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Architecture des ordinateurs: Les Mémoires Groupe 1

THEME : LES MEMOIRES

INTRODUCTION

Une mémoire est un circuit à semi-conducteur permettant d’enregistrer, de conserver et de »

restituer les informations (instructions et variables). C’est cette capacité de mémorisation qui

explique la polyvalence des systèmes numériques et leur adaptabilité de nombreuses

situations. Les informations peuvent être écrites ou lues. Il y a écriture lorsqu’on enregistre

des informations en mémoire, lecture lorsqu’on récupère des informations précédemment

enregistrées.

Une mémoire peut être représentée comme une armoire de rangement constituée de différends

tiroirs. Chaque tiroir représente alors une case mémoire qui peut contenir un seul élément :

des données. Le nombre de case mémoire pouvant être très élevé, il est alors nécessaire de

pouvoir les identifier par un numéro. Ce numéro est appelé adresse. Chaque donnée devient

alors accessible grâce à son adresse.

I. GENERALITE, DEFINITION, HIERARCHIE DES MEMOIRES

Un ordinateur a deux caractéristiques essentielles : la vitesse à laquelle il peut traiter

l’information et la capacité de mémoriser ces informations c’est cette deuxième

caractéristique que nous allons approfondir dans ce chapitre.

Une mémoire c’est un dispositif capable d’enregistrer, de conserver et de restituer des

informations.

Les éléments de mémoire d’un ordinateur se repartissent en plusieurs niveaux caractérisés par

leur capacité (nombre d’information qu’elles peuvent contenir) et leur temps d’accès. D’où

l’intervention de la notion de hiérarchie des mémoires.

Une mémoire idéale serait une mémoire de grande capacité, capable de stocker un maximum

d’informations et possédant un temps d’accès très faible afin de pouvoir travailler rapidement

sur ces informations. Mais il se trouve que les mémoires de grande capacité sont souvent très

lente et que les mémoires rapides sont très chères. Et pourtant, la vitesse d’accès à la mémoire

conditionne dans une large mesure las performances d’un système. En effet, c’est là que se

trouve le goulot d’étranglement entre un microprocesseur capable de traiter des informations

IAI-Cameroun, GL 1C Page 1


très rapidement et une mémoire beaucoup plus lente (ex : processeur actuel à 3 GHz de

mémoire à 400MHz). Or, on n’a jamais besoin de toutes les informations au même moment.

Afin d’obtenir le meilleur compromis cout-performance, on défini donc une hiérarchie

mémoire. On utilise les mémoires de faible capacités mais très rapide pour stocker les

informations dont le microprocesseur e sert le plus et on utilise les mémoires de capacité

importante mais beaucoup plus lente pour stocker les informations dont le microprocesseur se

sert le moins. Ainsi, plus on s’éloigne du microprocesseur et plus la capacité et le temps

d’accès des mémoires vont augmenter.

Registres : les éléments de mémoires situés dans l’unité centrale de traitement(CPU)

caractérisés par une grande vitesse et servent principalement au stockage des

opérandes et des résultats intermédiaires.

La mémoire cache ou l’antémémoire est une mémoire rapide de faible capacité ( par

rapport à la mémoire centrale) utilisée comme la mémoire tampon entre le CPU et la

mémoire centrale. Cette mémoire permet au CPU de faire moins d’accès à la mémoire

centrale et ainsi de gagner du temps. Donc elle est destinée à accélérer l’accès à la

mémoire centrale en stockant les données les plus utilisées.

La mémoire centrale est l’organe principal de rangement des informations utilisées

par le CPU. Pour exécuter un programme, il faut le charger en mémoire centrale

(instructions +données). Cette mémoire est une mémoire à semi- conducteur, mais son

temps d’accès est beaucoup plus grand que celui des registres et du cache.

La mémoire d’appui sert de mémoire intermédiaire entre la mémoire centrale et les

mémoires auxiliaires. Elle est présente dans les ordinateurs les plus évolués et permet

d’augmenter la vitesse d’échange des informations entre les deux niveaux.

