Quelles sont les différents niveaux de mémoire d'un ordinateur et quels sont leurs rôles ?

Les différents éléments de la mémoire d'un ordinateur sont ordonnés en fonction des critères suivants:Temps d'accès,capacité et coût par bit.

Quand on s'éloigne du processeur vers les mémoires auxiliaires, on constate que le temps d'accès et la capacité des mémoires augmentent, mais le coût par bit diminue.

On parle alors de hiérarchie de la mémoire.

En premier lieu, les éléments de mémoires situés dans l'unité centrale de traitement (le processeur) sont les registres qui sont caractérisés par une grande vitesse et servent principalement au stockage des opérandes et des résultats intermédiaires. *opérande :En informatique, les opérandes sont plus usuellement appelés arguments ou paramètres

Ensuite la mémoire cache appelé aussi l'antémémoire, est une mémoire rapide mais de faible capacité, elle permet au processeur de minimiser les accès à la mémoire centrale permettant ainsi de gagner du temps.

La mémoire centrale est l'organe principal de rangement des informations utilisées par le processeur 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 des 2 niveaux.

Les mémoires auxiliaires, appelés aussi mémoires de masse (dont les mémoires d'archivage), sont des mémoires périphériques de grande capacité et de coût relativement faible. Elles servent d'éléments de stockage permanent et utilisent pour cela des supports magnétiques (disque, cartouches, bandes), et des supports optiques (disques optiques), tandis que les niveaux les plus proches du processeur central font appel à la technologie des semi-conducteurs.

GRIVAUD Tess

En informatique, le stockage d'information est l'enregistrement de l'information sur un support matériel pour sa réutilisation future. La mémoire d’un ordinateur est un ensemble des composants électroniques capable de stocker temporairement des données de se souvenir et de récupérer ces informations. Le stockage d'information répond à trois besoins:

• conserver l'information en lieu sûr pour répondre à une contrainte légale ou conventionnelle (archivage des données) ;
• rendre l'information disponible ;
• réutiliser l'information (traitement des données).

Elle est caractérisée par :

• La capacité (en bits) représentant le volume global d'informations que la mémoire peut stocker,
• Le temps d'accès, correspondant à l'intervalle de temps entre la demande de lecture/écriture et la disponibilité des données.
• Le débit (en bits/seconde) définissant le volume d'information échangé par unité de temps.
• L'aptitude d'une mémoire à conserver les données lorsqu'elle n'est plus alimentée électriquement.

Les différents types de mémoires sont :

1. La ROM
2. La RAM
3. La Flash

La ROM (de l’anglais Read Only Memory), aussi appelée mémoire morte, est une mémoire qui ne perd pas son contenu lorsqu'elle n'est pas alimentée électriquement. Cette mémoire à la particularité de n'être accessible qu’en lecture, c’est pourquoi on l’utilise notamment pour conserver les données nécessaires au démarrage de l'ordinateur (BIOS, instructions de démarrage, microcode ou des valeurs constante qui ne varient pas au cours du temps.) Le temps d’accès à la mémoire morte est de l’ordre de grandeur de 150 nanosecondes comparativement à un temps d’accès d’environ 10 nanosecondes pour la mémoire vive. Pour accélérer le traitement des informations, les données stockées dans la mémoire morte sont généralement copiées dans une mémoire vive avant d’être traitées. On appelle cette opération le shadowing.

Il existe différent type de mémoire ROM : Elles se différencient essentiellement par la façon dont on les efface.

• La PROM (Programmable Read Only Memory): La caractéristique de la mémoire PROM est qu'elle ne peut être programmée qu'une fois car elle utilise des fusibles qui sont hors d’usages après utilisations.

Une fois programmée, elle devient une mémoire morte (ROM ou Read Only Memory) au sens littéral du terme.

→ Les EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory):

• L’UVPROM :(UltraViolet light Programmable Read Only Memory): Mémoires mortes effaçable après exposition à de fort ultraviolet dans un appareil dédié.
• L’EEPROM :(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory): Le contenu de la mémoire EEPROM peut être facilement effacé à l'aide d'un courant électrique: on a plus besoin des les retirer du circuit pour le faire.Pour autant on l'utilise pour des valeurs qui varient peu, comme du paramétrage.

La RAM (de l’anglais Random Access Memory) est aussi appelée mémoire vive. C’est une mémoire volatile, c'est-à-dire qu'elle permet de stocker des données uniquement quand elle est alimentée électriquement. C’est la mémoire principale du système mais celle accessible le plus rapidement. Elle se présente sous forme de petites cartes (appelées barrettes mémoire) qui se fixent sur la carte mère. Chaque barrette a une capacité (une taille) exprimée en mégaoctets ou en gigaoctets (en abrégé Mo et Go).Ces barrettes sont composées d’un maillage, a chaque croisement on a deux éléments, un condensateur qui va coder le bit :chargé le bit est égal à 1 et déchargé le bit sera égal à 0(c’est pour cela que quand il n’y a plus aucune alimentation les données sont perdues.) et d’un transistor qui va se charger d'écrire, supprimer ou modifier le bit.Le processeur utilise cette mémoire vive pour stocker toutes sortes de données dont il a besoin rapidement.La mémoire étant supprimée sans alimentation, il est important de sauvegarder nos données sur le disque dur (ou autre).

