Hardware, computer e classificazione memorie

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Categoria:	Sistemi
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Data:	15.10.2007
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Sistemi
Il computer è formato dalla memoria centrale e dalla memoria di massa che è rimovibile,come,per esempio,il floppy e il cd. La memoria di massa è un’area di parcheggio esclusiva su cui sono memorizzati dati e programmi che vengono caricati nella memoria centrale. Mentre la memoria centrale non è rimovibile ed è estremamente veloce per fornire subito l’istruzione del programma. Solo dopo lo spostamento nella memoria centrale,il programma può partire. La memoria è un dispositivo elettronico in grado di memorizzare dati in forma binaria. Questo dispositivo che memorizza un bit(1 o 0) è chiamato cella elementare di memoria. Le memorie si dividono in due categorie:quelle con tecnologia bipolare e quella con tecnologia di tipo MOS. Ci sono vari tipi di celle elementari. Essi si dividono in :
- Cella di tipo PROM con tecn. Bipolare
- Cella di tipo PROM con tecn. MOS
- Cella di tipo RAM STATICA con tecn. MOS
- Cella di tipo RAM DINAMICA con tecn. MOS
Le celle elementari di una memoria sono in genere disposte in modo da formare una matrice,ma questo metodo non viene adottato perché è molto impegnativo ,così si utilizzano due decodificatori,uno per le righe e uno per le colonne che individuano ogni singola cella. Essi ci permettono,mettendo due linee(A3 e A2)all’ingresso del decodificatore delle righe,di scegliere con i quattro codici binari diversi(00,01,10,11) le quattro righe; e le altre due linee(A1 e A0) permetteranno la scelta di una delle 4 colonne.
A3
A2
RIGA

R1

1
R2
1

R3
1
1
R4
A1
A2
Colonna

C1

1
C2
1

C3
1
1
C4

Se si considerano,insieme,tutti e 4 bit dei decodificatori si avrà,appunto,un nuovo codice a 4 bit. In questo modo si possono avere 16 combinazioni che sono considerati gli indirizzi delle singole celle. Un insieme di celle elementari si definisce locazione di memoria. In generale si dice che,con n linee d’indirizzo,possono essere indirizzate 2n locazioni di memoria.
Classificazione delle memorie
Le memorie si dividono in memorie di tipo bipolare che permettono tempi molto brevi per l’accesso ai dati,ma non offrono la possibilità di ottenere chip con grandi capacità e in memorie con celle realizzate con transistor di tipo MOS. Essi permettono di ottenere chip con grandi capacità ma sono meno veloci,ma abbastanza. Poi ci sono le memorie a sola lettura e le memorie a lettura e scrittura. Poi ci sono le memorie non volatili e le memorie volatili. Le prime mantengono le informazioni in esse anche quando non c’è più alimentazione. Essi possono essere le ROM,le PROM,le EPROM,le EEPROM. Le memorie volatili,invece,perdono il loro contenuto quando viene a mancare l’alimentazione,tipo la RAM. Le RAM si dividono in RAM STATICHE e in RAM DINAMICHE. Le ram statiche perdono il loro contenuto quando viene a mancare l’alimentazione. Essi sono costituite da un flip-flop. Le ram dinamiche necessitano che i dati in esse memorizzate,vengano ripristinati con opportune operazioni di riscrittura. Questa operazione è definita rinfresco. Come abbiamo detto le memorie non volatili sono le ROM,le PROM,le EPROM,le EEPROM.

ROM:la loro programmazione è affidata all’utente. I suoi dati,una volta scritti,non possono essere modificati. Essi costano poco ed hanno una buona facilità d’impiego. Sono realizzati sia in tecnologia bipolare che in quella MOS.
PROM:essi sono programmabili dall’utente,infatti l’utente può bruciare alcuni collegamenti interni con degli impulsi di tensione. Essa può essere programmata una sola volta in quanto non è possibile ripristinare i collegamenti bruciati.
EPROM:essi sono memorie programmabili,ma anche cancellabili,per poter essere di nuovo riprogrammate. La cancellazione è ottenuta esponendo la memoria a raggi ultravioletti. Essi hanno un costo contenuto ed una buona facilità d’impiego.
EEPROM:sono cancellabili elettricamente senza dover ricorrere ai raggi ultravioletti. Essi vengono utilizzati per il contenuto di firmware,cioè di aggiornamenti di programma. Sono anche utilizzati nelle schede madri per contenere la ROM-BIOS che provvede all’avvio del sistema operativo. Infatti si può aggiornare il BIOS senza accedere al sistema operativo.
Le memorie volatili invece si dividono in RAM STATICHE (SRAM) e in RAM DINAMICHE (DRAM).
SRAM:sono costruite in tecnologia MOS e sono caratterizzate da velocità molto elevate. Essi sono utilizzati nelle memorie cache,ovvero memorie di transito.
DRAM:esse sono costruite in tecnologia MOS. Il funzionamento di queste ram si basa sullo stato di carica di un condensatore,collegato con il transistor di tipo MOS. Una tensione ai capi del condensatore è interpretata come un livello logico alto,mentre una tensione nulla è interpretata come un livello logico basso. L’informazione memorizzata però degrada a causa della scarica del condensatore e così si ricorre a dei circuiti di rinfresco. Nelle nuove DRAM sono previsti anche circuiti interni per l’auto-refresh. Essi hanno una buona velocità e sono caratterizzati da un basso consumo.