Organizacja pamięci komputerów
Pamięć to jedno z podstawowych urządzeń (modułów) komputera mogące przyjmować, przechowywać i udostępniać w odpowiednim czasie dane w postaci nie zmienionej. W pamięci mogą być przechowywane zarówno wszelkiego rodzaju dane oraz programy służące do przetwarzania i obliczeń lub sterowania pracą komputera.
Na pamięć składają się układy umożliwiające wprowadzenie danych lub ich wydawanie oraz elementy lub materiały mające zdolność długotrwałego pamiętania. Z funkcjonalnego punktu widzenia ogólnie rozróżnia się pamięć wewnętrzną i pamięć zewnętrzną.
Pamięci komputerów zwykle nie są utworzone z jednego układu scalonego, jednej pamięci, lecz są składane z pojedynczych kostek pamięciowych w struktury posiadające wymaganą organizację i pojemność. Organizacja pamięci zwykle polega na umieszczaniu danych na oddzielnych stronach pamięci. Strona dzieli się na wiersze i kolumny wybierane dwoma sygnałami elektrycznymi, a ponieważ stron może być wiele muszą być wybierane trzecim sygnałem selekcji stron. W sumie, więc pamięć jest zorganizowana w postaci trójwymiarowej matrycy. Adres fizyczny komórki pamięci podany przez procesor jest przekształcany przez dekoder stron i komórek pamięci.
Pamięć połączona jest z procesorem szyną adresową, szyną danych oraz pewną liczbą sygnałów sterujących ( informujących czy ma nastąpić odczyt, zapis czy modyfikacja, czy pamięć jest gotowa do obsługi danych ).
Możliwości pamięci charakteryzuje się za pomocą takich wielkości jak: pojemność, cykl lub szybkość przesyłania danych, czas dostępu.
Podział pamięci
Ze względu na funkcje:
pamięci wewnętrzne:
RAM - przechowuje aktualnie wykonywany program oraz dane, których ten program potrzebuje. Jest to pamięć ulotna,
ROM - stała, zawiera znaczną część systemu operacyjnego obsługującego urządzenia zewnętrzne. Wśród pamięci ROM rozróżniamy: ROM - zapisana przez producenta, nie można jej zmienić, PROM - raz może zostać zmieniona, EPROM - podlega wymazaniu podczas działania promieniami ultrafioletowymi, EEPROM - może by zmieniana pod wpływem elektryki,
CACHE - pamięć podręczna (buforowa), przyspiesza proces przetwarzania danych. Rozróżniamy podział na: wewnętrzną - zlokalizowaną wewnątrz procesora i zewnętrzną - zlokalizowaną w pobliżu procesora,
pamięci zewnętrzne (pamięci masowe, pomocnicze) - służą do przechowywania danych i programów, które aktualnie nie mieszczą się w pamięci komputera. Z reguły mają bardzo dużą pojemność, ale znacznie dłuższy czas dostępu. np.: pamięci dyskowe, taśmowe.
Ze względu na dostęp:
bezpośredni - natychmiastowy odczyt bez przeglądania pozostałych informacji na przykład w pliku,
sekwencyjny - dana dostępna po przejrzeniu wszystkich danych ją poprzedzających.
Ze względu na trwałość zapisu:
trwały - odłączenie zasilania nie kasuje informacji np. dyski twarde,
lotny - odłączenie zasilania powoduje utratę informacji, dla jej zachowania konieczne jest ciągłe podtrzymywanie zasilania np. pamięć RAM.
Ze względu na sposób adresowania:
adresowalna - komórki pamięci mają swój adres np.: pamięć RAM,
wirtualna - przestrzeń pamięciowa lub adresowalna jaka jest przeznaczona dla programu bez względu na rzeczywiste istniejące miejsce w pamięci operacyjnej,
asocjacyjna (skojarzeniowa) - dostęp do określonej komórki pamięci odbywa się na podstawie treści zapisanych, a nie na podstawie adresu.
Ze względu na rodzaj nośnika:
pamięci magnetyczne:
rdzenie magnetyczne,
pamięci taśmowe,
pamięci dyskowe,
pamięci niemagnetyczne:
półprzewodnikowe - elementem pamiętającym są układy elektroniczne,
optyczne - raz zapisana nie da się skasować (CD-ROM, DVD), wielokrotnego zapisu i kasowania (CD-RW), są to pamięci o dostępie bezpośrednim,
pamięci magnetooptyczne - mało popularne, drogie nośniki zapisu i odczytu informacji. (głowica bardziej oddalona, co powoduje słabsze pole magnetyczne, a więc obszar bitu na dysku jest podgrzewany promieniem lasera).