ELEKTROTEHNIKA I PROMETNA KOLA OSIJEK Istarska 3

MATURALNI RAD

NA MATURI U LJETNOM ROKU KOLSKE GODINE 2006./2007.

MEMORIJA

Mentor Mirko Mesi, prof.

Maturant Slaven Sakai

Osijek,travanj, 2007.

1.Uvod 2.Opis ---- razrada 2.1. Kratka povijest memorije 2.2. Osnovna graa raunala 2.3. to je to memorija? 2.4. Vanjska memorija 2.4.1. Magnetska vrpca 2.4.2. Disketa 2.4.3. Tvrdi disk 2.4.4. Kompaktni disk 2.4.5. Hologramske memorije 2.4.6. USB stick 2.5. Unutarnja memorija 2.5.1. Sam 2.5.2. Ram 2.5.2.1. Statika Ram 2.5.2.2. Dinamika Ram 2.5.2.2.1. Sinkrone DRAM 2.5.2.2.2. Rambus DRAM 2.5.2.3. Magnetootporne Ram 2.5.3. Rom 2.5.4. Brza priruna memorija cache 8.Zakljuak 9.Popis literature

1. UVOD Cilj ovog programa, kojeg sam odabrao kao svoj maturalni rad, jest upoznati itatelja sa osnovom graom, radom memorije i vanosu pohrane podataka, informacija u raunalo.Ovu temu sam mogao sa lakoom razraditi uz pomo interneta, gdje se moe pronai mnogo informacija o danoj temi. Ovdje jo elim rei da odluujui se za ovu temu imao sam mnogo cjelina za obradit koje sam pokuao napravit jednostavnije to sam mogao.

2.1. Kratka povijest memorije 1898. 1936. Prvi magnetni zapis U Njemakoj, Konrad Zuse otkriva da se programi opisani binarnim kombinacijama mogu pohranjivati elektromehanikim principom. Opisao grau i djelovanje raunala. Svako raunalo mora se sastojati od sljedeih dijelova: ulazne jedinice, izlazne jedinice, memorija, upravljaka jedinica, aritmetiko logika jedinica IBM razvio prvi tvrdi disk-Winchester 30-30 Memorija nainjena od eljeznih jezgri. UNIVAC 1103A, prvo komercijalno raunalo sa memorijom od elj. jezgri. IBM konstruira prvu disketu (engl. floppy disk). Intel objavljuje memorijski integrirani krug 1103 kapaciteta veeg od bita (prvi RAM). IBM predstavlja floppy disk (8) Memorijski ipovi od 16K (sa preko 2000 tranzistora) Prvi "winchesteri", tj. hard diskovi. Format im je bio 5,25 ina, a kapaciteti su varirali izmeu 5 i 10 MB. Osborne 1, prvo prenosivo raunalo. Sa cijenom od 3.466 dolara i teinom od 12 kilograma, ureaj koristi Zilog Z-80 procesor i ima 64KB RAM-a, dvije 5,25-inne disketne jedinice kapaciteta 91KB i 5inni monokromatski zaslon. Drivetec objavljuje 3.33MB (neformatiran) 5.25 drive. Philips i Sony razvio CD-ROM kao raunalna memorijski element. DVD-RAM jedinica 17GB.

1945.

1956. 1951. 1954. 1967. 1970. 1971. 1977. 1980. 1981.

1982. 1983. 1998.

2.2. Osnovna graa raunala

Praktiki sva dananja raunala zasnivaju se na naelima koja je jo daleke 1945. godine opisao John von Neumann1.Raunalo mora imati sljedee dijelove: 1. ulazni dio preko kojeg se u memoriju unose iz okoline podaci i instrukcije; 2. izlazni dio preko kojeg se u okolinu prenose rezultati; 3. radnu memoriju u koju se pohranjuju svi podaci i instrukcije uneseni izvana 4. aritmetiku-logiku jedinku koja moe izvoditi zadane aritm.-logi. operacije; 5. upravljaku jedinku koja dohvaa instrukcije iz spremnika, dekodira i na temelju toga upravlja aritm.-logi. jedinkom, te ulaznim i izlaznim dijelovima.

1.

