Memorijski sistem računara - Uvod

Uloga, Podela i Funkcije Memorije

• Memorija se definiše kao sposobnost organizma da sačuva, zadrži i ponovo prizove informacije, primenjiva i na računarske sisteme.
• Za razliku od ljudskog mozga koji koristi ćelije, računarska memorija radi na mehaničkim, optičkim ili drugim principima, zavisno od uređaja.
• Memorijski sistemi računara koriste binarne podatke i namenjeni su za upis, skladištenje i čitanje podataka i programa.
• Pristup memoriji podrazumeva operacije upisa i čitanja.

Definicija Memorije

• Definicija memorije kao sposobnost organizma da sačuva, zadrži i prizove informaciju primenjuje se i na računarsku memoriju.
• Ljudska memorija se pohranjuje u ćelijama mozga, dok računarska funkcioniše na drugim principima, kao što su mehanički ili optički.
• Memorijski sistem omogućava zapisivanje binarnih podataka, upis, skladištenje i čitanje podataka i programa.
• Operacije upisa i čitanja zajedno se nazivaju pristup memoriji.

Memorijski Sistem Računara

• Memoriju ili memorijski sistem računara čine uređaji koji osiguravaju zapisivanje podataka.
• Postoje podele i različite uloge memorija u računarskom sistemu jer se podaci zapisuju na različite načine.
• Sve memorije zapisuju podatke u binarnom obliku, koristeći nizove 0 i 1.

Funkcija Memorije Računara

• Memorija služi za upis (unos), pamćenje (skladištenje) i čitanje (preuzimanje) podataka.
• Funkcija memorije zavisi od parametara same memorije i funkcionisanja celokupnog računarskog sistema.

Tipovi Memorije

• Memorije se svrstavaju kao unutrašnje i spoljašnje.
• Unutrašnja memorija: RAM i keš memorija procesora, aktivno učestvuju u obradi, gde se nalaze programi i podaci koji se trenutno izvršavaju (aktivni podaci).
• Spoljašnja memorija: pasivni podaci koji se ne koriste aktivno, služi za trajno čuvanje (arhiviranje) podataka.
• Spoljašnja memorija je stalna, za razliku od unutrašnje nepostojane, i ne gubi se prestankom napajanja električnom energijom.

Klasifikacija Memorije

• Spoljašnja memorija je postojana, spora i ima veliki kapacitet.
• Operativna memorija (RAM) je privremena, brza i omogućava procesiranje.

Unutrašnja Memorija Računara

• ROM (Read-Only Memory): podaci se mogu samo čitati i koristi se pri pokretanju računara, čuva podatke i instrukcije tokom izvršavanja programa i ne gube se nakon isključenja napajanja.
• RAM (Random Access Memory): podaci se mogu upisivati i čitati, a sadržaju se može pristupiti po bilo kom redosledu ali se gube nakon isključenja napajanja.
• Hard disk: uređaj koji piše, čita, briše i trajno pamti podatke, drži sve neophodne podatke za pokretanje i rad operativnog sistema računara.

Podela Memorija Prema Tehnologiji

• Magnetne memorije: uključuju hard diskove, flopi diskove i magnetne kartice, koriste magnetizaciju za čuvanje podataka.
• Optičke memorije: CD, DVD i Blu-ray diskovi koji koriste laser za čitanje i pisanje podataka na optički medij.
• Poluprovodničke memorije: RAM, ROM, SSD hard diskovi i fleš memorije, koriste elektronske komponente bez pokretnih delova.
• Svaka tehnologija ima prednosti i nedostatke u pogledu brzine, kapaciteta, trajnosti i cene.
• Dominantne su bile magnetne zbog cene i kapaciteta, ali ih poluprovodničke postepeno zamenjuju zbog veće brzine i pouzdanosti.

Optičke Memorije

• CD koristi optički zapis za snimanje podataka, prenosiv, memorijski kapacitet od 600 do 700 MB.
• DVD koristi optički zapis ali je većeg kapaciteta od 4,7 GB, popularan za distribuciju filmova i većih softverskih paketa.
• Blu-ray Disc je naslednik DVD-a, poseduje veliki kapacitet od 27 GB.