Mémoire de masse primaire ou mémoire de stockage est constitué de disque durs qui

permettent de stocker de manière permanente les informations (données, programmes)

Mémoire de masse secondaire ou mémoire auxiliaire est une mémoire périphérique de

grande capacité et de cout relativement faible, elles servent d’élément de stockage

permanent et utilisent pour cela des supports magnétiques (disque dur, ZIP) et des

supports optiques (CDROM, DVDROM).



II. LES TYPES DE MEMOIRES ET LEURS ROLES



1. MEMOIRE CENTRALE

La mémoire centrale ou principale contient les instructions et les données des programmes

que l’on désir exécuter, ainsi qu’une partie du système d’exploitation. Cette mémoire utilise

les semi-conducteurs (transistors), mais son temps d’accès est beaucoup plus long que celui

des registres et du cache.

STRUCTURE PHYSIQUE D’UNE MEMOIRE CENTRALE

a. La mémoire vive (ou RAM)

RAM signifie Randon Acces Memory ou mémoire à accès aléatoire, c’est-à-dire à accès

direct. Toutes les informations sont accessibles à l’aide de leur adresse. Elle est volatile. Sa

conception technologique repose sur un composant : le transistor. Le transistor peut effectuer

la fonction d’interrupteur et d’amplificateur.

Une mémoire vive sert au stockage temporaire de données. Elle doit avoir un temps de cycle

très court pour ne pas ralentir le microprocesseur.

Il existe deux grandes familles des mémoires centrales : les mémoires statiques (SRAM) et les

mémoires dynamiques (DRAM)


Transistor

Condensateur


b. La mémoire vive dynamique DRAM

A base des condensateurs, ces mémoires possèdent un très grand taux d’intégration, elles sont

plus simple que les mémoires statiques mais avec un temps d’accès plus long.

La cellule mémoire d’une RAM dynamique utilise à la fois un transistor comme interrupteur et un condensateur, qui permet d’emmagasiner une charge électrique.

Si le condensateur est chargé c’est 1 sinon c’est 0

Le principe d’écriture : le transistor s’ouvre, le condensateur se charge puis le transistor se ferme.

Le principe de lecture : le transistor s’ouvre, si le condensateur se décharge, c’est qu’il contenait un 1 sinon c’est qu’il contenait un 0.


T1

T2 T3

T4


La lecture détruit l’information, il faut donc après chaque lecture régénérer l’information : on dit que le lecteur est destructrice.

Autre inconvénient, le condensateur se décharge tout seul au fil du temps (courant de fuite),

ainsi, il est nécessaire de recharger tous les condensateurs de la mémoire régulièrement

(environ toutes les 2ms). On dit que le DRAM nécessite un rafraichissement régulier.

Cependant une cellule mémoire ne comporte qu’un seul transistor, ainsi, on peut réaliser de la

très haute intégration (Nombre de transistors que l’on peut mettre au cm2).

Remarque :

En réalité par mesure de sécurité on affecte deux transistors par condensateur.

Le temps d’accès moyen est de l’ordre de 10ns (nanoseconde)

c. Mémoire vive statique

Les memos pires statiques sont à base de bascules de type D, elle possède un faible taux d’intégration mais un temps d’accès rapide (utilisation pour les mémoires caches)

Une cellule mémoire est mémorisée à l’aide de 4 transistors : il n’y a plus de condensateur.

Comme il y a plus de condensateurs, il y a plus de rafraichissement, le SRAM est donc

beaucoup plus rapide que le DRAM et la mémoire cache est du type statique.



2. LA MEMOIRE MORTE (ROM)

Il existe un type de mémoire permettant de stocker des données en l’absence du courant électrique, il s’agit de ROM (Read Only Memory, donc la traduction littérale est mémoire en lecture seule) appelée mémoire morte, parfois mémoire non volatile car elle ne s’efface pas lors de la mise hors tension du système.

Ce type de mémoire permet notamment de conserver les données nécessaires au démarrage de

l’ordinateur. En effet, ces informations ne peuvent être stockées sur le disque dur étant donné

que les paramètres du disque (essentiels à son initialisation) font partie de ces données vitales

à l’amorçage.

