Ce este memoria calculatorului?

Memoria calculatorului este asemănătoare cu creierul uman. Este folosită pentru a stoca date/informații și instrucțiuni. Este o unitate de stocare a datelor sau un dispozitiv de stocare a datelor unde sunt procesate datele și sunt stocate instrucțiunile necesare pentru procesare. Poate stoca atât datele de intrare, cât și cele de ieșire.

Este mai rapidă decât memoria secundară (de exemplu, hard disk-urile).
De obicei, este volatilă, ceea ce înseamnă că pierde datele când alimentarea este oprită.
Un calculator are nevoie de memorie primară pentru a funcționa; nu poate opera fără ea.

Cum funcționează memoria calculatorului?

Când deschizi un program, acesta este încărcat din memoria secundară în memoria primară. Deoarece există diferite tipuri de memorie și stocare, un exemplu ar fi mutarea unui program de pe un SSD (solid-state drive) în RAM. Deoarece memoria primară este accesată mai rapid, software-ul deschis poate comunica mai rapid cu procesorul calculatorului. Memoria primară este ușor accesibilă din sloturile de memorie temporară sau alte locații de stocare.

Memoria este volatilă, ceea ce înseamnă că datele sunt păstrate temporar în memorie. Datele salvate în memoria volatilă sunt distruse automat când un dispozitiv de calcul este oprit. Când salvezi un fișier, acesta este trimis în memoria secundară pentru stocare.

Există diferite tipuri de memorie disponibile. Funcționarea sa va depinde de tipul de memorie primară utilizată, dar în mod normal, memoria pe bază de semiconductori este mai asociată cu memoria. Memoria pe bază de semiconductori este alcătuită din CI (circuite integrate) cu tranzistoare pe bază de metal-oxid-semiconductor (MOS) din siliciu.

Tipuri de memorie a calculatorului

În general, memoria calculatorului este împărțită în trei tipuri:

Memorie primară
Memorie secundară
Memorie cache

Acum vom discuta fiecare tip de memorie pe rând, în detaliu:

1. Memorie primară

Este cunoscută și sub numele de memoria principală a sistemului de calcul. Este folosită pentru a stoca date și programe sau instrucțiuni în timpul operațiunilor calculatorului. Folosește tehnologia semiconductorilor și, prin urmare, este numită în mod obișnuit memorie pe bază de semiconductori. Memoria primară este de două tipuri:

RAM (Random Access Memory): Este o memorie volatilă. Memoria volatilă stochează informații pe baza alimentării cu energie. Dacă alimentarea este întreruptă/oprită, toate datele și informațiile din această memorie vor fi pierdute. RAM este folosită pentru pornirea calculatorului. Stochează temporar programe/date care trebuie executate de procesor. RAM este de două tipuri:
- S RAM (Static RAM): S RAM folosește tranzistoare și circuitele acestei memorii sunt capabile să-și păstreze starea atâta timp cât alimentarea este aplicată. Această memorie constă dintr-un număr de flip-flop-uri, fiecare flip-flop stocând 1 bit. Are un timp de acces mai mic și, prin urmare, este mai rapidă.
- D RAM (Dynamic RAM): D RAM folosește condensatori și tranzistoare și stochează datele ca o sarcină pe condensatori. Conține mii de celule de memorie. Necesită reîmprospătarea sarcinii pe condensator după câteva milisecunde. Această memorie este mai lentă decât S RAM.
ROM (Read Only Memory): Este o memorie non-volatilă. Memoria non-volatilă stochează informații chiar și atunci când alimentarea este întreruptă/oprită. ROM este folosită pentru a stoca informații necesare pentru operarea sistemului. Așa cum sugerează numele, memoria de tip read-only, putem doar citi programele și datele stocate pe ea. Conține unele siguranțe electronice care pot fi programate pentru informații specifice. Informațiile sunt stocate în ROM în format binar. Este cunoscută și sub numele de memorie permanentă. ROM este de patru tipuri:
- MROM (Masked ROM): Dispozitivele cu cablaj fix cu o colecție pre-programată de date sau instrucțiuni au fost primele ROM-uri. Masked ROM-urile sunt un tip de ROM cu cost redus care funcționează în acest fel.
- PROM (Programmable Read Only Memory): Această memorie de tip read-only poate fi modificată o singură dată de utilizator. Utilizatorul achiziționează un PROM gol și folosește un program PROM pentru a introduce conținutul necesar în PROM. Conținutul său nu poate fi șters odată scris.
- EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory): EPROM este o extensie a PROM unde poți șterge conținutul ROM expunându-l la raze ultraviolete timp de aproximativ 40 de minute.
- EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory): Aici, conținutul scris poate fi șters electric. Poți șterge și reprograma EEPROM de până la 10.000 de ori. Ștergerea și programarea durează foarte puțin timp, adică aproximativ 4-10 ms (milisecunde). Orice zonă dintr-un EEPROM poate fi ștearsă și programată selectiv.

