Datorminne – funktion, typer och historia

En byte i minnet används för att lagra en kod som representerar ett tecken, t.ex. en siffra, en bokstav eller en symbol. Åtta bitar kan lagra 256 olika koder. Detta ansågs tillräckligt och en byte fastställdes till åtta bitar. Detta möjliggör tio decimalsiffror, 26 små bokstäver, 26 stora bokstäver och många symboler. Tidiga datorer använde sex bitar per byte. Detta gav dem 64 olika koder. Dessa datorer hade inga små bokstäver.

Datorforskarna var tvungna att komma överens om vilken kod som skulle representera varje tecken. De flesta moderna datorer använder ASCII, American Standard Code for Information Interchange. I ASCII består varje kod av åtta bitar - en kombination av 0 och 1 - och bildar ett tecken. Bokstaven A betecknas med koden 01000001.

För att kunna hantera alla olika tecken i alla världens språk behöver moderna datorer mer än 256 olika tecken. Ett annat kodsystem som kallas Unicode tillåter 1 112 064 olika tecken genom att använda mellan en och fyra bytes för varje tecken.

Datorns CPU kan komma åt varje enskild byte. Den använder en adress för varje byte. Datorns minnesadresser börjar vid noll och går upp till det största tal som datorn kan använda. Äldre datorer var begränsade i hur mycket minne de kunde adressera. 32-bitars datorer kan adressera upp till 4 GB minne. Moderna datorer använder 64 bitar och kan adressera upp till 18 446 744 073 709 551 616 bytes = 16 exabyte minne.

De siffror som datorerna använder kan bli mycket stora. För att göra det lättare kan enheten K (för kilobyte) eller Ki (för kibibyte) användas. I datorminnen är talen potenser av två. En kibibyte är två i potens med 10, dvs. 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 och skrivs som 2¹⁰ = 1024 byte. Till exempel är 64 Kibabyte, skrivet som 64Kib eller 64KB, minne detsamma som 65 536 byte (1 024 × 64 = 65 536). För större minneskapaciteter används enheterna megabyte (MB) eller mebibyte (MiB) och gigabyte (GB) eller gibibibyte (GiB). En megabyte datorminne motsvarar 2 ²⁰byte eller 1024 KB, dvs. 1 048 576 byte. En gibibyte är 2 ³⁰bytes eller 1024 MB.

Siffrorna är multiplar av två. Därför är en kilobyte minne 1024 byte och inte 1000 som i fallet med kilogram. För att försöka undvika denna förvirring använder Internationella elektrotekniska kommissionen (IEC) namnen kibibyte, mebibyte och gibibibyte för binära krafter. De använder kilobyte, megabyte och gigabyte för att beteckna potenser av 10. Joint Electron Device Engineering Council (JEDEC) har behållit de äldre namnen. För att göra det ännu värre mäts storleken på datalagringsutrymmen, t.ex. hårddiskar (HDD), i tiopotenser. En 500 GB diskettstation är alltså 500 x 1000 x 1000 x 1000 x 1000 bytes. Detta är mycket mindre än 500 GB minne som är 500 x 1024 x 1024 x 1024 x 1024. De flesta datavetare använder fortfarande de gamla namnen och måste komma ihåg att enheterna är olika när man talar om minne och lagringsenheter.

Det finns vissa program och instruktioner som datorn alltid behöver. ROM (Read Only Memory) är det permanenta minnet som används för att lagra dessa viktiga kontrollprogram och systemprogram för att utföra funktioner som att starta upp eller starta program. ROM är icke-flyktigt. Det innebär att innehållet inte går förlorat när strömmen slås av. Innehållet skrivs in när datorn byggs, men i moderna datorer kan användaren ändra innehållet med hjälp av särskild programvara.

RAM-minne (Random Access Memory) används som arbetsminne i ett datorsystem. Det lagrar inmatningsdata, mellanliggande resultat, program och annan information tillfälligt. Det kan läsas och/eller skrivas. Det är vanligtvis flyktigt, vilket innebär att alla data försvinner när strömmen stängs av. I de flesta fall laddas den in igen från hårddisken som används som datalagring.

Icke-flyktigt minne är ett datorminne som behåller den lagrade informationen när det inte är strömförsörjt.
Exempel på icke-flyktiga minnen är:

• skrivskyddat minne
• flashminne

Det kan ibland avse datorlagring. Dessa är alltid icke-flyktiga.
Exempel på detta är:

• Enheter med fast tillstånd som använder flashminne, t.ex. SSD-enheter (Solid State Drives) och USB-flash-enheter.
• Magnetiska datalagringsenheter som hårddiskar (HDD), disketter och magnetband.
• optiska skivor som CD-ROM, DVD-ROM och Blu-ray
• Förvaring av papper, t.ex. papperstejp och hålkort.