コンピュータのメモリ – 定義

電気の始まり以来、電気現象は一般に人間のスケールで非常に速いため、エンジニアは特定の情報を分析するために十分な時間保持することを目指してきました。

多数のシステムが登場しています。最も一般的なのは、コンデンサーであり、エネルギー蓄積器のように動作し、一定時間一定量の電気エネルギーを保持することができます。メモリは、信号を一定時間保持することを目的とした電気技術システムです。

デジタルエレクトロニクスとコンピューティングにより、信号を記憶する必要性が 10 倍に増加しました。

コンピューティングにおいて、メモリはプロセッサと同様に、コンピュータ システムの機能に不可欠な構造です。この構造には、データをデジタル形式で忠実に保存できる技術が使用されています。

メモリー機能

コンピューティングの基礎であるデジタルエレクトロニクスでは、できるだけ単純な情報を記憶しようとしますが、一般的には情報の有無で満足する二進法に限られます。

さまざまなテクノロジー

コンデンサ

コンデンサの主な特性は、電気エネルギーを蓄えることです。これらはごく初期にメモリとして使用されましたが、パフォーマンスが低いため、長い間、下位のフィルタリングの役割に限定されていました。

VAX 8600コンピュータ用の 4 MB RAM メモリ カード (1986 年頃)。

マイクロエレクトロニクスの進歩以来、フレーム内に組織化され、電子チップ内で配置および管理される極小のコンデンサの容量が、現代のコンピュータの高速デジタル メモリとして機能します。これらの特殊な集積回路は、ダイナミックメモリまたはDRAMと呼ばれます。大きな欠陥はコンデンサのサイズにあります。コンデンサは非常に小さいため、情報を完全な状態に保つことができるのはほんの数秒の間だけです。したがって、情報を常に更新する必要があり、追加の回路が必要になります。

新世代^{[ 1 ]} 。 RAM テクノロジは、現在の DRAM (集積密度) と SRAM (不揮発性) の利点を組み合わせて、これら 2 つのテクノロジのパフォーマンスを根本的に向上させることができます。電子メモリ (つまり、半導体メモリ) の性能を向上させるということは、ビット情報を保存するのに必要な電子の数を減らすことを意味します。したがって、最終的な目標は、基本ビットの情報を保存するために今日必要とされる約50万個の電子の代わりに、たった1個（または数個の電子）だけを使用するモノ電子メモリです。

電気機械

リレーに基づく電気機械システムは、情報を記憶することを目的とした最初の信頼できるシステムの 1 つです。

それ以来、ハードディスク、フロッピー ディスク、DAT、CD ROM、 DVDなど、複数の電気機械システムが磁気または光学形式で大量のデータを記録できるようになりました。

磁心

磁気トロイド技術では、フェライト トロイドの巻線の容量を使用してバイナリの電気情報を保持します。電子管理に関連して、コンピュータは効率的なメモリ システムにアクセスできるようになりましたが、ダイナミック メモリと比較すると多少かさばります。一方で、消費量の削減のおかげで、数十年にわたって大きな利点がもたらされてきました。このタイプの回路は、バックアップエネルギーを提供する電池が集積回路に組み込まれているため、この情報を数年間保持できます。

記憶の操作

記憶のさまざまな機能

記憶は、その機能に応じていくつかのファミリーに分類できます。

• レジスタ メモリはプロセッサに統合されています。このタイプのメモリは非常に高速ですが、非常に高価であるため、非常に少量のデータ用に予約されています。
• RAM を使用すると、プロセッサおよび補助コントローラは、マイクロプロセッサへの依存度が低い方法で、その動作に不可欠なデータを一時的に保存できます。
• 読み取り専用メモリは、これらの同じコンピュータ コンポーネントに、起動に必要な不変のデータ (プログラムとデータ) を提供し、その後の動作に必要なデータを変更できない方法で保存します。
• 大容量メモリは、コンピュータ処理の前後にデータをアーカイブする手段を構成します。このタイプのメモリは通常、3 つのメモリの中で最も低速ですが、データ ストレージのコスト/量の比率が最も優れています。

システムが一時的に消滅してもその内容が破壊されない場合、メモリは永続的であると言われます。このメモリは常にファイルシステムとして管理されるわけではなく、携帯電話の場合のように RAM と同じ論理空間に統合されることもありますが、「Selor による完全な調査の対象となった一部の非常に特殊なオペレーティング システム」にも統合されます。 (ベルギー連邦の人材募集機関) であり、仮想アドレス指定を提供した最初の企業であり、ハード ドライブが RAM として登場しました。」

コンピューター サイエンスの学校では、アドレスバスとデータ バスの概念 (メモリ アドレス指定の概念) をより重視しますが、これは大容量メモリには同じようには当てはまりません。

メモリとオペレーティング システム

メモリは、最も速くて最も高価なメモリから、最も遅くて安価なメモリまでの連続体として見ることができます^{[ 2 ]} 。

• プロセッサレジスタ、
• キャッシュメモリ、
• 汎用メモリ、
• ストレージメモリ。

メモリ階層

メモリ アクセス、キャッシュ効率、およびメモリ階層の異なるレベル間の転送が、マシンの速度に対する重要な制限になります。プロセッサは、メモリ転送が完了するのを待機していることに気づく場合があります。

さまざまな記憶は主に次の点で区別されます。

• アクセス時間 (システムがデータにアクセスまたは書き込むのにかかる時間)
• 価格。
• 変更する能力 (書き込みおよび書き換え)。
• 乱雑;
• 電力消費量;
• データ保持時間。

コンピュータのメモリの特徴:

• アドレス:物理メモリ要素を指定する数値。
• メモリ容量またはサイズ: 保持できる情報の量。これは、ビット、バイト (またはバイト)、またはワードの数の関数として表現できます。
• アクセス時間: 読み取りまたは書き込みリクエストからその完了までに経過する時間。
• メモリ サイクル: メモリが適切に機能するには、メンテナンス操作や信号の安定化などが必要なため、アクセス時間よりも長い 2 つの連続したアクセス間の最小時間。
• スループット: 1 秒あたりに読み取りまたは書き込みできるバイト数またはビット数 (例: 12 MB/秒)。
• 揮発性: 内容が失われるかどうか。揮発性メモリは電源が遮断されると内容を失います。 (RAM: 揮発性。電源が切れるとすべてがすぐに失われます。磁気テープ: 5 年後に失われます)。