06. Pamięci wewnętrzne (ROM i RAM)

Definicja
Pamięciami półprzewodnikowymi nazywamy cyfrowe układy scalone

przeznaczone do przechowywania większych ilości informacji w postaci

binarnej.
Podstawowymi parametrami pamięci są pojemność, czas dostępu

i transfer danych.

Definicja
Pojemnością pamięci nazywamy maksymalną liczbę informacji, jaką możemy
przechować w danej pamięci.
Pojemność pamięci podajemy w bitach (b) lub bajtach (B). Podkreślamy, co zresztą
zostanie dokładnie wyjaśnione przy okazji omawiania organizacji pamięci, że

pojemność pamięci nie jest liczbą słów, które możemy w niej przechowywać.

Definicja
Czasem dostępu do pamięci nazywamy czas, jaki musi upłynąć od momentu
podania poprawnego adresu słowa w pamięci do czasu ustalenia się poprawnej
wartości tego słowa na wyjściu pamięci w przypadku operacji odczytu lub w

przypadku operacji zapisu - czas, jaki upłynie do momentu zapisania wartości

do tego słowa z wejścia pamięci.
W technice komputerowej używane są głównie pamięci półprzewodnikowe

o dostępie swobodnym (w odróżnieniu od dostępu sekwencyjnego).

Definicja
Pamięcią o dostępie swobodnym nazywamy pamięć, dla której czas dostępu
praktycznie nie zależy od adresu słowa w pamięci, czyli od miejsca, w którym jest
przechowywana informacja.
Kolejnym ważnym parametrem pamięci (szczególnie w postaci modułów) jest jej i
transfer danych (ang. data transfer ratę), zwany czasami przepustowością ( ang, 1
throuthput).

Definicja
Transferem danych pamięci nazywamy maksymalną liczbę danych, jaką możemy
odczytywać z pamięci lub zapisywać do pamięci w jednostce czasu.
Transfer danych pamięci może być podawany w jednostkach informacji na sekundę

(na przykład w MB/s), jednak znacznie częściej dla modułów pamięci stosowa-
nych w PC podaje się częstotliwość zegara taktującego transfer lub liczbę transferów
na sekundę (np. MT/s). W dwóch ostatnich przypadkach, chcąc obliczyć transfer
danych, czyli przepustowość, musimy znać liczbę bitów przesyłanych w jednym

transerze (obecnie zwykle 64 bity). Nieco dokładniej o transferze danych i sposobach

jego oznaczania dla modułów pamięci piszemy w punkcie 2.3.5.

2.3.2. Podział pamięci
Ze względu na własności użytkowe pamięci półprzewodnikowe możemy podzielić

na pamięci RAM i ROM.

Definicja
Pamięcią RAM nazywamy pamięć półprzewodnikową o dostępie swobodnym przez-
naczaną do zapisu i odczytu. RAM jest pamięcią ulotną, co oznacza, że po wyłączeniu
jej zasilania informacja w niej przechowywana jest tracona.

Definicja
Pamięcią ROM nazywamy pamięć półprzewodnikową o dostępie swobodnym

przeznaczaną tylko do odczytu. ROM jest pamięcią nieulotną.
Z podanych własności pamięci wynikają ich zastosowania w technice komputerowej.

Z pamięci RAM buduje się pamięć operacyjną komputera przeznaczoną do
przechowywania, w trakcie pracy systemu, danych oraz programów (gdyż RAM jest
pamięcią do zapisu i odczytu). W pamięci ROM przechowuje się programy inicjali-
zujące pracę komputera, gdyż muszą być one przechowywane w pamięci nieulotnej.

Ze względu na technologię wykonania pamięci RAM dzielimy na dwie podstawowe
grupy:
> pamięci dynamiczne - DRAM,
> pamięci statyczne - SRAM.
Pomiędzy tymi dwoma grupami pamięci występują istotne różnice w ich parametrach
i własnościach użytkowych. Pamięci dynamiczne są wolniejsze od pamięci
statycznych, natomiast są znacznie tańsze (szczególnie gdy uwzględnimy koszt jednego
bitu). Ponadto pamięci dynamiczne znacznie łatwiej podlegają scalaniu, co
oznacza, że dla porównywalnej wielkości układu uzyskujemy w nich znacznie większej
pojemności. Wadą pamięci dynamicznych jest również fakt, że dla poprawnego
ich funkcjonowania konieczny jest tak zwany proces odświeżania. Polega on na

cyklicznym, ponownym zapisie przechowywanej informacji do komórek tej pamięci.

Proces odświeżania jest nieco dokładniej opisany w podrozdziale 2.3.5.
Z porównania własności tych pamięci wynika miejsce ich zastosowania w technice
komputerowej. Pamięci dynamiczne stosowane są do budowy głównej pamięci
operacyjnej komputera, co wynika z ich niskiej ceny i dużych pojemności układów
scalonych tej pamięci. Wadą tych pamięci w porównaniu z pamięciami statycznymi
jest przede wszystkim szybkość ich działania. Jednak ze względów ekonomicznych
(cena) i technologicznych (mniejszy stopień scalenia) nie można zbudować pamięci
operacyjnej z pamięci statycznych. Dlatego w systemach komputerowych stosuje się

tzw. pamięć podręczną (cache - patrz rozdział 3.7), o znacznie mniejszej pojemności
w porównaniu z pamięcią operacyjną. Pamięć cache buduje się z szybkich
pamięci statycznych.