Transcript BAB 1: INGATAN & STORAN

INGATAN & STORAN
Ingatan
utama
–menyimpan secara sementara
–Cepat
–Kapasiti terhad
Ingatan
sekunder
–Menyimpan secara kekal
–Perlahan
–Kapasiti besar
2001/2002
TK 2123-BAB 1
1
Ingatan Utama

Bahagian yg menyimpan suruhan dan data
 Unit asas: 0, 1 (bit)
 Data disimpan dalam sel / lokasi
 Setiap lokasi mempunyai alamat
– Jika terdapat n lokasi, maka terdapat n-1 alamat (bermula
dari 0)


Saiz sel semuanya sama (dalam ukuran bit)
Bilangan sel bergantung kepada saiz alamat
– Jika saiz alamat m bit, maka bilangan sel adalah 2m
– Cth:
• saiz 2 bit – 4 sel
2001/2002
TK 2123-BAB 1
2
Ingatan Utama




Kebanyakaan pengeluar komputer mempiawaikan 8 bit = 1 bait
Komputer 16 bit : 1 kata = 16 bit
Komputer 32 bit : 1 kata 32 bit
2 ciri utama yang membezakan ingatan
– Kapasiti
– prestasi

Kapasiti – jumlah bit yang dapat dimuatkan dalam 1 ingatan
– 1K = 1024 bait
– 1M = 1024 K bait
– IG = 1024 M bait

Prestasi :
– Masa capaian: masa untuk melakukan operasi baca atau tulis
– Masa kitar ingatan: masa capaian dan masa tambahan sebelum
capaian seterusnya dapat dilakukan
– Kadar perpindahan: kadar perpindahan dari / ke unit ingatan
2001/2002
TK 2123-BAB 1
3
Penyusunan Bait

“Big endian” – penomboran dari kiri
0
4
8
12
0
4
8
12
2001/2002
1
5
9
13
2
6
10
14
3
7
11
15
0
4
8
12
A
B
R
0
TK 2123-BAB 1
B
A
0
0
U
K
0
0
A
0
0
4
Penyusunan Bait

“Little endian” – penomboran dari kanan
0
4
8
12
3
7
11
15
2
6
10
14
1
5
9
13
0
4
8
12
0
U B
A
4
A
K
A
B
8
0
0
0
R
12 0
0
0
0
Masalah: penghantaran data – tafsiran tidak tepat
 Penyelesaian: guna perisian yang boleh mengubah
cara penyusunan

2001/2002
TK 2123-BAB 1
5
Kod Pembetulan Ralat






Untuk mengesan ralat jika wujud
Gunakan r bit tambahan sebagai semakan
Maka, panjang bit kata adalah n = m+r dengan m bit
data, r bit semakan
Terdapat 2n pola bit yang boleh dibina tetapi hanya
2m sahaja yang sah
Gunakan alkhwarizmi Hamming
Alkhwarizmi Hamming – Tentukan jarak Hamming
dengan operasi ATAU EKSLUSIF(XOR)
2001/2002
TK 2123-BAB 1
6
Alkhwarizmi Hamming

Jadual Operasi ATAU EKSLUSIF
A
0
0
1
1
2001/2002
B
0
1
0
1
A XATAU B
0
1
1
0
TK 2123-BAB 1
7
Alkhwarizmi Hamming

Contoh:
– Data yang sah– 0001 1111, 1111 1100, 1111 0100
– Data yang diterima – 1111 1110
– Alkhwarizmi Hamming – Tentukan jarak Hamming dengan
operasi ATAU EKSLUSIF
– Jarak yang minimum adalah data yang sebenar
00011111
11111100
11110100
11111110
11111110
11111110
11100001
00000010
00001010
2001/2002
TK 2123-BAB 1
8
Jenis-jenis ingatan


Asal – diperbuat dari teras bermagnet
1970an – guna semikonduktor
Ingatan Semikonduktor
RAM
SRAM
2001/2002
DRAM
ROM
ROM
PROM
TK 2123-BAB 1
EPROM
9
RAM






RAM – Random Access Memories atau Ingatan
Capaian Rawak
Boleh dibaca & ditulis
2 jenis : statik (SRAM) & dinamik (DRAM)
SRAM – menyimpan data secara statik (walaupun
kuasa dimatikan)
DRAM – mudah ternyahcas, maka perlu dicaskan
semula setiap beberapa juta nanosaat untuk
mengelakkan kehilangan data
Jenis-jenis DRAM: EDO RAM
2001/2002
TK 2123-BAB 1
10
ROM









ROM – Read Only Memories atau Ingatan Baca Sahaja.
Data dalam ROM dimasukkan ketika proses dikilang.
Kebanyakkannya digunakan untuk menyimpan aturcara pemula
atau pemuat bootstrap.
Fungsi pemuat bootstrap – untuk menghidupkan sistem
pengoperasian.
Ada 2 jenis – PROM dan EPROM
PROM – boleh dimuatkan aturcara oleh pengguna secara
pengaturcaraan medan
EPROM – boleh diaturcarakan dan dipadam
EPROM dipadamkan dengan cahaya ultra-ungu
EEPROM – sejenis EPROM
– Dikenali sebagai EAROM yang dapat dipadamkan dengan
denyutan elektrik
2001/2002
TK 2123-BAB 1
11
Ingatan Bersekutu



Masalah : Gelintaran dilakukan secara berjujukan,
Jika guna rujukan alamat, maka lambat
Penyelesaian : Capaian menerusi kandungan ingatan
Harganya mahal berbanding ingatan capaian rawak
2001/2002
TK 2123-BAB 1
12
Ingatan Para
Perpindahan data
INGATAN
CPU
INGATAN
PARA



