Pamäte

Pamäť by sme mohli definovať ako zariadenie, schopné udržať v sebe vložené údaje (dáta) po určitú dobu. Keďže ide o pamäť počítačovú, požadujeme od nej, aby každá pamäťová bunka bola schopná zapamätať si dva stavy - logickú 1 a logickú 0.

Rozdelenie pamätí podľa spôsobu používania:
· vnútorné
· vonkajšie, medzi ktoré radíme najmä diskové jednotky; sú to rôzne druhy pamätí, ktoré sa väčšinou nachádzajú mimo počítača; pri vonkajších pamätiach údaje sú uložené na nosičoch údajov – médiách. Podľa materiálu, na ktorých sú dáta uložené rozlišujeme médiá:
a. papierové - používané v minulosti: dierne pásky a dierne štítky
b. magnetické - magnetické pásky a magnetické disky (pevný disk, diskety)
c. optické - CD-ROM
d. magneticko-optické – diskety

Poznámka:
Podľa použitého pamäťového média treba vždy zadefinovať, ktorý stav je logická 1 a ktorý logická 0. Napríklad, keď sa ako pamäť používali dierne pásky, používaný materiál(médium) bol papier. No a v danom políčku papiera sú možné len dva stavy: buď tam je vyrazená dierka alebo nie je. Keď si vopred zadefinujeme, že dierka predstavuje logickú 1 a neprederavený papier logickú 0, vieme požadovanú informáciu zaznamenať na papierové médium. Nič nám však nebráni zadefinovať si tieto stavy opačne.
Podobne si musíme zadefinovať log. 1 a log. 0 pre pamäť, ktorej médiom je magnetický materiál. V tomto prípade log. 1 môže byť orientácia elementárnych magnetických dipólov S - J, a log. 0 potom musí byť orientácia opačná, teda J - S.
Pre pamäť, ktorej nosným médiom je optický materiál, si môžeme zadefinovať log. 1 ako miesto, ktoré odráža dopadajúce svetlo, a log. 0 ako miesto, ktoré dopadajúce svetlo neodráža, ale ho rozptyľuje.
Ako príklad na takéto delenia pamäti si môžeme zobrať ľudský mozog. Pri troche predstavivosti ho môžeme považovať za počítač, v ktorom je zabudovaná vnútorná - operačná pamäť. Ale každý z nás okrem toho, že si pamätá, si ešte robí na papier poznámky pre prípad, že by niečo zabudol - tento papier s poznámkami prestavuje vonkajšiu pamäť.

Vnútorná pamäť počítača slúži na:
1. uchovanie údajov
2. uloženie a vykonávanie inštrukcií programov.

Je zostavená z integrovaných obvodov. Býva súčasťou základnej dosky, ale aj niektorých prídavných dosiek (napr. zobrazovacia karta) alebo periférnych zariadení (napr. tlačiareň).

Základné jednotky množstva informácií sú:
1. BIT - angl.

BInary digiT - dvojková čislica
- označuje sa ako malé písmeno b
- je základnou jednotkou informácie
- vie zachovať len dva stavy napr. 0 a 1, ÁNO a NIE, ZAPNUTÉ a VYPNUTÉ a pod.
2. BYTE - je množina 8-ich usporiadaných bitov
- označuje sa ako veľké písmeno B
- pomocou bajtu si možno zapamätať 28 teda 256 rôznych stavov
- kódovanie je dvojkové, teda pomocou 0 a 1
- byte je teda: a) najmenšia adresovateľná časť pamäte počítača
b) rozsah pamäte na zapamätanie jedného znaku
3. WORD - slovo - predstavuje usporiadanú množinu bajtov
- jeho veľkosť závisí od mikroprocesora
- môže byť napr. 16-bitové (2 byte) alebo 32-bitové (4 byte) a pod.

Rozdelenie pamätí podľa možnosti zápisu a čítania:
Z fyzikálneho hľadiska delíme vnútorné pamäte na:
· ROM (angl. Read Only Memory)
· RAM (angl. Random Acces Memory) alebo tiež RWM (angl. Read-Write Memory)
Pamäť typu ROM - je to pamäť, z ktorej sa informácie dajú len čítať. Informácie do tejto pamäte vložil už výrobca pri výrobe a zostávajú v nej počas celej životnosti danej pamäte. Užívateľ ich môže čitať nespočetne veľakrát, ale nemôže ich bežne prepísať. Ako príklad môže poslúžiť kniha. To, čo je v nej napísané, vytlačil už výrobca pri jej výrobe - raz navždy. Prepisovať sa už nedá.
Tak ako celá výpočtová technika, aj pamäte ROM prekonali úžasný rozvoj. Prvé pamäte ROM musel "programovať" už výrobca pri výrobe, a nemohli byť preprogramovateľné. No časom sa vyvinuli z týchto pamätí pamäte PROM, kde P - znamenalo Programovateľný. Boli to pamäte, ktoré dodal výrobca užívateľovi čisté a tento si ich mohol naprogramovať sám, ale iba raz. Neskôr boli z týchto PROM pamätí vyvinuté pamäte EPROM, ktoré mali oproti predchádzajúcemu typu tú výhodu, že užívateľ si mohol program z týchto pamätí vymazať (a to dokonca niekoľkokrát) a naprogramovať znova. (Písmeno E znamená Erasable - vymazateľný.) Tieto pamäte sa dajú mazať pomocou ultrafialového žiarenia. EEPROM je obdoba EPROM, ale mazanie sa vykonáva elektrickým impulzom. V praxi sa dnes používajú takmer výhradne ako pamäti typu ROM práve tiete EPROM a EEPROM pamäte.Jej obsah je konštantný a zachováva sa aj po vypnutí počítača zo siete, a preto spravidla obsahuje obslužné programy počítača:
a. testovací program základných technických prostriedkov počítača - zavádzač operačného systému
b. program BIOS (Basic Input/Output System), ktorý slúži na komunikáciu operačného systému s technickými prostriedkami počítača

