Rodzaje pamięci w komputerze. Opisz dokładnie dwa.

Każdy komputer wyposażony jest w pamięć, czyli elektroniczne układy, w których można zapisać pewne informacje, a następnie odczytać. Pamięć komputera stanowi zbiór komórek, zapisanych ciągiem zero - jedynkowym o określonej długości (taki ciąg nazywamy słowem). Komórki pamięci są ponumerowane, a numer komórki nazywa się adresem. Procesor komputera komunikuje się z pamięcią operacyjną i wykonuje rozkazy pobrane z programu zawartego w pamięci.
Rodzaje pamięci stosowanej w systemach komputerowych można podzieli na wiele różnych kategorii biorąc pod uwagę typ budowy, sposób zastosowania, położenie pamięci czy właściwości fizyczne. Jednym z najbardziej podstawowych podziałów jest podział na pamięć nieulotną (ROM – Read Only Memory) gdzie dane są zapisywane na stałe i pamięć o dostępie swobodnym (RAM – Random Access Memory) gdzie dane można dowolnie odczytywać i zapisywać. Najprostszymi przykładami tych dwóch pamięci w przypadku, gdy, mówimy o pamięci zewnętrznej są nośniki danych np.: CD-ROM, który jest tylko jednorazowo zapisywany i przykładowo dysk twardy (HDD - hard disk drive) komputera, na którym dane mogą być dowolnie zapisywane i odczytywane.
Innym podstawowym podziałem typów pamięci stosowanych w komputerze jest zróżnicowanie ze względu na zastosowanie pamięci. Mamy, więc wspomnianą powyżej pamięć zewnętrzną, do której zaliczamy urządzenia I/O dostępne przez sterowniki jak np.: dyski twarde, napędy CD-ROM, napędy taśmowe i wszelkie inne urządzenia magazynujące. Drugim typem pamięci jest pamięć wewnętrzna komputera, do której można zaliczyć: pamięć główną komputera, pamięć podręczną procesora jak i kość BIOS’u. Można wyraźnie zauważy, że w przypadkach można te pamięci znowu podzielić na pamięć ROM i RAM.
Powyższy podział pamięci ROM, czyli pamięci tylko do odczytu jak również RAM ze względu na dalszy rozwój pamięci komputerowych w moim przekonaniu stracił dziś dużo ze swojego znaczenia.
W pamięciach nielotnych typu ROM umieszczone są informacje stałe. ROM jest najbardziej niezawodnym nośnikiem informacji o dużej gęstości zapisu. Zapis informacji dokonuje się w procesie produkcji lub podczas ich programowania. W pamięci ROM zapisuje się ustawienia BIOS’u. Pamięci typu ROM przeznaczone są głównie do umieszczania w nich startowej sekwencji instrukcji, kompletnych programów obsługi sterowników i urządzeń mikroprocesorowych, także ustalonych i rzadko zmienianych danych stałych. Do pamięci ROM, które z założenia są pamięciami tylko do odczytu zaliczamy także:
• EPROM (Erasable Programmable ROM) – najpopularniejszy rodzaj pamięci kasowalnej i programowalnej o nielotnej zawartości informacji. Kasowanie zawartości dokonuje się przez intensywne naświetlanie promieniem ultrafioletowym. Nie jest możliwe kasowanie pojedynczych bajtów pamięci, natomiast proces przeprogramowania zawartości pamięci może być powtarzany wielokrotnie. Przewidywalny czas trwałości danych umieszczanych w pamięci EPROM wynosi, co najmniej 10 lat.
• EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) – każdy bajt można kasować elektrycznie i zapisać nową zawartość bezpośrednio w urządzeniu, w którym normalnie funkcjonuje pamięć, a do zaprogramowania dowolnego bajtu wystarczy jeden cykl zapisu. Wykorzystanie tej możliwości sprawia, że pamięć ta jest idealnym rozwiązaniem przy uruchamianiu nowego oprogramowania, bądź modyfikacji zawartości istniejącej pamięci.
• FLASH EEPROM, w tym typie pamięci zwykle nie można kasować.
