LES MEMOIRES DE LORDINATEUR

Hachem ELYOUSFI ALAOUI

Mmoires de l'ordinateur HACHEM ELYOUSFI ALAOUI

INTRODUCTION
Mmoire = Dispositif capable denregistrer, de conserver et de restituer des informations. Une mmoire est un ensemble de cellules lmentaires dont chacune peut stocker un lment binaire 0 ou 1. En gnrale, une moire est forme de 4, 8, 16 bits ===> Mot = bloc de cellules, identifi par une adresse. On classe les mmoires selon leurs;
Caractristiques : capacit, dbit, consommation, cot ... Type d'accs : squentiel, direct ...

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Organisation de l'information
Unit de base : bit Le plus petit lment de stockage Octet (ou byte) : groupe de 8 bits Le caractre (7, 8 ou 16 bits) Codage selon un standard (ASCII, Unicode ...) Mot : groupement d'octets (8, 16, 32, 64 ...)
Unit d'information adressable en mmoire

Enregistrement : bloc de donne Fichier : ensemble d'enregistrements

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Caractristiques des mmoires

Capacit ou taille
Nombre d'informations que peut contenir la mmoire

S'exprime en nombre de mots ou d'octets 128 M mots de 64 bits, 60 Go, 512 Ko Adresse
Valeur numrique rfrenant un lment de mmoire

(un mot ou un fichier) Temps d'accs

Temps s'coulant entre le lancement d'une opration de lecture/criture et son accomplissement
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Caractristiques des mmoires

Cycle mmoire
Temps minimal entre 2 accs successifs la mmoire Cycle > temps d'accs Car besoin d'oprations supplmentaires entre 2 accs (stabilisation des signaux, synchronisation ...)

Dbit
Nombre d'informations lues ou crites par seconde Exemple : 300 Mo/s

Volatilit
Conservation ou disparition de l'information dans la mmoire hors alimentation lectrique de la mmoire
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Mthodes d'accs
Accs squentiel
Pour accder une information on doit parcourir toutes les informations prcdentes Accs lent Exemple : bandes magntiques (K7 vido)

Accs direct
Chaque information a une adresse propre On peut accder directement chaque adresse Exemple : mmoire centrale
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Mthodes d'accs
Accs semi-squentiel
Intermdiaire entre squentiel et direct Exemple : disque dur
Accs direct au cylindre Accs squentiel au secteur sur un cylindre

Accs associatif/par le contenu

Une information est identifie par une cl On accde une information via sa cl Exemple : mmoire cache
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Types de mmoire
2 grandes familles Memoires non volatiles : ROM (Read Only Memory)
dites mmoires mortes Leur contenu est fixe (ou presque ...) Conserv en permanence

Mmoires volatiles : RAM (Random Access Memory)

dites mmoires vives Leur contenu est modifiable Perte des informations hors alimentation lectrique Random : prendre dans le sens accs sans contraintes

(et non pas alatoire)

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Mmoires non volatiles (ROM)

ROM
Cblage en dur de l'information Premier type de mmoire morte, on a gard son nom pour toute cette famille

PROM : mmoire programmable une seule fois EPROM : mmoire reprogrammable

(via des ultra-violets)

EEPROM : mmoire reprogrammable

(lectriquement) Exemple : BIOS d'un ordinateur
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Mmoires volatiles (RAM)

2 grands types de RAM DRAM : Dynamic RAM
Dynamique : ncessite un rafrachissement priodique de l'information Peu coteuse

SRAM : Static RAM

Statique : ne ncessite pas de rafrachissement Beaucoup plus rapide que la DRAM Mais beaucoup plus chre
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Hirarchie mmoire
Dans un ordinateur, on distingue la coexistence de plusieurs types de mmoires classs comme suit:

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Registres
Intgrs dans le CPU
Un registre est une mmoire (mot) stockant des informations relatives une instruction
Oprandes Paramtres Rsultats

Peu nombreux dans un CPU Trs rapides (vitesse du CPU)

Voir le cours sur les processeurs

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Mmoire statique: cache

Mmoire intermdiaire entre le processeur et la mmoire centrale Mmoire cache est intgre dans le processeur et est cadence la mme frquence But de la mmoire cache
Dbit de la mmoire centrale trs lent par rapport au dbit requis par le processeur On acclre la vitesse de lecture des informations par le CPU en les plaant (en avance) dans le cache

Mmoire associative De type SRAM car doit tre rapide Taille : de quelques centaines de Ko quelques Mo
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RAM statique
Le bit mmoire d'une RAM statique (SRAM) est compos d'une bascule. Chaque bascule contient entre 4 et 6 transistors.

Ltat de la mmoire est gard stable = Statique Avantage: Rapidit Inconvnient: Cot lev
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SRAM: Utilisation
Intermdiaire entre le uP et la mmoire centrale (Rapidit) = Cache. Utilise en faible capacit (cot). (quelques centaines de Ko ou quelques Mo) La cache est organise en pls niveaux

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Mmoire dynamique: centrale

Un bit = Condensateur intrinsque au transistor Le condensateur stocke la valeur binaire Doit tre rafrachit rgulirement (pour conserver la valeur stocke dans le condensateur) Ralentit la vitesse d'accs la mmoire Principe de fonctionnement Taille : quelques centaines de Mo quelques Go Accs direct De type DRAM car moins cher Vitesse relativement lente
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Technologie
Une cellule DRAM est base sur le transistor Parasite Drain/Substrat d'un FET. Elle ne conserve linformation que q-ques ms = => rafrachissement = => Dynamique Une DRAM est synchronise la vitesse du bus systme. = = > SDRAM ( Synchronous RAM) Format
DIP (Dual Inline Package), SIP (Single Inline Package), SIMM (Single In line Memory Module) DIMM (Dual . . . .) RIMM (Rambus . ) DDR SDRAM (Double Data Rate ) DDR II SDRAM DDR 3 SDRAM XDR SDRAM(XDimm Rambus RAM).