Masa capaian data adalah lambat berbanding masa
pemprosesan data
Ini sebabkan fenomena kesetempatan capaian
ingatan
Penyelesaian : gunakan ingatan para
2001/2002
TK 2123-BAB 1
13
Ingatan Para

Ingatan para iaitu ruang ingatan yang kecil
– Maka ruang pengelintaran juga dikecilkan –> lebih pantas




Prestasi diukur dengan ukuran Nisbah kena iaitu
nisbah bilangan kena terhadap bilangan capaian
Kena iaitu data yang dikehendaki berada di ingatan
para
Perpindahan data dari ingatan utama ke ingatan para
-> pemetaan
2 jenis pemetaan:
– Pemetaan bersekutu
– Pemetaan langsung
– Pemetaan bersekutu-set
2001/2002
TK 2123-BAB 1
14
Ingatan Para

Pemetaan bersekutu
– Menyimpan alamat ingatan & data dalam ingatan para.
– Cara ini cepat & mudah
– Tetapi perlukan ruang ingatan para yang banyak

Pemetaan langsung
– Alamat dipecahkan kepada tag & indeks
– Ingatan para simpan tag & data sahaja
– Masalah: indeks adalah unik (indeks sama tag berlainan
tidak dibenarkan)
– Penyelesaian: gunakan pemetaan bersekutu-set

Pemetaan bersekutu-set
– Tag & data disekutukan
2001/2002
TK 2123-BAB 1
15
Cip ingatan




Merupakan ingatan semikonduktor dalam bentuk litar
bersepadu.
Kapasiti besar (hingga 128M) & harga rendah
Organisasi cip ada pelbagai
Contoh : cip 256K
– 32K * 8 cip : setiap cip menggunakan 32 alamat ingatan
dengan 15 talian untuk memilih lokasi ingatan
– 256K * 1cip : menggunakan 1 cip dengan 256 alamat
ingatan dan 18 talian untuk memilih lokasi ingatan
2001/2002
TK 2123-BAB 1
16
Cip Ingatan
32K *
8
2001/2002
256K
*1
TK 2123-BAB 1
17
Organisasi Ingatan

2 cara susunan cip ingatan:
– 1 ingatan dgn bilangan kata yg byk
– 1 ingatan dgn saiz kata yg besar

Contoh:
– 4 cip 32K * 8 membentuk ingatan 32K
Cip
32K*8
2001/2002
Cip
32K*8
TK 2123-BAB 1
Cip
32K*8
15 talian
Cip
32K*8
18
Organisasi Ingatan

Contoh:
– 4 cip 32K * 8 membentuk ingatan 128K
– Penyahkod digunakan untuk menentukan cip pilihan
– Penyahkod menghasilkan 2n talian output bagi n talian input
• Cth ini menggunakan 2 talian input, jumlah semua talian 17
15 talian
Penyah
kod
2001/2002
Cip
32K*8
Cip
32K*8
TK 2123-BAB 1
Cip
32K*8
Cip
32K*8
19
Storan Sekunder

4 jenis
–
–
–
–
Pita magnet
Cakera magnet
Cakera liut
Cakera optik
2001/2002
TK 2123-BAB 1
20
Pita Magnet

Struktur pita
Tanda titik muat
Tanda hujung pita
Label
Keluaran

Fail 1
Fail 2
Bagaimana maklumat disimpan pada pita
1 aksara






2001/2002









































1
2

3
4


5
6
7


TK 2123-BAB 1
8
9
21
Pita Magnet


Kapasiti pita dikira sebagai bait perinci (bpi) cth 800
bpi, 1600 bpi, 6250 bpi
Bagaimana maklumat dari pita dibaca
Relung
pita
Pita
Kepala bacatulis
2001/2002
TK 2123-BAB 1
22
Cakera Bermagnet





Merupakan logam berdiameter 5-10 inci & disadur
dgn lapisan bermagnet
Maklumat direkodkan di atas bulatan terpusat yg
dipanggil jejak
Terdapat beratus jejak pada 1 permukaan cakera
Setiap jejak dibahagikan kepada beberapa sektor,
biasanya 10-100 sektor
Maklumat disimpan dalam sektor
2001/2002
TK 2123-BAB 1
23
Cakera Bermagnet

Bagaimana cakera magnet dibaca
Aci /
gelendung
cakera
Pergerakan
kepala bacatulis ke dalam
dan keluar
Kepala bacatulis
Lengan kepala bacatulis
2001/2002
TK 2123-BAB 1
24
Cakera Liut

Bersaiz kecil, mudah dibawa dan anjal.
 Perbandingan 4 jenis disket
Saiz(inci)
5.25
5.25
3.5
3.5
Kapasiti(bait)
360K
1.2M
720K
1.44M
Jejak
40
80
80
80
Sektor
9
15
9
18
Kepala
pemacu
2
2
2
2
Pusingan/minit
300
360
300
300
Purata Data
250
500
250
500
2001/2002
TK 2123-BAB 1
25
Cakera optik





Cth : CD-ROM
Mampu menyimpan data yang banyak
Lebih tahan lasak berbanding cakera bermagnet
CD-ROM yang tak boleh ditulis dipanggil WORM
(Write once Read Many)
Untuk membaca data darinya tidak perlukan kepala
baca-tulis -> tiada perlanggaran permukaan
2001/2002
TK 2123-BAB 1
26