Funkcijski von Neumannov model raunala

2.3. to je to memorija? Memorije su digitalni sklopovi koji se sastoje od odreenog broja memorijskih elija. Svaka memorijska elija moe zapamtiti jednu digitalnu znamenku, tj. jedan bit, a ukupni broj bitova koji se moe pohraniti u neki memorijski sklop1

briljantni matematiar maarskog porijekla, emigrirao u SAD.Definirao osnovne znaajke raunalne arhitetkture.

jest kapacitet memorije. Vie bitova ine memorijsku rije. Rije koja se sastoji od osam bitova naziva se bajt.2 Zadaa memorije je pohrana podatka na memorijska mjesta(lokacije) odreena adresama, u svrhu njihovog kasnijeg koritenja od strane procesora i drugih jedinki raunala. Operacija upisivanja jest postupak kojim se rije podatka pohranjuje na odreeno mjesto(adresu) memorije, obratni postupak kojim se rije podatka s odreenog mjesta u memoriji dovodi na izlazne izvode memorije, naziva operacija itanja. Memorija je obino locirana u neposrednoj blizini procesora(CPU)3 i izraene su veinom od namjenskih sklopova/cjelina izraenih od silicija. Za dugotrajniju pohranu podataka koriste se masovna spremita podatak4 gdje trenutno dominiraju tehnologije koje se oslanjaju na magnetska ili optika svojstva materijala. Sa programskog aspekta memoriju promatramo kao ureeni niz osnovnih memorijskih lokacija ili kojima su jednoznano pridruene adrese. Memorija moe biti unutarnja ili vanjska. 2.4. Vanjska memorija Slue kao ulazno-izlazne jedinice za pohranu programa i podataka(itanje sa medija i/ili pisanje na medije vanjske memorije).Vanjska memorija upotrebljava se za due ili krae uvanje velikog broja ulaznih i obraenih podataka. Svojstvo vanjskih memorija je velik kapacitet i relativno niska cijena po bitu zapamenog podatka. Podatci se prije uporabe prebacuju iz vanjske memorije u unutranju(magnetski diskovi i diskete, optiki diskovi itd.). Osnovne karakteristike ureaja za pohranu: kapacitet, prosjeno vrijeme pristupa. 2.4.1. Magnetska vrpca Poput magnetskih diskova, i magnetske vrpce za svoje djelovanje koriste fizikalna svojstva magnetskog polja. Uska i dugaka vrpca, izraena od magnetskog materijala, putuje ispred glava za upisivanje, itanje i brisanje. Posredstvom magnetskog polja glave upisuju, briu ili itaju podatke s magnetske vrpce.2 3

Vei kapaciteti memorija ( kilobit - 1Kb=2=1024 bitova i megabit 1Mb=2=1048576). CPU sredinji obrada cjeline. 4 Masovna Spremita Podataka (eng. mass storage devices) veinom su sekundarna spremita za podatke iji vijek trajanja ovisi o izvoru napajanja energije.

Tijekom upisivanja podataka vrpca putuje ispred magnetske glave i podaci se upisuju jedan iza drugoga. Novi se podaci mogu dodati samo na kraju ve postojeih podataka. Zapis kod kojeg se podaci niu jedan iza drugoga i kod kojeg je za pristup do zadnjeg podatka potrebno proitati sve prethodne podatke naziva se sekvencijalni zapis. On je karakteristino i neodvojivo svojstvo magnetskih vrpci. Iako je kapacitet vrpce velik i cijena niska, zbog relativno sporog upisa i itanja podataka nije pogodna za estu uporabu, ve se ponajprije rabi za sigurnosnu pohranu podataka (engl. Backup). Vani podaci se jednom dnevno, tjedno ili godinje pohranjuju na magnetsku vrpcu, koja se zatim odlae na sigurno mjesto 2.4.2. Disketa Disketa ili kolokvijalno takoer poznata pod imenom floppy disk je ureaj za spremanje podataka unutar raunala koji se sastoji od savitljive (eng. floppy = savitljiv) tanke okrugle ploe presvuene tankim slojem magnetske tvari koja se nalazi unutar jedne plastine omotnice kvadratnog oblika. Prijenos manje koliine podataka s raunala na raunalo, priuvna pohrana (engl. backup) manje koliine podataka te distribucija manjih programa i posebice pogonskih programa (engl. driver) uz razliite raunalne ureaje. Pogonski mehanizam za diskete je ugraen u raunalo, a diskete se mogu jednostavno umetati i vaditi iz mehanizma i prenositi s raunala na raunalo. Kapacitet diskete je 1,44 MB. Disketa se kao i ostali magnetni diskovi sastoji od glava (heads), cilindara(cylinders) i sektora(sectors).Glava diskete je zapravo jedna njezina strana, cilindar je jedna krunica oko sredita koja se nalazi na jednoj glavi, a cilindri su podijeljeni na sektore. Na klasinoj disketi od 1.44MB nalaze se 2 glave, 80 cilindara s po 18 sektora, svaki od po 512 bajta. Skoro 20 godina disketa je vladala raunarskim svijetom te bio glavni prijenosnik podataka meu raunarima, danas biva manje koriten zbog mnogo veih i brih CD i DVD medija, ali disketa jo uvijek nije potpuno ieznula i jo se koristi za neke manje stvari. Floppy je s nama od nastanka koncepta kunog raunala pa je time postao industrijski standard koji je implementiran kao jedna od osnovnih raunalnih periferija.

