メモリ(memory)

1.0.0 メモリ
1.1.0 ソロバンとメモリの比較
1.2.0 メモリの状態の表現
1.3.0 メモリの種類

主記憶措置とも言う

メモリ

現在広く使用されているメモリの構造を次の図に示す。

図2の1つのアドレス部分のメモリ

はソロバンの1つの桁

に相当する。
ソロバンでは0から9までの10通りの数が記憶されるのに対して、メモリでは0から255までの256通りの数を記憶できる。

注釈: 8個のメモリセルがあり、各々のセルは0または1の状態をとるので

00000000, 00000001, 00000010, 00000011, 00000100, ..., 11111111
の合計256個の状態をとる。(256 = 2⁸)
アドレスは0番から始まる。
2つの状態を記憶する記憶素子は1ビット(bit)の記憶容量を持つという。メモリセルは1ビットの記憶素子である。1つのメモリアドレスは8個のメモリセルから構成されており、8ビットの記憶容量を持つ。これを1バイト(byte)と言う。

注釈: ビットは小文字の b で、バイトは大文字の B で表す。1B=8b

ソロバンとメモリの比較

メモリは小型で非常に高性能(注1)かつ巨大な桁数を持つ電子ソロバンだと考えてさしつかえない。

注1: 高性能 = メモリの書き換えに要する時間が短いこと

*	ソロバン	メモリ	備考
1つの桁	0~9	0~255	メモリの1つの桁を1バイトという
桁数	数10	1億桁	2000頃のパソコン
書き換え時間	数10^-1秒	数10^-8秒	パソコン用メモリ

例題1. 1ビットの状態を 0 と 1 で表すとして、3ビットのメモリが取り得る状態を全て欠きなさい。
答: 000 001 010 011 100 101 110 111 注: 8個　この数字は 2³ であることに注意します。

問題1.1ビットの状態を0と1として、4ビットのメモリが取り得る状態を全て書きなさい。問題2. 6ビットのメモリは何通りの状態をとれるか?

`メモリの状態の表現`


4ビットあるいは8ビットの状態を表すのに16進数表現を用いることが多い。

16進数表現とは16種類の文字を使用して4個のビットを表す方法である。16種類の文字として通常

	0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  A  B  C  D  E  F

が使用される。(小文字が使用されることも多い)






状態
16進数表現
状態
16進数表現


0000
0
1000
8


0001
1
1001
9


0010
2
1010
A


0011
3
1011
B


0100
4
1100
C


0101
5
1101
D


0110
6
1110
E


0111
7
1111
F




16進数を使用すると

	10110101

は簡潔に B5 と表現できる。すなわち、メモリの1桁の内容(1バイト)を2文字で表現できるのである。

問題3. 以下のビット状態を16進数で表しなさい。

	(a)   00101001		(b)  11000111

問題4. 以下の16進数表現によって表されるビット状態は何か?

	(a)  AF		(b)  8C		(c)  23


メモリの種類

ROM (Read Only Memory)

電気を切っても消えない永続的な記憶。計算機の基本的な動作(注1)に必要な情報が置かれている。

注1:

・ 計算機の立ち上げに必要なプログラム

・ 最小限のビットマップフォント

RAM (Random Access Memory)

自由に書き換え可能なメモリ。電気を切れば消える一時的な記憶。(CPU は RAM を使って作業するのだから、作業机に例えられる。)

・ SRAM(static RAM)

・ DRAM(dynamic RAM)


なぜ dynamic ?
DRAM と言うのは面白い原理のメモリである。このメモリは忘れっぽいのである。1秒もたたないうちに忘れてしまう! 「これじゃ役に立たない」と思うでしょう。でもまた記憶があるうちに、記憶している内容を復習する。(これをリフレッシュと言う) これを繰り返すので dynamic と言う。そうすれば絶対に忘れない。忘れっぽい諸君! 君たちもやってみたら…

DRAM は SRAM に比べて性能が悪いが、安いのでパソコンなどで広く使われている。

状態	16進数表現	状態	16進数表現
0000	0	1000	8
0001	1	1001	9
0010	2	1010	A
0011	3	1011	B
0100	4	1100	C
0101	5	1101	D
0110	6	1110	E
0111	7	1111	F