Számítógépes memória – definíció, működés, bitek és bájtok

A memóriabájt egy karaktert, például egy számot, betűt vagy szimbólumot ábrázoló kód tárolására szolgál. Nyolc bit 256 különböző kódot képes tárolni. Ezt elégnek gondolták, és a bájtot nyolc bitben határozták meg. Ez lehetővé teszi a tíz decimális számjegy, 26 kisbetű, 26 nagybetű és számos szimbólum tárolását. A korai számítógépek hat bitet használtak egy bájtra. Ezzel 64 különböző kódot kaptak. Ezek a számítógépek nem rendelkeztek kisbetűkkel.

Az informatikusoknak meg kellett állapodniuk abban, hogy melyik kód képviselje az egyes karaktereket. A legtöbb modern számítógép az ASCII-t, azaz az amerikai szabványos információcsere-kódot használja. Az ASCII-ben minden kód nyolc bitből áll - 0-k és 1-ek tetszőleges kombinációjából -, és egy karaktert alkot. Az A betűt a 01000001 kód jelöli.

Ahhoz, hogy a világ összes nyelvének összes különböző karakterét figyelembe lehessen venni, a modern számítógépeknek több mint 256 különböző karakterre van szükségük. Egy másik, Unicode nevű kódrendszer 1 112 064 különböző karaktert tesz lehetővé azáltal, hogy minden karakterhez egytől négy bájtig terjedő bájtot használ.

A számítógép CPU-ja minden egyes bájtot elér. Minden egyes bájthoz egy címet használ. A számítógép memóriacímei nullával kezdődnek, és a számítógép által használható legnagyobb számig tartanak. A régebbi számítógépek korlátozottan tudtak memóriát címezni. A 32 bites számítógépek akár 4 GB memóriát is meg tudnak címezni. A modern számítógépek 64 bitet használnak, és akár 18 446 744 073 709 551 616 bájt = 16 exabájt memóriát is meg tudnak címezni.

A számítógépek által használt számok nagyon nagyok lehetnek. A könnyebbség érdekében a K (kilobájt) vagy Ki (kibibájt) egységet lehet használni. A számítógépes memóriában a számok kettes hatványai. Egy kibibájt kétszer 10 hatványa, azaz 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2, és 2¹⁰ = 1024 bájtként írható. Például 64 Kibibájt memória, amelyet 64KiB vagy 64KB-ként írunk, 65 536 bájtnak felel meg (1 024 × 64 = 65 536). Nagyobb memóriakapacitások esetén a megabájt (MB) vagy mebibájt (MiB) és a gigabájt (GB) vagy gibibájt (GiB) egységeket használják. Egy megabájt számítógépes memória 2 ²⁰byte-ot vagy 1024KB-t jelent, ami 1 048 576 byte-ot jelent. Egy gibibájt 2 ³⁰bájtot vagy 1024 MB-ot jelent.

A számok kettő többszörösei. Ezért van az, hogy egy kilobájt memória 1024 bájt, és nem 1000, mint a kilogramm esetében. A Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság (IEC) e félreértés elkerülése érdekében a bináris hatalmakra a kibibyte, mebibyte és gibibyte elnevezéseket használja. A kilobájtot, megabájtot és gigabájtot 10-es hatványokra használják. A Joint Electron Device Engineering Council (JEDEC) megtartotta a régebbi elnevezéseket. Ráadásul a számítógépes tárolók, például a merevlemezes meghajtók (HDD) méreteit is tízes hatványokban mérik. Tehát egy 500 GB-os lemezmeghajtó 500 x 1000 x 1000 x 1000 x 1000 bájt. Ez sokkal kevesebb, mint 500 GB memória, ami 500 x 1024 x 1024 x 1024 x1024. A legtöbb informatikus még mindig a régi elnevezéseket használja, és nem szabad elfelejteniük, hogy a mértékegységek különbözőek, amikor memóriáról és tárolóeszközökről beszélnek.

Vannak olyan programok és utasítások, amelyekre a számítógépnek mindig szüksége lesz. Az olvasható memória (ROM) az állandó memória, amelyet ezeknek a fontos vezérlőprogramoknak és rendszerszoftvereknek a tárolására használnak az olyan funkciók elvégzéséhez, mint a bootolás vagy a programok indítása. A ROM nem illékony. Ez azt jelenti, hogy tartalma nem vész el, ha a készüléket kikapcsolják. Tartalma a számítógép megépítésekor íródik, de a modern számítógépekben a felhasználó speciális szoftverrel megváltoztathatja a tartalmát.

A véletlen hozzáférésű memóriát (RAM) a számítógépes rendszer munkamemóriájaként használják. Ideiglenesen tárolja a bemeneti adatokat, a közbenső eredményeket, a programokat és egyéb információkat. Olvasható és/vagy írható. Általában illékony, ami azt jelenti, hogy az összes adat elvész, ha a készüléket kikapcsolják. A legtöbb esetben az adattárolóként használt merevlemezről töltődik be újra.

A nem-illékony memória olyan számítógépes memória, amely a tárolt információt akkor is megőrzi, amikor nincs áramellátás.
A nem-illékony memória példái a következők:

• csak olvasható memória
• flash memória

Néha a számítógépes tárolásra is utalhat. Ezek mindig nem illékonyak.
Példák:

• Flash-memóriát használó szilárdtest-eszközök, mint például a szilárdtest-meghajtók (SSD) és az USB flash meghajtók.
• Mágneses számítógépes tárolóeszközök, például merevlemezes meghajtók (HDD), floppylemezek és mágnesszalagok.
• optikai lemezek, például CD-ROM, DVD-ROM és Blu-ray lemezek
• papírtárolás, mint például papírszalag és lyukkártyák