Pamäť RAM (RWM) - je to pamäť, do ktorej sa môžu informácie užívateľom nielen čítať, ale aj zapisovať, prepisovať a to nespočetne veľakrát.

Ako príklad môže slúžiť poznámkový zošit, do ktorého si robíme poznámky ceruzkou. Čo si do neho zapíšeme, to si z neho môžeme potom prečítať. Ak si potrebujeme nejaké poznámky prepísať, pôvodné poznámky vygumujeme a na ich miesto zapíšeme nové. Na prvý pohľad by sa mohlo zdať, že pamäti RAM sú oveľa výhodnejšie ako pamäti ROM. Majú však jednu veľkú nevýhodu. Pracujú len vtedy, ak sú pripojené na zdroj energie. Akonáhle ich odpojíme od tohoto zdroja, všetky informácie, ktoré boli v pamäti RAM sú nenávratne stratené. Používa sa najmä ako operačná pamäť osobného počítača.

Typy vnútorných pamätí RWM:
· operačná pamäť
- hlavná pamäť počítača musí byť dostatočne rýchla (čítanie alebo zápis trvá < 1ms)
- slúži na ukladanie: a) základných informácií o systéme
b) jednotlivých zložiek operačného systému
c) programov a dát používateľa počítača
- je umiestnená na základnej doske alebo na prídavných kartách
- veľkosť pamäte: 1,2,4,8,16,32 MB
· CACHE pamäť - (čítaj "keš")
- špeciálny typ pamäte RWM
- keď sa časť spracovávaných údajov z pamäťového média s dlhšou vybavovacou dobou udržuje v pamäti s kratšou vybavovacou dobou hovoríme, že pomalšiu pamäť "kešujeme" v rýchlejšej pamäti; časti programov s častejším používaním sa ukladajú len do CACHE pamäte, a tým sa zvýši rýchlosť vykonávania programu. - veľkosť pamäte: 256, 512 kB

· pamäť CMOS
- malá pamäť s kapacitou 64 bytov
- má malú spotrebu elektrickej energie;
- sú v nej uchované základné informácie o konfigurácii počítača, dátum a čas
- obsah je zachovaný aj po vypnutí počítača a je zálohovaný pomocou špeciálnej malej batérie
- nachádza sa až u PC/AT a vyšších
· vyrovnávacia pamäť
- realizuje sa programovými prostriedkami (príkaz MS-DOSu BUFFERS)
- na túto časť pamäte je využitá časť operačnej pamäte
- pomocou nej sa odovzdávajú údaje medzi programami a súbormi; do tejto pamäte sa prenesie tá časť súboru, ktorú chce program spracovávať
- vybavovacia doba je tu kratšia ako na disku, a tým sa zrýchľuje práca na počítači
- rozdiel medzi vyrovnávacou pamäťou a CACHE:
- CACHE pamäť spracúva celý disk, bez ohľadu na súbory
- vyrovnávacia pamäť spracováva konkrétne súbory

Každá pamäť je charakterizovaná dvoma veličinami:
1. veľkosťou pamäte - kapacita pamäte
2. dobou prístupu do pamäte - čas, za ktorý sa vyhľadajú data v pamäti

Poznámka:
Vo všeobecnosti platí: čím je pamäť väčšia, tým dlhšia je doba prístupu do pamäti. Je to to isté, ako keď sa chceme niekde dostať vo veľkomeste - trvá to podstatne dlhšie, ako keď je to v meste malom.

No a pretože od pamäti požadujeme, aby bola predovšetkým rýchla (teda aby doba prístupu bola krátka), nemôžeme robiť operačnú pamäť s veľmi veľkou kapacitou. V dnešnej dobe sa osobné počítače dodávajú už minimálne s 1 MB operačnej pamäte, častejšie je to však 2, 4, 8, 16, 32, 64 MB.
Kapacita pamäte (rozsah pamäte) určuje maximálne množstvo informácií, ktoré je pamäť schopná v sebe naraz udržať. Udáva sa v týchto jednotkách:
Jednotka Veľkosť
byte (B) 8 bitov
kilobyte (kB) 210 bytov = 1 024 bytov
megabyte (MB) 220 bytov = 1 048 576 bytov
gigabyte (GB) 230 bytov = 1 073 741 824 bytov.