Memorija 

Programi i podaci pohranjeni su u dijelu računala koji se zove memorija. Memorija elektroničkog računala ima sposobnost pohrane ili čuvanja određene količine podataka. Najveća količina podataka koju memorija može pohraniti naziva se kapacitet memorije i najčešće se izražava u bajtovima ili većim jedinicama: MB, GB itd. Te jedinice odgovaraju ovim vrijednostima:

 

1 kilobajt = 1 KB = 1.024 bajta1 megabajt = 1 MB = 1.024�1.024 bajta = 1.048.576 bajta1 gigabajt = 1 GB = 1.0243 bajta = 1.073.741.824 bajta1 terabajt = 1 TB = 1.0244 bajta = 1.099.511.627.776 bajta

 

U dekadskomu brojevnom sustavu oznaka ˝k˝ (početno slovo od grčkoga kilo, što znači s tisuću, koji ima tisuću) označava vrijednost 1000 (103). U binarnom brojevnom sustavu ˝K˝ označava prvu najbližu vrijednost koju je bilo moguće dobiti eksponiranjem broja 2 (osnova binarnoga brojevnog sustava), a to je 210 = 1024. Koristi se veliko slovo ˝K˝ (1024) za razliku od dekadskog označavanja gdje se upotrebljava malo slovo ˝k˝ (1000).Dvije su glavne vrste memorija ugrađenih u računalo: RAM i ROM.

 

RAM (engl. random access memory) je upisno-ispisna memorija (naziva se još i memorija s neograničenim pristupom). To je radna memorija u koju se mogu upisivati i iz nje čitati podaci onoliko puta koliko želimo. Pohranjeni podaci ostaju u ovoj memoriji dok ih računalo namjerno ne promijeni ili dok se ne prekine napajanje memorije električnom energijom. To je radna memorija računala, tj. memorija u kojoj se čuvaju podaci s kojima program trenutno radi. Računala su građena tako da je moguća naknadna dogradnja RAM-a tj. povećanje kapaciteta radne memorije.

 

Dakle, RAM gubi svoj sadržaj prekidom napajanja pa se naziva i nepostojana memorija (engl. volatile memory). Isključi li se računalo, brišu se svi podaci koji su pohranjeni u RAM-u i oni se nepovratno gube.Glavne značajke RAM-a su kapacitet i brzina rada. Poželjno je da je RAM što većeg kapaciteta kako bi se pohranilo što više podataka.

 

Obično se nekoliko bitova (najčešće jedan bajt) skuplja i pohranjuje na određeno mjesto u memoriji. Ovo mjesto naziva se memorijska lokacija.

 

Memorijske lokacije možemo zamisliti kao niz pretinaca od kojih svaki ima svoju adresu i može pohraniti jedan bit ili određenu količinu bitova, najčešće jedan bajt. Želi li se pohraniti bajt u memorijsku lokaciju, potrebno je navesti adresu memorijske lokacije u kojoj je on pohranjen. Za ilustraciju može poslužiti podatak da jedan ASCII znak (npr. jedno slovo) zauzima jedan bajt memorije.

 

Brzina rada RAM-a određena je brzinom kojom ova memorija pohranjuje i izdaje podatke. Spomenuto je već da je za čitanje nekog podatka iz memorije potrebno navesti adresu memorijske lokacije u kojoj je taj podatak nalazi. Od pojave željene adrese na adresnim sabirnicama pa do pojave podatka pohranjenog u traženoj lokaciji na podatkovnim sabirnicama protekne određeno vrijeme. To se vrijeme zove vrijeme pristupa memoriji (engl. memory access time). Vrijeme pristupa ograničava brzinu kojom se mogu čitati podaci iz memorije i upisivati u nju pa možemo znatno ograničiti brzinu rada cijelog računala. Zbog toga se u računala nastoji ugraditi RAM sa što kraćim vremenom pristupa. Tehnologija izrade poluvodičkih komponenata od kojih su građeni suvremeni RAM-ovi ograničava brzinu pristupa na nekoliko desetaka nanosekundi.

 

Suvremeni su RAM-ovi građeni od poluvodičkih integriranih krugova. S obzirom na način rada postoje dvije glavne vrste ove memorije: statička i dinamička.

 

Statička radna memorija ili skraćeno SRAM vrsta je radne memorije kojoj je svaki bit pohranjen u jednom od bistabilnih sklopova smještenih u memorijskom integriranom sklopu. Bez vanjskih poremećaja, bistabilni sklop trajno zauzima jedno od dva stabilna stanja. Prelazak iz jednog stanja u drugo potiče se odgovarajućim signalom izvana. Jedno od stanja može se predočiti logičkom 0, a drugo logičkom 1. Upisani podatak ostaje pohranjen do prekida napajanja ili namjerne promjene.

