|
== Basiseenheid voor verwerking - Bit ==
De basiseenheid van verwerking is een binaire digit (afgekort: bit). Een bit heeft twee toestanden: een 0 of een 1. Deze twee toestanden kunnen voorgesteld worden in anderedoor (fysische) grootheden zoals spanning, stroom, licht...
Een voorstelling van een decimaal getal met bits kan via de BCD-notatie. (Binary Coded Decimal).
Hierbij zal men elke decimale digit (= tekencijfer) voorstellen door zijn binair equivalent. Aangezien een tekencijfer een waardevan kande aannemen vanwaarden 0 tot en met 9 kan aannemen van, zijn er 4 bits nodig om elkalle tekencijfers binair voor te stellen (3 bit kan slechts 8 verschillende waarden voorstellen, dit zijn er twee te weinig voor de reeks van 0 tot en met 9).
<blockquote style='border: 1px solid blue; padding: 2em;'>
'''Byte'''<br />
De adresseerbare eenheden van het geheugen zijn meestal bytes (8 bits). Alleen voor heleheel simpeleeenvoudige processoren, zoals die in toetsenborden gebruikt worden, worden wel 4-bits processoren gebruikt.
'''Woord'''<br />
'''Adresbus'''<br />
De microprocessor heeft aan de buitenkant een aantal verbindingen die samen de adresbus hetenvormen. Op deze verbindingen (32 stuks in het geval van een 32-bits adresbus) komt van het adres te staan waarvan de processor de waarde uit het geheugen wil lezen of schijven. De data wordtworden via de databus uitgewisseld. De grootte hiervan is gelijk aan de woordbreedte van de computer.
== Volgorde van bytes ==
Een computer bezit een geheugen,; dit geheugen is een soort gigantisch kladblok waar data in geschreven kankunnen worden, om makkelijk data terug te vinden zijn er geheugen adressengeheugenadressen. Een 32 bit computer-bitscomputer heeft zo geheugenadressen die bestaan uit 32 bits. Zo kunnen dus <math>2^{32}</math> verschillende geheugenlocaties aangesproken worden. Indien een geheugenlocatie (de kleinste adresseerbare hoeveelheid) bijvoorbeeld 1 byte bevat beslaat het geheugen maximaal <math>2^{32}</math> bytes
(of 4.294.967.296 byte, zijnde een geheugenlimiet van 4 gigabyte op een standaard x86 machine). Het opslaan van een enkele byte is dus geen enkel probleem. Wanneer men 0xAF wegschrijft op adres 0x12341234 dan zal dit perfect lukken en dan zal deze byte er steeds zo uitkomen. Nu kan een enkele byte niet bijster veel informatie bevatten, amper 256 <math>2^{8}</math> verschillende waarden. De oplossing is simpel, gebruik gewoon meer bytes gebruiken. Een mooi voorbeeld is een standaard IP adres. Neem 192.168.1.1 bijvoorbeeld, dit is een 32 bits getal en vereist dus 4 bytes. Wanneer dit omgerekend wordt naar hexadecimaalhexadecimale voorstelling, geeft dit 0xC0A80101 of de volgende bytes die in het geheugen gestockeerdopgeslagen moeten worden: 0xC0,0xA8,0x01 en 0x01. Nu zijn er twee manieren om deze byte op te slaan in het geheugen. Er iszijn onder meer de Big Endian benadering en de Little Endian benadering:
=== Big Endian ===
Bij een Big Endian system wordt de meest significante byte op het laagste geheugenadres geplaatst. Een mnemonic is: ''big end in'', of hetde meest significante wordt eerst geplaatst.
<pre>
Little Endian wordt vooral gebruikt op de Intel x86 architectuur.
