Mälu (arvuti)

(Ümber suunatud leheküljelt Arvutimälu)

Mälu on arvuti komponent, kuhu talletatakse andmeid, mida hiljem saab kasutada arvuti või selle külge ühendatud seadmed. Üldiselt see viitab pooljuhtmäludele, täpsemalt MOS- (Metal-Oxide-Semiconductor) mälule, kus andmeid hoitakse MOS-mälurakkudes. Ühte mälurakku mahub 1 bit väärtusega 0 või 1. Igal mälurakkul on oma aadress, mis varieerub nullist kuni mälusuurusest ühe võrra väiksema arvuni.

Arvuti mälu peab olema võimeline tegema tööd väga suurel kiirusel. Töökiiruse suurendamiseks on kasutusele võetud vahemälu, mis võimaldab tõsta ka protsessori jõudlust. Kui on vajalik, siis võib arvutimälu viia ümber ka teisele säilitamise tasemele. Tavaliselt tehakse seda virtuaalmälu kasutusele võtmisega.

Mälu mahtu mõõdetakse baitides või bittides. Mälu jaguneb primaar- ja sekundaarsalvestiteks.

Primaarsalvesti moodustavad operatiiv- ehk põhi- ehk muutmälu (RAM) ja teised "sisseehitatud" seadised, sh püsimälu kiibid (ROM).

Sekundaarsalvestid ehk välismälud on järgmised:

Tähtis on teada, et eri tüüpi mälud on väga erinevad ning kõik mälutüübid ei pruugi kõikidele arvutitele sobida. [2]

AjaluguRedigeeri

1837. aastal Charles Babbage tutvustas avalikkusele esmakordselt täisautomaatset arvutusmasinat, mida tunti ka analüütilise masina nime all. See oli esimene arvuti, mis kasutas perfokaarte mäludena.

1932. aastal Gustav Tauschek leiutas trummelmälu, mis oli arvutimälude eelkäija. 10 aasta pärast leiutati ka esimene arvuti, mis kasutas seda.

1946. aastal leiutasid Freddie Williams ja Tom Kilburn esimese arvuti muutmälu, mida tuntakse kui Williamsi-Kilburni toru. Sinna mahtus kõigest 128 40-bitist sõna. 1940. aastate lõpul tuli teadlastel mõte kasutada arvutites ferriitmälu.

1950. aastal Ameerika valitsus avaldasid UNIVAC 1101 või ERA 1101, mis oli esimene arvuti, mis suutis kirjutada programme mällu ning neid sealt jooksutada. 50-ndate keskpaigas Konrad Zuse sai valmis esimese arvuti, mis kasutas magnetsalvestust.

1960-ndatel aastatel John Schmidt valmistas 64-bitise MOS-mälu. Sama kümnendi lõpus kirjeldati ka esmakordselt ühetransistorilist DRAM-i mälupesa, mis hiljem hakkas asendama ferriitmälu. Intel esitles oma esimest toodet 3301 Schottky bipolaarset 1024-bitist ROM-i.

1970. aastal Intel esitles DRAM-i, mis võimaldas hoiustada 1024 bitti ehk 1 kilobiti andmeid. Samal kümnendil avaldati ka EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), mis oli esimene püsimälu, mida sai vajaduselt muuta ultraviolettkiirguse abil. George Perlegos koos Inteliga tõi avalikuse ette esimese EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory ehk elektriliselt kustutatav programmeeritav püsimälu).

1984. aastal Fuijo Masuoka leiutas välkmälu. [3]

 
Personaalarvuti mälutüüpide suhted

PrimaarsalvestidRedigeeri

Primaarsed andmesalvestid peavad olema ühendatud arvuti protsessoriga. Pöördumine primaarsalvesti poole on palju kiirem pöördumisest sekundaarsalvesti poole, sest nende tööpõhimõtted on täiesti erinevad ja pealegi asub primaarsalvesti protsessorile väga lähedal [1]. Primaarsalvesteid on kolme tüüpi: protsessori registrid, põhimälu ja vahemälu.

Protsessori registridRedigeeri

Register on spetsiaalne eriti kiire mälupiirkond keskprotsessoris. Enne töötlemist peavad kõik andmed olema registrisse üle viidud. Registris võib olla ka üksnes mälupesa aadress, mitte andmed ise.[4]

Keskprotsessori registrite arv ja suurus määrab ära protsessori jõudluse. Näiteks 32-bitise keskprotsessori iga register on 32 bitti lai.[4]

PõhimäluRedigeeri

Põhimälu on mälu, mida saab protsessor otse kasutada. See sisaldab eri liiki mälusid, näiteks vahemälu ja süsteemi püsimälu (ROM). Tihti seostatakse seda aga hoopis muutmäluga (RAM).[5]

MuutmäluRedigeeri

Muutmälu (Random Access Memory ehk RAM) on arvutimälu see osa, kus hoitakse parasjagu kasutatavaid andmeid ja seadme tööks vajalikke programme. Erinevalt püsimälust toimub seal pidev andmevahetus protsessori ja teiste mäluseadmete vahel.[6] Muutmälu puuduseks on voolu kadumisel andmete kaotsi minek.