1. Zatita za pisanje 2. Glava 3. Zatvara 4. Plastino kuite 5. Papirni obru 6. Magnetni disk 7. Sektor diska 2.4.3. Tvrdi disk Tvrdi disk (ili hard disk) je ureaj koji pie i ita podatke. Na njemu se dre svi podaci neophodni za pokretanje raunala, kao npr. operativni sistem, te on ustvari omoguava raunalu da zapamti podatke i poslije gaenja istog. Sam hard disk je izumljen oko 1950-tih godina, kapaciteta od samo nekoliko megabajta danas su doli do mnogo veih brojki, danas se kapaciteti mjere u stotinama gigabajta (GB). Za razliku od RAM memorije, koja takoer uva podatke, hard disk je sporiji ali zato imaju veliki kapacitet i podatke koje uvaju ostaju na njemu i nakon to se raunalo ugasi. Svaki disk prema vani je kompatibilan, to znai da se jedan disk moe prikljuiti na bilo koje raunalo. Hard disk se sastoji od mehanikog dijela i elektronikog dijela. Razlog to su diskovi velikog kapaciteta je taj to se na te ploe diska podaci zapisuju s obje strane i kod diskova s vie ploa takoer se nalaze i vie glava za pisanje/itanje.Magnetske ploe: -okrugli diskovi koji se nalaze na istoj osovini -podaci se snimaju na obadvije strane ploa Glave za pisanje: -to su magnetske igle koje snimaju i itaju podatke sa magnetskih ploa -nalaze se izmeu svake ploe

Kartica: -skup svih upravljakih programa i logike rada diska -kartica ima tu zadau da povezuje standardni nain zapisa prema van i diskovni prema unutra Disk cache5: -to je mehanizam za poboljavanje vremena potrebnog za itanje ili pisanje na disk -sadri podatke koje su nedavno bili itani i u nekim sluajevima podruja podataka koja e tek biti itana -to je vei buffer bre e disk raditi (ali brzina ne ovisi samo o tome) Swap file: -to je prostor na disku koriten kao ekstenzija virtualne memorije prave memorije raunala (RAM-a) -imati swap file znai da se operativni sistem raunala pretvara da ima vie RAM-a nego to stvarno ima.

3. Unutranjost tvrdog diska

2.4.4. Kompaktni disk CD je kratica za Compact Disc ili kompaktni disk. CD je optiki zapis koji je razvijen u kasnim 1970-tim godinama i prvotno je sluio samo kao medij za glazbu, kasnije se medij razvio za spremanje podataka na raunalu, tako da je danas standardni dio raunala. Zapisivanje podataka na CD-u poinje u sredini diska i nastavlja se prema rubu to omoguava prilagodbu za razne veliine. CD-i su dostupni u dvije standardne veliine: najraireniji su 120mm promjera, kapaciteta 74 minute i 650 MB podataka i 80 minutni za 700 MB podataka. CD kao proizvod razvili su zajedno Philips i Sony, Philips je osmislio proizvodni proces (idejno baziran na Laserdisc-u, koji se nije proslavio s medijima promjera 18-30 cm), a Sony je usavrio korekciju greaka pri itanju CD medija, ime je proizvod bio spreman za trite. Masovna proizvodnja je krenula 1982.5

Pogledaj: 2.5.4 Brza priruna memorija cache

Vrste medija: CD-R (Compact Disk Recordable, "Kompaktni disk za snimanje") CD-RW (Compact Disk ReWritable, "Ponovno ispisivi kompaktni disk")

