Noções básicas de computadores - Memória primária

A memória é necessária em computadores para armazenar dados e instruções. A memória é fisicamente organizada como um grande número de células que são capazes de armazenar um bit cada. Logicamente, eles são organizados como grupos de bits chamadoswordsque são atribuídos a um endereço. Dados e instruções são acessados ​​por meio destesmemory address. A velocidade com que esses endereços de memória podem ser acessados ​​determina o custo da memória. Quanto mais rápida a memória, maior o preço.

Pode-se dizer que a memória do computador está organizada de forma hierárquica, em que a memória com as velocidades de acesso mais rápidas e os custos mais altos fica no topo, enquanto aquelas com velocidades mais baixas e, portanto, os custos mais baixos ficam na parte inferior. Com base neste critério, a memória é de dois tipos -primary e secondary. Aqui, veremos a memória primária em detalhes.

As principais características da memória primária, que a distinguem da memória secundária são -

• É acessado diretamente pelo processador
• É a memória mais rápida disponível
• Cada palavra é armazenada, bem como
• É volátil, ou seja, seu conteúdo é perdido quando a energia é desligada

Como a memória primária é cara, tecnologias são desenvolvidas para otimizar seu uso. Esses são vários tipos de memória primária disponíveis.

RAM

RAM significa Random Access Memory. O processador acessa todos os endereços de memória diretamente, independentemente do comprimento da palavra, tornando o armazenamento e a recuperação rápidos. RAM é a memória mais rápida disponível e, portanto, a mais cara. Esses dois fatores implicam que a RAM está disponível em quantidades muito pequenas de até 1 GB. RAM é volátil, mas posso ser de qualquer um destes dois tipos

DRAM (RAM dinâmica)

Cada célula de memória em uma DRAM é feita de um transistor e um capacitor, que armazenam um bit de dados. No entanto, essa célula começa a perder sua carga e, portanto, os dados armazenados em menos de um milésimo de segundo. Portanto, ele precisa ser atualizado mil vezes por segundo, o que consome tempo do processador. No entanto, devido ao pequeno tamanho de cada célula, uma DRAM pode ter um grande número de células. A memória primária da maioria dos computadores pessoais é feita de DRAM.

SRAM (SRAM)

Cada célula na SRAM é feita de um flip-flop que armazena um bit. Ele retém sua parte até que a fonte de alimentação seja ligada e não precise ser atualizado como a DRAM. Ele também tem ciclos de leitura e gravação mais curtos em comparação com DRAM. SRAM é usado em aplicações especializadas.

ROM

ROM significa Read Only Memory. Como o nome sugere, a ROM só pode ser lida pelo processador. Novos dados não podem ser gravados na ROM. Os dados a serem armazenados na ROM são gravados durante a própria fase de fabricação. Eles contêm dados que não precisam ser alterados, como a sequência de inicialização de um computador ou tabelas algorítmicas para aplicações matemáticas. A ROM é mais lenta e, portanto, mais barata que a RAM. Ele retém seus dados mesmo quando a energia é desligada, ou seja, não é volátil. A ROM não pode ser alterada da mesma forma que a RAM, mas existem tecnologias disponíveis para programar esses tipos de ROMs -

PROM (ROM programável)

PROM pode ser programado usando um dispositivo de hardware especial chamado programador PROM ou gravador PROM.

EPROM (ROM programável apagável)

EPROM pode ser apagado e então programado usando sinais elétricos especiais ou raios UV. EPROMs que podem ser apagados usando raios UV são chamados de UVEPROM e aqueles que podem ser apagados usando sinais elétricos são chamados de EEPROM. No entanto, lidar com sinais elétricos é mais fácil e seguro do que os raios UV.

Memória cache

Um pequeno pedaço de memória volátil de alta velocidade disponível para o processador para processamento rápido é chamado cache memory. O cache pode ser uma parte reservada da memória principal, outro chip na CPU ou um dispositivo independente de armazenamento de alta velocidade. A memória cache é feita de SRAMs de alta velocidade. O processo de manter alguns dados e instruções na memória cache para acesso mais rápido é chamadocaching. O cache é feito quando um conjunto de dados ou instruções é acessado repetidamente.

Sempre que o processador precisa de qualquer dado ou instrução, ele verifica o cache primeiro. Se não estiver disponível, a memória principal e, finalmente, a memória secundária são acessadas. Como o cache tem uma velocidade muito alta, o tempo gasto para acessá-lo todas as vezes é insignificante em comparação ao tempo economizado se os dados realmente estiverem no cache. Encontrar dados ou instruções no cache é chamadocache hit.