Τι θα μάθεις;

Όταν ολοκληρώσεις το μάθημα αυτό, θα μπορείς: - Να περιγράφεις τα βασικά χαρακτηριστικά των μνημών - Να απαριθμείς τους βασικούς στόχους των σχεδιαστών ενός συστήματος μνήμης - Να περιγράφεις τη διαδικασία ανάγνωσης και εγγραφής της κύριας μνήμης - Να προσδιορίζεις το χώρο διευθύνσεων της μνήμης

Το υποσύστημα της μνήμης σε έναν υπολογιστή περιλαμβάνει όλες εκείνες τις μονάδες που έχουν τη δυνατότητα να αποθηκεύουν δυαδικές πληροφορίες και να επιτρέπουν την αξιόπιστη ανάκτησή τους οποτεδήποτε αυτό ζητηθεί από τον επεξεργαστή.

Η αποθήκευση των πληροφοριών σε μία μονάδα μνήμης γίνεται με τη λειτουργία της εγγραφής (write) στη μνήμη και η ανάκτησή τους γίνεται με τη λειτουργία της ανάγνωσης (read) από τη μνήμη. Και οι δύο λειτουργίες ενεργοποιούνται μέσω των αντίστοιχων εντολών του επεξεργαστή.

Οι λειτουργίες της εγγραφής και της ανάγνωσης σε κάθε μονάδα μνήμης, για να λειτουργεί η μονάδα ικανοποιητικά, πρέπει να εκτελούνται:

(1) Αξιόπιστα, δηλαδή χωρίς σφάλματα. Όταν εκτελείται μια λειτουργία ανάγνωσης στη μνήμη, τα δεδομένα που θα διαβαστούν πρέπει να είναι ακριβώς αυτά που είχαν εγγραφεί την τελευταία φορά σε αυτή τη θέση.

(2) Ταχύτατα, όσο βέβαια επιτρέπουν οι φυσικοί περιορισμοί της μονάδας μνήμης.

(3) Με το ελάχιστο δυνατό κόστος, ώστε να είναι εφικτή η αποθήκευση μεγάλου όγκου δεδομένων χωρίς υπέρμετρη οικονομική επιβάρυνση.

Οι πληροφορίες που είναι αποθηκευμένες σε μια μονάδα μνήμης είναι συνήθως οργανωμένες σε ομάδες δυαδικών ψηφίων. Κάθε ομάδα χαρακτηρίζεται από τα περιεχόμενά της και από τη διεύθυνσή της. Κάθε προσπέλαση (ανάγνωση ή εγγραφή) στη μνήμη γίνεται για τη μεταφορά μιας ενιαίας ομάδας πληροφοριών, με βάση τη διεύθυνση της ομάδας. Οι συνηθέστεροι τύποι ομάδων είναι η λέξη και η ενότητα.

Η λέξη (word) συνήθως αποτελείται από 1-8 bytes (δηλαδή, 8-64 bits) και χρησιμοποιείται για την προσπέλαση στη μονάδα της κύριας μνήμης του υπολογιστή.

Κ - Kilo - 210 Μ - Mega - 220 G - Giga - 230 Τ - Tera - 240 m - milli - 10-3 μ - μικρό - 10-6 n - nano - 10-9

Οι πολλαπλασιαστικοί παράγοντες που χρησιμοποιούνται περισσότερο στο χώρο των υπολογιστών

Η ενότητα (block ή frame), η οποία συνήθως περιλαμβάνει έναν μεγάλο αριθμό από λέξεις, χρησιμοποιείται συχνά ως βασική μονάδα ανταλλαγής πληροφορίας με τις περιφερειακές συσκευές. Έτσι η ανάγνωση ή η εγγραφή στο σκληρό δίσκο δεν μπορεί να γίνει για μία μόνο λέξη, αλλά για ολόκληρη την ενότητα στην οποία αυτή περιλαμβάνεται.

Μερικά παραδείγματα μονάδων μνήμης, παλιών και νεότερων, και των χαρακτηριστικών τους.

Σε κάθε υπολογιστή υπάρχουν διάφορες μορφές μνήμης, που διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τα ποσοτικά χαρακτηριστικά τους, όπως:

- Το κόστος τους, σε δρχ ανά bit αποθηκευμένης πληροφορίας

- Το χρόνο προσπέλασης (access time). Αυτός είναι ο χρόνος που απαιτείται για την ανάγνωση ή εγγραφή στη μνήμη μίας μονάδας πληροφορίας. Ο χρόνος προσπέλασης σήμερα μετράται σε εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου (ns).

- Τη χωρητικότητά της (storage capacity), δηλαδή τον συνολικό όγκο πληροφοριών που μπορούν να αποθηκευθούν στη μονάδα αυτή. Η χωρητικότητα μιας μονάδας μνήμης μετράται σε εκατομμύρια bytes ή MBytes*.

Οι σχεδιαστές ενός συστήματος μνήμης επιδιώκουν:

- Να μεγιστοποιήσουν την ταχύτητα μεταφοράς των πληροφοριών από και προς τη μονάδα αποθήκευσης. Έτσι ελαχιστοποιείται ο χρόνος προσπέλασης στη μνήμη.

- Να ελαχιστοποιήσουν το μέσο κόστος αποθήκευσης, ώστε μονάδες μνήμης με μεγάλη χωρητικότητα να έχουν προσιτή τιμή.

- Η διαδικασία της μεταφοράς πληροφοριών μεταξύ των διαφόρων μονάδων μνήμης να είναι αυτοματοποιημένη. Έτσι, όταν οι προγραμματιστές γράφουν προγράμματα, τα οποία χρησιμοποιούν τις μονάδες μνήμης, δε χρειάζεται να καταβάλουν προσπάθεια στον τομέα αυτό.

Στο χώρο των υπολογιστών, το πρόθεμα Mega συμβολίζει έναν πολλαπλασιαστικό παράγοντα με τιμή 220=1.048.576, και όχι τον συνηθισμένο παράγοντα 106=1.000.000. Επειδή όμως οι δύο τιμές είναι παραπλήσιες, πολλές φορές λέμε «εκατομμύρια» και εννοούμε 1.048.576.

Να παρέχουν αποτελεσματικούς μηχανισμούς που θα προστατεύουν τα αποθηκευμένα δεδομένα. Ο κίνδυνος για αυτά προέρχεται από σφάλματα ή ανεπίτρεπτες ενέργειες των προγραμμάτων, που είναι δυνατόν να οδηγήσουν στην καταστροφή των δεδομένων ή σε αθέμιτη αντιγραφή τους.