Principes de base des ordinateurs - Mémoire primaire

La mémoire est nécessaire dans les ordinateurs pour stocker les données et les instructions. La mémoire est physiquement organisée en un grand nombre de cellules capables de stocker un bit chacune. Logiquement, ils sont organisés en groupes de bits appeléswordsauxquels une adresse est attribuée. Les données et instructions sont accessibles via cesmemory address. La vitesse d'accès à ces adresses mémoire détermine le coût de la mémoire. Plus la vitesse de la mémoire est rapide, plus le prix est élevé.

On peut dire que la mémoire informatique est organisée de manière hiérarchique où la mémoire avec les vitesses d'accès les plus rapides et les coûts les plus élevés se trouve en haut, tandis que celles avec les vitesses les plus basses et donc les coûts les plus bas se trouvent en bas. Sur la base de ces critères, la mémoire est de deux types -primary et secondary. Ici, nous allons examiner la mémoire primaire en détail.

Les principales caractéristiques de la mémoire primaire, qui la distinguent de la mémoire secondaire sont:

• Il est accessible directement par le processeur
• C'est la mémoire la plus rapide disponible
• Chaque mot est stocké ainsi que
• Il est volatil, c'est-à-dire que son contenu est perdu une fois l'alimentation coupée

La mémoire primaire étant coûteuse, des technologies sont développées pour optimiser son utilisation. Il s'agit de grands types de mémoire principale disponibles.

RAM

RAM signifie Random Access Memory. Le processeur accède directement à toutes les adresses mémoire, quelle que soit la longueur des mots, ce qui accélère le stockage et la récupération. La RAM est la mémoire la plus rapide disponible et donc la plus chère. Ces deux facteurs impliquent que la RAM est disponible en très petites quantités allant jusqu'à 1 Go. La RAM est volatile mais je suis de l'un de ces deux types

DRAM (RAM dynamique)

Chaque cellule mémoire d'une DRAM est composée d'un transistor et d'un condensateur, qui stockent un bit de données. Cependant, cette cellule commence à perdre sa charge et donc les données stockées en moins d'un millième de seconde. Il doit donc être rafraîchi mille fois par seconde, ce qui prend du temps au processeur. Cependant, en raison de la petite taille de chaque cellule, une DRAM peut avoir un grand nombre de cellules. La mémoire principale de la plupart des ordinateurs personnels est constituée de DRAM.

SRAM (SRAM)

Chaque cellule de la SRAM est constituée d'une bascule qui stocke un bit. Il conserve son bit jusqu'à ce que l'alimentation soit allumée et n'a pas besoin d'être rafraîchi comme la DRAM. Il a également des cycles de lecture-écriture plus courts par rapport à la DRAM. SRAM est utilisé dans des applications spécialisées.

ROM

ROM signifie Read Only Memory. Comme son nom l'indique, la ROM ne peut être lue que par le processeur. Les nouvelles données ne peuvent pas être écrites dans la ROM. Les données à stocker dans la ROM sont écrites pendant la phase de fabrication elle-même. Ils contiennent des données qui n'ont pas besoin d'être modifiées, comme la séquence de démarrage d'un ordinateur ou des tables algorithmiques pour les applications mathématiques. La ROM est plus lente et donc moins chère que la RAM. Il conserve ses données même lorsque l'alimentation est coupée, c'est-à-dire qu'il est non volatile. La ROM ne peut pas être modifiée comme la RAM peut l'être, mais des technologies sont disponibles pour programmer ces types de ROM -

PROM (ROM programmable)

La PROM peut être programmée à l'aide d'un dispositif matériel spécial appelé programmeur PROM ou brûleur PROM.

EPROM (ROM programmable effaçable)

L'EPROM peut être effacée puis programmée à l'aide de signaux électriques spéciaux ou de rayons UV. Les EPROM qui peuvent être effacées à l'aide de rayons UV sont appelées UVEPROM et celles qui peuvent être effacées à l'aide de signaux électriques sont appelées EEPROM. Cependant, la manipulation des signaux électriques est plus facile et plus sûre que les rayons UV.

Mémoire cache

Un petit morceau de mémoire volatile haute vitesse disponible pour le processeur pour un traitement rapide est appelé cache memory. Le cache peut être une partie réservée de la mémoire principale, une autre puce sur le processeur ou un périphérique de stockage haute vitesse indépendant. La mémoire cache est constituée de SRAM à vitesse rapide. Le processus de conservation de certaines données et instructions dans la mémoire cache pour un accès plus rapide est appelécaching. La mise en cache est effectuée lorsqu'un ensemble de données ou d'instructions est accédé encore et encore.

Chaque fois que le processeur a besoin de données ou d'instructions, il vérifie d'abord le cache. S'il n'y est pas disponible, on accède à la mémoire principale et enfin à la mémoire secondaire. Comme le cache a une vitesse très élevée, le temps passé à y accéder à chaque fois est négligeable par rapport au temps gagné si les données se trouvent effectivement dans le cache. La recherche de données ou d'instructions dans le cache est appeléecache hit.