Les différentes mémoires de type ROM contiennent des données indispensables au démarrage, c’est-à-dire :

Le BIOS est un programme permettant de piloter les interfaces d’entrée-sortie principale du système, d’où le nom de BIOS ROM donne parfois à la puce de la carte mère qui l’héberge.

Le chargeur d’amorce : un programme permettant de charger le système

d’exploitation en mémoire (vive) et de le lancer. Celui-ci cherche généralement le

système d’exploitation sur le lecteur de disquette, puis sur le disque dur, ce qui permet

de pouvoir lancer le système d’exploitation à partir d’une disquette système en cas de

disfonctionnement du système installé sur le disque dur.

Le Setup CMOS, c’est l’écran disponible à l’allumage de l’ordinateur permettant de modifier les paramètres du système (souvent appelé BIOS à tort…).

Le Power-On Self Test (POST), programme exécuté automatiquement à l’amorçage du système permettant de faire un test du système (c’est pour cela par exemple que vous voyez le système « compteur » la RAM au démarrage.

Etant donné que les ROM sont beaucoup plus lentes que les mémoires de types RAM (une

ROM a un temps d’accès de l’ordre de 150ns tandis qu’une mémoire de type SDRAM a un

temps d’accès d’environ 10ns), les instructions contenues dans la ROM sont parfois copiées

en RAM au démarrage, on parle alors de shadowing (en français cela pourrait se traduire par

ombrage, mais on parle généralement de mémoire fantôme)



Les ROM ont petit à petit évolué de mémoires figées à des mémoires programmables, puis reprogrammables.

a. ROM (Read Only Memory)

Les premières ROM étaient fabriquées à l’aide d’un procédé inscrivant directement les données binaires dans une plaque de silicium grâce à un masque. Ce procédé est maintenant obsolète.

Elle est programmée par le fabricant et son contenu ne peut plus être ni modifié, ni effacé par l’utilisateur.

STRUCTURE

Cette mémoire est composée d’une matrice donc la programmation s’effectue en reliant les lignes aux colonnes par des diodes. L’adresse permet de sélectionner une ligne de la matrice et les données sont alors reçues sur la colonne (le nombre de colonne fixant la taille des mots mémoire).

PROGRAMMATION

L’utilisateur doit fournir au consommateur un masque indiquant les emplacements des diodes dans la matrice.

AVANTAGES

Densité élevée

Non volatile

Mémoire rapide.

INCONVENIENTS

Ecriture impossible

Modification impossible (toute erreur est fatale)

Délai de fabrication. (3 à 6 semaines)

Obligation de grandes quantités en raison du cout élevé qu’entraine la production du masque et le processus de fabrication.

b. PROM

Les PROM (Programmable Read Only Memory) ou OTP ROM (One-Time Programmable

Read Only Memory), le contenu peut être modifié une fois par l’utilisateur, à l’aide d’un



équipement spécialisé ont été mises au point à la fin des années 70 par la firme Texas

Instrument. Ces mémoires sont des puces constituées de milliers de fusibles (ou bien de

diodes) pouvant être « grillés » grâce à un appareil appelé « programmeur de ROM »,

appliquant une forte tension (12v) aux cases mémoires devant être marquées. Les fusibles

ainsi grillés correspondent à des 0, les autres à des 1.

c. EPROM

Les EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) sont les PROM pouvant être

effacées. Ces puces possèdent une vitre permettant de laisser passer les rayons ultra violets.

Lorsque la puce est en présence des rayons ultra violets d’une certaine longueur d’onde, les

fusibles sont reconstitués, c’est-à-dire que tous les bits de la mémoire sont à nouveau à 1.

C’est pour cette raison qu’on qualifie ce type de PROM d’effaçable. Le contenu peut être

effacé et modifié plusieurs fois.

d. EEPROM

Les EEPROM (Electricaly Erasable Read Only Memory) sont aussi des PROM effaçables,

mais contrairement aux EPROM, celles-ci peuvent être effacées par un simple courant

électrique, c’est-à-dire qu’elles peuvent être effacées même lorsqu’elles sont en position dans

l’ordinateur.



