Bazele Informaticii

Memoria RAM

Memoria RAM este o memorie cu acces direct realizata din module (cipuri) de diverse capacitati. Este o memorie volatila de mare capacitate în care utilizatorul, de fapt programele acestuia, au dreptul de a scrie si ulterior de a citi date. Ea este memoria de lucru curenta. Daca dorim sa pastram datele din aceasta memorie pentru a le utiliza si dupa închiderea calculatorului, ele trebuie salvate, adica memorate pe un suport de memorie externa, hard disc sau floppy disc, de exemplu.

Din punct de vedere al principiului de stocare a datelor memoria RAM poate fi de tip:

- DRAM (Dynamic Random Access Memory);

- SRAM (Static Random Access Memory).

Memoria DRAM este o memorie al carei continut se pierde daca prin semnalele de comanda nu se specifica reîncarcarea celulelor cu un anumit continut. Aceasta operatie se numeste „reîmprospatarea memoriei” (refreshing memory). Reîmprospatarea memoriei consta în recitirea la intervale prestabilite a datelor din memorie si reînscrierea lor la aceleasi adrese. De exemplu, un cip de 8 MB necesita reîmprospatarea continutului la fiecare 32 de milisecunde.

Memoria SRAM este o memorie care pastreaza continutul celulelor binare fara prezenta impulsurilor de reîmprospatare. Pentru a face dintr-o memorie DRAM o memorie SRAM, ar fi necesar un simplu comutator pentru a bascula între transferul semnalelor electrice sau pastrarea lor (circuite flip- flop).

Memoria CMOS

Memoria CMOS este o mica zona din memoria RAM care are un circuit de alimentare separat de la un acumulator cu litiu. Datorita acestuia informatia din memoria CMOS se va pastra si dupa ce se opreste calculatorul. Din acest motiv memoria CMOS se comporta ca o memorie permanenta, nevolatila. Avantajul sau esential consta în aceea ca informatiile înscrise aici se pot actualiza oricând este nevoie prin folosirea unui mic program al sistemului de operare numit SETUP. În memoria CMOS se introduc o serie de parametrii si informatii de control ca de exemplu: parole, data curenta si ora, informatii despre setari ale echipamentelor din configuratie etc. Utilizatorii începatori e bine sa nu umble în Setup.

Memoria ROM

Alaturi de memoria de lucru RAM utilizata pentru executia diverselor aplicatii în curs de executie, calculatoarele personale dispun de circuite de memorie care pastreaza programe necesare pentru functionarea sistemului, programe ce nu-si modifica de regula, continutul. Aceste programe speciale sunt pastrate într-o memorie nedistructibila numita memorie ROM (Read Only Memory). Informatiile din memoria ROM sunt destinate numai citirii, deci nu pot fi modificate sau sterse. Rolul acestei memorii este de a stoca programe cu grad mare de generalitate si o frecventa sporita de utilizare. Plasarea acestor programe în partea de hardware a unui sistem de calcul ofera avantajul vitezei si sigurantei în executie, comparativ cu implementarea lor ca software, care ar avea doar avantajul flexibilitatii.

Initial cipurile ROM au fost realizate ca memorii capacitive (CROS - Capacitive Read Only Storage) si inductive, cu transformatoare (TROS). In prezent se folosesc circuite semiconductoare integrate ce au permis o mai mare flexibilitate în fixarea continutului, chiar eventuale stergeri si modificari ale continutului prin tehnici de laborator.

Dintre variantele de memorii ROM realizate cu elemente semiconductoare integrate se mentioneaza :

- PROM (Programmable ROM - memorii ROM programabile) sunt memorii al caror continut nu este fixat din constructie; continutul poate fi înscris dupa dorinta utilizatorului, dar o data ce a fost înscris nu se mai poate modifica sau sterge;

- EPROM (Erasable PROM) sunt memorii PROM ce pot fi sterse, dar numai prin procedee speciale utilizând un generator de radiatii ultraviolete;

- EEPROM (Electrically EPROM) sunt memorii EPROM care nu necesita surse de radiatii ultraviolete, ci doar un curent de voltaj înalt pentru stergerea continutului; spre deosebire de EPROM, ele nu trebuie scoase din soclurile în care sunt montate pe placa de baza. Daca EPROM trebuia stearsa integral pentru a se reînscrie, EEPROM executa operatia de stergere si rescriere a fiecarui byte în mod independent.

- Flash ROM sunt actualele EEPROM dar care folosesc voltajul normal pentru stergerea si reînscrierea continutului (5V sau 3,3V). Stergerea si reînscrierea datelor se poate realiza pentru unul sau mai multe blocuri de memorie, existând posibilitatea ca pentru modificarea anumitor blocuri sa fie solicitat un voltaj mai mare- cum este cazul blocului de boot ce are inclusa protectia anumitor blocuri împotriva stergerilor, bloc ce poate fi modificat numai printr-un voltaj superior.

Ultimele noutati preconizate de proiectul IBM, prevad utilizarea celulelor de memorie bazate pe jonctiuni tunel magnetice dispuse pe un substrat de siliciu (MTJ –Magnetic Tunneling Join) pentru realizarea de memorii magnetice MRAM(Magnetic RAM), a caror viteza de citire/scriere va fi de aproximativ 10 ns. Spre deosebire de DRAM si SRAM care folosesc celule electrice, MRAM utilizeaza celule magnetice ce nu-si vor pierde continutul odata cu întreruperea alimentarii. Ca performante, MRAM va fi aproape la fel de rapida ca SRAM si de sase ori mai rapida decât DRAM.

O alta noutate apartine corporatiilor Toshiba si Infineon Technology care vor lansa module de memorie FeRAM initial cu o capacitate de 32 MB/modul, tehnologia de elaborare bazându-se pe construirea celulelor de memorie din materiale feroelectrice. Asemanator memoriilor MRAM, memoriile FeRAM vor avea un continut nevolatil care va combina înalta densitate a memoriilor DRAM actuale, cu performantele memoriilor SRAM.

ROM – BIOS

Cea mai importanta parte a programelor de sistem care coordoneaza activitatea PC-ului si furnizeaza servicii esentiale pentru programele de aplicatii, sunt implementate din constructie în memoria ROM, constituind sistemul de intrare/iesire de baza BIOS (Basic Input Output System).

ROM – BIOS-ul contine programe de conversatie cu elementele hardware ale PC-ului. Scopul principal îl constituie încarcarea sistemului de operare de pe dispozitivul de initializare si autotestarea componentelor în momentul pornirii PC-ului (dispozitivul de initializare este de obicei hard-disc-ul, CD-ROM-ul sau portul de retea).

De cele mai multe ori, programele continute în ROM-BIOS sunt transferate pentru executie în DRAM care este mai rapida prin tehnica ROM-shadowing.

Cele mai noi tipuri de BIOS încorporeaza facilitati de determinare a configuratiei interne si de alocare a resurselor prin intermediul standardului PnP (Plug and Play- conectare si folosire).

Daca cipurile ROM–BIOS sunt de tip Flash ROM, acestea pot fi inscriptionate prin înlocuirea vechiului continut; în caz contrar, se schimba cipurile de BIOS de pe placa de baza.

Memoria cache

Memoria cache interpune un bloc de memorie rapida SRAM între microprocesor si un bloc de DRAM. Un circuit special denumit controller de cache încearca sa mentina în memoria cache, datele sau instructiunilepe care microprocesorul le va solicita în momentul urmator apelând la un algoritm statistic de anticipare.