Muutmälu (RAM) jaguneb kaheks: DRAM (dünaamiline muutmälu) ja SRAM (staatiline muutmälu). SRAM on selline suvapöördusmälu, mis suudab säilitada oma andmed pinge korral, DRAMis peab andmeid aga mingi aja tagant uuendama. Seetõttu on SRAMi mõnevõrra lihtsam toota ja see tarbib vähem voolu kui DRAM. Samas läheb SRAMi puhul aga iga biti salvestamiseks vaja 6 transistorit, kuid DRAMil läheb vaja ainult ühte transistori ja ühte kondentsaatorit. Seega on DRAM mõnevõrra odavam ja on tänapäeval levinuim muutmälutüüp personaalarvutitel.[7]

PüsimäluRedigeeri

Püsimälu (Read-Only Memory ehk ROM) on mälu, kuhu saab salvestada andmeid ning need ei kao ära toite puudumisel. Seal on mõistlik säilitada andmeid, mida ei muudeta süsteemi tööaja jooksul, sest püsimällu kirjutatud informatsiooni ei saa enam elektrooniliselt muuta. [8]

VahemäluRedigeeri

  Pikemalt artiklis Vahemälu

Vahemälu on mälu sageli kasutatavate andmete ajutiseks säilitamiseks. Andmete lugemine vahemälust toimub palju kiiremini kui nende alalisest asukohast. Seal hoitakse põhiliselt andmeid, mida kasutab kõige tihedamini oma töös protsessor. Oma vahemälu võib olla keskprotsessoril (sinna loetakse andmed põhimälust), brauseril (sinna loetakse andmed veebist) ja kõvakettal.[9]

VirtuaalmäluRedigeeri

  Pikemalt artiklis Virtuaalmälu

Virtuaalmälu on suurarvutites kasutatav süsteem, mille puhul programmis antakse infole tingaadressid. Süsteem seab need ise automaatselt vastavusse tegeliku asukohaga põhi- või välismälus.

SekundaarsalvestidRedigeeri

Sekundaarsalvestid ehk välismälud on mälud, mis ühendatakse arvuti külge mitte otse protsessori külge. Nende peal on mugav talletada andmeid, mis ei ole kasutuses pidevalt ning vajavad suuri mälumahtusid. Välismälud on näiteks mälukaardid ja -pulgad, välised kõvakettad ning CD. Need sobivad ka andmete varundamiseks.

KõvaketasRedigeeri

Kõvaketas (Hard Disk Drive ehk HDD) on andmesalvestusseade, mis kasutab andmete talletamiseks pöörlevaid mittemagnetilisi kettaid. Andmeid kirjutatakse sinna digitaalselt kodeeritult ning need säilivad ka pärast elektritoite katkemist. Välised kõvakettad sobivad ideaalselt andmete hoiustamiseks ning sellega aitavad säilitada arvuti enda mälu tihedamini kasutatavate andmete säilitamiseks.

MälukaartRedigeeri

Mälukaart on elektrooniline andmete säilitamiseks mõeldud seade, mis tüüpiliselt kasutab välkmälu. Tavaliselt neid kasutatakse kaasaskantavates seadmetes.[10]

KasutamineRedigeeri

Mälu õigesti kasutamine on oluline, et arvutisüsteem töötaks korrapäraselt. Tänapäevastel operatsioonisüsteemidel on keerulised korraldused mälu õigesti kasutamiseks. Mälu valesti kasutamine võib kaasa tuua aeglase toimise ning vigu töösse, halvemal juhul ka viirusi.[11]

VeadRedigeeri

Arvutimälu valesti kasutamine toob kaasa vead töösse. Näiteks kui mälu otsa saab, siis võib salvestuda ühe numbri asemel teine.

Vaata kaRedigeeri

ViitedRedigeeri

  1. 1,0 1,1 e-teatmik. Salvesti
  2. "Arvuti mälu, operatiivmälu, muutmälu, põhimälu – heal lapsel mitu nime". elektroonika24.ee, 29. jaanuar 2020. Vaadatud 30.04.2020.
  3. "Computer memory history". computerhope.com. Vaadatud 30.04.2020.
  4. 4,0 4,1 e-teatmik. Register
  5. "Primary Memory". techterms.com, 8. detsember 2012. Vaadatud 30.04.2020.
  6. e-teatmik. Põhimälu
  7. "Difference Between SRAM and DRAM | Difference Between | SRAM vs DRAM"
  8. "Read-only memory". en.wikipedia.org. Vaadatud 30.04.2020.
  9. e-teatmik. Vahemälu
  10. "Memory card". Vaadatud 01.05.2020.
  11. "Computer memory". Vaadatud 30.04.2020.