Périphériques de mémoire

Un souvenir est comme un cerveau humain. Il est utilisé pour stocker des données et des instructions. La mémoire de l'ordinateur est l'espace de stockage dans l'ordinateur où les données doivent être traitées et les instructions nécessaires au traitement sont stockées.

La mémoire est divisée en un grand nombre de petites parties. Chaque partie est appelée une cellule. Chaque emplacement ou cellule a une adresse unique qui varie de zéro à la taille de la mémoire moins un.

Par exemple, si l'ordinateur a 64 000 mots, alors cette unité de mémoire a 64 * 1024 = 65536 emplacements de mémoire. L'adresse de ces emplacements varie de 0 à 65535.

La mémoire est principalement de deux types

  • Internal Memory - mémoire cache et mémoire principale / principale

  • External Memory - disque magnétique / disque optique, etc.

Les caractéristiques de la hiérarchie de la mémoire suivent lorsque nous allons de haut en bas.

  • La capacité en termes de stockage augmente.
  • Le coût par bit de stockage diminue.
  • La fréquence d'accès à la mémoire par le CPU diminue.
  • Le temps d'accès par le CPU augmente.

RAM

Une RAM constitue la mémoire interne de la CPU pour stocker les données, le programme et le résultat du programme. C'est une mémoire de lecture / écriture. C'est ce qu'on appelle la mémoire vive (RAM).

Étant donné que le temps d'accès dans la RAM est indépendant de l'adresse du mot, chaque emplacement de stockage à l'intérieur de la mémoire est aussi facile à atteindre qu'un autre emplacement et prend le même temps. Nous pouvons atteindre la mémoire de manière aléatoire et extrêmement rapide, mais cela peut également être assez coûteux.

La RAM est volatile, c'est-à-dire que les données qui y sont stockées sont perdues lorsque nous éteignons l'ordinateur ou en cas de panne de courant. Par conséquent, un système d'alimentation sans coupure (UPS) de secours est souvent utilisé avec les ordinateurs. La RAM est petite, à la fois en termes de taille physique et de quantité de données qu'elle peut contenir.

La RAM est de deux types

  • RAM statique (SRAM)
  • RAM dynamique (DRAM)

RAM statique (SRAM)

Le mot staticindique que la mémoire conserve son contenu tant que l'alimentation reste appliquée. Cependant, les données sont perdues lorsque l'alimentation est coupée en raison de la nature volatile. Les puces SRAM utilisent une matrice de 6 transistors et aucun condensateur. Les transistors ne nécessitent pas d'alimentation pour éviter les fuites, il n'est donc pas nécessaire de rafraîchir la SRAM régulièrement.

En raison de l'espace supplémentaire dans la matrice, la SRAM utilise plus de puces que la DRAM pour la même quantité d'espace de stockage, augmentant ainsi les coûts de fabrication.

La RAM statique est utilisée car la mémoire cache doit être très rapide et petite.

RAM dynamique (DRAM)

DRAM, contrairement à SRAM, doit être continuellement refreshedafin qu'il conserve les données. Cela se fait en plaçant la mémoire sur un circuit de rafraîchissement qui réécrit les données plusieurs centaines de fois par seconde. La DRAM est utilisée pour la plupart de la mémoire système car elle est peu coûteuse et petite. Toutes les DRAM sont constituées de cellules mémoire. Ces cellules sont composées d'un condensateur et d'un transistor.

ROM

ROM signifie Read Only Memory. La mémoire à partir de laquelle nous ne pouvons que lire mais pas écrire dessus. Ce type de mémoire est non volatile. Les informations sont stockées en permanence dans ces mémoires lors de la fabrication.

Une ROM stocke les instructions nécessaires pour démarrer l'ordinateur lors de la première mise sous tension de l'électricité, cette opération est appelée bootstrap. Les puces ROM ne sont pas seulement utilisées dans l'ordinateur, mais également dans d'autres articles électroniques comme la machine à laver et le four à micro-ondes.

Voici les différents types de ROM -

MROM (ROM masquée)

Les toutes premières ROM étaient des dispositifs câblés contenant un ensemble préprogrammé de données ou d'instructions. Ces types de ROM sont connus sous le nom de ROM masquées. C'est une ROM peu coûteuse.

PROM (mémoire morte programmable)

La PROM est une mémoire en lecture seule qui ne peut être modifiée qu'une seule fois par un utilisateur. L'utilisateur achète une PROM vierge et entre le contenu souhaité à l'aide d'un programmeur PROM. À l'intérieur de la puce PROM, il y a de petits fusibles qui sont brûlés pendant la programmation. Il ne peut être programmé qu'une seule fois et n'est pas effaçable.

EPROM (mémoire morte effaçable et programmable)

L'EPROM peut être effacée en l'exposant à la lumière ultraviolette pendant une durée allant jusqu'à 40 minutes. En général, une gomme à effacer EPROM remplit cette fonction. Pendant la programmation, une charge électrique est piégée dans une région de grille isolée. La charge est conservée pendant plus de dix ans car la charge n'a pas de chemin de fuite. Pour effacer cette charge, la lumière ultraviolette passe à travers une fenêtre en cristal de quartz (couvercle). Cette exposition à la lumière ultraviolette dissipe la charge. Lors d'une utilisation normale, le couvercle en quartz est scellé avec un autocollant.