2. Memorie secundară

Este cunoscută și sub numele de memorie auxiliară și memorie de rezervă. Este o memorie non-volatilă și este folosită pentru a stoca o cantitate mare de date sau informații. Datele sau informațiile stocate în memoria secundară sunt permanente și este mai lentă decât memoria primară. Un CPU nu poate accesa memoria secundară direct. Datele/informațiile din memoria auxiliară sunt mai întâi transferate în memoria principală, iar apoi CPU-ul le poate accesa.

Caracteristici ale memoriei secundare

Este o memorie lentă, dar reutilizabilă.
Este o memorie fiabilă și non-volatilă.
Este mai ieftină decât memoria primară.
Capacitatea de stocare a memoriei secundare este mare.
Un sistem de calcul poate funcționa fără memorie secundară.
În memoria secundară, datele sunt stocate permanent chiar și atunci când alimentarea este oprită.

Tipuri de memorie secundară

1. Benzi magnetice: Banda magnetică este o fâșie lungă și îngustă de film plastic cu un strat subțire magnetic pe ea, folosită pentru înregistrarea magnetică. Biții sunt înregistrați pe bandă ca pete magnetice numite RECORDS care rulează de-a lungul mai multor piste. De obicei, 7 sau 9 biți sunt înregistrați simultan. Fiecare pistă are un cap de citire/scriere, care permite înregistrarea și citirea datelor ca o secvență de caractere. Poate fi oprită, pornită înainte sau înapoi sau derulată.

2. Discuri magnetice: Un disc magnetic este o placă circulară de metal sau plastic și aceste plăci sunt acoperite cu material magnetic. Discul este folosit pe ambele părți. Biții sunt stocați pe suprafețele magnetizate în locații numite piste care rulează în inele concentrice. Pistele sunt de obicei împărțite în sectoare.

Discurile dure sunt discuri care sunt atașate permanent și nu pot fi îndepărtate de un singur utilizator.

3. Discuri optice: Este un mediu de stocare bazat pe laser care poate fi scris și citit. Este rezonabil ca preț și are o durată lungă de viață. Discul optic poate fi scos din calculator de utilizatorii ocazionali.

Tipuri de discuri optice

CD – ROM

Este numit disc compact. Doar citire din memorie.
Informațiile sunt scrise pe disc folosind un fascicul laser controlat pentru a arde gropi pe suprafața discului.
Are o suprafață foarte reflectorizantă, de obicei din aluminiu.
Diametrul discului este de 5,25 inci.
Densitatea pistei este de 16000 de piste pe inch.
Capacitatea unui CD-ROM este de 600 MB, fiecare sector stocând 2048 de octeți de date.
Rata de transfer a datelor este de aproximativ 4800KB/sec. și timpul de acces nou este de aproximativ 80 de milisecunde.

WORM-(WRITE ONCE READ MANY)

Un utilizator poate scrie date o singură dată.
Informațiile sunt scrise pe disc folosind un fascicul laser.
Este posibil să citești datele scrise de câte ori dorești.
Păstrează înregistrări durabile ale informațiilor, dar timpul de acces este mare.
Este posibil să rescrii date actualizate sau noi într-o altă parte a discului.
Datele deja scrise nu pot fi modificate.
Dimensiunea obișnuită – diametru de 5,25 inch sau 3,5 inch.
Capacitatea obișnuită a unui disc de 5,25 inch este de 650 MB, 5,2 GB etc.

DVD-uri

Termenul „DVD” înseamnă „Disc Versatil/Digital Video”, și există două tipuri de DVD-uri:
- DVDR (inscriptibil)
- DVDRW (Re-Inscripționabil)
DVD-ROMS (Discuri Versatile Digitale): Acestea sunt discuri de memorie read-only (ROM) care pot fi folosite în diverse moduri. Comparativ cu CD-ROM-urile, pot stoca mult mai multe date. Are un strat gros de plastic policarbonat care servește ca bază pentru celelalte straturi. Este o memorie optică care poate citi și scrie date.
DVD-R: DVD-R este un disc optic inscriptibil care poate fi folosit doar o dată. Este un DVD care poate fi înregistrat. Este foarte asemănător cu WORM. DVD-ROM-urile au capacități cuprinse între 4,7 și 17 GB. Capacitatea unui disc de 3,5 inch este de 1,3 GB.

3. Memorie cache

Este un tip de memorie semiconductor de mare viteză care poate ajuta CPU-ul să funcționeze mai rapid. Între CPU și memoria principală, servește ca un tampon. Este folosită pentru a stoca datele și programele pe care CPU-ul le folosește cel mai frecvent.

Avantajele memoriei cache