Vrste Hard Diskova

• HDD (Hard Disk Drive) su klasični hard diskovi sa rotacionim magnetnim diskom, sadrže mehaničke delove zbog čega su sporiji od SSD-a, ali imaju veći kapacitet za istu cenu.
• SSD (Solid State Drive) koriste memorijske čipove i nemaju rotacione delove, zbog odsustva pokretnih delova su brži, tiši i otporniji na fizička oštećenja, ali su skuplji po jedinici kapaciteta od HDD-a.

Flopi Disk – Istorijska Memorija

• Flopi disk (FDD) je uređaj za memorisanje podataka koji predstavlja prenosivu memoriju, sa mogućnošću upisivanja, čitanja i brisanja podataka.
• Izbačen je iz upotrebe zbog malog kapaciteta (1.44 MB).
• Korišćen je kao glavni medij za prenos podataka pre CD-a i USB-a osamdesetih i devedesetih godina.

Prenosne Eksterne Memorije

• Fleš memorije: Male, povezuju se putem USB porta, odlikuje ih velika brzina prenosa podataka i veliki kapaciteti.
• Memorijske kartice: Koriste se u mobilnim uređajima, digitalnim kamerama i drugim prenosnim elektronskim uređajima.
• Eksterni diskovi: HDD ili SSD tipovi, sa interfejsom za povezivanje sa računarom (USB ili Thunderbolt), za backup podataka i proširenje kapaciteta računara.

Metode Pristupa Memoriji

• Slučajni (random) pristup: Najviše se koriste poluprovodničke memorije sa direktnim pristupom, gde se svakom adresibilnom pristupa za isto vreme, nezavisno od mesta u memoriji.
• Sekvencijalni pristup: Pristupa se redom, jedan za drugim, karakterističan za magnetne trake.
• Direktni pristup: Kombinacija slučajnog i sekvencijalnog pristupa, organizovani su u blokove kojima se pristupa direktno, ali unutar bloka se pristupa sekvencijalno, karakterističan za hard diskove.

Sekvencijalni Pristup

• Kod memorije sa sekvencijalnim pristupom, podaci se upisivaju jedan za drugim, te se do željenog podatka dolazi “premotavanjem”.
• Primer je magnetna memorijska traka (kaseta).
• Tragovi sekvencijalnog pristupa postoje danas kod CD-a i DVD-a, jer je upis sekvencijalan.

Direktni Prustup

• Podrazumevace se da pristupa se odredjenom podatku bez premotavanja.
• Lokacijska informacija se čuva u file system.
• Tvrd disk, usb fleš disk i sd kartica su primeri za ovaj vid medijuma

Proizvoljni Prustup

• Memrorija sa proizvboljnim pristupom ili ram pamti na lokaciskim mestima na osnovu asocijativne adrese.
• U memoriji nije neophodno znati fizicko mesto za iscitavanje lokaciskog mesta.

Poređenje Kapaciteta Memorija

• Evolucija memorijskih kapaciteta je omogućila čuvanje velikih količina podataka.
• Trend povećanja kapaciteta prati i razvoj softvera i operativnih sistema koji zahtevaju više prostora, kao i povećanje količine podataka koje korisnici generišu.

Podela Memorija Prema Mogućnosti Promene Sadržaja

• Upisnočitajuće (RW - ReadWrite) : Moguće je menjati sadržaj instrukcijama programa, direktni pristup CPU koriste cashe i RAM.
• Samočitajuće (ROM - ReadOnlyMemory): Sadržaj se ne menja instrukcijama programa od strane procesora, već dodatnom opremom i namenskim softverom.

Budućnost Memorijskih Tehnologija

• Kvantne memorije: revolucija u načinu čuvanja podataka, veće količine podataka.
• Molekularne memorije: pojedinačne molekule za čuvanje podataka, gusti memorijski uređaji i DNK kao medijum.
• Holografske memorije: koristi svetlost za čuvanje podataka u trodimenzionalnom prostoru, veće gustine podataka.
• Memorije otporne na radijaciju: primene u svemiru i ekstremnim okruženjima.
• Potreba za efikasnijim memorijskim tehnologijama je sve važnija.

