Η μνήμη αρχικά από τον Turing και στη συνέχεια από τον Von Neumann, που έθεσε τις αρχές λειτουργίας των υπολογιστών, θεωρήθηκε σαν βασικό συστατικό της δομής ενός υπολογιστή. Η ύπαρξή της κύριας μνήμης σε έναν υπολογιστή είναι απαραίτητη γιατί ανεξάρτητα σε ποια βοηθητική μονάδα μνήμης βρίσκεται ένα πρόγραμμα (σκληρός δίσκος, δισκέτα, CD- ROM) για να εκτελεστεί αυτό το πρόγραμμα θα πρέπει να μεταφερθεί στην κύρια μνήμη και να παραμείνει εκεί για όλη τη διάρκεια εκτέλεσής του.
Η κύρια μνήμη ενός συστήματος υπολογιστή αποτελείται από ένα σύνολο κελιών ή κυψελίδων ή πιο απλά θέσεις μνήμης. Κάθε κελί ή θέση μπορεί να αποθηκεύσει ένα σταθερό αριθμό ψηφίων. Ο αριθμός αυτός συνήθως είναι 8 bits ή πολλαπλάσιό του και ονομάζεται μήκος λέξης. Κάθε κελί χαρακτηρίζεται από ένα μοναδικό αριθμό, ο οποίος προσδιορίζει τη διεύθυνσή του. Μέσω της διεύθυνσης αυτής ο επεξεργαστής και τα προγράμματα μπορούν να αναφέρονται στο περιεχόμενο του κελιού. Εάν μια μνήμη έχει m κελιά, τότε οι διευθύνσεις της είναι από το 0 μέχρι το m-1 ή διαφορετικά, αν η διεύθυνση παριστάνεται με n δυαδικά ψηφία, οι διευθύνσεις της μνήμης κυμαίνονται από 0 έως 2ⁿ-1, ενώ ισχύει 2ⁿ=m. Οι διευθύνσεις των κελιών συνήθως εκφράζονται στο 16-δικό σύστημα. Το σχήμα 5.1.2 απεικονίζει την οργάνωση της μνήμης με τις λεπτομέρειες που προαναφέρθηκαν για τα κελιά, το μήκος τους και τις διευθύνσεις.

Ο αριθμός που προσδιορίζει κάθε θέση μνήμης, η διεύθυνσή της, είναι μοναδικός και δεν αλλάζει, σ' αντίθεση με το περιεχόμενο των κελιών που είναι μεταβλητό.

Το μέγεθος ενός κελιού μνήμης ονομάζεται λέξη και αποτελεί τη βασική μονάδα αναφοράς στην οργάνωση της μνήμης. Το μήκος της λέξης είναι συνήθως από 1 μέχρι και 8 bytes ή μεγαλύτερο και χαρακτηρίζει τις δυνατότητες του επεξεργαστή. To byte συνήθως καθορίζει και τη μικρότερη μονάδα μνήμης στην οποία μπορεί να έχει άμεση πρόσβαση ο επεξεργαστής.

Oι λειτουργίες γραφής και ανάγνωσης

Οι δύο λειτουργίες που μπορεί να εκτελέσει μια μνήμη τυχαίας προσπέλασης είναι η γραφή και η ανάγνωση. Το σήμα γραφής κανονίζει τη λειτουργία μεταφοράς προς τη μνήμη και το σήμα ανάγνωσης τη λειτουργία μεταφοράς από τη μνήμη. Τα εσωτερικά κυκλώματα δέχονται ένα από αυτά τα σήματα ελέγχου και εκτελούν την επιθυμητή λειτουργία. Τα βήματα που ακολουθούνται για τη μεταφορά μιας λέξης στη μνήμη είναι τα ακόλουθα:

1. Μεταφορά της δυαδικής διεύθυνσης στις γραμμές διεύθυνσης.
   
2. Μεταφορά των bits δεδομένων, τα οποία θέλουμε να αποθηκευτούν στη μνήμη, στις γραμμές εισόδου δεδομένων.
   
3. Ενεργοποίηση της εισόδου ελέγχου γραφής.
   Η μονάδα μνήμης θα πάρει τότε τα bits από τις γραμμές δεδομένων και θα τις αποθηκεύσει στη λέξη που καθορίζουν οι γραμμές διεύθυνσης.

Σχήμα 4.1.2 - Η οργάνωση της κύριας μνήμης

ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ 4

Θυμάστε τον τρόπο με τον οποίο απεικονίζεται σχηματικά μια μνήμη ROM; Να σχεδιάσετε το συμβολικό διάγραμμα μιας μνήμης ROM. Για περισσότερες λεπτομέρειες για τη μνήμη ROM να ανατρέξετε στο βιβλίο του M. Morris Mano: «Ψηφιακή Σχεδίαση» και συγκεκριμένα στην ενότητα 5.7: «Μνήμη ανάγνωσης μόνο: ROM».

ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑΣ 4