Σσήμα 6.1: Στημαηική αναπαράζηαζη ηης μνήμης

Transcript

1 Μάθημα 6: Η Μνήμη 6.1 Χαπακτηπιστικά στοισεία Αο ζεσξήζνπκε έλα απιό ππνινγηζηηθό ζύζηεκα, θαη λα ππνζέζνπκε όηη πξέπεη λα εηζάγνπκε από ην πιεθηξνιόγην εθαηό 100 δηςήθηνπο αξηζκνύο ηνπο νπνίνπο ζέινπκε λα εηζάγνπκε ζην ππνινγηζηηθό ζύζηεκα θαη κεηά λα ππνινγίζνπκε ην άζξνηζκά ηνπο. Γηα λα γίλεη απηό, πξέπεη ην ππνινγηζηηθό ζύζηεκα λα απνζεθεύζεη απηνύο ηνπο αξηζκνύο ζηελ κλήκε ηνπ. Τν κέγεζνο ηεο κλήκεο πξέπεη λα είλαη ηέηνην ώζηε λα ρσξνύλ θαη νη εθαηό (100) αξηζκνί. Τν πιήζνο ησλ αξηζκώλ πνπ κπνξεί λα απνζεθεύζεη κία κλήκε εμαξηάηαη από ην πόζεο δηαθνξεηηθέο ζέζεηο έρεη ε κλήκε απηή Σσήμα 6.1: Στημαηική αναπαράζηαζη ηης μνήμης Αο θαληαζηνύκε ηελ κλήκε, όπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα 6.1, ζαλ έλα πιήζνο από 100 ζπξηάξηα. Τν θάζε ζπξηάξη είλαη κία ζέζε απνζήθεπζεο δεδνκέλσλ θαη έρεη ζαλ δηεύζπλζε έλαλ αξηζκό. Έηζη ε αξίζκεζε ησλ ζπξηαξηώλ απνηειεί ηε δηεύζπλζε ηνπο ελώ ην πεξηερόκελό ηνπο αληηζηνηρεί ζηα δεδνκέλα. Γηα παξάδεηγκα ζηε δηεύζπλζε ή ζηε ζέζε κλήκεο 93 είλαη ν αξηζκόο 37. Γεληθά κπνξνύκε λα πνύκε όηη θάζε ζέζε κλήκεο έρεη κία δηεύζπλζε δειαδή έλαλ αξηζκό πνπ ηελ ραξαθηεξίδεη γηα λα δώζνπκε ή λα πάξνπκε έλα δεδνκέλν από ηελ ζέζε απηή. Μηα κλήκε ινηπόλ, όζεο ζέζεηο απνζήθεπζεο έρεη, ηόζεο δηαθνξεηηθέο δηεπζύλζεηο πξέπεη λα πεξηιακβάλεη. Τν πιήζνο ησλ δηαθνξεηηθώλ ζέζεσλ θαη ζπλεπώο δηεπζύλζεσλ πνπ έρεη κία κλήκε νλνκάδεηαη μέγεθορ τηρ μνήμηρ. Σην παξαπάλσ ζρήκα παξαηεξήζνπκε όηη γηα ηελ παξάζηαζε ηεο δηεύζπλζεο πνπ πξνζδηνξίδεη ηε ζέζε κλήκεο ρξεζηκνπνηνύκε δύν δεθαδηθά ςεθία. Με απηόλ ηνλ πεξηνξηζκό κπνξνύκε λα έρνπκε ην πνιύ 100 δηαθνξεηηθέο δηεπζύλζεηο (από 0 έσο 99). Αλ ρξεζηκνπνηνύζακε 3 δεθαδηθά ςεθία, ηόηε ην πιήζνο ησλ ζέζεσλ κλήκεο πνπ ζα Σειίδα 33

2 κπνξνύζακε λα αξηζκήζνπκε είλαη 1000, από 000 έσο 999. Άξα κπνξνύκε λα πνύκε όηη ην κέγεζνο κίαο κλήκεο θαζνξίδεη ησλ αξηζκό ησλ ςεθίσλ πνπ ρξεζηκνπνηνύκε γηα ηελ παξάζηαζε ησλ δηεπζύλζεσλ. Σηα ππνινγηζηηθά ζπζηήκαηα ηα ςεθία πνπ ρξεζηκνπνηνύκε είλαη δπαδηθά. Έηζη θαη ε παξάζηαζε ηεο δηεύζπλζεο κίαο κλήκεο γίλεηαη από δπαδηθά ςεθία. Γηα παξάδεηγκα κία κλήκε πνπ ρξεζηκνπνηεί 3 δπαδηθά ςεθία γηα ηελ παξάζηαζε ηεο δηεύζπλζεο κπνξεί λα έρεη 2 3 =8 δηαθνξεηηθέο ζέζεηο κλήκεο. 8 διαθορεηικές διεσθύνζεις ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΑ 000= =53 001= =67 010= =85 011= =33 100= =23 101= =54 110=6 111= = =40 8 θέζεις για αποθήκεσζη δεδομένφν Σσήμα 6.2: 8 διαθορεηικές διεσθύνζεις με 8 ησταία δεδομένα Αλ ππνζέζνπκε όηη ν αξηζκόο ησλ δπαδηθώλ ςεθίσλ ηεο δηεύζπλζεο ηεο κλήκεο είλαη «b» θαη ην κέγεζνο ηεο κλήκεο «κ» ηόηε ηζρύεη ε ζρέζε μ=2 b Σηνλ παξαθάησ πίλαθα ππάξρνπλ ηππηθά κεγέζε κλεκώλ. Αξηζκόο δπαδηθώλ ςεθίσλ (b) ηεο δηεύζπλζεο κηαο κλήκεο Μέγεζνο κλήκεο ( κ ) Πιήζνο ζέζεσλ = = =1024 1Kbyte = Kbyte = Mbyte Αο παξαηεξήζνπκε πάιη ην ζρήκα 6.1 θαη λα δνύκε όηη ζηελ δηεύζπλζε 93 ν αξηζκόο πνπ είλαη απνζεθεπκέλνο είλαη ν δεθαδηθόο 37. Επίζεο ζην ζρήκα 6.2 κπνξνύκε λα παξαηεξήζνπκε ελδεηθηηθά θάπνηα πεξηερόκελα κηαο κλήκεο. Όινη νη αξηζκνί πνπ είλαη απνζεθεπκέλνη έρνπλ νθηώ δπαδηθά ςεθία. Κάζε ζέζε κλήκεο κπνξνύκε λα θαληαζηνύκε όηη είλαη ρσξηζκέλε ζε 8 ζέζεηο ζηηο νπνίεο κπνξνύκε λα απνζεθεύζνπκε έλα δπαδηθό ςεθίν. Έηζη ζην παξάδεηγκά καο, ν αξηζκόο , πνπ απνηειείηαη από 8 ςεθία, απνζεθεύεηαη ζηελ δηεύζπλζε 93 βάδνληαο ζε θάζε ζέζε ηα νθηώ δπαδηθά ςεθία Σειίδα 34

3 Μέγεθος Μνήμης 100 θέζεις Διεύθσνζη Δεδομένα Σσήμα 6.3: Πίνακας περιετομένων μιας μνήμης Τν πιήζνο ησλ θειηώλ πνπ ππάξρνπλ ζε κία ζέζε κλήκεο νλνκάδεηαη μήκορ λέξηρ ηεο κλήκεο. Σην παξάδεηγκά καο ε κλήκε πνπ ρξεζηκνπνηνύκε έρεη κήθνο ιέμεο 8 θαη ζην θάζε θειί κίαο ζέζεο κλήκεο κπνξεί λα απνζεθεπηεί έλα δπαδηθό ςεθίν, δειαδή ην 1 ή ην 0. Ο αξηζκόο ησλ θειηώλ κίαο ζέζεο κλήκεο ιέγεηαη κήθνο ιέμεο θαη είλαη ζπλήζσο πνιιαπιάζηνο ηνπ Κατηγοπίερ μνημών Αλάινγα κε ηελ ιεηηνπξγία θαη ηελ εθαξκνγή ζηελ νπνία ζα ρξεζηκνπνηεζεί κηα κλήκε επηιέγνπκε ηνλ θαηάιιειν ηύπν. Έηζη νη κλήκεο, αλάινγα κε ηηο δπλαηόηεηεο πνπ έρνπλ, δηαθξίλνληαη ζηηο δύν παξαθάησ θαηεγνξίεο: 1. RAM ( Random Αccess Μemory Μνήμη τςσαίαρ πποσπέλασηρ): Οη κλήκεο, από ηηο νπνίεο κπνξνύκε λα δηαβάδνπκε θαη λα γξάθνπκε. 2. ROM (Read Only Memory Μνήμη μόνο ανάγνωσηρ): Οη κλήκεο, από ηηο νπνίεο κπνξνύκε λα δηαβάδνπκε κόλν ην πεξηερόκελν ηνπο. Τν πεξηερόκελν ησλ κλεκώλ απηώλ, δειαδή ηα δεδνκέλα ηνπο, δελ κπνξνύκε λα ηα αιιάμνπκε. Ο όξνο «Μνήμερ μόνο ανάγνωσηρ» - ROM ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα ραξαθηεξίζεη κηα νιόθιεξε θαηεγνξία κλεκώλ από ηηο νπνίεο κπνξνύκε κόλν λα δηαβάδνπκε θαη πεξηιακβάλνπλ ηηο απιέο ROM, PROM, EPROM, EEPROM, Flash. Μηα ζεκαληηθή ηδηόηεηα ηνπο είλαη όηη δελ ράλνπλ ηα δεδνκέλα ηνπο όηαλ δηαθόςνπκε ηελ ηξνθνδνζία. Οη απλέρ μνήμερ ROM είλαη θαηαζθεπαζκέλεο από ην εξγνζηάζην θαη έρνπλ ζπγθεθξηκέλα δεδνκέλα πνπ δελ κπνξνύλ λα αιιάμνπλ. Αλ ρξεζηκνπνηνύκε ηέηνηα κλήκε θαη πξέπεη λα αιιάμνπκε ην πεξηερόκελό ηεο, απηό είλαη Σειίδα 35

4 αδύλαηνλ. Θα πξέπεη λα ηελ πεηάμνπκε θαη λα ρξεζηκνπνηήζνπκε κηα άιιε κλήκε, κε ην θαηλνύξγην επηζπκεηό πεξηερόκελν. Μηα παξαιιαγή ηεο κλήκεο ROM πνπ καο δίλεη έλα βαζκό ειεπζεξίαο είλαη ε PROM (Programmable Read Only Memory). Τν πεξηερόκελν ηεο κλήκεο απηήο δελ θαζνξίδεηαη θαηά ηελ θαηαζθεπή ηεο αιιά κπνξεί λα πξνγξακκαηηζηεί αξγόηεξα, αιιά κία κόλν θνξά. Μηα κλήκε PROM αθνύ πξνγξακκαηηζηεί κία θνξά, κεηά ην πεξηερόκελν ηεο δελ κπνξεί λα αιιάμεη. Οη κλήκεο αλάγλσζεο ησλ νπνίσλ ην πεξηερόκελν κπνξνύκε λα ζβήζνπκε κεηά ηνλ πξνγξακκαηηζκό θαη λα ηηο μαλαπξνγξακκαηίζνπκε νλνκάδνληαη EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) θαη EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). Εδώ πξέπεη λα ηνληζηεί όηη νη κλήκεο EPROM θαη EEPROM δελ είλαη κλήκεο RAM. Οη κλήκεο EPROM θαη EEPROM καο δίλνπλ ηελ δπλαηόηεηα λα πξνγξακκαηίζνπκε ην πεξηερόκελν ηνπο πνιιέο θνξέο όρη όκσο λα γξάθνπκε ζε απηέο, ζαλ λα ήηαλ κλήκεο RAM. Οη κλήκεο EPROM θαη EEPROM έρνπλ δηαθνξεηηθό ηξόπν ζβεζίκαηνο. Σηηο κλήκεο EPROM ην πεξηερόκελν ηνπο ζβήλεηαη κε ππεξηώδεο θσο, ελώ ζηηο κλήκεο EEPROM ην πεξηερόκελν ηνπο ζβήλεηαη κε ειεθηξηθό ηξόπν. Τέινο, κηα εηδηθή θαηεγνξία ησλ επαλεγξάςηκσλ κλεκώλ είλαη θαη νη μνήμερ FLASH πνπ έρνπλ παξόκνηα ραξαθηεξηζηηθά κε ηηο EEPROM. Η δηαθνξά ηνπο είλαη όηη, ελώ ζηηο EEPROM κπνξνύκε λα ζβήζνπκε όπνηα ζέζε κλήκεο ζέινπκε, ζηηο FLASH ε εληνιή ζβεζίκαηνο θαζαξίδεη όιεο ηηο ζέζεηο. Μνήμες RAM Ανάγνφζη-Εγγραθή Μνήμες μόνο Ανάγνφζη ROM Σηαηικές Δσναμικές επανεγράυιμες ότι επανεγράυιμες EPROM EEPROM Flash Απλές ROM PROM Σσήμα 6.4: Καηηγορίες μνημών Σειίδα 36

5 6.3 Ασκήσειρ 1. Σςμπλήπωσε τα κενά με τιρ λέξειρ πος λείποςν: 1. Τν πιήζνο ησλ δηαθνξεηηθώλ δηεπζύλζεσλ πνπ έρεη κία κλήκε νλνκάδεηαη... ηεο κλήκεο. 2. Τν πιήζνο ησλ θειηώλ πνπ ππάξρνπλ ζε κία ζέζε κλήκεο νλνκάδεηαη... ιέμεο ηεο κλήκεο. 3. Οη κλήκεο από ηηο νπνίεο κπνξνύκε λα δηαβάδνπκε θαη λα γξάθνπκε δεδνκέλα νλνκάδνληαη κλήκεο Οη κλήκεο από ηηο νπνίεο κπνξνύκε κόλν λα δηαβάδνπκε δεδνκέλα νλνκάδνληαη κλήκεο Σηηο κλήκεο EPROM ην πεξηερόκελν ηνπο ζβήλεηαη κε.. θσο, ελώ ζηηο κλήκεο EEPROM ην πεξηερόκελν ηνπο ζβήλεηαη κε.. ηξόπν. 2. Ταηξηάμηε ηηο ιέμεηο ηεο δεμηάο ζηήιεο κε ηηο ιέμεηο ηεο αξηζηεξήο ζηήιεο: Μλήκε RAM Μλήκε ROM Θέζε κλήκεο Μήθνο ιέμεο Μλήκε FLASH Αλάγλσζε δεδνκέλσλ κόλν Αξηζκόο ησλ θειηώλ ζε κία ζέζε κλήκεο Καζαξηζκόο όισο ησλ ζέζεσλ θαηά ην ζβήζηκν Αξηζκόο πνπ ραξαθηεξίδεη ηε ζέζε κλήκεο Αλάγλσζε θαη εγγξαθή δεδνκέλσλ Σειίδα 37