3. MEMOIRE CACHE

ARCHITECTURE DES MEMOIRES CACHES

La mémoire cache (ou tout type de cache) est une mémoire intermédiaire dans laquelle se

trouvent stockées toutes les informations que le processeur central est le plus susceptible de

demander. Elle sert donc à accélérer la communication entre un élément fournisseur plus lent

que l’élément demandeur. Comme ces informations sont immédiatement disponibles, le temps

de traitement se trouve diminué d’autant, ce qui mécaniquement accroit notablement les

performances de l’ordinateur.

Il existe souvent plusieurs niveaux de mémoire cache : une interne au processeur, une autre intégrée sur la carte mère, mais on peut en avoir aussi sur le disque dur.

Mémoire cache est la traduction littéraire de l’expression anglaise de cache Memory, qui vient

elle-même de mémoire cachée, principe inventé à Grenoble dans les années 1960, l’académie

française propose l’antémémoire. La différence entre mémoire cache et mémoire tampon

réside dans le faite que la mémoire cache duplique l’information, tandis que la tampon

exprime l’idée d’une salle d’attente, sans impliquer nécessairement une duplication. Le cache

buffer (tampon de cache) du disque ou dik cache (cache de disque) est à la fois un tampon où

transite l’information et une mémoire cache qui recopie sous forme électronique les données

stockées dans le disque sous forme magnétique.



a. Fonctionnement

Le cache contient une copie des données originales lorsqu’elles sont couteuses (en termes de

temps d’accès) à récupérer ou à calculer par rapport au temps d’accès au cache. Une fois les

données stockées au cache, l’utilisation future de ces données peut être réalisée en accédant à

la copie en cache plutôt qu’en récupérant ou recalculant les données, ce qui abaisse le temps

d’accès moyen. Le processus fonctionne ainsi :

L’élément demandeur demande une information ;

Le cache vérifie s’il possède cette information. S’il la possède, il la retransmet à l’élément demandeur, on parle alors de succès de cache. S’il ne la possède pas il la demande à l’élément fournisseur (mémoire principale) ; on parle alors de défaut de cache ;

L’élément fournisseur traite la demande et renvoi la réponse au cache ;

Le cache la stocke pour l’utilisation ultérieure et la retransmet à l’élément demandeur.

Si les mémoires caches permettent d’accroitre les performances, c’est en partie grâce à deux

principes qui ont été découverts suite à des études sur le comportement des programmes

informatiques :

Le principe de localité spatiale : qui indique l’accès à une instruction située à une adresse X va probablement être suivi d’un accès à une zone tout proche de X

Le principe de localité temporelle : qui indique l’accès à une zone mémoire à un instant donné à de fortes chances de se reproduire dans la suite du programme.

b. Divers niveaux de mémoire cache

On trouve une zone de cache :

Cache de premier niveau (L1) dans les processeurs (cache des données souvent séparé du cache d’instructions) ;

Le cache de second niveau (L2) dans certains processeurs (peut se situer hors de la puce) ;

Le cache de troisième niveau (L3) rarement (sur la carte mère) ;

Dans les disques durs ; dans les serveurs proxy ;


CPU L1L2Mot ligne

MémoirePrincipale


Dans les serveurs de pages dynamiques.

c. Mémoire cache des microprocesseurs

Elle est souvent subdivisée en niveaux qui peuvent aller jusqu’à trois. Elle est très rapide, et donc très chère. Il s’agit souvent de SRAM.

Différents niveaux de mémoire d’un microprocesseur

En programmation, la taille de mémoire cache revêt un attrait tout particulier, car pour

profiter de l’accélération fournie par cette mémoire très rapide, il faut que les parties du

programme tiennent le plus possible dans cette mémoire cache. Comme elle varie suivant les

processeurs, ce rôle d’optimisation est souvent dédié au compilateur. De ce fait, plus la taille

de la mémoire cache est grande, plus la taille des programmes accélérés peut être élevée.

C’est aussi un élément souvent utilisé par les constructeurs pour faire varier les performances d’un produit sans changer d’autres matériels. Par exemple, pour les microprocesseurs, on trouve des séries bridées (avec une taille de mémoire cache volontairement réduite), tel que les durons chez AMD ou Cèlerons chez INTEL, et des séries haut de gamme avec une grande mémoire cache comme les processeurs Opterons chez AMD, ou Pentium 4EE chez INTEL.