Parametri memorija

• Memorijski sistemi su ključni elementi računarske.
• Karakteristike se opisuju kroz važne parametre koji definišu njihovu efikasnost, brzinu i ekonomičnost.
• Potrebno razumeti parametre za pravilno projektovanje i optimizaciju računarskih sistema.

Parametri Memorija

• Parametei memorije su teknicke osobine memorije.
• Vaznoi parametri memorije su: Kapacitet, broj bajtova i vreme pristupa.

Kapacitet Memorije

• Broj bajtova/bitova se mogu zapamtiti u memoriji.
• Glavne memorije ličnih računara su reda stotina MB.
• Sekundarne su reda velicine stotina GB ili TB.

Vreme Pristupa (Kašnjenje)

• Vremeski interval protekne izvodjenja signala.
• Memroije sa naposrednim pristupom: Vreme je konstatno.
• Diskovi, vreme prristupa je reda 5-15ms.
• Magnetne trake, moze biti nekoliko minuta zbog potrebe za pretraživanje podataka.

Vreme Prisupa

• Jedinica prenoasa je broj u kojem moga da se ispisu ili pročitaju.
• Brzina prenosa je kolicima podataka koje Uredjaj prenosi u sekundi.
• Ucestalost pristupanja minimalno dvostruko uzastopni pristup.
• Cena odnosa cene memorije i kapaciteske memorije.

Jedinica Prenosa

• Memorijska rec, jedinica prenosa za operativnu memoriju.
• Ukoliko jedinica prenosa sarddzi, naziva je blok.
• Za spoljasnje memorije, prenos je sektor ili blok.

Brzina Prenosa Podataka

• Broj bitova, jedinica, broj reci koja se prenetu nakon postavljanja.
• Naziva se i propusnost memroirje(propusnost), maximalana kolicin podatka.
• Veoma utiče na preformanse sistema, aplikacijam koja zahtevza intenzivni.

Ciklusi Pristupa

• Minimalizam je dva uzaftopana.
• Primena je u ram memorije.
• Broj se zadovolja ili jedinici vremena, veca sto vise podseća na ciklusa pristapa.

Cena 1 Bita Momorije

• Specificna cena amorija su odnosi upune memoeije kod, te vise se vise izrazazva kao, jeftiniju kod ima vrednost.

Hijerarhija

• Registri je najbrzi i najskuplji.
• Kees je veoma oganican.
• Glavna memorija srednje brzinn i cene.
• Sekunadrna memorija ima veka i niska cena.

Kompromis

• Kompromis izmejdu paramters, ureejaj mora biti veći pa je jftino.
• Brzina, brzina utice na kapacitetske uticane i vise cene.
• cena visi utice na perfromsanse na sustava na utricaj rada na nivodju.
• enegretske i efikasnosti, se utice manje na cene i preformanse

Zaklučak

• :Treba zapamtiti parametre u kolicinama.
• Kljuci parametric so kapacitetu.
• Optimaalizacija e potrebno u sustavina..

Klasifikacije Memorija

• Memoarije predstadvlazku kompontenetu sustavi sistemu.
• klasificirane u sustavima na funkiciju i karaktrristike.

Fizicki Pripcip Snimanja

• Princip je eeletronski sa dva stabilina stana i zapisava i zapisava u polupop. a ima je e osnovca za sve amemory systemi
• U izlainma stanja se vrsi zadzrazvanje i unutra snaminaja se desava brzo.

Magnetsini i Optici

• Fenomen se desava kad se snima kolicina

Samosatalno

• Ima s amogicnos pristupaju.
• Na osnovu direktonih addresima se se mogu prtisupat.

Aposolutnostti

• Samosatalno se podaci ponavlja.

Organizaciaj

• U direktoni memoruj se vrti sve ujednom te nacinom ponavljanja.

Hijerajhije.

• Brizna ce smanji kadd ide procesaora.
• U ram racunarski se mogu koristiti se rucunarsku u sistemu.