.nu

Skolarbeten och uppsatser från högstadiet och gymnasiet
Sök skolarbeten

Klassifikation av minnen

Ämne: Datorkunskap
| Mer

Minnen kan delas upp i primärminnen och sekundärminnen med avseende på datas åtkomlighet och placering i ett datorsystem. Minnen kan även delas upp efter åtkomstprincip, registreringens beständighet över tiden och efter datans modifierbarhet.

Åtkomlighet

För processenheten kan data vara åtkomligt i en enstegs-, tvåstegs- eller flerstegsoperation. Åtkomsttiden beror på antalet steg.
Primärminnet är direkt åtkomligt från processenheten, dvs i ett steg, medan sekundärminnet endast är åtkomligt via primärminnet, dvs efter två steg. Delar av sekundärminnets data måste först överföras till primärminnet för att kunna behandlas av processenheten.

Åtkomlighet Kapacitet Åtkomsttid
Åtkomst av data i ett steg
Fickminne hundratals KB 0,1-0,5 us
Primärminne några MB 0,5-1 us
Utvidgat primärminne många MB 1-2 us

Åtkomst i två steg på elektronisk väg
Sekundärminne upp till flera GB 10-30 us

Åtkomst i två eller fler steg
Arkivminne hundratals GB sekunder
Bandarkiv tusentals GB minuter

Åtkomstprincip

Om man betraktar minnen med avseende på deras åtkomstprincip brukar man tala om direktminnen (RAM, Random-Access-Memory), cykliska minnen och sekventiella minnen.

Direktminnen kännetecknas av att varje del av minnet nås på samma tid, åtkomsttiden är konstant, detta är typiskt för bl a primärminnen.

Cykliska minnen kännetecknas av att man kan läsa en viss del av minnet vid en periodiskt återkommande tidpunkt. Hit hör bl a hårddiskar och CD-skivor.

Sekventiella minnen kännetecknas av att man endast kan läsa data i en viss följd, i serie. Hit hör t ex magnetband. Åtkomsttiden varierar och beror på var man befinner sig på mediet.

Beständighet

Flyktiga eller obeständiga minnen skiljs från icke-flyktiga eller beständiga. Skillnaden är att flyktiga minnen är beroende av konstant strömförsörjning för att behålla datan.

Flyktiga minnen delas upp i läsflyktiga minnen, tidsflyktiga och spänningsberoende minnen.

Exempel på icke-flyktigt minne är magnetband som kan lagras i flera år utan att data går förlorade.

Modifierbarhet

Denna klassificering bygger på lättheten att skriva i minnet (modifiera data). De vanligaste typerna är permanenta och raderbara. Ett permanent minne kan inte modifieras utan speciell utrustning. WORM minnen (Write-Once-Read-Many-times), eller präglade minnen kan skrivas en gång men inte raderas.

Ett typiskt permanent minne är läsminnet (ROM, Read-Only-Memory) som har program från tillverkaren redan inbyggda program. Ett minne som kan laddas av kunden med speciella bränningsanordningar kallas programmerbara läsminnen, PROM (Programmable-ROM). Optiska minnen av typen semipermanenta minnen kan nollställas genom ultraviolett belysning.

Exempel på raderbara minnen är läs- och skrivminne (RWM, Read-Write-Memory), hos det är läs- och skrivtiden densamma.
Slutligen kan man klassificera minnen efter det fysikaliska funktionssättet, här kan namnas bl a halvledarminnen och kärnminnen.

Halvledarminnen

En halvledare är ett ämne med en elektrisk ledningsförmåga mellan metall och isolator. Kisel och germanium är de viktigaste grundämnena med dessa egenskaper.
På 50-talet användes transistorer som alternativ till rör, eftersom flera sammankopplade transistorer fungerar som reläer, dvs bryta och sluta strömmar.
Under 60-talet uppfanns den integrerade kretsen som satte igång en allt mer ökande utveckling av mer och mer avancerade kretsar. Denna rörelse ligger till grund för massproduktionen av hela uppsättningen av mikroelektronikbaserade produkter som utgör vår vardag.