Un exemple de boucle très courte qui tient entièrement dans les caches de données et d’instructions, par exemple le calcul suivant (écrit en langage C) :

Long i ; double s ;

S= ();

For (i=1; i<50000000; ++i) s+=1. /I;

Definitions;

Une ligne est le plus petit élément de données qui peut être transféré entre la mémoire cache et la mémoire de niveau supérieur.

Un mot est le plus petit élément de données qui peut être transféré entre le processeur et la mémoire cache.



d. Défaut des caches

Il existe trois types de défauts de cache en système uni processeur

Les défauts de cache obligatoires : ils correspondent à la première demande du

processeur pour une donnée/instruction spécifique et ne peuvent être évités,

Les défauts de cache capacitifs : l’ensemble des donnés nécessaires au programme excédent la taille du cache, qui ne peut donc pas contenir toutes les données nécessaires,

Les défauts de caches conflictuels : deux adresses distinctes de la mémoire de niveau supérieur sont enregistrées au même endroit dans le cache et s’évincent mutuellement, créant ainsi des défauts de cache.



4. LA MEMOIRE FLASH OU FLASH EPROM

La mémoire flash s’apparente à la technologie de l’EEPROM. Elle est programmable et

effaçable électriquement comme les EEPROM.

STRUCTURE

Il existe deux technologie différentes qui se différencient par l’organisation de leurs réseaux mémoires : L’architecture NOR et NAND.

L’architecture NOR propose un assemblage des cellules élémentaires de mémorisation en

parallèle avec des lignes de sélection comme dans une EEPROM classique.

L’architecture NAND propose un assemblage en série de ces mêmes cellules avec les lignes de sélection.

D’un point de vue pratique, la différence majeure entre NOR et NAND tient leurs interfaces.

Alors qu’une NOR dispose de bus d’adresses et de données dédiées, la NAND est dotée d’une

interface d’E/S indirecte. Par contre, la structure NAND autorise une implantation plus dense

grâce à une taille de la cellule approximativement 40% plus petite que la structure NOR.



PROGRAMMATION

Si NOR et NAND exploitent toutes deux le même principe de stockage de charges dans une

grille flottante d’un transistor, l’organisation de leurs réseaux mémoire n’offre pas la même

souplesse d’utilisation. Les flashes NOR autorisent un adressage aléatoire qui permet de la

programmer octet par octet alors la Flash NAND autorise un accès séquentiel aux données et

permettra seulement une programmation par secteur comme sur un disque dur.

AVANTAGE

FLASH NOR :

Comportement d’un RAM non volatile.

Programmation et effacement mot par mot possible.

Temps d’accès faible.

FLASH NAND :

Comportement d’un RAM non volatile.

Forte densité d’intégration, cout réduit.

Rapidité de l’écriture/lecture par paquet.

Consommation réduite.

INCONVENIENTS

FLASH NOR

Lenteur de l’écriture/lecture par paquet.

Cout.

FLASH NAND

Ecriture/lecture par octet impossible.

Interface E/S indirecte.

La Flash EPROM a connu un essor très important ces dernières années avec le boom de la

téléphonie portable et des appareils multimédia (PDA, appareil photo numérique, lecteur

MP3, etc.…)



5. LES REGISTRES

a) Définition

Un registre est un emplacement de mémoire interne à un processeur. Les registres se situent

au sommet de la hiérarchie des mémoires. Il s’agit de la mémoire au meilleur temps d’accès,

mais dont le cout de fabrication est élevé car la place dans un microprocesseur est limitée.