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Adressage de mmoire centrale

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Adressage de la mmoire centrale

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Adressage dune puce mmoire

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Mmoire centrale - rsum

On peut donc schmatiser un circuit mmoire comme suit:

On distingue: les entres dadresses les entres de donnes les sorties de donnes les entres de commandes : - une entre de slection de lecture ou dcriture. ( R/W) - une entre de slection du circuit. ( CS )
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Mmoires de masse
Les mmoires de masse font partie des priphriques de lordinateur. La prsence nest pas primordiale. Utilisation dinterface. On distingue
Mmoires magntiques
Disquette, bande, disque dur...

Mmoires optiques
Disques compacts CD et DVD
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Mmoires magntiques
Principe

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Principe de mmorisation / lecture magntique

Le support est constitu dun substrat en plastique (ou aluminium) recouvert dune fine couche de fer aciculaire. La tte dcriture est une spire quon fait traverse par un courant lectrique == > Production dun champ magntique == > aimantation des aiguilles de fer. Sens du courant == > sens du champ == > sens dorientation des aiguilles. La mme spire (tte de lecture) dtecte les particules aimantes == > Impulsions lectriques qui sont traduites en bits 0 ou 1 selon leur sens
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Mmoire magntique: Disque dur

Ensemble de disques rigides de mme axe enferms tanchement dans une mme enceinte et entrains en rotation par le mme moteur
Chacun des disques utilise Deux ttes de lecture/Ecriture. Une carte lectronique permet le codage/dcodage des information et linterfaage entre les disques magntiques et la carte mre.

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Mmoire magntique: Disque dur

Organisation des informations Chaque disque est partag en pistes concentriques. Chaque pistes est divise en secteurs Cylindre :l'ensemble des donnes situes sur une mme piste sur des plateaux diffrents
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Disque dur : Principe

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Disque dur: Interface

Il existe trois interfaces pour disques durs :
L'interface IDE : peut connecter jusqu 4 units Nappe de 40 fils (transmission parallle) Dbit jusqu 133Mo/s Max Temps daccs 8ms Linterface SATA: transmission srie nappe de 7fils Dbit: jusqu 300Mo/s Peut tre brancher et dbranch chaud. Chaque disque est branche seul sur un port SATA de la carte mre. L'interface SCSI : stable au niveau transfert Dbit jusqu 320Mo/s Max Transmission parallle, nappe de 50 Conducteurs. On peut connecter jusqu 7 units
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Disque dur
Formatage: Initialisation et organisation de la surface magntique selon le SE utilis. Pistes, secteurs, clusters (bloc) zone dinformations selon le systme de fichier. Formatage bas niveau / haut niveau Partition: Partage de lespace disque en deux ou plusieurs parties dont chacune est considre comme un disque part.
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Les disques optiques

Principe: Le support est une surface en plastique recouverte dune fine couche daluminium (rflchissante). La lecture est base sur lenvoi dun rayon laser et la dtection de la lumire rflchie / rfracte. Lcriture se base sur un laser plus puissant qui permet de crer ou non les petites dformations du support (gravure de fins trous sur le disque)
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Principe dun CD-ROM

Un CD-ROM est un disque de 12 cm de diamtre compos de plusieurs couches superposes : une couche principale en polycarbonate, un plastique rsistant et laissant passer la lumire une couche mtallique rflchissante compose de plats et de creux une couche de vernis protecteur qui vient protger le mtal de l'agression des UV
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Principe dun CD-ROM

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Les mthodes dcriture :

Monosession : Cette mthode cre une seule session sur le disque et ne donne pas la possibilit de rajouter des donnes sur le CD. Multisession : Cette mthode permet de graver un CD en plusieurs fois, en crant une table des matires (TOC pour table of contents) de 14Mo pour chacune des sessions. Track At Once : Cette mthode permet de dsactiver le laser entre deux pistes, afin de crer une pause de 2 secondes entre chaque pistes d'un CD audio. Disc At Once : Contrairement la mthode prcdente, le Disc
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Les techniques de gravures :

Burn Proof ou Just Link : Le problme des graveurs tait l'envoi des donnes un rythme suffisant. Lorsque les donnes ntaient plus prsentes dans le buffer du graveur, il y avait une rupture de flux. Ceci entranait larrt de la gravure par manque de donnes et le CDR tait inutilisable. Pour corriger ce type d'erreurs, les fabricants utilisent maintenant des techniques qui suspendent la gravure lorsque les donnes ne sont pas prsentes, et la reprend ds que les donnes sont de nouveau prsentes dans le buffer. Cette technique est appele JUST LINK chez la majorit des fabricants, Burn-Proof chez Plextor. L'overburning : cette technique permet de dpasser lgrement la capacit du support vierge afin de stocker un peu de donnes supplmentaires. Pour ce faire, il faut que le logiciel de gravure, ainsi que le graveur, supportent cette technique.
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Caractristiques dun lecteur/graveur :

la vitesse maximum de gravage des CD-R la vitesse maximum de gravage des CD-RW la vitesse maximum de lecture des CD Interface (IDE, SCSI, SATA)

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Rsum

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