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Insegnamento di Informatica – a.a. 2016-17
La memoria principale
INSEGNAMENTO DI INFORMATICA – A.A. 2016-17
Francesco Ciclosi
Macerata, 4 ottobre 2016
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2016 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2016-17
La memoria principale
È composta da un gran numero di circuiti flip-
flop, ognuno in grado di memorizzare un singolo
bit
Serve ad archiviare i dati in un computer e si
comporta come una sorta di enorme «deposito
di bit»
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Insegnamento di Informatica – a.a. 2016-17
Ricapitolando in merito al bit …
Il bit è l’unità di misura minima del linguaggio
digitale
Deriva dalla contrazione di binary digit (cifra
binaria)
Può assumere due soli stati: 0 (spento) e 1
(acceso)
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Il byte
Il byte è l’unità fondamentale del linguaggio
dei computer
È composto da 8 bit
Rappresenta 256 possibili stati (28 = 256)
Spento
0
Spento
1
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Le celle di memoria
I circuiti della memoria principale sono
organizzati in unità gestibili dette celle
Una cella ha dimensione tipica di otto bit (un
byte)
Centinaia di celle
Miliardi di celle
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L’ordine
In un computer non esiste il concetto di sinistra
e destra
Presumiamo che in una cella i bit siano ordinati
per righe
In una riga:
• L’estremità sinistra è l’ordine alto
• L’estremità destra è l’ordine basso
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Il bit +/- significativo
Il bit più significativo (o bit di ordine alto) è
quello posto all’estremità sinistra
• Es: 1110 Nella rappresentazione di un valore
numerico il bit più a sinistra è la cifra più significativa
Il bit meno significativo (o bit di ordine basso)
è quello posto all’estremità destra
• Es: 1110 Nella rappresentazione di un valore
numerico il bit più a destra è la cifra meno significativa
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Gli indirizzi
Le celle di memoria sono identificate da un
indirizzo univoco
Gli indirizzi sono interamente numerici
Supponiamo che ogni cella sia posta in una
singola riga e sia numerata a partire dal valore 0
È possibile stabilire un ordine tra le celle
• Ha senso dire: «cella precedente» o «cella successiva»
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Indirizzamento della memoria
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Conseguenze dell’ordinamento (1/2)
L’associazione di un
ordine alle celle nella
memoria principale
L’associazione di un
ordine ai bit all’interno
di ogni cella
L’intera sequenza di bit nella memoria
principale è ordinata come se fosse una
lunga riga
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Conseguenze dell’ordinamento (2/2)
Questa lunga sequenza virtuale di bit consente
la memorizzazione di pattern di bit più lunghi di
una cella
• Es: se la memoria è divisa in celle di 1 byte, con 4
celle di memoria consecutive possiamo archiviare
una stringa di 32 bit
Estremità di ordine alto 0 1 0 1 1 0 1 0 estremità di ordine basso
Bit più significativo Bit meno significativo
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Schema funzionale della memoria principale
Circuiti che conservano i bit
Circuiti che consentono
di archiviare i dati nelle
celle di memoria
(scrittura)
Circuiti che consentono
di recuperare i dati
dalle celle di memoria
(lettura)
Altri circuiti
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La RAM (1/2)
La memoria principale di un computer:
1. viene organizzata in singole celle dotate di indirizzo
2. A cui è possibile accedere secondo le necessità
La memoria è chiamata RAM per indicare la
capacità di accedere alle celle in qualsiasi ordine
• Non in modo sequenziale come nei dispostivi a blocchi
RAM vuol dire memoria ad acceso casuale
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La RAM (2/2)
È una memoria di tipo volatile
Lo spegnimento dell’elaboratore determina la
cancellazione dei dati in essa contenuti
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Tipi di memoria
Esistono vari tipi di memoria
che si differenziano per
velocità, costo e ambito d’uso
I principali tipi sono:
• la DRAM (Dynamic RAM)
• la SRAM (Static RAM) Wafer chip DRAM
Moduli DRAM Moduli SRAM
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La DRAM (Dynamic RAM)
È il tipo di memoria centrale più diffuso
Le celle di memoria mantengono i dati solo
per breve tempo e quindi devono essere
aggiornate centinaia di volte al secondo
Si suddivide in varie sotto tipologie
• Es: FPM, EDO, BEDO, SDRAM, DDR, RDRAM
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La SRAM (Static RAM) – (1/2)
È un tipo di RAM volatile che non necessita di
refresh
Consentono di mantenere le informazioni ivi
contenute per un tempo teoricamente illimitato
Hanno bassi tempi di lettura e bassi consumi
Sono più costose della DRAM perché usano
molti componenti per cella
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La SRAM (Static RAM) – (2/2)
Sono solitamente utilizzate per le memorie cache
La famiglia delle memorie SRAM si divide in:
• async SRAM (SRAM asincrona)
o Lavora in modo asincrono rispetto al clock della CPU
o Viene utilizzata come cache di secondo livello (L2)
• sync SRAM (SRAM sincrona)
o Lavora in sincronia con il clock della CPU (tempi di attesa
ridotti)
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Le unità multiple di bit e byte (1/3)
Nome Simbolo Multiplo N.°di byte a cui corrisponde
kilobyte kB 103 1.024
Megabyte MB 106 1.048.576
Gigabyte GB 109 1.073.741.824
Terabyte TB 1012 1.099.511.627.776
Petabyte PB 1015 1.125.899.906.842.624
Exabyte EB 1018 1.152.921.504.606.846.976
Zettabyte ZB 1021 1.180.591.620.717.411.303.424
Yottabyte YB 1024 1.208.925.819.614.629.174.706.176
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Le unità multiple di bit e byte (2/3)
Nel simbolo delle unità di misura la lettera b può
essere maiuscola o minuscola:
La b minuscola indica che trattiamo multipli del bit
• 1 Mb = 1 Megabit = 1.048.576 bit
La B maiuscola indica che trattiamo multipli del
byte
• 1 MB = 1 Megabyte = 1.048.576 byte = 8.388.608 bit
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Le unità multiple di bit e byte (3/3)
Altre unità di misura multiple sono:
• nibble = 4 bit = ½ byte
• word (WORD) = di lunghezza variabile pari a 16, 32 o
64 bit a seconda del tipo di elaboratore
• double word (DWORD o LONGWORD) = 2 word
• quad word (QWORD) = 4 word
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