EEPROM (mémoire morte effaçable électriquement et programmable)

L'EEPROM est programmée et effacée électriquement. Il peut être effacé et reprogrammé environ dix mille fois. L'effacement et la programmation prennent environ 4 à 10 ms (millisecondes). En EEPROM, n'importe quel emplacement peut être effacé et programmé de manière sélective. Les EEPROM peuvent être effacées un octet à la fois, plutôt que d'effacer toute la puce. Par conséquent, le processus de reprogrammation est flexible mais lent.

Mémoire d'accès série

L'accès séquentiel signifie que le système doit rechercher le périphérique de stockage depuis le début de l'adresse mémoire jusqu'à ce qu'il trouve l'élément de données requis. Le dispositif de mémoire qui prend en charge un tel accès est appelé mémoire à accès séquentiel ou mémoire à accès série. La bande magnétique est un exemple de mémoire d'accès série.

Mémoire à accès direct

La mémoire à accès direct ou mémoire à accès aléatoire fait référence aux conditions dans lesquelles un système peut accéder directement aux informations souhaitées par l'utilisateur. Le périphérique de mémoire qui prend en charge un tel accès est appelé une mémoire à accès direct. Les disques magnétiques, les disques optiques sont des exemples de mémoire à accès direct.

Mémoire cache

La mémoire cache est une mémoire à semi-conducteurs très rapide qui peut accélérer le processeur. Il agit comme un tampon entre le CPU et la mémoire principale. Il est utilisé pour contenir les parties de données et de programme les plus fréquemment utilisées par le CPU. Les parties de données et de programmes sont transférées du disque vers la mémoire cache par le système d'exploitation, d'où le CPU peut y accéder.

Avantages

  • La mémoire cache est plus rapide que la mémoire principale.
  • Il consomme moins de temps d'accès par rapport à la mémoire principale.
  • Il stocke le programme qui peut être exécuté dans un court laps de temps.
  • Il stocke les données pour une utilisation temporaire.

Désavantages

  • La mémoire cache a une capacité limitée.
  • C'est très cher.

La mémoire virtuelle est une technique qui permet l'exécution de processus qui ne sont pas entièrement disponibles en mémoire. Le principal avantage visible de ce schéma est que les programmes peuvent être plus volumineux que la mémoire physique. La mémoire virtuelle est la séparation de la mémoire logique utilisateur de la mémoire physique.

Cette séparation permet de fournir une mémoire virtuelle extrêmement grande aux programmeurs lorsque seule une mémoire physique plus petite est disponible. Voici les situations où il n'est pas nécessaire de charger complètement le programme dans la mémoire principale.

  • Les routines de gestion des erreurs écrites par l'utilisateur ne sont utilisées que lorsqu'une erreur s'est produite dans les données ou le calcul.

  • Certaines options et fonctionnalités d'un programme peuvent être rarement utilisées.

  • De nombreuses tables se voient attribuer une quantité fixe d'espace d'adressage même si seule une petite partie de la table est réellement utilisée.

  • La possibilité d'exécuter un programme qui n'est que partiellement en mémoire contrarierait de nombreux avantages.

  • Moins de nombre d'E / S seraient nécessaires pour charger ou échanger chaque programme utilisateur en mémoire.

  • Un programme ne serait plus contraint par la quantité de mémoire physique disponible.

  • Chaque programme utilisateur pourrait prendre moins de mémoire physique, plus de programmes pourraient être exécutés en même temps, avec une augmentation correspondante de l'utilisation du processeur et du débit.

Mémoire auxiliaire

La mémoire auxiliaire est beaucoup plus grande que la mémoire principale, mais elle est plus lente. Il stocke normalement les programmes système, les instructions et les fichiers de données. Elle est également connue sous le nom de mémoire secondaire. Elle peut également être utilisée comme mémoire de débordement / mémoire virtuelle en cas de dépassement de la capacité de la mémoire principale. Les mémoires secondaires ne sont pas accessibles directement par un processeur. Tout d'abord, les données / informations de la mémoire auxiliaire sont transférées vers la mémoire principale, puis ces informations sont accessibles par la CPU. Les caractéristiques de la mémoire auxiliaire sont les suivantes -

  • Non-volatile memory - Les données ne sont pas perdues lorsque l'alimentation est coupée.

  • Reusable - Les données restent dans le stockage secondaire de manière permanente jusqu'à ce qu'elles ne soient pas écrasées ou supprimées par l'utilisateur.

  • Reliable - Les données du stockage secondaire sont sûres en raison de la stabilité physique élevée du périphérique de stockage secondaire.

  • Convenience - À l'aide d'un logiciel informatique, les personnes autorisées peuvent localiser et accéder rapidement aux données.

  • Capacity - Le stockage secondaire peut stocker de gros volumes de données dans des ensembles de plusieurs disques.

  • Cost - Il est beaucoup moins coûteux de stocker des données sur une bande ou un disque que la mémoire principale.