Elektronická paměť

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Elektronická paměť je součástka, zařízení nebo materiál, který umožní uložit obsah informace (zápis do paměti), uchovat ji po požadovanou dobu a znovu ji získat pro další použití (čtení paměti). Informace je obvykle vyjádřena jako číselná hodnota, nebo je nositelem informace modulovaný analogový signál. Pro své vlastnosti se používá binární (dvojková) číselná soustava, která má pouze dva stavy, které se snadno realizují v elektronických obvodech. Pro uchování informace tedy stačí signál (např. elektrické napětí), který má dva rozlišitelné stavy a není třeba přesně znát velikost signálu.

Základní jednotkou ukládané informace je jeden bit (binary digit), jedna dvojková číslice. Tato číslice může nabývat dvou hodnot, které nazýváme „logická nula“ a „logická jednička“. Logická hodnota bitu může být reprezentována různými fyzikálními veličinami:

  • přítomnost nebo velikost elektrického náboje
  • stav elektrického obvodu (otevřený tranzistor)
  • směr nebo přítomnost magnetického toku (pro kódování informace do mag. toku se častěji používají složitější modulace)
  • různá propustnost nebo odrazivost světla (CD-ROM, ale i děrný štítek)

Pro správnou funkci paměti je třeba řešit kromě vlastního principu uchování informace také lokalizaci uložených dat. Mluvíme o adrese paměťového místa, kde adresa je obvykle opět číselně vyjádřena.

Obsah

[editovat] Typy pamětí a jejich členění

Paměti můžeme dělit z rúzných hledisek podle vlastností, materiálu, rychlosti a podobně.

[editovat] Podle materiálu a fyzikálních principů

  • magnetické - založené na magnetických vlastnostech materiálu, informaci uchovává směr magnetizace.
  • optické - využívá optických vlastností materiálu, např. odraz světla.
  • polovodičové - využívá vlastností polovodičových tranzistorů, buď se realizují klopnými obvody (technologie TTL), nebo obnovováním elektrického náboje (CMOS)
  • magnetooptické - pomocí světla (laser) se mění magnetické vlastnosti materiálu
  • feritové - jako nosič jednoho bitu je používáno feritové jádro o rozměru cca 0,8 mm, magnetická orientace se překlápí proudovým impulsem (zastaralé)

[editovat] Režim činnosti polovodičových pamětí

  • dynamické - informace se musí periodicky obnovovat cyklem čtení, náročnější na řídící logiku
  • statické - informace zůstává uchována i bez obnovování, mají vyšší cenu za bit

[editovat] Podle závislosti na napájení

  • napěťově závislé - pro uchování a přístup k informacím potřebuje paměť napájecí napětí, při jeho zániku zaniká i informace
  • napěťově nezávislé - potřebuje napětí pro činnost (čtení / zápis), ale při jeho zániku uchovává informaci

[editovat] Podle přístupu

  • RAM (Random Access Memory) - s libovolným přístupem, doba přístupu k obsahu není závislá na umístění (adrese). Počítačové disky jsou považovány za paměti typu RAM, i když to není přesné.
  • sekvenční - doba přístupu k obsahu je závislá na umístění, například páska
  • asociativní - adresovaná obsahem, adresou je klíčová hodnota ukládaná s informací

[editovat] Podle schopnosti zápisu

  • RWM (Read Write Memory) - Paměť pro zápis i čtení (Termín RAM obvykle označuje tento typ paměti - název RWM se neuchytil).
  • ROM (Read Only Memory) - Paměť pouze pro čtení. Informace je do paměti uložena jednorázově při výrobním procesu.
  • PROM (Programmable Read Only Memory) - Paměť se vyrobí bez informace a pomocí speciálního zařízení (programátor) si ji naprogramuje uživatel.
  • EPROM (Eraseable Programmable Read Only Memory) - Paměť je možné vymazat speciálním způsobem (např. ultrafialovým zářením) a znovu přeprogramovat.
  • WMM (Write Mostly Memory), někdy uváděna jako WOM (Write Only Memory) - Při provozu je používána jen pro zápis, informace je čtena jednorázově na konci provozního cyklu. Mívá speciální využití (černá skříňka).
  • WOM (Write Only Memory) - Nerealizované nesmyslné zařízení, jež se stalo součástí inženýrského folkóru.
  • EEPROM (E2PROM) (Electric Erasable PROM) - Obdoba EPROM, mazání však probíhá pomocí elektrického „impulsu,“ maže se buňka po buňce. Počet zápisů je omezen - cca 100 000 přepisů.
  • Flash EPROM (Paměť EPROM s rychlým mazáním) - Obdoba EEPROM, mazání však probíhá po blocích buněk. Lze ji smazat pouze celou (1ms) nebo po částech - ne po jednotlivých buňkách. Má výrazne omezený počet zápisů - cca 1000

Všechny paměti xROM jsou statické a Non-Volatile - jednou zapsaná informace zůstává trvale uložena. Volatilita je schopnost paměťové buňky udržet si informaci i bez napájení.

[editovat] Podle určení

  • Vnitřní paměť
    • Registry procesoru - paměť s velmi malou kapacitou, rychlá stejně jako procesor, součást procesoru, který ji používá pro uchovávání operandů a výsledků aritmetických a logických operací
    • Operační paměť - vnitřní pamět pro práci procesoru počítače, rychlá, ale podstatně pomalejší než procesor
    • Cache - rychlá vyrovnávací paměť s malou kapacitou, rychlost srovnatelná s procesorem
  • Vnější paměť - pro dlouhodobé a bezpečné uložení souborů počítače, velká kapacita, malá rychlost

[editovat] Podle provedení

[editovat] Podle rychlosti a ceny za bit

  • Paměti s nejrychlejším přístupem jsou polovodičové paměti, které jsou součástí procesorů, nebo používané pro cache procesorů. Obvykle mají menší kapacitu než operační paměť. Maji nejvyšší cenu za bit.
  • Operační paměti jsou kompromisem mezi rychlostí, cenou a kapacitou. Dnes se používají výhradně polovodičové paměti. V minulosti se používaly i feromagnetické paměti a bubnové magnetické paměti.
  • Pro vnější paměti se používají pomalé ale laciné paměti, u kterých je možné dosahovat velké kapacity. Rozdíly mezi paměťovými periferiemi jsou v závislosti na technologii a ceně za bit značné. Používají se media od pomalé diskety s malou kapacitou až po rychlé SCSI pevné disky a disková pole s obrovským paměťovým prostorem. Tato datová média jsou obykle s magnetickým nebo optickým záznamem informace, v poslední době se začínají prosazovat i polovodičové paměti (rok 2006, výrazně klesá cena za bit), např. flash paměť s rozhraním ATA ADM.

[editovat] Podívejte se také na

V jiných jazycích