 

Prednosti SRAM-a su jednostavnost građe, jednostavnost pogona i veoma brz pristup memoriji. Nedostatak SRAM-a su relativno velike dimenzije bistabilnog sklopa što ograničava broj bistabila koji se mogu smjestiti na jednu pločicu poluvodiča. SRAM-ovi su znatno manjeg kapaciteta od kapaciteta dinamičkih memorija (za jednaku površinu poluvodiča), dok je istodobno cijena za isti kapacitet znatno veća od cijene dinamičke memorije. U SRAM-u se

pohranjuju male količine podataka, npr. pohrana karakterističnih parametara računala, brza priručna memorija (engl. cache) i sl.

 

Dinamička radna memorija ili DRAM vrsta je radne memorije kojoj je svaki bit pohranjen kao naboj u minijaturnom kondenzatoru smještenom u memorijskom integriranom sklopu. Zbog nesavršenosti izolatora u kondenzatoru naboj pohranjen u kondenzatoru se postepeno gubi, pa se time gubi i podatak pohranjen u tom kondenzatoru. Kako se to ne bi dogodilo, potrebno je naboj obnoviti prije nego se kondenzator potpuno isprazni. Naboj se obnavlja pomoću posebnih sklopova koji najprije čitaju podatke, a zatim obnavljaju naboj svakog kondenzatora prema očitanoj vrijednosti. Taj se postupak zove obnova ili osvježavanje memorije (engl. memory refreshing) i događa se svakih nekoliko milisekunda pa i kraće. Zbog toga je razmjena podataka s DRAM memorijom sporija i kompliciranija nego razmjena sa SRAM memorijom.

 

Prednost DRAM-a su male dimenzije kondenzatora koji pohranjuje bit informacije pa je moguće smjestiti mnogo takvih kondenzatora na jednu pločicu poluvodiča. Suvremeni DRAM-ovi mogu pohraniti nekoliko milijuna bitova na jednoj jedinoj pločici poluvodiča. Nedostatak DRAM-a je potreba za relativno složenim pogonskim sklopom i sporost u radu uzrokovana obnavljanjem memorije. Cijena dinamičkih memorija kojima je kapacitet veći od nekoliko desetaka KB, uključivši i pogonske sklopove, niža je od cijene statičkih memorija, tako da je radna memorija u suvremenim osobnim računalima DRAM. Različitim se postupcima komuniciranja s DRAM-om pokušava povećati brzina njegova rada pa postoje različite izvedbe DRAM memorija.

 

Zbog svoje važnosti i cijene radna memorija računala građena je tako da se može lako naknadno ugrađivati i mijenjati. Kupac tako može birati kapacitet radne memorije prema svojim potrebama i cijeni. U slučaju potrebe memoriji se može povećati kapacitet tako da se ugrade dodatni memorijski integrirani krugovi. Takvo se povećanje kapaciteta

memorije naziva proširenje memorije. Da bi se olakšalo proširenje memorije memorija se prodaje i ugrađuje u tzv. memorijskim modulima.

 

Memorijski modul je tiskana pločica na koju su zalemljeni memorijski integrirani krugovi i na čijem se jednom rubu nalaze konektori. Na matičnoj ploči postoje odgovarajući konektori u koje je moguće utaknuti memorijski modul. Ovisno o izvedbi matične ploče postoje dva ili više konektora za memorijske module. Postoji nekoliko različitih modela memorijskih modula koji nisu međusobno zamjenjivi.

 

SIMM (engl. single inline memory module) je najstarija vrsta memorijskog modula i ne rabi se više u suvremenim računalima. Moraju se ugrađivati u paru. Postoje izvedbe s 30 (DRAM) i 72 (FPM) kontakta.

 

DIMM (engl. dual inline memory module) je trenutno najrasprostranjenija vrsta memorijskih modula. Postoje izvedbe sa 168 (FPM, EDO, SDRAM) i 184 (DDR) konektora. Mogu se ugrađivati pojedinačno.

 

SODIMM (engl. small outline dual inline memory module) su memorijski moduli namijenjeni prijenosnim računalima pa su najmanjih dimenzija od svih modula. Postoje izvedbe sa 72 (FPM, EDO), 144 (FPM, EDO, SDRAM) i 200 kontakata (DDR).

 

RIMM (engl. Rambus inline memory module) je namijenjen RDRAM memorijama. Postoje izvedbe sa 168 i 184 kontakta.Ako je trgovački naziv memorije: DIMM PC2100, 128 MB, 184 pins, DDR RAM, 266 MHz, znači da je riječ o memorijskom modulu DIMM sa 184 kontakta, kapacitet je 128 MB, memorija radi s taktom 266 MHz, najveća brzina razmjene podataka je 2100 MB u sekundi i vrsta memorije je DDR SDRAM.

