11-Memorie

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Con il termine memoria intendiamo qualunque circuito o dispositivo in grado di immagazzinare una informazione, trattenerla e restituirla ogni volta che ne venga fatta richiesta.

Anche se non ci facciamo caso, nella vita quotidiana utilizziamo spesso dispositivi che rientrano in questa definizione di memoria.

Per esempio, un LP o un CD sono dispositivi sui quali sono memorizzati brani musicali, come anche una audio cassetta. Per vedere un film ricorriamo invece ad una video cassetta. O ancora, una radiosveglia può mettersi in funzione ad un orario fissato, una calcolatrice può conservare un certo numero di dati, un video registratore può memorizzare un certo numero di canali televisivi, ma anche date e orari in cui avviare automaticamente una registrazione.

Notiamo prima di tutto che si possono individuare alcune differenze sostanziali. 

1. Alcune memorie contengono dati inseriti da noi, mentre altre devono essere utilizzate così come si trovano. Possiamo registrare un nuovo brano su una cassetta o un nuovo filmato su una video cassetta, oppure possiamo modificare a piacere l’orario di avvio del videoregistratore o dell’impianto di riscaldamento, mentre non possiamo inserire niente in un CD o in un LP.
2. La natura fisica delle varie memorie è molto diversa: possiamo tranquillamente affermare che la memoria rappresentata da un compact disk è certamente di natura differente rispetto al circuito di memoria presente in un video registratore o in una calcolatrice.
3. Esistono differenze nel modo di accedere alle informazioni: mentre nel caso di una cassetta dobbiamo far scorrere il nastro fino a raggiungere il brano desiderato (se non è il primo!), se usiamo un CD possiamo eseguire immediatamente il brano prescelto, a prescindere dalla sua collocazione fisica.

Da queste brevi considerazioni possiamo dedurre l’importanza di procedere prima di tutto ad una classificazione delle memorie esistenti. Successivamente dovremo imparare alcune definizioni e alcuni concetti per comprendere meglio le specifiche dei dispositivi di memoria presenti in commercio.

Vediamo allora in figura uno schema a blocchi che riassume la classificazione corrente dei dispositivi di memoria.

Una prima classificazione delle memorie riguarda la tecnologia con la quale sono realizzate.

Distinguiamo quindi fra le memorie a semiconduttore, ossia realizzate su chip di silicio, e tutte le altre, dette genericamente di massa.

Osservando il nostro prospetto, vediamo che le memorie vengono distinte anche in base alla modalità di accesso ai dati: 

1. ad accesso sequenziale: i dati sono disposti uno dopo l’altro e pertanto l’accesso ad uno di essi è possibile solo facendo scorrere tutti quelli che lo precedono.
2. ad accesso casuale o diretto (random): in questo caso l’accesso ad un qualsiasi dato è indipendente dalla sua collocazione all’interno del dispositivo di memoria.

Sono ad accesso casuale le memorie a nastro (audio, video o dati) e, fra quelle a semiconduttore, i registri a scorrimento. Sono ad accesso diretto le memorie RAM e ROM, gli hard disk e i CD.

Le memorie si distinguono anche in base alla possibilità di conservare o meno i dati in assenza di alimentazione. Pertanto abbiamo: 

1. memorie volatili: non conservano i dati se manca l’alimentazione. La RAM è di questo tipo.
2. memorie non volatili: anche in assenza di alimentazione non perdono il loro contenuto. Appartengono a questa categoria le ROM, le EPROM e tutte le memorie di tipo non elettronico (hard disk, floppy disk, CD, DVD, ecc.)

Tempo di accesso

La modalità di accesso ai dati influisce notevolmente su una importante caratteristica delle memorie, il tempo di accesso.

Il tempo di accesso di una memoria è il tempo necessario per reperire un dato memorizzato (tempo di accesso in lettura) o per memorizzare un dato (tempo di accesso in scrittura).

I tempi di accesso variano di molto fra i diversi tipi di memoria. Le RAM sono le memorie più veloci in quanto servono circa 10 milionesimi di secondo (10 nanosecondi) per leggere un byte.

Al contrario, i dischi fissi sono molto più lenti: per leggere 1 byte servono 10 millisecondi, cioè un tempo un milione di volte maggiore. Compact disk e DVD sono ancora più lenti, circa 10 volte più dei dischi fissi.

Ora, al di là delle differenze legate alla tecnologia di realizzazione, è chiaro che nel caso di memorie ad accesso casuale questo tempo è indipendente dalla collocazione del dato, mentre in quelle ad accesso sequenziale il tempo necessario a leggere o scrivere un dato dipende dalla sua collocazione. Per esempio, saranno necessari tempi diversi per raggiungere il primo o il quinto brano su di un nastro magnetico.

Naturalmente il confronto dei tempi di accesso, per avere un senso, va effettuato fra dispositivi della stessa natura tecnologica. Così possiamo confrontare una memoria ad accesso sequenziale ed una ad accesso random solo se sono entrambe a semiconduttore o entrambe di massa.

Capacità delle memorie

La capacità di una memoria indica la quantità di dati che questa può contenere.

Normalmente una memoria contiene dati di tipo binario, quindi la capacità viene espressa in bit o byte, ed il numero che la rappresenta è sempre una potenza di 2. I recenti sviluppi in questo campo, dovuti principalmente all’esigenza di disporre di elaboratori sempre più potenti, hanno portato alla costruzione di memorie di grande capacità per le quali sarebbe molto scomodo usare il bit o il byte. Pertanto useremo le unità di misura riportate nella Tabella.

Notare che 1 KB non è esattamente pari a 1000 byte (è uguale a 1024). Per questo si usa la K maiuscola e non minuscola come si fa di solito per indicare il mille (vedi km, kW ecc.). 

Unità di misura della capacità di memoria.

Tempo di mantenimento

Il tempo di mantenimento definisce la proprietà della memoria di mantenere nel tempo, senza alterarle, le informazioni immagazzinate.

Modi di impiego

Da quanto scritto in precedenza sappiamo che le memorie possono essere di sola lettura oppure di lettura e scrittura. Per esempio, le memorie ROM a semiconduttore e i dischi ottici sono memorie a sola lettura, nel senso che l’utente può leggere i dati immagazzinati ma non ha la possibilità di modificarli. Le RAM, i nastri o i dischi magnetici offrono invece la possibilità di scrivere e modificare dati, oltre che naturalmente di leggerli.

Le memorie di sola lettura si indicano generalmente con la sigla ROM (Read Only Memory), come avviene nel caso dei CD ROM.

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