Zapisane w pamięci – historia i typy pamięci, część 1
Pamięć – element bez którego nie może działać żaden komputer – na przestrzeni ostatnich kilkudziesięciu lat uległ wielkim przeobrażeniom. To co mamy dzisiaj, jest efektem prób, badań i eksperymentów – olbrzymiej pracy inżynierskiej.
Powstanie komputerów wniosło zapotrzebowanie na elementy o pewnej specyfice działania: zapisywania informacji oraz odczytywania wcześniej zapisanych danych. Pozwalało to na przechowywanie informacji o różnorodnym zastosowaniu. Wyobraźmy sobie jakiś układ, który dokonuje określonych pomiarów (choćby temperatury) i gromadzi je w sobie, aby później wykonywać odpowiednie analizy. Operacja gromadzenia to nic innego jak zapis bieżących danych w kolejnych komórkach pamięci. Operacja przetwarzania, jak przykładowo znalezienie najmniejszej i największej wartości, to nic innego, jak „przejrzenie” zapisanego stanu i znalezienie takiego elementu, który spełnia narzucone kryteria (wartości mniejszej lub większej). Takie poszukiwanie również wymaga przechowywania danych roboczych jak i wynikowych. Taki typ pamięci jest określany jako RAM (ang. Random-Access Memory – pamięć o dostępie swobodnym) i pozwala bezpośrednio sięgnąć do dowolnej komórki.
W rzeczywistości występuje jeszcze jeden typ pamięci, który jest określany skrótem ROM (ang. Read-Only Memory – pamięć tylko do odczytu). Wyobraźmy sobie włączenie komputera do pracy. Zawiera on w sobie mikroprocesor, który od sygnału reset startuje z realizacją programu, który przykładowo wczyta z dysku i załaduje do pamięci system operacyjny. Tu można zadać sensowne pytanie: jak to zrobić, skoro „goły” mikroprocesor nie zrobi nic, jak wczytać z dysku dane nie „umiejąc” obsługiwać dysku. Tu z pomocą przychodzi właśnie koncepcja pamięci typu ROM. Każdy komputer ma taką pamięć, gdzie jest umieszczony jego program rozruchowy (jako BIOS – ang. Basic Input/Output System – podstawowy system wejścia – wyjścia). Każda pamięć ROM jest pamięcią nieulotną, czyli taką, która po wyłączeniu zasilania nie traci swojej zawartości i po ponownym włączeniu natychmiast jest gotowa do pracy, „wszystko dobrze pamięta”.
Koncepcja pamięci ROM
Ideę pamięci ROM ilustruje rysunek 1, gdzie pokazane jest przykładowe jej rozwiązanie o organizacji 8 komórek po 4 bity.
Rysunek 1
Bazując na kombinacji stanów na szynie ADR, wypracowane są stany logicznej jedynki na poszczególnych wyjściach bramek. Wysoki stan z dekodera adresowego poprzez odpowiednią kombinację diod (jest dioda/nie ma diody) włącza do stanu nasycenia tranzystor wyjściowy. Można to interpretować jako logiczne zero na danym bicie dla określonej wartości adresu – w każdym innym przypadku jest jedynka logiczna. Zaprogramowanie takiej pamięci, czyli ustalenie jakie stany mają być na wyjściach dla każdej kombinacji adresowej, oznaczało wlutowanie lub nie diody łączącej tranzystor z wyjściem dekodera.
(…)
——– ciach! ——–
To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w sierpniowym numerze czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 8/2025). Pełną wersję czasopisma znajdziesz pod tym linkiem. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 8/2025 znajduje się tutaj.
Andrzej Pawluczuk
apawluczuk@vp.pl
Uwaga! Wskazówki, jak nabyć archiwalne numery znajdują się na stronie: https://piotr-gorecki.pl/n11.