→ La mémoire Cache est une mémoire vive plus rapide que la RAM ,elle sert d'intermédiaire entre la RAM et le microprocesseur de manière à ce que les données nécessaire au fonctionnement de celui ci soit toujours disponible le plus rapidement possible. On l’utilise pour faciliter le transfert d’information entre une mémoire(qui va pouvoir stocker beaucoup mais envoyer l’information lentement) et un demandeur, un Cache, est alors placé au milieu des deux. Le microprocesseur a besoin d’une donnée, il va alors interroger en premier lieu le cache: dans le meilleur des cas, si il y a une copie de cette donnée dans le cache, on obtient la réponse rapidement sans passer par la mémoire, on appelle cela un succès ou “cache-hit”. Si on a moins de chance, on ne va pas trouver l’information dans le cache, on va alors interroger la mémoire: la mémoire va envoyer l’information en passant par le cache, celui-ci va faire une copie de l’information avant de la donner au demandeur. Par ce fonctionnement, en travaillant toujours avec les mêmes données, on peut gagner du temps: la distance et le temps entre informations et demandeur est plus faible. C’est le principe de localité Temporelle : si un programme manipule une donnée il a de grande chance de la manipuler dans un avenir proche (les boucles ou les variables par exemple). Et de localité Spatiale si un programme manipule une donnée il a de grande chance de manipuler une information adjacente peu de temps après.

La mémoire flash est une mémoire qui possède les caractéristiques d'une mémoire vive(effacement et réécriture) sans pour autant que les données ne soit volatile lors d'une mise hors tension. Si on veut écrire à une adresse qui contient déjà un octet, il faut d’abords effacer cet octet pour le réécrire. Il existe deux grandes familles de mémoires flash : • les cartes mémoire : elles sont destinées aux petits matériels comme les appareils photo numériques ou les téléphones portables. • les disques électroniques : ce sont des unités de stockage statiques destinées à remplacer progressivement les disques durs, souvent appelés disques SSD. Les mémoires flash sont plus souvent utilisées à des fins de stockages de masse.

LECOEUR Manon

La mémoire vive : L'ordinateur ne peut pas démarrer sans mémoire vive, la mémoire vive de l'ordinateur, aussi appelée RAM (Random Acess Memory), sert à stocker des informations temporaires de l'ordinateur. L'ordinateur stocke des données lors de leur traitement dans la mémoire vive mais ces informations sont effacées lors de la mise hors tension de l'ordinateur. La mémoire vive fonctionne en écriture, en lecture et traite des données venant du processeur, du disque dur mais aussi des périphériques tels que le lecteur DVD. Elle se présente comme des petites barrettes en plastique avec des puces et circuits intégrés que l'on insère dans la carte mère.

Il existe différents formats de mémoire vive :

• RIMM : ces barrettes mémoire disposent de 184 connecteurs (pins) avec une capacité de 64 bits.
• DIMM : les mémoires vives de format DIMM ont la particularité d'avoir des connecteurs de chaque côté, avec une capacité de 64 bits minimum et 168 connecteurs. Il s'agit du format le plus courant.
• SIMM : mémoires avec 30 ou 72 connecteurs et d'une capacité de 8 ou 32 bits. Ce format n'est plus utilisé depuis quelques années, on le retrouve uniquement sur les vieux ordinateurs.
• SO DIMM : format de mémoire vive pour les ordinateurs portables.

Il existe différents types de barrettes mémoires :

• DRAM : ancien format qui n'est plus utilisé, mais que l'on peut retrouver sur de vieilles machines.
• SD RAM : Les barrettes du type SD RAM ne se retrouvent aussi que sur les anciens ordinateurs. Ces barrettes ont un format DIMM 168.
• DDR SD RAM : on retrouvait principalement la mémoire vive de type DDR sur les ordinateurs d'entrée de gamme. Ce type est de moins en moins répandu. Les barrettes mémoires DDR sont au format DIMM 184. Elles sont deux fois plus rapides que les barrettes SD RAM et ont une fréquence allant de 100 à 275 MHz.
• DDR2 SD RAM : à sa sortie, ce type de mémoire était principalement installé dans les ordinateurs haut de gamme, mais maintenant il s'agit d'un des types de mémoires les plus utilisés. Les DDR2 sont au format DIMM 240 et sont deux fois plus rapides que les DDR SDRAM, elles ont une fréquence de 200 à 533 MHz.
• DDR3 SD RAM : type de barrette mémoire le plus récent, les barrettes DDR3 sont au format DIMM 240. Elles sont deux fois plus rapides que les DDR 2 dans le traitement des données, et ont une fréquence de 266 à 400 MHz.

MERIAIS Mathys