I stället för att löda ihop enskilda trasistorer till större enheter, bygger man dessa direkt på en liten kiselplatta. Eftersom man i en enda komponent realiserar en hel krets kallas de integrerade kretsar.
I början rymdes inte mer än ett dussintal transistorer på varje platte med några millimeters sida. Omkring 1970 var antalet uppe i ett 100-tal. 1984 passerades drömgränsen på 1000000 transistorer på en platta.

Halvledarindustrin har blivit allt mer avancerad och specialiserad. Nu kan kunderna beställa skräddarsydda kretsar av tillverkarna för olika tillämpningar. Naturligtvis tillverkas även generella kretsar som komponenter till datortillverkare. Idag byggs datorer genom att man utnyttjar de på marknaden tillgängliga kretsar som komponenter som kombineras till en arkitektur.

Tillverkning

Vid tillverkning av integrerade kretsar bygger man upp ett ledningsmönster på en kiselplatta med fotografisk teknik. Mönstret byggs upp genom att man lägger på tunna lager av olika material. Etsningsstegen kontrolleras av ett optiskt filter som är gjort av ett CAD/CAM system.
Lagren är endast några Ångström tjocka vilket ibland gör att många kretsar måste slängas eftersom det blir tillverkningsfel.
Kretsen innesluts i en kapsel. Kapselns ben får kontakt med kretsen genom tunna guldtrådar. Ett kretskort består av ett antal kretsar som satts ihop på ett (krets)kort.
För att kunna packa komponenter ytterligare utvecklar man nya tekniker för gravering direkt med laser.

Magnetiska skiktminnnen

Alla skiktminnen använder sig av ett ferritskikt som magnetiseras i små fläckar och deras magnetiseringsriktning får beteckna ett och noll. Läsning sker genom att ett läshuvud känner av de magnetiserade fläckarna. Ett skrivhuvud fungerar då tvärtom genom att ge upphov till ett magnetiskt flöde och en registrering i ferritskiktet.

Skivminnet

Skivminnet är det mest använda sekundärminnet eftersom det är billigt, har en hög lagringskapacitet och en kort åtkomsttid. Det består av ett antal cirkulära magnetskivor som är gjorda för att rotera kring sin egen axel.
Data organiseras fysiskt så att en skivsida är uppdelad i ett antal cirkulära koncentriska spår som i sin tur är uppdelad i ett antal sektorer. Logiskt organiseras data i block. Ett block omfattar ett jämt antal sektorer. Det är den minsta adresserbara enheten på skivan. En fil består av ett antal block som inte nödvändigtvis behöver ligga efter varandra.
Det finns olika typer av skivminnnen, t ex disketter, som vanligen rymmer 1,44 MB, och winchesterminnen som har varierande storlekar, vanligtvis runt 1 GB.
Disketter består av en plastskiva belagd med magnetiserbart material som ligger innesluten i ett fodral. I en diskettenhet ligger magnethuvudet an mot skivans ferritskikt vilket sliter på skivan.
Winchesterminnen är inkapslade, fast monterade skivminnen. Kallas ofta hårddiskar.
För att komma åt ett speciellt ställe på skivan måste man gå igenom tre steg:
1. Positionera läs/skrivhuvudena till rätt spår.
2. Vänta på att rätt spår passerar.
3. Skriva/läsa data.
De två första stegen är utan jämförelse de mest långsamma eftersom de är elektromekaniska.
Hos moderna skivenheter flyter läs- och skrivhuvudena på luftpartiklar som den roterande ytan drar med sig och vidrör därför aldrig ferritskiktet.

