Le memorie di un PC, Introduzione alle memorie

In un computer, da un punto di vista funzionale si distinguono due tipologie di memoria: memoria centrale e memoria di massa.

La memoria centrale

Una memoria è l’elemento di un sistema di calcolo che consente di conservare dei dati e di svolgere sugli stessi le operazioni di lettura e scrittura. Essa è fisicamente composta da un insieme di celle (ciascuna in grado di memorizzare 1 bit di informazione). Tali celle sono raggruppate in parole a loro volta organizzate in un vettore di parole. Osservando la seguente figura ci sarà chiara la struttura di una memoria centrale. In ogni cella ci andrà un bit , in ogni parola la rappresentazione binaria del dato che vogliamo rappresentare.

Da un punto di vista logico , la memoria può essere vista come un vettore di parole (un vettore è un insieme di elementi), nel quale l’accesso a ciascuna parola avviene tramite un indice, costituito dall’indirizzo della parola stessa. La parola è l’informazione minima che può essere scambiata con la memoria. Una parola può quindi essere costituita da un numero di bit (celle) che tipicamente (dipende dall’architettura del computer) può avere questi valori: 8 bit (1byte), 16 bit (2byte), 32 bit, 64 bit.

L’interfaccia di una memoria permette di eseguire le tre operazioni primitive di selezione, lettura e scrittura.

L’operazione di selezione permette a partire da un indirizzo, di determinare la parola della memoria che sarà oggetto o di immagazzinamento di un dato, tramite un operazione di scrittura o di prelievo di un dato tramite un ‘operazione di lettura. In generale l’indirizzo associato alla prima parola della memoria è zero, mentre quello associato all’ultima parola è 2^L -1, dove L è il numero di bit con i quali viene codificato l’indirizzo.

L’operazione di scrittura consiste nel trasportare un’ informazione all’interno di questa struttura vettoriale.

L’operazione di lettura consiste nel trasferire un dato da una specifica parola di memoria a un registro posto all’interno della CPU. La CPU emette un indirizzo (0x0100) che individua la parola di memoria nella quale è contenuto il dato di interesse e un opportuno segnale di controllo (es. “LEGGI”). 

La CPU prende l’iniziativa del trasferimento, agendo quindi come Master del sistema, mentre la memoria agisce come Slave. All’interno della CPU è presente un interfaccia verso la memoria costituita da due registri chiamati MAR (Memory andress Register) e MDR (Memory Data Register). Il primo conterrà l’indirizzo della parola di memoria che deve essere letta o scritta, mentre il secondo conterrà l’informazione oggetto dell’operazione di lettura o scrittura. La memoria dispone a sua volta di un decodificatore per riconoscere l’indirizzo della parola interessata. Di seguito un immagine illustrativa dell’ interfaccia CPU-Memoria

La memoria di massa

Per consentire di superare i limiti insiti nelle tecnologie delle memorie centrali (limitata capacità della memoria, volatilità e persistenza dei dati, elevato costo per bit memorizzato, difficoltà nel trasporto dei dati fra sistemi diversi), si è reso necessario integrare, nei computer , anche memorie “esterne” al sistema stesso, identificate come memorie di massa.

Si tratta di dispositivi non volatili, atti a memorizzare elevate quantità di informazioni...

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