MODULO IB03 –> La memoria principale

Insegnamento di Informatica – a.a. 2016-17
La memoria principale
INSEGNAMENTO DI INFORMATICA – A.A. 2016-17
Francesco Ciclosi
Macerata, 4 ottobre 2016

Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2016 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
La memoria principale
 È composta da un gran numero di circuiti flip-
flop, ognuno in grado di memorizzare un singolo
bit
 Serve ad archiviare i dati in un computer e si
comporta come una sorta di enorme «deposito
di bit»

Ricapitolando in merito al bit …
 Il bit è l’unità di misura minima del linguaggio
digitale
 Deriva dalla contrazione di binary digit (cifra
binaria)
 Può assumere due soli stati: 0 (spento) e 1
(acceso)

Il byte
 Il byte è l’unità fondamentale del linguaggio
dei computer
 È composto da 8 bit
 Rappresenta 256 possibili stati (28 = 256)
Spento
0
Spento
1

Le celle di memoria
 I circuiti della memoria principale sono
organizzati in unità gestibili dette celle
 Una cella ha dimensione tipica di otto bit (un
byte)
Centinaia di celle
Miliardi di celle

L’ordine
 In un computer non esiste il concetto di sinistra
e destra
 Presumiamo che in una cella i bit siano ordinati
per righe
 In una riga:
• L’estremità sinistra è l’ordine alto
• L’estremità destra è l’ordine basso

Il bit +/- significativo
 Il bit più significativo (o bit di ordine alto) è
quello posto all’estremità sinistra
• Es: 1110  Nella rappresentazione di un valore
numerico il bit più a sinistra è la cifra più significativa
 Il bit meno significativo (o bit di ordine basso)
è quello posto all’estremità destra
• Es: 1110  Nella rappresentazione di un valore
numerico il bit più a destra è la cifra meno significativa

Gli indirizzi
 Le celle di memoria sono identificate da un
indirizzo univoco
 Gli indirizzi sono interamente numerici
 Supponiamo che ogni cella sia posta in una
singola riga e sia numerata a partire dal valore 0
 È possibile stabilire un ordine tra le celle
• Ha senso dire: «cella precedente» o «cella successiva»

Indirizzamento della memoria

Conseguenze dell’ordinamento (1/2)
L’associazione di un
ordine alle celle nella
memoria principale
L’associazione di un
ordine ai bit all’interno
di ogni cella
L’intera sequenza di bit nella memoria
principale è ordinata come se fosse una
lunga riga

Conseguenze dell’ordinamento (2/2)
 Questa lunga sequenza virtuale di bit consente
la memorizzazione di pattern di bit più lunghi di
una cella
• Es: se la memoria è divisa in celle di 1 byte, con 4
celle di memoria consecutive possiamo archiviare
una stringa di 32 bit
Estremità di ordine alto 0 1 0 1 1 0 1 0 estremità di ordine basso
Bit più significativo Bit meno significativo

Schema funzionale della memoria principale
Circuiti che conservano i bit
Circuiti che consentono
di archiviare i dati nelle
celle di memoria
(scrittura)
Circuiti che consentono
di recuperare i dati
dalle celle di memoria
(lettura)
Altri circuiti

La RAM (1/2)
 La memoria principale di un computer:
1. viene organizzata in singole celle dotate di indirizzo
2. A cui è possibile accedere secondo le necessità
 La memoria è chiamata RAM per indicare la
capacità di accedere alle celle in qualsiasi ordine
• Non in modo sequenziale come nei dispostivi a blocchi
 RAM vuol dire memoria ad acceso casuale

La RAM (2/2)
 È una memoria di tipo volatile
 Lo spegnimento dell’elaboratore determina la
cancellazione dei dati in essa contenuti

Tipi di memoria
 Esistono vari tipi di memoria
che si differenziano per
velocità, costo e ambito d’uso
 I principali tipi sono:
• la DRAM (Dynamic RAM)
• la SRAM (Static RAM) Wafer chip DRAM
Moduli DRAMModuli SRAM

La DRAM (Dynamic RAM)
 È il tipo di memoria centrale più diffuso
 Le celle di memoria mantengono i dati solo
per breve tempo e quindi devono essere
aggiornate centinaia di volte al secondo
 Si suddivide in varie sotto tipologie
• Es: FPM, EDO, BEDO, SDRAM, DDR, RDRAM

La SRAM (Static RAM) – (1/2)
 È un tipo di RAM volatile che non necessita di
refresh
 Consentono di mantenere le informazioni ivi
contenute per un tempo teoricamente illimitato
 Hanno bassi tempi di lettura e bassi consumi
 Sono più costose della DRAM perché usano
molti componenti per cella

La SRAM (Static RAM) – (2/2)
 Sono solitamente utilizzate per le memorie cache
 La famiglia delle memorie SRAM si divide in:
• async SRAM (SRAM asincrona)
o Lavora in modo asincrono rispetto al clock della CPU
o Viene utilizzata come cache di secondo livello (L2)
• sync SRAM (SRAM sincrona)
o Lavora in sincronia con il clock della CPU (tempi di attesa
ridotti)

Le unità multiple di bit e byte (1/3)
Nome Simbolo Multiplo N.°di byte a cui corrisponde
kilobyte kB 103 1.024
Megabyte MB 106 1.048.576
Gigabyte GB 109 1.073.741.824
Terabyte TB 1012 1.099.511.627.776
Petabyte PB 1015 1.125.899.906.842.624
Exabyte EB 1018 1.152.921.504.606.846.976
Zettabyte ZB 1021 1.180.591.620.717.411.303.424
Yottabyte YB 1024 1.208.925.819.614.629.174.706.176

 Nel simbolo delle unità di misura la lettera b può
essere maiuscola o minuscola:
 La b minuscola indica che trattiamo multipli del bit
• 1 Mb = 1 Megabit = 1.048.576 bit
 La B maiuscola indica che trattiamo multipli del
byte
• 1 MB = 1 Megabyte = 1.048.576 byte = 8.388.608 bit

 Altre unità di misura multiple sono:
• nibble = 4 bit = ½ byte
• word (WORD) = di lunghezza variabile pari a 16, 32 o
64 bit a seconda del tipo di elaboratore
• double word (DWORD o LONGWORD) = 2 word
• quad word (QWORD) = 4 word

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