 

ROMROM (engl. read only memory) ispisna je memorija, tj. memorija u koju se podatak može upisati samo jednom. Nakon upisa podatak se može čitati onoliko puta koliko se želi, ali ne i mijenjati, brisati ili upisivati novi podatak. Zato je primjena ove memorije ograničena na pohranu podataka koji su uvijek jednaki i nepromijenjeni. Takvi su,

primjerice, podaci u vezi s prikazom slova na zaslonu, dijelovima operacijskog sustava itd. Takvih nepromjenljivih podataka ima relativno malo pa je ugrađeni ROM malog kapaciteta (npr. 128 KB). Podatke u ROM upisuje proizvođač računala i korisnik ih nikada ne mijenja. U ROM-u su najčešće pohranjeni podaci potrebni operacijskom sustavu računala pa korisnik malokad izravno koristi te podatke.

 

Kod starijih računala ROM i CMOS su bile jedine memorije koje nisu gubile svoj sadržaj prekidom napajanja. CMOS memorija namijenjena je pohrani male količine podataka o konfiguraciji računala i nije pogodna za pohranu dijelova operacijskog sustava pa su oni bili pohranjeni u ROM memoriji. Tako se pri uključenju računala mogao početi izvršavati jedini raspoloživ program, a to je onaj pohranjen u ROM memoriji. Tek izvršenjem tog programa operacijski sustav bi se s tvrdog diska premjestio u radnu memoriju računala i zatim počeo izvršavati. Bez tog početnog programa nije moguć rad računala. Taj se program upisao u ROM kod proizvođača računala i korisnik ga više nije mogao mijenjati, osim u slučaju promjene ROM-a što je za prosječnog korisnika nepraktično. ROM memorija je jeftinija od bilo koje druge vrste memorije, ali je nemogućnost promjene upisanog programa kod korisnika dovela do zamjene ROM memorije flash memorijom. Riječ je o flash EPROM (FEPROM) memoriji koja omogućuje brisanje i pisanje podataka koji zatim ostaju trajno zapisani i kad nama napajanja. Suvremena računala zato za pohranu dijelova operacijskog sustava i programa koji se pokreće pri uključenju računala rabe flash EPROM memoriju, u koju korisnik po potrebi može upisati noviju inačicu programa pomoću relativno jadnostavnog postupka i bez otvaranja računala.

 

Flash memorija

Flash memorija (engl. flash memory) posebna je vrsta poluvodičkih memorija čija je glavna značajka da se ponaša poput RAM memorije, ali joj je sadržaj neovisan o napajanju. Iz flash memorije mogu se čitati podaci, ali je za pohranu ovih podataka potrebno prethodno izbrisati postojeće. Pri tome to nije moguće na samo jednoj memorijskoj lokaciji, već se mora izbrisati cijelo područje uzastopno smještenih memorijskih lokacija (engl. chunck). Takav postupak znatno usporava rad i praktično ograničava uporabu ove vrste memorije kao uobičajene radne memorije računala.

 

S jedne strane flash memorija objedinjuje dobra svojstva RAM memorije (neme pokretnih dijelova) i medija za trajnu pohranu podataka, primjerice tvrdog diska (sadržaj neovisan o napajanju). S druge pak strane znatno viša cijena po bitu pohranjenih podataka i ograničen vijek trajanja ograničava njenu uporabu na posebna područja primjene. Približno je 100.000 puta moguće ponoviti postupak upisa podataka prije nego flash memorija postane neupotrebljiva. To pri uobičajenoj uporabi flash memorije odgovara trajnosti od približno 10 godina.

 

Flash memorije rabe se uglavnom kao praktična zamjena za tvrdi disk relativno malog kapaciteta (oko 1 GB). Najviše se primjenjuju kod osobnih računala kao prijenosni medij za pohranu i kod digitalnih fotoaparata.

 

Memorijski ključić (engl. keydrive, keychain drive, pen drive, pocket drive, thumb drive, USB flash drive, USB flash memory drive, USB key, USB memory key, flash RAM, USB stick) je popularna inačica flash memorije smješteno u praktično kućište dužine 3 do 6 cm na čijem se jednom kraju često nalazi privjesak za ključeve. Na kučištu se nalazi USB priključak kojim se može izravno priključiti na računalo. MS Windows XP operacijski sustav "vidi" tako priključeni memorijski ključić kao dodatni tvrdi disk i njime se može rukovati jednako kao i tvrdim diskom računala.