Memory


 

Memory

Main article: Computer data storage

 

 

Magnetic core memory was the computer memory of choice throughout the 1960s, until it was replaced by semiconductor memory.

A computer's memory can be viewed as a list of cells into which numbers can be placed or read. Each cell has a numbered "address" and can store a single number. The computer can be instructed to "put the number 123 into the cell numbered 1357" or to "add the number that is in cell 1357 to the number that is in cell 2468 and put the answer into cell 1595". The information stored in memory may represent practically anything. Letters, numbers, even computer instructions can be placed into memory with equal ease. Since the CPU does not differentiate between different types of information, it is the software's responsibility to give significance to what the memory sees as nothing but a series of numbers.

In almost all modern computers, each memory cell is set up to store binary numbers in groups of eight bits (called a byte). Each byte is able to represent 256 different numbers (2^8 = 256); either from 0 to 255 or −128 to +127. To store larger numbers, several consecutive bytes may be used (typically, two, four or eight). When negative numbers are required, they are usually stored in two's complement notation. Other arrangements are possible, but are usually not seen outside of specialized applications or historical contexts. A computer can store any kind of information in memory if it can be represented numerically. Modern computers have billions or even trillions of bytes of memory.

The CPU contains a special set of memory cells called registers that can be read and written to much more rapidly than the main memory area. There are typically between two and one hundred registers depending on the type of CPU. Registers are used for the most frequently needed data items to avoid having to access main memory every time data is needed. As data is constantly being worked on, reducing the need to access main memory (which is often slow compared to the ALU and control units) greatly increases the computer's speed.

Computer main memory comes in two principal varieties: random-access memory or RAM and read-only memory or ROM. RAM can be read and written to anytime the CPU commands it, but ROM is pre-loaded with data and software that never changes, therefore the CPU can only read from it. ROM is typically used to store the computer's initial start-up instructions. In general, the contents of RAM are erased when the power to the computer is turned off, but ROM retains its data indefinitely. In a PC, the ROM contains a specialized program called theBIOS that orchestrates loading the computer's operating system from the hard disk drive into RAM whenever the computer is turned on or reset. In embedded computers, which frequently do not have disk drives, all of the required software may be stored in ROM. Software stored in ROM is often called firmware, because it is notionally more like hardware than software. Flash memory blurs the distinction between ROM and RAM, as it retains its data when turned off but is also rewritable. It is typically much slower than conventional ROM and RAM however, so its use is restricted to applications where high speed is unnecessary.[42]

In more sophisticated computers there may be one or more RAM cache memories, which are slower than registers but faster than main memory. Generally computers with this sort of cache are designed to move frequently needed data into the cache automatically, often without the need for any intervention on the programmer's part.

 

 

หน่วยความจำ

 

หน่วยความจำแกนแม่เหล็กคือหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ของทางเลือกตลอดทศวรรษที่ 1960, จนกว่าจะถูกแทนที่ด้วยหน่วยความจำสารกึ่งตัวนำ

หน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ที่สามารถดูเป็นรายการของเซลล์ที่เป็นตัวเลขซึ่งสามารถวางหรืออ่าน เซลล์แต่ละคนมีอยู่""เลขและสามารถเก็บหมายเลขเดียวคอมพิวเตอร์ที่สามารถสั่งให้ไป"ใส่หมายเลขที่ 123 ลงในเซลล์ที่มีหมายเลข 1357"หรือ"เพิ่มจำนวนที่อยู่ในเซลล์ที่ 1357 ไปยังหมายเลขที่อยู่ในเซลล์ที่ 2468 และใส่คำตอบลงในเซลล์ 1595" ข้อมูลที่เก็บไว้ในหน่วยความจำอาจจะเป็นจริงสิ่งที่ ตัวอักษรตัวเลขหรือแม้แต่คำสั่งคอมพิวเตอร์ที่สามารถวางในหน่วยความจำได้อย่างง่ายดายเท่ากับ ตั้งแต่ CPU ไม่ได้แตกต่างระหว่างประเภทที่แตกต่างกันของข้อมูลที่เป็นความรับผิดชอบของซอฟต์แวร์ที่จะให้ความสำคัญกับสิ่งที่หน่วยความจำที่เห็นว่าเป็นอะไร แต่ชุดของตัวเลข

ในเกือบทุกเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ทันสมัยทั้งหมดแต่ละเซลล์หน่วยความจำมีการตั้งค่าในการจัดเก็บgเลขฐานสอง  ในกลุ่มแปดบิต (เรียกว่าไบต์) แต่ละไบต์สามารถที่จะเป็นตัวแทนของ 256 หมายเลขที่แตกต่างกัน (2 ^ 8 = 256); อย่างใดอย่างหนึ่งจาก 0 ถึง 255 หรือ -128 ถึง 127 ในการจัดเก็บตัวเลขที่มีขนาดใหญ่ติดต่อกันหลายไบต์อาจจะถูกใช้ (ปกติ, สอง, สี่หรือแปด) เมื่อตัวเลขที่ติดลบจะต้องพวกเขามักเก็บอยู่ในสองของ โน้ต การเตรียมการอื่น ๆ เป็นไปได้ แต่มักจะไม่เห็นนอกของการใช้งานเฉพาะหรือบริบททางประวัติศาสตร์ คอมพิวเตอร์สามารถจัดเก็บชนิดของข้อมูลในหน่วยความจำใด ๆ ถ้ามันสามารถแสดงตัวเลข เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ทันสมัยมีหลายพันล้านล้านล้านหรือแม้กระทั่งของไบต์ของหน่วยความจำ

ซีพียูที่มีชุดพิเศษของเซลล์หน่วยความจำที่เรียกว่าการลงทะเบียน ที่สามารถอ่านและเขียนมากขึ้นอย่างรวดเร็วกว่าพื้นที่หน่วยความจำหลัก มักจะมีระหว่างสองและหนึ่งร้อยลงทะเบียนขึ้นอยู่กับประเภทของ CPU ลงทะเบียนที่ใช้สำหรับการที่จำเป็นบ่อยที่สุดรายการข้อมูลเพื่อหลีกเลี่ยงการเข้าถึงหน่วยความจำหลักเวลาข้อมูลเป็นสิ่งจำเป็นของทุก เป็นข้อมูลอยู่ตลอดเวลาการทำงานเกี่ยวกับการลดความจำเป็นในการเข้าถึงหน่วยความจำหลัก (ซึ่งมักจะช้าเมื่อเทียบกับ ALU และหน่วยควบคุม) ช่วยเพิ่มความเร็วของคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์หน่วยความจำหลักมาในสองสายพันธุ์หลักrandom access หรือ RAM และ หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียว หรือรอม RAM สามารถอ่านและเขียนทุกที่ทุกเวลาคำสั่งของ CPU แต่ ROM เป็นก่อนโหลดกับข้อมูลและซอฟต์แวร์ที่ไม่เคยเปลี่ยนแปลงดังนั้นซีพียูเท่านั้นที่สามารถอ่านจากนั้น รอมมักจะใช้ในการจัดเก็บคำแนะนำในการเริ่มต้นระบบคอมพิวเตอร์เริ่มต้นของ โดยทั่วไปเนื้อหาของ RAM จะถูกลบเมื่อกระแสไฟไปยังคอมพิวเตอร์ที่ถูกปิด แต่รอมเก็บข้อมูลของตนอย่างไม่มีกำหนด ใน PC, รอมที่มีโปรแกรมพิเศษที่เรียกว่าไบออส ที่ orchestrates โหลดของเครื่องคอมพิวเตอร์ ระบบปฏิบัติการ จากฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ลงใน RAM เมื่อใดก็ตามที่เครื่องคอมพิวเตอร์เปิดอยู่หรือตั้งค่า ใน คอมพิวเตอร์ฝั่งตัวอยู่ ซึ่งบ่อยครั้งไม่ได้มีดิสก์ไดร์ฟทั้งหมดของซอฟต์แวร์ที่จำเป็นอาจจะเก็บไว้ใน ROMซอฟแวร์เก็บไว้ใน ROM มักจะเรียกว่าเฟิร์ม เพราะมันเป็น notionally มากขึ้นเช่นฮาร์ดแวร์ซอฟแวร์กว่าหน่วความจำแฟลช blurs ความแตกต่างระหว่าง ROM และ RAM ตามที่มันเก็บข้อมูลได้เมื่อปิดการใช้งาน แต่ยังเป็นที่เขียนทับได้ มันมักจะช้ากว่ามากรอมและแรมธรรมดา แต่เพื่อให้การใช้งานถูก จำกัด การใช้งานที่ความเร็วสูงคือไม่จำเป็น 

ในเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนมากขึ้นอาจจะมีหนึ่งหรือมากกว่า RAM ที่หน่วยความจำแคช ที่มีการลงทะเบียนช้ากว่า แต่เร็วกว่าหน่วยความจำหลัก เครื่องคอมพิวเตอร์ทั่วไปที่มีการเรียงลำดับของแคชนี้ถูกออกแบบมาเพื่อย้ายข้อมูลที่จำเป็นที่พบบ่อยในแคชโดยอัตโนมัติมักจะไม่ต้องใช้การแทรกแซงในส่วนของโปรแกรมใด ๆ ที่