Основы цифровой памяти: адресация, доступ и волатильность

Когда мы храним информацию в схеме или устройстве, нам нужен надежный способ сохранить, извлечь и точно локализовать, где эти данные находятся.

Большинство устройств памяти можно представить как серию почтовых ящиков, папок картотеки или любую метафору, иллюстрирующую, как информация может быть найдена в нескольких местах.

Обычно хранимую информацию называют данными, а место, ее содержащее — адресом, отражая почтовую систему.

В некоторых память адрес может активироваться через параллельные линии данных в цифровой схеме — подробности далее в этом уроке. Другие памяти используют физическое положение на носителе, такое как дорожки (tracks) и секторы (sectors) на вращающемся диске.

Магнитная лента ejemplifies одномерную адресацию: чтобы проиграть трек в середине кассеты, вы перематываете вперед, оцениваете позицию счетчиком и полагаетесь на время от начала ленты.

Типы доступа делятся на две широкие категории: случайный доступ (random access) и последовательный доступ (sequential access). Случайный доступ позволяет мгновенно перепрыгнуть к любой точке данных; последовательный доступ заставляет пройти через предшествующие данные.

Например, виниловая пластинка — случайного доступа: можно мгновенно переключиться на любую песню, позиционируя иглу. Компакт-диски автоматизируют этот процесс.

Кассетная лента, напротив, последовательная — нужно подождать, пока проиграются ранние песни, прежде чем достичь желаемой.

Действие размещения данных на устройство памяти называется записью (writing); действие извлечения — чтением (reading).

Устройства, поддерживающие обе функции, включают защиту от случайной перезаписи, когда вы только хотите читать.

Некоторые носители продаются предзаписанными и не могут быть изменены, как виниловая пластинка и компакт-диски. В цифровой терминологии это называется памятью только для чтения, или ROM (Read-Only Memory).

Напротив, аудио- и видеокассеты можно перематывать и перезаписывать — или покупать пустыми и записывать самостоятельно — известны как память чтения-записи (read-write memory).

Другое ключевое различие — волатильность, способность удерживать данные без питания. Электронные памяти, защелкивающие состояние «высокое» или «низкое», теряют содержимое при снятии питания; они волатильны (volatile).

Магнитные диски и ленты, удерживающие данные без активного источника питания, — неволатильны (nonvolatile).

Эти термины могут сбивать новичков, особенно потому что волатильная память в компьютерах обычно называется RAM (Random Access Memory). Название «RAM» на самом деле обозначает волатильность, а не метод доступа.

Неволатильные интегральные схемы памяти в ПК правильно называть ROM (Read-Only Memory), хотя они адресуются случайно так же, как волатильные схемы.

Наконец, нам нужен четкий способ выразить емкость памяти. Простейшая метрика — общее число бит или байт — помните, что 1 байт = 8 бит.

Современное хранение часто использует метрические префиксы для выражения больших емкостей: 1,6 Гигабайт = 1,6 миллиарда байт, или 12,8 миллиарда бит.

Поскольку многие случайно-доступные памяти организованы в степенях двойки, «килобайт» обычно содержит 1024 байта, а не 1000. Такой же, 64 Кбайт памяти вмещает 65 536 байт, что точнее называть 66 Кбайт.

Округление в десятичной системе расходится с двоичной прогрессией в базе-2, поэтому внимательное отношение к этим различиям критично.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

• Рабочий лист: Устройства памяти