3.itanje kompaktnog disk laserom

2.4.5. Hologramske memorije Bez sumnje, optike memorije pohranjuju ogromnu koliinu digitaliziranih informacija. Meutim, svi ti mediji su potakli potranju za jeftinijim medijima veeg kapaciteta. Neki tvrde da e za pohranu velike koliine podataka biti potreban ipak potpuno novi pristup problemu: a to je holografija. Ideja datira jo od 1963. godine kada je Pieter J. van Heerden (Polaroid) prvi predloio metodu pohrane podataka u tri dimenzije. Hologramske memorije, bi mogle pohraniti na stotine bilijuna bytea podataka, prebacujui ih brzinom od bilijun bita po sekundi ili ak i bre. Glavna prednost hologramske pohrane podataka (velika gustoa zapisa i brzina) dolaze od trodimenzijalnog snimanja i simultanog itanja cijele strane podataka istovremeno. Hologramske memorije pohranjuju svaki bit kao interferentni uzorak kroz itavi volumen medija. Prva je prednost holografske pohrane digitalnih podataka nad danas koritenim nainima ta to se informacija ne sprema niti ita bit po bit ve stranicu po stranicu. Stranica se danas sastoji od 1 Mb (malo preko milijun bitova), no nema razloga da se i ne povea kad tehnologija postane dostupna irem krugu proizvoaa i trina konkurencija pone raditi svoje. Tipian proces snimanja jedne stranice traje vrlo kratko (red veliine mikrosekunde) to daje vrlo velike brzine prijenosa (oko 1 Gbps) podataka. Budui da holografske memorije ne trebaju pokretne dijelove (kao na primjer glavu kod tvrdog diska, CD-ROM itaa, diskete), prednost je i u brzini pristupa koja je vie redova veliine vea od one kod najbrih tvrdih diskova. Ogroman kapacitet to se oekuje s dolaskom na trite uvjetovat e i nisku cijenu u usporedbi s onom sustav koji svoj kapacitet postiu danas uobiajenim RAID poljima. Prednosti se samo niu.

2.4.6. USB Stick USB flash stick je pohranjivaki ureaj koji u sebi ima flash memoriju. USB flash stick koristi USB 1.1 ili noviji 2.0 interfece6 za komunikaciju sa raunalom koji je veoma praktian jer ne zahtijeva nikakve dodatne drajvere za rad (za Windows XP i novije). Trenutno se kapaciteti memorije kreu od 32 megabajta do 64 gigabajta. USB flash ureaj se sastoji od male printane ploe, na kojoj se nalazi flash memorija, zatvorene u neko plastino ili metalno kuite. USB flash ureaj je jedino aktivan kada je ukljuen u USB port koji joj i obezbjeuje napajanje strujom. 2.5. Unutarnja memorija Unutranja memorija je radna(operativna) memorija u koju su pohranjeni podatci i instrukcije za obradu podataka za vrijeme obrade. Za unutranje memorije karakteristina je velika brzina rada, ogranien kapacitet(ukupan broj bitova koji se u memoriju moe pohraniti) i relativno visoka cijena po bitu kapaciteta. Unutranje memorije, koje se preteno upotrebljavaju su poluvodiki sklopovi. Prema nainu uporabe unutranje memorije mogu biti takve da se u njih moe upisati podatak bez ogranienja na pristupaan i brz nain i iz njih isto tako proitati upisani podatak. To su upisno-ispisne memorije(engl. read/write, skraeno RWM). Druga grupa memorijskih sklopova su ispisne memorije sa stalnim sadrajem (magnetski diskovi i diskete, optiki diskovi). Sa stajalita tehnologije poluvodike memorije mogu biti bipolarne(engl. bipolar memory) i unipolarne ili MOS memorije (engl. unipolar memory, MOS memory). 2.5.1. Sam Sam je zapravo serijski dostupna memorija(serial access memory) i oznaava memoriju kod koje su podaci organizirani u jedan niz, odnosno pojavljuju se jedan iz drugoga u dugoj liniji zapisa. Primjer su kazete i bilo koji oblici traka za pohranjivanje podataka - traka se vrti i na nju se snimaju podaci odreenim redoslijedom. Kada je itamo, ne moemo odmah npr. skoiti na polovicu zapisa, nego moramo premotati polovicu trake koja nas dijeli od njega i tek ga onda proitati. 2.5.2. Ram

6

je metoda kontrole naina na koji su podaci poslani procesoru pomou unaprijed definiranog skupa logikih naredbi

