kategória | ||||||||||
|
||||||||||
|
||
Alapfogalmak
Tárolóelem, tárolócella : egy bit tárolására alkalmas eszköz vagy áramköri elem.
Tárműveletek : két fajtája : írás a tárba, olvasás a tárból.
Memóriaszó : a tár legkisebb címezhető egysége, rekesze( ált.:byte).
Szóhosszúság : egy memóriaszóban tárolható bitek száma.
Byte-szervezésű tár : a memóriaszó hossza 8 bit, azaz 1 byte.
Memória kapacitás : a tárban egyidejűleg tárolható memóriaszók száma.
1Kszó=1024 szó
1Mszó=1024 Kszó
1Gszó=1024 Mszó
Elérési idő : az az időtartam, ami alatt a megcímzett memóriaszó tartalma felhasználásra hozzáférhetővé válik.
Ciklusidő : az az időtartam, amelynek két egymást követő tárművelet között el kell telni.
Hozzáférési szélesség : az a memóriaszó mennyiség, ami egy olvasási művelet során kiolvasható, vagy íráskor bevihető a tárba. Ez általában az adatregiszter szóhossza.
Tárcímregiszter : az a regiszter, amibe a memóriarekesz címét a tárművelet indítása előtt el kell helyezni.
Adatregiszter : az a regiszter, amibe a tárművelet operandusa- a beírandó adat - vagy eredménye - a kiolvasott adat - kerül.
A TÁROLÓCELLÁK TIPUSA ÉS SZERVEZÉSE SZERINT LEHETNEK:
- Félvezető tárolócellák:
- rétegtranzisztorokból készített flip-flopok tárolnak egy-egy bitet. Általában sztatikus memóriák, nagyon kicsi elérési idővel. Egy chip-re integrált modulban a cellák byte-szervezésűek.
- MOS technológiával FET (térvezérlésű) tranzisztorokkal megvalósított cellák. Általában dinamikus memóriák és az egy chip-en elhelyezett tárolóelemek különböző byte-okhoz tartoznak. Az ilyen modulokat bit szervezésűeknek nevezzük.
- Mágnesezhető felületeken kialakított tárolóelemek:
- NRZ (No Return to Zero) kódolás: ahol 1-es bitet kell rögzíteni, ott a felület mágnesezettségének irányát megváltoztatják, ahol 0-t, ott nem.
- Fáziskódolt tárolás: a mágnesezhető felületet valamilyen alapfrekvenciával előmágnesezik. Ahol 1-es bitet kell tárolni, ott az alapfrekvenciát megnövelik, pl. a duplájára.
- A CD ROM-ok tárolócelláit a lemez felületén lézersugárral kialakított mélyedések (gödrök) váltakozása adja. A forgó lemezt lézerrel megvilágítva, a visszavert sugár intenzitásának változása jelzi a tárolócellák (PIT-ek és LAND-ek váltakozása) tartalmát.
- Destruktív tárak: a kiolvasás során a tárolt adat megsérül, ezért azt az olvasás után vissza kell írni a tárba.
- Nem destruktív tárak: a tár tartalma csak beíráskor változik meg, kiolvasáskor változatlan marad.
- Sztatikus tárak: a beírt adatot hosszú ideig megőrzik, pl. beírástól a gép kikapcsolásáig (esetleg még tovább is), beavatkozás nélkül. Ilyenek pl. a ferrites tárak, a félvezetős tárak közül a FLIP-FLOP cellásak
-Dinamikus tárak: a beírt adat valamilyen időközönként fel kell frissíteni - pl. gépi utasításonként. Ilyenek a töltéstárolás elvén alapuló MOSFET cellás tárak.
- Irható és olvasható tárak (Read and Write Memory: RWM).(Megjegyzés: a RAM-ot már nem eredeti jelentésében használjuk, hanem az RWM típusú tárakat nevezzük így.)
- Csak olvasható tárak (Read Only Memory: ROM):
Fixen huzalozott ROM-ok (pl. transzformátoros, diódás, stb.)
Programozható ROM-ok (PROM)
Törölhető, újraprogramozható ROM-ok (EPROM, REPROM, ERASABLE PROM)
Az üzemitől lényegesen eltérő körülmények között, pl. ultraibolya sugárzásnak kitéve - a ROM-ban tárolt adat törölhető, majd a ROM újraprogramozható.Elektromosan törölhető, majd újraírható: EEPROM.
-A FLASH memory ( "flash RAM") olyan "nem felejtő" memória, ami nem bájtonként, hanem nagyobb egységenként, úgynevezett blokkokként írható és olvasható egyetlen memóriaművelettel..Ez tulajdonképpen egy változata az EEPROM típusú táraknak, amelyek byte szintű elérésűek., ezért sokkal lassabban módosíthatók.
A flash memóriát telefonkártyákon, digitális fényképezőgépekben, beépített programmal rendelkező készülékekben, sőt újabban háttértárként is egyre gyakrabban használják. Másrészt, a flash memóriák nem használhatók jól olyan esetben, ha az adatokat bájtonként kell elérni és módosítani, mint pl. az operatív tár esetében.. A flash nevet onnan kapta, hogy a microchip-je úgy van szervezve, hogy a memóriacellák egy egész tartománya egyetlen művelettel, egy "villanással" törölhető.
