali segnali elettrici o raggi UV. Le EPROM che possono essere cancellate usando i raggi UV sono chiamate UVEPROM e quelle che possono essere cancellate usando segnali elettrici sono chiamate EEPROM. Tuttavia, la gestione dei segnali elettrici è più facile e sicura dei raggi UV.

Memoria cache

Viene chiamato un piccolo pezzo di memoria volatile ad alta velocità disponibile per il processore per l'elaborazione veloce cache memory. La cache può essere una porzione riservata della memoria principale, un altro chip sulla CPU o un dispositivo di archiviazione indipendente ad alta velocità. La memoria cache è costituita da SRAM ad alta velocità. Viene chiamato il processo di conservazione di alcuni dati e istruzioni nella memoria cache per un accesso più rapidocaching. La memorizzazione nella cache viene eseguita quando si accede ripetutamente a un insieme di dati o istruzioni.

Ogni volta che il processore ha bisogno di dati o istruzioni, controlla prima la cache. Se non è disponibile lì, si accede alla memoria principale e infine alla memoria secondaria. Poiché la cache ha una velocità molto elevata, il tempo impiegato per accedervi ogni volta è trascurabile rispetto al tempo risparmiato se i dati sono effettivamente nella cache. Viene chiamata la ricerca di dati o istruzioni nella cachecache hit.