Računalniški pomnilnik je na splošno opredeljen kot notranji ali
kot zunanji pomnilnik. Notranji pomnilnik, imenovan tudi "glavni ali primarni pomnilnik", se nanaša na pomnilnik, v katerem so shranjene relativno majhne količine podatkov, do katerih je mogoče hitro dostopati, ko računalnik deluje. Zunanji pomnilnik, imenovan tudi "sekundarni pomnilnik", se nanaša na naprave za shranjevanje, ki lahko vztrajno ali zmeraj shranjujejo podatke. Lahko so vgrajene ali odstranljive naprave za shranjevanje. Primeri so trdi disk ali pogoni SSD, pogoni USB in zgoščenke. |
Pomnilnik tima RAM:Obstajata dve glavni vrsti RAM Dynamic RAM (DRAM) in Static RAM (SRAM).
SRAM je sestavljen iz štirih do šestih tranzistorjev. Podatke pomni, dokler je pod napetostjo in ga v nasprotju z DRAM ni potrebno periodično osveževati. Kot tak je SRAM hitrejši, vendar tudi dražji, zaradi česar je DRAM bolj razširjen pomnilnik v računalniških sistemih. Poznamo več vrst DRAM (SDRAM, RDRAM, DDR1, DDR2, DDR3,..). Razlikujejo se predvsem po hitrosti. Poleg tipov DRAM in SRAM omenimo še NVRAM (Non-Volatile RAM). Ta obdrži podatke celo ob izklopu elektrike (primer: pomnilnik Flash) Pomnilnik tipa ROM:ROM (Read Only Memory) je pomnilnik samo za branje in obdrži podatke tudi brez električnega napajanja. Je bolj podoben trajnemu shranjevanju podatkov. Tako lahko shrani program za zagon računalnika (bootstrap loader), s katerim pri vklopu računalnika naloži in zažene operacijski sistem. Imamo več vrts pomnilnikov ROM: PROM (programabilni ROM), EPROM (izbrisljiv PROM) in EEPROM (električno izbrisljiv PROM). |
Sekundarni pomnilnik je prostor, kjer se programi in podatki hranijo na dolgi rok. Običajne sekundarne pomnilniške naprave so trdi disk in optični diski.
|
Med delovanjem programov v računalniku ti niti ne potrebujejo vseh podatkov (pomnjenih na disku) naenkrat. Zato so podatki na zunanjem mediju organizirani v podatkovne bloke. Ko potrebujemo podatke iz datoteke, prenesemo v glavni pomnilnik le ustrezen podatkovni blok. In s temi podatki rokuje program, kot da bi bili to podatki iz datoteke (vendar ima hiter dostop, saj sta tako program kot tudi tak blok v glavnem pomnilniku). Po morebitni spremembi takega podatkovnega bloka je (najkasneje na koncu) potrebno blok spet prepisati v datoteko (in jo tako posodobiti). Medtem ko procesor računalnik obdeluje z enim blokom podatkov v glavnem pomnilniku, se lahko naslednji blok podatkov z diska prebere v drug del glavnega pomnilnika in pripravi za procesor. Eno od opravil operacijskega sistema je upravljanje glavnega pomnilnika in diskov na ta način. Kadar CPE potrebuje dostop do pomnilnika, najprej preveri predpomnilnik. Če podatkov ne najde v predpomnilniku, pogleda v glavni pomnilnik. Prav tako prenese blok nedavnih podatkov v predpomnilnik. Za namestitev kopije novih podatkov briše stare podatke v predpomnilniku. |
Opomba: Prav zato, ker programi uporabljajo "kopijo podatkov" iz datoteke, moramo poskrbeti za posodobitev datotek pred izklopom računalnika ali preden izvlečemo ključek iz USB vrat.
Podatki ali vsebina glavnega pomnilnika, ki jih CPE ponovno in vedno znova uporablja, so shranjeni v (hitrem) predpomnilniku,. Tako lahko do njih zlahka dostopamo v krajšem času.
Učinkovitost predpomnilnika merimo z veličino, ki ji pravimo hit ratio. Ko CPE naslovi pomnilnik in najde podatek v predpomnilniku, pravimo temu zadetek (hit). Če pa iskanega podatka še ni štejemo to kot zgrešitev (miss). Razmerje zadetkov je računano po naslednji formuli:
Hit Ratio = Hit/(Hit + Miss)
V
načrtovanju računalniškega sistema je hierarhija pomnilnika
izboljšava , ki lahko skrajša čas dostopa. Hierarhija pomnilnika
temelji na obnašanju programa, ki je znano kot lokalnost naslovov.
Leva slika prikazuje različne ravni hierarhije pomnilnika. Pomožni oziroma sekundarni pomnilnik je običajno cca 1000 krat počasnejši od glavnega pomnilnika. Zato je na dnu hierarhije. Predpomnilnik (cache) je približno 10 krat hitrejši od glavnega pomnilnika. |
Centralna
procesna enota komunicira z glavnim pomnilnikom. Pogosto uporabljeni podatki so CPE na voljo v hitrejšem predpomnilniku. Trajno pomnjeni podatki so na sekundarnih pomnilnikih, do katerih ima CPE dostopa posredno preko vhodno izhodnih kanalov. |
Vsak tip pomnilnika je v bistvu zbirka številnih pomnilniških lokacij. Do dostopa do kakršnegakoli podatka v kateremkoli pomnilniku mora biti tak podatek lociran (vedeti moramo njegov naslov). Šele zatem lahko podatek berermo iz pomnilnika. Poznamo naslednje metode dostopanja do podatkov iz pomnilniških lokacij: