Begriffe und Konzepte des digitalen Speichers

Wenn wir Informationen in einer Schaltung oder einem Gerät speichern, müssen wir sie nicht nur speichern und abrufen, sondern auch genau lokalisieren, wo in dem Gerät, das es ist.

Die meisten, wenn nicht alle, Speichergeräte kann man sich als eine Reihe von Postfächern, Ordnern in einem Aktenschrank oder eine andere Metapher vorstellen, in der Informationen an verschiedenen Orten gespeichert werden können.

Wenn wir uns auf die tatsächlichen Informationen beziehen, die auf dem Speichergerät gespeichert sind, bezeichnen wir sie normalerweise als Daten . Der Speicherort dieser Daten innerhalb des Speichergeräts wird normalerweise als Adresse bezeichnet , in einer Art und Weise, die an die Post erinnert.

Bei einigen Arten von Speichergeräten kann die Adresse, unter der bestimmte Daten gespeichert sind, über parallele Datenleitungen in einer digitalen Schaltung abgerufen werden (wir werden später in dieser Lektion genauer darauf eingehen).

Bei anderen Gerätetypen werden Daten in Bezug auf einen tatsächlichen physischen Standort auf der Oberfläche eines Medientyps (die Spuren und Sektoren von kreisförmigen Computerdisketten, zum Beispiel).

Einige Speichergeräte wie Magnetbänder haben jedoch eine eindimensionale Art der Datenadressierung:Wenn Sie Ihren Lieblingssong mitten in einem Kassettenalbum abspielen möchten, müssen Sie zu dieser Stelle im Band vorspulen, um anzukommen an der richtigen Stelle durch Ausprobieren, Beurteilen des ungefähren Bereichs mit Hilfe eines Zählers, der die Bandposition verfolgt, und/oder anhand der Zeit, die vom Bandanfang an benötigt wird, um dorthin zu gelangen.

Der Zugriff auf Daten von einem Speichergerät lässt sich grob in zwei Kategorien einteilen:Zufälliger Zugriff und sequentieller Zugriff . Zufallszugriff bedeutet, dass Sie einen bestimmten Datenspeicherort innerhalb des Geräts schnell und präzise ansprechen können, und nicht zufälliger Zugriff bedeutet einfach, dass dies nicht möglich ist.

Eine Schallplattenplatte ist ein Beispiel für ein Gerät mit wahlfreiem Zugriff:Um zu einem beliebigen Song zu springen, positionieren Sie einfach den Stylus-Arm an der gewünschten Stelle auf der Schallplatte (kompakte Audio-Discs also dasselbe, nur sie tun es automatisch für du).

Kassettenbänder hingegen sind sequentiell. Sie müssen warten, bis Sie die anderen Songs nacheinander durchlaufen, bevor Sie auf den Song zugreifen oder ihn ansprechen können, zu dem Sie springen möchten.

Der Vorgang des Speicherns eines Datenelements auf einem Speichergerät wird als Schreiben bezeichnet , und der Vorgang des Abrufens von Daten wird als Lesen bezeichnet .

Speichergeräte, die sowohl Lesen als auch Schreiben ermöglichen, sind mit einer Möglichkeit ausgestattet, zwischen den beiden Aufgaben zu unterscheiden, damit der Benutzer keinen Fehler macht (neue Informationen auf ein Gerät schreiben, wenn man nur sehen wollte, was dort gespeichert ist).

Einige Geräte ermöglichen das Schreiben neuer Daten nicht und werden vom Hersteller „vorgeschrieben“ gekauft.

Dies ist bei Schallplatten und Compact Audio Disks der Fall, und dies wird in der digitalen Welt normalerweise als Nur-Lese-Speicher bezeichnet , oder ROM.

Audio- und Videokassetten können andererseits neu bespielt (umgeschrieben) oder leer gekauft und vom Benutzer frisch bespielt werden. Dies wird oft als Lese-Schreib-Speicher bezeichnet .

Eine weitere Unterscheidung, die für eine bestimmte Speichertechnologie zu treffen ist, ist ihre Flüchtigkeit oder Datenspeicherung ohne Strom.

Viele elektronische Speichergeräte speichern binäre Daten mit Hilfe von Schaltkreisen, die entweder in einem „High“- oder „Low“-Zustand verriegelt sind, und dieser Verriegelungseffekt hält nur so lange an, wie diese Schaltkreise mit Strom versorgt werden.

Ein solcher Speicher würde korrekterweise als flüchtig bezeichnet . Speichermedien wie Magnetplatten oder Magnetbänder sind nichtflüchtig , da keine Stromquelle benötigt wird, um die Datenspeicherung aufrechtzuerhalten.

Dies ist für neue Studenten der Computertechnik oft verwirrend, da der flüchtige elektronische Speicher, der typischerweise für den Bau von Computergeräten verwendet wird, allgemein und eindeutig als RAM bezeichnet wird (R andom A Zugang M emory).

Während auf den RAM-Speicher normalerweise wahlfrei zugegriffen wird, ist dies praktisch auf jede andere Art von Speichergerät im Computer der Fall! Was „RAM“ wirklich bezieht sich auf die Volatilität des Speichers und nicht der Zugriffsmodus.

Integrierte Schaltkreise mit nichtflüchtigem Speicher in Personalcomputern werden allgemein (und richtig) als ROM bezeichnet (R e-O nur M emory), aber auf ihre Dateninhalte wird zufällig zugegriffen, genau wie auf die flüchtigen Speicherschaltungen.

Schließlich muss es eine Möglichkeit geben, anzugeben, wie viele Daten von einem bestimmten Speichergerät gespeichert werden können.

Dies ist zum Glück für uns sehr einfach und unkompliziert:Zählen Sie einfach die Anzahl der Bits (oder Bytes, 1 Byte =8 Bit) des gesamten Datenspeicherplatzes auf.

Aufgrund der hohen Kapazität moderner Datenspeicher werden der Einheit Byte im Allgemeinen metrische Präfixe hinzugefügt, um den Speicherplatz darzustellen:1,6 Gigabyte entsprechen 1,6 Milliarden Byte oder 12,8 Milliarden Bit an Datenspeicherkapazität.

Der einzige Vorbehalt hier ist, sich der gerundeten Zahlen bewusst zu sein. Da die Speichermechanismen vieler Speichergeräte mit wahlfreiem Zugriff typischerweise so angeordnet sind, dass die Anzahl der „Zellen“, in denen Datenbits gespeichert werden können, in binärer Abfolge (Potenzen von 2) angezeigt wird, enthält ein „Ein-Kilobyte“-Speichergerät höchstwahrscheinlich 1024 (2 hoch 10) Speicherplätze für Datenbytes statt genau 1000. Ein „64 kbyte“-Speichergerät fasst tatsächlich 65.536 Bytes an Daten (2 hoch 16) und sollte wahrscheinlich ein „66-kbyte“-Gerät genannt werden um genauer zu sein.

Wenn wir Zahlen in unserem Basis-10-System runden, fallen wir mit den runden Äquivalenten im Basis-2-System aus dem Takt.

VERWANDTE ARBEITSBLÄTTER:

• Arbeitsblatt für Speichergeräte