• Pamięć FLASH MEMORY jest jednym z najbardziej rozwiniętych produktów zaliczanych do pamięci ROM. W zasadzie jest to pamięć swobodnie zapisywalna jest, więc bardzo zbliżona do pamięci RAM. Flash Memory jest często stosowana w systemach komputerowych, które nie wymagają dużo miejsca na system operacyjny (np. Windows CE) jako podstawowy nośnik danych, czyli zapisuje ona dysk twardy komputera, przy czym czas dostępu do danych na takim nośniku jest znacznie krótszy niż w przypadku nośników wymagających stosowania układów mechanicznych. Pamięć taka jest produkowana także w postaci małego układu pasującego do wejścia taśmy, IDE, więc nie wymaga specjalnych adapterów do powyższych zastosowań.
Podstawowy rodzaj pamięci o dostępie swobodnym, nieodzowny w każdym komputerze przechowujący całość lub część bieżąco wykonywanego programu. Pamięć operacyjna pozostaje w stałym kontakcie z procesorem, dla którego logicznie przedstawia uporządkowany ciąg komórek zaadresowanych od 0 do 2n, przy czym n oznacza liczbę bitów rejestru adresowego procesora. Pamięć operacyjna może być zrealizowana jako pamięć stała lub pamięć zapisywalna.
Rozmiar (pojemność) pamięci operacyjnej, oprócz szybkości procesora, charakteryzuje możliwości komputera. Współczesny komputery PC z reguły dysponują dziesiątkami megabajtów pamięci komputera. Takich ilości pamięci wymagają programy stosujące interfejsy graficzne. Podział pamięci RAM wyróżniamy ze względu na:
Budowę:
• SRAM (Static RAM), pamięć statyczna. Cechuje ją bardzo krótki czas dostępu do poszczególnej komórki i nieulotności. Niestety, pamięć SRAM są drogie, dlatego też wykorzystuje się je głównie jako pamięci Ciche
• DRAM (Dynamic RAM), pamięć dynamiczna. Pamięć ta jest wolniejsza niż SRAM a w dodatku jest ona ulotna. Aby pamięć ta nie utraciła danych trzeba ją odświeżać z częstotliwością, co najmniej kilkaset Hz. Odświeżenie polega na zwykłym odczycie zawartości komórki.
• SDRAM (Synchronous Dynamic RAM), pamięć dynamiczna, synchroniczna. Pamięć to jest podobna do pamięci DRAM, z tym, że dostęp do pamięci komórek jest zsynchronizowany z zewnętrznym zegarem taktującym procesor.
Dostęp:
• FPM RAM (Fast Page Mode RAM), pamięć ta zorganizowana jest w strony, przy czym najszybciej realizowany jest dostęp do kolejnych komórek w obrębie strony.
• EDO RAM (Extended Data Output RAM), jest to pamięć w przypadku, której w czasie odczytu danej komórki, może zostać pobrany adres następnej.
• BEDO RAM (Burst EDO RAM), w przypadku tej pamięci zamiast jednego adresu pobierane są cztery, przy czym na magistralę wystawiony jest tylko pierwszy, co znacznie zwiększa szybkość dostępu.
Pamięć fizycznie występuje w postaci kości (układów scalonych), które mogą być całkowicie od siebie różne. Dlatego też powstały standardy konstrukcyjne, wymuszające łączenie kości w funkcjonalne moduły, które są zwyczajnymi płytkami z wylutownymi chipami pamięci. Wraz z rozwojem komputerów i poszerzaniem szyny adresowej powstały różne typy modułów.
• SIMM (Single Inline Memory Module), moduł 32-stykowy, w którym szerokość szyny adresowej wynosi 8 bitów. Moduły te obecnie wykorzystywane są jedynie w niektórych kartach rozszerzających, gdyż płyty główne już dawno przestały je obsługiwać.
• PS/2- moduł 72-stykowy z 32-bitową szyną adresową. Jego nazwa powstała od rodziny komputerów PS/2, w których pierwotnie zainstalowano te moduły.
• DIMM (Dual Inline Memory Module) moduł 128-stykowy, w którym szyna adresowa ma 64 bity. Jest to najnowszy standard konstrukcyjny wykorzystywanych wykorzystywanych płytach z procesorem Pentium.
Układ DMA (Direct Menory Access) służy do bezpośredniej komunikacji z pamięcią bez użycia procesora. Najczęściej wymiana danych przebiega na linii pamięć – urządzenia zewnętrzne, lecz możliwa jest też wymiana pamięci – pamięć.