Leur nombre dépasse donc rarement quelque dizaine d’octets.

b) Types et utilisation des registres

On rencontre souvent les registres suivants :

compteur ordinal (CO) : indique l'emplacement de la prochaine instruction à être exécutée (synonymes : compteur de programme, pointeur d'instruction) ;

pointeur de pile : indique la position du prochain emplacement disponible dans la pile mémoire ;

accumulateur : dans certaines architectures, stocke les résultats des opérations arithmétiques et logiques ;

registre d'instruction : contient l'instruction en cours pendant son exécution ;

registre d'index : utilisé comme index lorsqu'on utilise le mode d'adressage du même nom ;

registre d'état (PSW pour Processor Status Word) : décrit l'état du processeur ; il est le

plus souvent interprété bit à bit (synonyme : drapeaux) ;

registre d'adresse (RAD) : assure la communication avec le bus d'adresse ;

registre de données (RDO) : assure la communication avec le bus de données.

registre PTBR (Page Table Base Register) : registre matériel de la MMU permettant la

gestion de la pagination.

Certains registres sont destinés à stocker des adresses (les deux premiers dans la liste ci-dessus), d'autres des données.



c) Autres registres

Certains de ces registres peuvent se trouver dans le microprogramme du processeur. Sur

architecture x86, pour le mode protégé :

GDTR où est stockée l'adresse de la table globale de descripteurs (GDT) ;

LDTR où est stockée l'adresse de la table locale de descripteurs (LDT) du processus

courant (voir (en) Local Descriptor Table) ;

IDTR où sont stockées l'adresse et la taille de l'IDT (Interrupt Descriptor Table) ;

TR où est stockée l'adresse du TSS du processus courant ;

CR0 (Control Register 0 ou MSWR pour Machine Status Word Register) où sont

stockés des indicateurs pour l'ensemble du système (activation de la segmentation et

de la pagination entre autres) ;

CR3 (Control Register 3 ou PDBR pour Page Directory Base Register) où est stockée

l'adresse du Page Directory courant (pagination).

SCHEMA DES REGISTRES D’UN PROCESSEUR MOTOROLA 68000



III. CARACTERISTIQUES DES MEMOIRES

La capacité d’une mémoire

La capacité (taille) d’une mémoire est le nombre (quantité) d’informations qu’on peut enregistrer (mémoriser) dans cette mémoire.

Elle peut s’exprimer en :

Bit : un bit est l’élément de base pour la représentation de l’information.

Octet : 1 octet = 8 bits

Kilo-octet (KO) :1 Ko = 1024 octets = 2

Méga-octet (Mo): 1 Mo = 1024 Ko = 2

Géga-octet : (Go) : 1 Go = 1024 Mo = 2

Téra-octet : (To) : 1024 Go = 2

La volatilité

Si une mémoire perd son contenu (les informations) lorsque la source d’alimentation est

coupée alors la mémoire est dite volatile.

Si une mémoire ne perd pas (conserve) son contenu lorsque la source d’alimentation est

coupée alors la mémoire est dite non volatile (mémoire permanente ou stable).

Mode d’accès à l’information (lecture/écriture)

Sur une mémoire on peut effectuer les opérations de :

Lecture : récupérer / restituer une information à partir de la mémoire.

Ecriture : enregistrer une nouvelle information ou modifier une information déjà existante dans la mémoire.

Il existe des mémoires qui offrent les deux modes lecture/écriture, ces mémoires s’appellent mémoires vives.

Il existe des mémoires qui offrent uniquement la possibilité de lecture (c’est pas possible de

modifier le contenu). Ces mémoires s’appellent mémoires mortes.


Demande de la lecture

Disponibilité deL’information

Temps d’accès


Temps d’accès

C’est le temps nécessaire pour effectuer une opération de lecture ou d’écriture.

Par exemple pour l’opération de lecture, le temps d’accès est le temps qui sépare la demande

de la lecture de la disponibilité de l’information.

Le temps d’accès un critère important pour déterminer les performances d’une mémoire ainsi

que les performances d’une machine.

Exemple : donnons les caractéristiques de la mémoire centrale.

La mémoire centrale est réalisée à base des semi-conducteurs.

La mémoire centrale est une mémoire vive : accès en lecture et en écriture.

La mémoire centrale est dite à accès aléatoire (RAM : Random Acces Memory) c’est-

à-dire que le temps d’accès à l’information est indépendant de sa place en mémoire.

La mémoire centrale est volatile : la conservation de son contenu nécessite la

permanence de son alimentation électrique.