RAM (engl. Random Access Memory) je upisno-ispisna memorija (jo se koristi naziv memorija sa sluajnim pristupom). To je radna memorija raunala u koju se mogu upisivati podaci i iz nje itati podaci onoliko puta koliko mi to elimo. Jednom pohranjeni podaci u RAM memoriju ostaju nepromijenjeni sve dok ih raunalo namjerno ne promijeni ili dok se ne prekine napajanje raunala elektrinom energijom. RAM memorija gubi svoj sadraj prekidom napajanja, pa se jo naziva i nepostojana memorija (engl. Volatile). Iskljui li se raunalo, svi podaci koji se nalaze u RAM memoriji bit e nepovratno izgubljeni. Nepostojanost podataka pri prekidu napajanja najvei je nedostatak RAM memorije. Glavne znaajke RAM memorije su kapacitet i brzina rada. Suvremena osobna raunala raspolau RAM memorijom veliine od 64MB navie. Veina matinih ploa danas zna upravljati sa memorijom 512Mb pa sve do 3Gb. Sam naziv "RAM" ne oznaava neki konaan proizvod, nego samo koncept izgradnje memorije - o znanstvenicima ovisi na koji nain e stvoriti memoriju koja se moe zvati RAM-om. Suvremene RAM memorije s obzirom na nain rada dijelimo na statike i dinamike. Ostali oblici RAM-a NVRAM (ne izbrisiva RAM), EDORAM. 2.5.2.1. Statika Ram "Static" se odnosi na svojstvo da takva memorija moe se zapamtiti podatke koje su pohranjeni neogranieno dugo vremena (odnosno, jako dugo). SRAM je graen od niza stanica koje sadravaju logiki sklop (inae se zove "flip-flop") koji je graen od 4-6 tranzistora. Svaka stanica sadri vrijednost 1 (naboj postoji) ili 0 (nema naboja).Ova vrsta RAM-a odrava spremljene podatke sve dok ima napona u integriranom krugu i prednost SRAM-a je da nije potrebno neprestano osvjeavati memoriju kao kod DRAM memorije, brzine pristupa i itanja SRAM memorija su takoer mnogo vee nego kod DRAM ipova. SRAM ipovi se sastoje od bistabila. Bistabil je elektroniki sklop koji moe biti u dva stanja, od kojih jedno stanje zovemo logikom nulom, a drugo logikom jedinicom. Tako svaki bistabil pohranjuje jedan bit, a njihovim velikim brojem dobivamo dananje SRAM ipove od 128 - 512 KB. Mana SRAM ipova u odnosu na DRAM je njihova veliina - najjednostavniji bistabil se izvodi pomou dva tranzistora, 4 otpornika i dvije diode, te time zahtjeva prilino vie prostora od bitno jednostavnije DRAM izvedbe. Statiki RAM; vrsta je radne memorije kod koje je svaki bit pohranjen u jednom od bistabilnih sklopova smjetenim u memorijskom integriranom sklopu. U SRAM-u se pohranjuje mala koliina podataka (npr. Pohrana karakteristinih parametara raunala, cache-brza priruna memorija).Cache je mala priruna memorija koja se nalazi u procesorskoj jedinici (CPU) i slui ubrzavanju obrade podataka ija bi se obrada bitno usporila zbog ogranienja brzine sabrinice CPU-chipsetglavna memorija. U idealnom svijetu sav RAM u raunalu bio bi SRAM (uz uvjet da proizvodni proces omogui smanjenje njegovih komponenti na prihvatljivu veliinu).