Indien niet een byte, maar bijvoorbeeld een word (16 bit) de kleinste adresseerbare unit zou zijn, zou het probleem er alsvolgtals volgt uitzien:
<pre>
Adres: Inhoud (Big Endian): Inhoud (Little Endian):
== Cache geheugen ==
Het cachegeheugen is een geheugen in een computer dat sneller toegankelijk is dan waar de gegevens eigenlijk opgeslagen zijn. Wanneer informatie wordt verkregen op een langzame manier dan kan het in een cache geplaatst worden, zodat de computer wanneer die gegevens een volgende keer nodig zijn, ze uit het cache kan halen, in plaats van de langzame manier te herhalen. DitCache-geheugen principe heet een cache en het wordtkan op allerleiverschillende plaatsen gebruikttoegepast worden.
=== Level 1 ===
=== Geheugenchips ===
Van oudsher zijn er twee types geheugens aanwezig in computer.: RAM geheugen en ROM geheugens. Hierbij zijnis RAM (random access memory) geheugens geheugen waarin gelezen en geschreven kan worden (bijvoorbeeld een buffer om een tussenresultaat van een bewerking in op te slaan) en zijnis ROM (read only memory) geheugens geheugensgeheugen waaruit enkel gelezen kan worden (bijvoorbeeld om firmware in op te slaan). Maar daar niet iedereen hier even gelukkig mee is er nog een tussenoplossing van hybride oplossingen. Dit zijn geheugens waarinwaarvan de inhoud met een speciale procedure gewijzigd kan worden, maar waarin dit best niet heel vaak gebeurd (bijvoorbeeld om een firmware upgrade mogelijk te maken). Hieronder zullen we de meest voorkomende types van elke klasse bespreken:
'''RAM'''
RAM bestaat uit twee families, uit: DRAM (dynamisch) en uit SRAM (statisch). Het grote verschil tussen beide is de levensduur van de data. SRAM gaatkan een waarde die erin gestopt wordtis onbeperkt behouden, dit komt omdatdoordat SRAM gebaseerd is op de flipflop als schakeling, terwijl DRAM een waarde maar vluchtig, gaatd.w.z. behoudengedurende een korte tijd, kan behouden, daar DRAM gebaseerd is op een transistor en een condensator als bouwsteen. Daar deeen condensator zichaltijd constanteen zalzekere herladenontlading vertoont, is het nodig dat deze periodiek opnieuw geladen (refreshed) wordt, andersaangezien zalanders de inhoud van het geheugen verloren gaangaat. IndienHoewel DRAM aldus datschakelingen herlaadnodig gedoeheeft metdie zichhet meebrengtherladen verzorgen, waaromwordt blijftDRAM mentoch hetveel dan gebruikentoegepast, ? Wel doordatomdat een condensator en een transistor zeer weinig chipoppervlakte met zich meebrengen, wordtzodat ditDRAM zeer goedkoop en flipflop is een meer complexere bouwsteen die zowieso meer plaats op een chip zal innemen.
'''Hybride'''
Hybride geheugens zijn geheugens die wel gewijzigd kunnen worden en waarbij wijzigingen niet volatielvluchig zijn en worden bewaard, in tegenstelling tot RAM, na een stroomuitval. Een nadeel is dat het herhaaldelijk schrijven nefast kan zijn voor de levensduur van de chip. Veelvoorkomende types zijn hier EEPROM en Flash, welke hier besproken worden:
De huidige EEPROM (of Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) chips kunnen zo'n 100.000 wis/schrijf cycli aan waarbij gans de chip gewist en herschreven wordt.
Twee types ROM zullen hier besproken worden: PROM en EPROM:
PROM (Programmable Read Only Memory) is een ROM geheugen dat via een PROM programmer slechts eenmaal geschreven kan worden, dit gebeurt door het vernietigen (of bijmaken) van bepaalde connecties in de structuur van de chip (door wat vrije ruimte op verschillende plaatsen achter laten kan eventueel nog wat aan bugfxes gedaan worden, maar dit gebruik is toch wel redelijk beperkt). PROM chips worden bijvoorbeeld ook gebruikt in de cartridges van bepaalde spelconsoles.
EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) is een PROM type waarbij wissen van de chip mogelijk is onder invloed van UV licht (deze chips zijn typisch voorzien van een venster). Na een blootstelling aan UV licht kan de chip opnieuw geprogrammeerd worden, het geheel is dus natuurlijk niet herprogrammeerbaar in het circuit zelf.
| 