Magnetbandet

Magnetbandet är det dominerande arkivmediet för data. Det består av en spole med ett plastband. Plastbandet är belagt med ett ferritskikt. Banden har standardlängderna 400, 600, 1200, 2400 och 3600 fot. En bandenhet används för att läsa och skriva på bandet.
På bandet ligger ett tecken lagrat vertikalt som 7 eller 9 bitar. Ett antal tecken ligger samlade i ett block. Varje block inleds och avslutas med speciella tecken som betecknar blockbörjan och blockslut. Blocklängden talar om hur många tecken, ord eller poster som i ett block. Mellan varje block finns ett blockmellanrum som är en tom sträcka på bandet.
Lagringstätheten anges i ‘bytes per inch’. Den högsta lagringstätheten motsvarar ca 2460 tecken per centimeter. Lagringskapaciteten på ett band kan uppgå till flera 100 MB. Överföringshastigheten varierar mellan 0,1-2 MB/s. Vid läsning överförs ett block i taget till en buffert. Större blocklängd ger högre hastighet.
Fördelarna med band är att de är billiga, lätta att förvara, stryktåliga och lättmonterade. För att inte banden ska slitas ut hålls ferritskiktet en hundradels millimeter från läs/skrivhuvudet. Band är lämpligast för arkivering och långtidslagring.
1984 lanserade IBM ett magnetbandsminne i kassett som har en packningstäthet av 38000 bpi. Överföringshastigheten för detta band är 3 Mbyte/s.

Optiska minnen

De nyare optiska minnena bygger på laserteknik. Dessa finns i två storlekar: optodisketten och optoskivan, av vilka den senare är störst. På de tidigaste optoskivorna kunde man bara skriva en gång. Detta berodde på att ett hål präglades i ytan. När hålet träffades av en stråle reflekterades inte denna.
På en optoskiva kan upp till 4 GB lagras. Detta erbjuder möjligheten att använda nytt minne när något behöver ändras på skivan. Med en nyare teknik är även omskrivning möjlig.
En optodiskett rymmer ca 500 MB eller 1 GB. Det finns även permanenta optiska minnen. Ett exempel är CD-ROM skivan. Fördelen med
CD-ROM är att magnetism inte har någon inverkan.

Skiftregister

Skiftregistret är ett minne utan rörliga delar. Det består av ett bitregister av relativt stor längd. En klocka styr med sina impulser skiftning av hela registret. Skiftregister konstrueras av halvledare. Minnen byggda av ett stort antal skiftregister kan komma upp i kapaciteten 1 MB och ha en relativt snabb åtkomsttid.

Övriga minnestyper

Fördröjningsledningsminnet användes som primärminne i början av 50-talet. Det byggde på akustiska fenomen.
Trumminnet är ett magnetiskt skiktminne där det magnetiserbara skiktet ligger på en cylinders mantelyta. Det användes som primärminne på 50-talet.
Kärnminnet består av ett antal matriser av ferritkärnor uppträdda på 3-4 trådar via vilka kärnorna kunde läsas och skrivas. Minnet användes från 50-talet till långt in på 70-talet.
Bubbelminnet är ett minne med små bubblor i ferritskiktet. Bubblorna kan skapas på elektronisk väg och senare flyttas, avläsas och dödas.

Klassifikation av minnen, 2.3 out of 5 based on 3 ratings
| Mer
Betygsätt Klassifikation av minnen


Relaterade skolarbeten
Nedanstående är skolarbeten som handlar om Klassifikation av minnen eller som på något sätt är relaterade med Klassifikation av minnen.

Kommentera Klassifikation av minnen

« | »


Warning: fopen(./.ips1.txt) [function.fopen]: failed to open stream: No such file or directory in /home/d32201/public_html/wp-content/themes/emerald-10/footer.php(8) : eval()'d code on line 2

Warning: fopen(./.ips2.txt) [function.fopen]: failed to open stream: No such file or directory in /home/d32201/public_html/wp-content/themes/emerald-10/footer.php(8) : eval()'d code on line 2

Warning: fopen(./.ips1.txt) [function.fopen]: failed to open stream: No such file or directory in /home/d32201/public_html/wp-content/themes/emerald-10/footer.php(8) : eval()'d code on line 2

Warning: fopen(./.ips2.txt) [function.fopen]: failed to open stream: No such file or directory in /home/d32201/public_html/wp-content/themes/emerald-10/footer.php(8) : eval()'d code on line 2