4.Shema bistabila u SRAM

5. Red od 6 tranzistorske elije,sa 4 redova i 4 stupca

2.5.2.2. Dinamika Ram DRAM je vrsta memorije kod koje se podaci uvaju kao naboj u kondenzatoru. Zbog nesavrenosti kondenzatora naboj se izbija, te je potrebno periodiki ga osvjeavati. Osvjeavanje memorije oduzima oko 5% vremena u komunikaciji izmeu pojedinih sklopova raunala. Tome slue dodatni sklopovi koji prvo itaju trenutno stanje, te ga potom obnavljaju. Treba imati u vidu da je itanje podataka iz DRAM-a destruktivno, tj. kondenzator se pri itanju prazni te ga je poslije itanja potrebno ponovo napuniti (ovisno o stanju prije itanja). Prednost DRAM-a u odnosu na SRAM su male dimenzije kondenzatora u odnosu na dimenzije bistabila, ime je mogue izraditi ipove jednake veliine, a bitno veeg kapaciteta. Vrijeme potrebito za odreivanje stupca i redka i dohvat podatka naziva se vrijeme pristupa (access time) i iznosi obino od 7ns do 70ns za DRAM, a manje od 1ns za SRAM. Vremenu pristupa treba kod DRAM pridodati i vrijeme ponovnog upisa podatka te se dobije trajanje ciklusa memorije. Izvedbe DRAM kao to su Rambus DRAM - RDRAM i Synchronous DRAM - SDRAM imaju osobitost da pod nadzorom chipset-a rade u sinkronizaciji s vanjskom sabirnicom mikroprocesora - FSB(Front Side Bus) te se ubrzava razmjena podataka izmeu mikroprocesora i njih. 2.5.2.2.1. SDRAM SDRAM je tip memorije koji obeava u verziji DDR (Double Data Rate) memorije koja radi po naelu oitavanja promjene stanja memorijske elije (od "1" u "0" ili od "0" u "1"), a ne na osnovu oitavanja uspostavljenog stanja, te im otuda udvostruena brzina. Moe primiti naredbu svakih 0.5 taktova system clocka7, odnosno po dvije naredbe u jednom taktu. Izrauju se u verzijama DDR1 (200-550 MHz), DDR2 (500-667 MHz), i DDR3 (800-1066 MHz) i razvijene su u svrhu poveanja radne brzine kako bi se brzina memorije izjednaila s brzinom vanjske FSB sabirnice mikroprocesora. Osim toga svaka naredna serija radi s manjim radnim naponima te stoga manjom potronjom. Potronja izravno ovisi o tome koliko je memorijskih chip-ova ugraeno u7

sistemski as

memorijski modul. Memorijski kapacitet samih modula vrlo je raznolik i zavisi od vrste memorijskog modula i mogunosti chipset-a. Svaki SDRAM memorijski cip ima maksimalno16 podatkovnih vodova. To znaci da u jednom taktu (otkucaju system clocka) na memorijsku sabirnicu moe staviti 16 bitova. Znaci, etiri SDRAM ipa mogu napuniti sabirnicu od 64 bita u jednom taktu (svaki doprinosi sa svojih 16 bitova po taktu). 2.5.2.2.2. RDRAM Izvedbe DRAM kao to su Rambus DRAM - RDRAM i ima osobitost da pod nadzorom chipset-a radi u sinkronizaciji s vanjskom sabirnicom mikroprocesora - FSB (Front Side Bus) te se ubrzava razmjena podataka izmeu mikroprocesora i DRAM. Vrlo brze memorije (Rambus je ime tvrtke koja ju proizvodi) koja se na tritu pojavila krajem 90-tih i bila je namijenjena jakim radnim stanicama. Prilagoena je radu na vrlo velikim brzinama sabirnice (800 MHz). Zbog svoje cijene gubi trinu utakmicu s neto sporijim, ali jeftinijim vrstama memorije 2.5.2.3. Magnetootporne Ram Magnetske RAM memorije (skraeno MRAM) temelje se na IBMovom pronalasku magnetskog tunel efekta. Ukoliko dva magneta odvojimo vrlo tankim izolirajuim slojem (tipine debljine 1 nm), tunelska struja kroz izolator e se mijenjati ovisno o tome da li su magneti polarizirani jedan prema drugom u istom ili u obrnutom smjeru. Ta razlika u veliini tunelske struje se rabi kao "0" ili "1" informacija. Oekuje se da bi oko godine 2010 MRAM zbog svojih velikih prednosti mogao potisnuti ostale RAM vrste. Njegovom uporabom bi se smanjila potronja energije jer se vie ne bi osvjeavali podaci u dinamikim memorijama. Uz to npr. raunalo bi se moglo dovesti iz stanja mirovanja (iskljueno) u radno stanje za nekoliko sekundi. 2.5.3. Rom ROM (engl. Read Only Memory) je ispisna memorija, odnosno, memorija u koju je podatak mogue upisati samo jednom. Nakon upisa taj podatak se moe itati koliko puta elimo, ali se ne moe mijenjati, brisati ili upisivati novi podatak. Primjena ROM memorije je zato ograniena na pohranu podataka koji su uvijek jednaki i nepromijenjeni. Takvih nepromijenjenih podataka ima relativno malo, pa je ugraena ROM memorija u osobnim raunalima malog kapaciteta (npr. 256 kB). Podatke u ROM memoriju upisuje proizvoa raunala i korisnik nikada ne mijenja te podatke. U ROM memoriji su najee pohranjeni podaci potrebni operacijskom sustavu raunala, pa korisnik rijetko izravno koristi te podatke. Pohranjeni podatci su zapisane na posebnom ROMipu koji se zove BIOS, to je kratica za basic input/output system (osnovni

