Calcolatori elettronici - le funzioni delle memorie

Le memorie

Generalità

Il modello di Von Neumann prevede che l’architettura sia fornita di un’unità che registri le informazioni e le memorie sono, appunto, quegli organi che hanno il compito di conservare dati. In particolare la memoria è un insieme di registri in grado di effettuare:

• Lettura: rilievo dello stato di un registro o prelievo dalla memoria del valore registrato;
• Scrittura: posizionamento del registro in un determinato stato o registrazione del valore di un dato;
• Selezione: individuazione di un registro fra tutti quelli costituenti la memoria al fine di effettuare un’operazione.

Ciascuna operazione di scrittura o lettura avviene su un registro della memoria: a seconda dei casi, il registro contiene un carattere, una parola macchina o un blocco.

Re Wems Registro

• Il memory buffer (MB) è il registro contenente il dato in transito verso la memoria per la scrittura o dalla memoria per la lettura;
• Il memory select (MS) è il registro in cui è contenuto il dato che individua il registro di memoria da selezionare; il dato può essere di tipo intero per le memorie indirizzabili e qualsiasi per le memorie associative;
• I segnali read enable (RE) e write enable (WE) sono segnali binari abilitanti rispettivamente l’operazione di lettura e scrittura. Non sono mai attivi contemporaneamente.

Tipologie di memoria

Le memorie possono essere classificate in base a vari parametri. Due di questi sono, il tipo del registro MS e la tecnologia utilizzata per effettuare tutte le operazioni necessarie per il funzionamento della memoria. Si dice che una memoria, sulla base della politica di selezione delle celle, è:

• Indirizzabile: se ogni registro è individuato univocamente da un intero compreso tra i valori 0 ed (N-1), laddove N è il numero massimo di registri che la memoria contiene; il memory select memorizza pertanto un dato di tipo intero e il registro assume il nome di memory address;
• Associativa: la registrazione in memoria è strutturata, in quanto composta dal dato e da un’informazione che lo accompagna detta chiave, che provvede ad identificarlo univocamente; il memory select può contenere un dato di un qualsiasi tipo. Il modello di memoria associativa rappresenta da un lato le memorie meccanicamente statiche, dall’altro una tecnica di selezione diffusa nelle memorie a dischi sia statiche che dinamiche.

Oppure sulla base della tecnologia utilizzata l’accesso, le memorie possono essere ripartite in:

• Meccanicamente statiche: il supporto fisico e il dato sono fermi rispetto al sistema di lettura-scrittura ed il dato è individuato unicamente in relazione alla sua posizione spaziale. L’accesso alla memoria è statico nel senso che non vi sono organi in movimento (si pensi alla RAM);
• Meccanicamente dinamiche: il supporto o il dato è in movimento rispetto al sistema di lettura-scrittura, tale movimento viene sfruttato per compiere le operazioni (si pensi ai floppy disk, lettore CD o DVD).

Parametri di una memoria

Una memoria si distingue per quattro caratteristiche fondamentali:

• Capacità: è il numero di dati, che può contenere la memoria;