Hauptspeicher
Im Hauptspeicher (Zentralspeicher, interner Speicher) werden Daten und Programme abgelegt,
die für die aktuelle
Aufgaben stellung erforderlich sind und für die der Prozessor einen schnellen Zugriff
haben muß.
Er ist deshalb Bestandteil des Motherboards.
Der interne Speicher setzt sich aus einer Vielzahl von Speicherelementen zusammen.
Jedes Element nimmt auf ein äußeres Signal hin einen von zwei möglichen Zuständen an
(0 oder 1) und behält ihn bei,
bis ein erneutes Signal ihn wieder ändert. Jedes Speicherelement beinhaltet also ein Bit.
Für die Darstellung einer Zahl oder eines Zeichens werden in der Regel 8 Bits benötigt,
die ein Byte bilden.
Die hierfür notwendigen acht Speicherelemente werden zu einer Speicher- zelle
zusammengefaßt und stellen die kleinste adressierbare Einheit dar. Zu einem Speicherwort
werden 4 Bytes zusammengefaßt. Auch dieses ist adressierbar.
Die Speicherkapazität des Arbeitsspeichers bewegt sich heute zwischen 2 bis 8 Megabyte
(MByte). Demgegenüber konnte der erste PC mit nur 64 Kilobyte (KByte) aufwarten !
Zum besseren Verständnis einen kurzen Ausflug zu den Kapazitäts- einheiten:
- 8 Bit = 1 Byte
- 1 KByte = 1024 Byte
- 1 MByte = 1024 KByte
Nicht alle Speicherplätze sind ohne weiteres nutzbar. Die Größe des Speichers allein
ist für seine Nutzung nicht ausreichend. Auch eine entsprechende Speicherorganisation ist
zu beachten. Sie steht in enger Verbindung mit dem verwendeten Betriebssystem und seiner
Möglichkeit, Speicheradressen darzustellen.
Bleiben wir vorerst bei den physikalischen Voraussetzungen für den internen Speicher.
Wird eine Speicherzelle nur nach ihrem Inhalt abgefragt und bleibt dieser dabei
unverändert, spricht man vom Lesen. Als Schreibvorgang wird das Ändern des
Speicherinhalts bezeichnet. Die entsprechenden Speicherbau- steine sind entweder als
Schreib-Lese-Speicher (RAM) oder als Festwert- speicher (ROM) ausgelegt.
Die verschiedenen Arten an möglichen Speicherelementen sind unter- schiedlich
kombinierbar. Ausschlaggebend hierfür ist das Vorhandensein entsprechender Steckplätze
auf dem jeweiligen Motherboard.
Von Interesse ist dabei, ob die Speicherplätze als Speicher-Chip oder als Speicher-Modul
zur Verfügung stehen. Beide spielen beim RAM-Speicher eine Rolle.
Die Zeit zum Lokalisieren und Ansteuern einer Speicherzelle einschließlich der Schaltzeit
wird unter dem Begriff Zugriffszeit zusammengefaßt. Zugriffs- zeiten bei marktüblichen
Computern bewegen sich im Nanosekunden- bereich (nsec). Eine Nanosekunde entspricht einer
Milliardenstel Sekunde oder 0.000000001 Sekunden! Zugriffzeiten des Rechners sind aus den
jeweiligen Handbüchern zu entnehmen. Je höher der Wert für die Zugriffs- zeit, desto
langsamer ist der Chip.
Und doch sind die Zugriffzeiten der Speicherelemente eines Hauptspei- chers für das
Bestreben nach Beschleunigung nicht ausreichend.
Mit dem Einschalten sogenannter Cache-Speicher will und kann man sie jedoch erreichen.
Auch Puffer-Speicher wirken beschleunigend, stellen aber in erster Linie eine
Ausgleichmöglichkeit für die Geschwindigkeitsunterschiede zwischen Zentraleinheit und
peripheren Geräten dar und gehören so auch nicht zum Hauptspeicher.