A TÁRAK CSOPORTOSÍTÁSA A TÁROLT ADATOk ELÉRÉSE SZERINT:
1. Fifo (first-in-first-out) tárak: a tárból az adatokat a beírás sorrendjében olvashatjuk ki, elsőként azt az adatot, amit elsőként írtunk be. A FIFO tárakat pufferként használják a leggyakrabban. A pufferek (BUFFERS) alkalmazásával különböző működési sebességű egységek együttes munkája összehangolható.
2. Lifo (last-in-first-out) tárak: a tárból azt az adatot olvashatjuk ki előbb, amelyet utóbb írtunk be, az olvasási sorrend a beírás sorrendjével ellentétes. Az ilyen tárakat veremtáraknak (STACK) is szokták nevezni. Hívási láncok, rekurzív eljárások szervezéséhez használják őket.
3. Ciklikus elérésű tárak: egy megadott című rekesz tartalmát írás vagy olvasás céljából csak meghatározott időközönként érhetjük el. Ilyen tároló pl. a mágnesdob, vagy részben a mágneslemez.
4. Szekvenciális (soros) elérésű tárak: a rekesz címét, amelyikkel tárműveletet akarunk végezni, annak a rekesznek a címe határozza meg, amelyiken az előző tárműveletet végeztük. Ilyen tároló pl. a mágnesszalag.
5. Véletlen elérésű tárak (RAM - Random Access Memory): a tár rekeszeinek elérési ideje -íráshoz vagy olvasáshoz - független a rekeszek címétől.
6. Asszociatív (tartalommal címezhető) tárak: a keresett adat a tartalommal, vagy a tartalom egy részével érhetjük el, címezhetjük. (CAM - Content Addressable Memory)
A tárolók csoportosítása funkciójuk szerint
1. Operatív tarak : a programokat és az átalakítandó, feldolgozandó adatokat tartalmazzák a program végrehajtási ideje alatt. A CPU számára közvetlenül elérhető. Az operatív tárakkal szemben támasztott legfontosabb műszaki követelmények a kis ciklusidő és a nagy kapacitás.
virtuális operatív tárak:
Virtuális táraknak nevezzük az operatív tár és valamilyen háttértárolón kialakított tárterületek olyan együttesét, ami CPU számára operatív tárként használható, azaz látszólag közvetlenül elérhető, címezhető. A CPU által elérhető operatív tárcímek egy része ilyenkor a valóságban nem létezik, ezeken a címeken lévő adatok ideiglenesen a háttértárakon vannak és csak akkor kerülnek az operatív tárba, ha a CPU dolgozni akar velük. Az operatív tár és a háttértárolón elhelyezett virtuális tár közti adatforgalmat nem a futó programok vezérlik, hanem az operációs rendszer és/vagy hardware segítséggel automatikusan történik, ha szükség van rá. Ezt általában úgy oldják meg, hogy az egész virtuális tárat szegmensekre, illetve lapokra osztják (1-1 lap néhány Kbyte-os lehet). A lapok közül csak azok lesznek biztosan a tárban, amelyeken a CPU éppen dolgozik. Ha szükséges, a tárbeli és a háttértárolón lévő lapokat gyorsan ki lehet cserélni, valamilyen lapozási stratégia szerint.
2. Gyorsítótárak (cache) : nagyon gyors működésű (kis ciklusidejű) tárak. Feladatuk a tárműveletek gyorsítása. A cache-t mindig két, különböző elérésű tár közé iktatják. A lassúbb tár adatainak elérése mindig egy cache-beli, általában a címre asszociatív kereséssel kezdődik. Ha az adatot nem találjuk a cache-ben, akkor nem csak magát az adatot, hanem annak egy nagyobb környezetét és a címtartományt is a sokkal gyorsabban elérhető cache-be viszik. Így a következő tárhivatkozások az adatot már nagy valószínűséggel a cache-ben találják, amiből a feldolgozás nagyobb sebességgel történhet, mint a cache-elt tárból. A cache-k gyorsító hatását a jobb elérési idő mellett a lokalitási elv, az asszociatív keresés és a blokk-átvitel nagyobb sebessége biztosítja. Előmemóriákat illeszthetünk pl. a winchester és az operatív tár, vagy az operatív tár és a központi egység regiszterei közé.
3. Regiszterek : a feldolgozandó adatok, címek, vezérlési adatok, utasítások átmeneti tárolására alkalmas tárolók. A számítógép egységeiben a fenti adatokat általában regiszterek fogadják, a szükséges ideig (az egység működése alatt) regiszterek tárolják és az egység által kibocsátott adatokat is regiszterekben helyezik el, mielőtt azokat egy valamelyik másik egység átveszi további feldolgozásra. A regiszterek nagyon speciális, sokszor egyetlen szóból álló tárak. Szóhosszúságuk funkciójuktól függően 1 bit-től néhány byte-ig változhat. A regiszterek a számítógép többi tárolójához viszonyítva nagyon gyors működésűek (ciklusidejük kicsi). A portok elérési ideje is ebbe a nagyságrendbe esik.
4. Háttértárak : olyan külső, perifériákon elhelyezhető tárolók, amelyeket programok és adatok bináris kódú tárolására használhatunk. Ezek a tárak a központi egység számára közvetlenül nem hozzáférhetők, azaz a bennük tárolt adat csak az operatív tár közbeiktatásával lehet feldolgozni. Az operatív tárhoz viszonyítva nagy kapacitásúak és egyéb külső tárolókhoz képest kis ciklusidejűek. Általában mágnesezhető felületeken kialakított tárolók, de ide sorolhatjuk pl. a CD Rom-okat is.
Találat: 1990