ulazno/izlazni sistem). BIOS-ov posao je komunikacija. On omoguuje mikroprocesoru da upravlja drugim dijelovima raunala ili razgovara s dijelovima kao to je monitor, tampa, tastatura itd Obino sadre ASCII kod i instrukcije nekog jezinog procesora ili program koji omoguava upis operativnog sustava u RAM po ukljuivanju raunala - bootstrap program8. PROM - njihov sadraj ne formira tijekom tehnolokog postupka izrade, ve se to radi pomou posebnog ureaja - 'punioca'. Jednom upisani sadraj ne moe se vie mijenjati ni brisati. Tehnoloki se izvode prekidanjem veza u memoriji taljenjem ili elektro-kemijskim postupkom. EPROM - su trajne memorije koje se mogu vie puta puniti i brisati. Punjenje se vri u za tu svrhu izraenim ureajima a brisanje pomou izlaganja ultraljubiastom ili rendgenskom zraenju. Dakle, njihov sadraj moe se reprogramirati. Vrlo su raireni za izradu BIOS-a raunala. EEROM - imaju ista svojstva kao eprom, ali je brisanje elektrinim putem. Koriste se za upis promjenjivih postavki sustava kao datum, vrijeme, vrstu diska i diskete i drugo. EAROM - sadraj im se mijenja elektrinim putem, ali se reprogramiranje moe izvriti samo djelomino. Proces reprogramiranja traje dosta dugo. FLASHROM - memorije koje se mogu reprogramirati za to posebno napisanim programom. Danas se vrlo esto koriste kako bi se omoguilo da se ureaje ugradi poboljana verzija programske potpore (firmware9) npr. za BIOS, modeme, CD, DVD i slino. 2.5.4 Brza priruna memorija cache Kada procesor dobavlja podatke iz RAM-a, treba mu prosjeno oko 60ns. Kako mikroprocesor radi puno bre (u ciklusima od 2 ns) to gubi jako puno vremena ekajui na podatke iz RAM-a. Problem se pojavio zbog nerazmjera u poveanju brzine rada izmeu procesora i memorije. Naime, vei broj komponenti na jedinici povrine integriranog sklopa rezultira veim poveanjem brzine rada procesora u odnosu na memoriju. Zbog toga je trebalo postojei sustav sistemske memorije poboljati ili ugradnjom bre memorije, to bi znaajno poskupilo cijenu sustava ili odgovarajuim tehnikim inovacijama. U ovom sluaju, hijerarhijska organizacija memorije (Sl.2.),pokazala se kao idealna jer se dodavanjem malenog kapaciteta brze memorije (SRAM tehnologije) trebala ubrzati velika koliina spore i manje skupe memorije. Tako je na samom procesoru ugraen tzv. L1 cache, mala priruna memorija iji sadraj sa lokacija procesor dobavlja jednako brzo kao i iz svojih registara, a izvan procesora ugrauje se u raunarski sustav tzv. L2 cache, brzi memorijski spremnik u koji se pohranjuje dio podataka iz RAM-a za koje se pretpostavlja da e ih procesor ubrzo zatraiti.

8 9

Metoda Europske unije za procjenu sposobnosti razvoja i isporuke informacijskih sustava Program koji je ugraen u sklopovlje ureaja

Sl.2. Hijerarhijska organizacija memorije

L2 cache otprilike je duplo bri od RAMa i ima kapacitet od 512KB do 1MB. Glavna se memorija sastoji od 2 adresibilnog prostora rijei, kod kojeg svaku rije dohvaamo pomou n-bitne adrese. Da bismo podatke prebacili u cache, memoriju dijelimo na odgovarajue blokove rijei fiksne duine K. Stoga je ukupan broj blokova M=2/K. Cache je podijeljen na C linija u koje moe stati K rijei. Kako je cache manji od memorije to e i broj raspoloivih linija biti manji od ukupnog broja blokova (C