Un temps d’accès à une mémoire centrale est moyen mais plus rapide que les

mémoires magnétiques.

La capacité d’une mémoire centrale est limitée mais il y a toujours une possibilité

d’une extension.

Pour la communication avec les autres organes de l’ordinateur, la mémoire centrale

utilise les BUS (bus d’adresses et bus de données)



Remarque

Les mémoires utilisées pour réaliser la mémoire principale d’un système à microprocesseurs

sont des mémoires à semi-conducteur. On a vu que dans ce type de mémoire, on accède

directement à n’importe quelle information dont on connait l’adresse et que le temps mis pour

obtenir cette information ne dépend pas de l’adresse. On que l’accès à une telle information

est aléatoire ou direct.

A l’inverse, pour accéder à une information sur bande magnétique, il faut dérouler la bande en

repérant tous les enregistrements jusqu’à ce que l’on trouve celui que l’on désire. On dit alors

que l’accès à l’information est séquentiel. Le temps d’accès est variable selon la position de

l’information recherchée. L’accès peut encore être semi-séquentiel : combinaison dans accès

directs et séquentiels.

Pour un disque magnétique par exemple, l’accès à la piste est direct, puis l’accès au secteur

est séquentiel.



IV. TYPES D’ACCES AUX MEMOIRES

Il existe quatre types d’accès aux mémoires à savoir :

Accès séquentiel

Pour accéder à une information on doit parcourir toutes les informations précédentes.

Accès lent.

Exemple : bandes magnétiques (K7 vidéo).

Accès direct

Chaque information a une adresse propre.

On peut accéder directement à chaque adresse.

Exemple : mémoire centrale

Accès semi-séquentiel

Intermédiaire entre séquentiel et direct

Exemple : disque dur

Accès direct au cylindre

Accès séquentiel au secteur sur le cylindre

Accès associatif/par le contenu

Une information est identifiée par une clé

On accède à une information via sa clé

Exemple : mémoire cache.

V. FONCTONNEMENT



Le fonctionnement de la mémoire se déroule en quatre phases :

1. Cycle de Lecture

Etablissement de l’adresse

Signal de lecture (R/W=0 par exemple)

Sélection du boitier (CS=0)

Apres un certain temps, l’information apparait sur la sortie et reste présente jusqu’à la fin du cycle

2. Cycle d’Ecriture

Etablissement de l’adresse

Sélection du boitier (CS=0)

Etablissement de la donnée sur l’entrée

Signal d’écriture (R/W=0)

3. Protocoles échanges processeur mémoire

Synchrone : au bout de k unités de temps, le processeur suppose que

l’opération sur la mémoire a été réalisée (mot écrit en mémoire, mot lu

disponible sur la sortie)

Asynchrone (handshaking): processeur et mémoire s’échangent des

informations de contrôles (request/acknowledgment)

4. Optimisation

Mémoire synchrone (synchroniser avec les bus) : SDRAM

Pour les mémoires matriciels, accès en mode page : on charge ligne et colonne,

puis on ne change que les colonnes pour les accès suivants (localité des

données) : DRAM FPM

Pour les mémoires matriciels, accès en rafale (burst) : on charge ligne et

colonne ainsi que le nombre de données à lire ; incrémentation dans la



mémoire des colonnes pour les accès suivants (localité des données). DDR-

SDRAM



CONCLUSION

Une mémoire est un dispositif capable d’enregistrer, de stocker, et de restituer des

informations (codés en binaire dans un ordinateur). Les éléments de mémoire d’un ordinateur

se repartissent en plusieurs niveaux caractérisés par leurs capacités, leurs temps d’accès, et le

cout par bit. Mémoire vive ou mémoire RAM (Random Acces Memory, traduisez mémoire à

aces aléatoire), appelée aussi la « mémoire ». il s’agit d’un espace de stocker de manière

temporaire des données lors de l’exécution d’un programme. Mémoire more appelée aussi

mémoire à lecture seule (ROM : Read Only Memory). Dans ce cas, les informations

contenues en mémoire ne peuvent être accédées qu’en lecture.


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