Podstawowe wiadomości o pamięci

Pamięć stanowi przestrzeń roboczą procesora. Pełni ona rolę tymczasowego miejsca przechowywania, w którym muszą być umieszczone programy i dane przetwarzane w danej chwili przez procesor. Tymczasowy charakter nośnika, jakim jest pamięć, wynika stąd, że dane i programy znajdują się w niej tylko wtedy, gdy komputer jest podłączony do zasilania. W związku z tym przed wyłączeniem lub zrestartowaniem komputera wszystkie zmodyfikowane dane należy zapisać na trwałym nośniku (zazwyczaj dysku twardym). Dzięki temu w przyszłości dane będą mogły zostać ponownie załadowane do pamięci.

Przez lata definicja pamięci RAM zmieniła się z objaśnienia skrótu do pojęcia, które określa ją jako podstawową przestrzeń roboczą, w której procesor uruchamia programy i która zazwyczaj jest zbudowana z typu układów pamięci o nazwie dynamicznej pamięci RAM (DRAM Dynamic RAM). Jedną z charakterystycznych cech układów DRAM (a zatem ogólnie pojmowanej pamięci RAM) jest to, że przechowują dane w sposób dynamiczny, co tak naprawdę jest dwuznaczne. Po pierwsze, informacja może być wielokrotnie i w dowolnej chwili zapisywana. Po drugie, dane zawarte w pamięci DRAM muszą być odświeżane (a właściwie ponownie zapisywane), co około 15 ms (milisekund). W przypadku innego typu pamięci RAM, określanego mianem statycznej pamięci RAM (SRAM Static RAM), okresowe odświeżanie nie jest konieczne. Istotną informacją dotyczącą wszystkich typów pamięci RAM jest to, że dane są w niej przechowywane tylko wtedy, gdy doprowadzone jest napięcie zasilające.

Pojęcie RAM może odnosić się zarówno do fizycznych układów, z których jest zbudowana pamięć systemowa, jak i do logicznej struktury i mapowania pamięci. Logiczna struktura i mapowanie pamięci pozwalają określić sposób, w jaki adresy pamięci są mapowane na adresy fizyczne układów pamięci oraz adresy komórek zawierających określony typ danych systemowych.

Uruchomienie programu powoduje załadowanie jego plików do pamięci RAM. Tak długo, jak program jest aktywny, tak długo jego pliki znajdują się w pamięci operacyjnej. Procesor wykonuje instrukcje programu zawarte w pamięci systemowej, a następnie wyniki zapisuje również w pamięci RAM. W przypadku używania edytora tekstu w pamięci operacyjnej są przechowywane znaki wprowadzone z klawiatury, natomiast po otwarciu programu służącego do obliczeń w pamięci RAM są umieszczane przetwarzane liczby. Wykonanie operacji zapisu danych powoduje, że program zapisuje zawartość pamięci operacyjnej na dysk twardy w postaci pliku.

W nowszych komputerach PC stosowane są trzy podstawowe typy pamięci:

• ROM Read-Only Memory (pamięć tylko do odczytu),
• DRAM Dynamic Random Access Memory (dynamiczna pamięć o swobodnym dostępie),
• SRAM Static RAM (statyczna pamięć RAM).

ROM(ang. Read-Only Memory pamięć tylko do odczytu) jest typem pamięci, który pozwala na trwałe lub częściowo trwałe przechowywanie danych. W nazwie pamięci znajduje się określenie "tylko do odczytu", które używane jest dlatego, że niemożliwe, lub bardzo utrudnione, jest zapisanie w niej danych. Pamięć ROM często jest również określana mianem pamięci nieulotnej (ang. nonvolatile memory), co wynika z faktu, że zawarte w niej dane nie znikają nawet po odłączeniu zasilania. Pamięć ROM sama w sobie stanowi idealne miejsce do przechowywania instrukcji stosowanych przy inicjalizacji komputera czyli programów odpowiedzialnych za jego uruchomienie.

Podstawowy BIOS systemu znajduje się w układzie ROM umieszczonym na płycie głównej. Oprócz tego w układy pamięci ROM wyposażone są również karty. W tym przypadku w pamięci ROM zawarte są dodatkowe procedury BIOS-u oraz sterowniki wykorzystywane przez określoną kartę, a zwłaszcza te, które muszą być aktywne w trakcie inicjalizacji systemu (np. karta graficzna). Karty, które podczas uruchamiania komputera nie muszą być włączone, zazwyczaj są pozbawione układu ROM, ponieważ wymagane przez nie sterowniki mogą być załadowane z dysku twardego w dalszej fazie procesu inicjalizacji.

W większości obecnie dostępnych systemów wykorzystywana jest pamięć ROM określana mianem pamięci EEPROM (ang. Electrically Erasable PROM elektrycznie kasowalny PROM) będąca odmianą układu Flash. Pamięć Flash jest typową pamięcią nieulotną oferującą możliwość wielokrotnego zapisu, dzięki czemu umożliwia użytkownikom wykonanie w prosty sposób aktualizacji zawartości układu ROM lub oprogramowania układu umieszczonego na płycie głównej lub dowolnego innego komponentu (karta graficzna, kontroler SCSI, urządzenia peryferyjne itp.).

Polecam książki