Podaci u računaru su u binarnom obliku, te se oni u istom obliku memorišu, kreću unutar računara ili prosledjuju drugim računarima ili digitalnim uredjajima. Pojedini sklopovi računara su povezani magistralom (en. bus). Magistralom se prosledjuju upravljački signali, podaci ili operacije.

U memoriji računara se pamte i nizovi instrukcija (operacije, naredbi ili komandi) koje upravljaju radom računara. Uredjeni niz instrukcija, kojim se definiše neki algoritam obrade, naziva se program. Skup programa naziva se softver, za koji se kaže da čini programsku podršku računaru. Izraz podrška da elektronika ili hardver računara ne bi mogao da vrši svoju funkciju bez programa.

Glavna memorija savremenih računara realizovana je pomoću memorijskih bistabilnih elemenata – poluprovodničkih elektronskih kola koja se mogu nalaziti u dva stanja, koja mogu čuvati jedan bit podataka.

Ovi elementi udruženi su u grupe fiksne dužine koje se nazivaju memorijske lokacije.

Sa stanovišta programiranja memorijske lokacije se razmatraju kao nevidljive celine jer je konstruktivno rešeno da se čitanje ili upis podataka može vršiti samo u lokaciji kao celini. Struktura se može videti na prehodnom delu slike A).

Svaki bistablni element memorijske lokacije služi za pamćenje jednog znaka iz binearne azbuke B={ 0, 1}, odnosno bita (bit je skraćenica od engleske reči binary digit – binearna cifra ). Mesto svakog bita naziva se benearna pozicija ili binearni razred.

Svaku memorijsku lokaciju potrebno je označiti. U tom cilju se svakoj lokaciji dodeljuje posebno ime – ceo pozitivan broj iz skupa {0,1,2, …, 2n-1} koji služi za njenu identifikaciju a naziva se adresa.

Sadržaj svake lokacije je benearni niz koji nazivamo memorijska reč ili mašinska reč. Treba razlikovati adresu lokacije od njenog sadržaja, što se može primetiti na delu slike B).

Za predstavljanje podataka u računaru usvojene su standardne dužine binarnih nizova. Te dužine se izražavaju jedinicom bajt ( ili oktet) – standardna dužina jednaka je 8 bitova !

Za centralno skladištenje podataka najčešće se koristi tvrdi disk (HARD DISK). On je napravljen od legure aluminijuma ili od plastike koja je presvučena feromagnetnim materijalom sa jedne ili obe strane. Feromagnetni materijali služe za pamćenje binarnih podataka.

Disk je podeljen u staze – koncentrične putanje, cilindre, koji čine sve staze sa istim rednim brojem (sa obe strane diska ili s paketa diskova), i sektore – delove staza koji se kao celine čitaju ili upisuju na disk. Sektori se definišu postupkom koji se naziva formatiranjem diska!

• 0 ili 1 – bit
• 8 bitova=1 B (bajt)
• 1024 (210)B =1kB (kilobajt)
• 1024 (210)kB=1MB (megabajt)
• 1024 (210)MB=1GB (gigabajt)
• 1024 (210)GB=1TB (terabajt)

Centralnu (operarativnu) memoriju računara čini ROM i RAM. Za rad PC računara neophodna je memorija pošto se u njoj tokom rada smeštaju programi koji se izvršavaju, kao i podaci koji se tim programima obrađuju. Centralna memorija se deli na tri tipa memorije: RAM, ROM i keš (cache). Kapacitet memorije izražavamo u bajtovima ( sastoje se od 8 bita) , odnosno većim jedinicama: kilobajt (Kb) i megabajtovima (Mb).RAM ( Random Access Memory ) predstavlja najveći deo memorije.

Osobina RAM memorije je da se svakom njenom bajtu može slobodno pristupiti nezavisno od prethodne memorijske lokacije, s tim da se u nju podaci mogu i upisivati (write) i očitavati (read) iz nje. Svakim upisom podatka u neku lokaciju, njen prethodni sadržaj se automatski gubi.

Druga važna osobina RAM memorije je da ona podatke koji se u njoj nalaze zadržava (čuva) samo dok postoji napon napajanja na njoj. Čim nestane napona napajanja, kompletan sadržaj memorije se gubi i prilikom ponovnog dolaska napona napajanja (pri sledećem uključenju računara) ona je potuno prazna.

Zbog ovakvih osobina RAM memorija je veoma pogodna za izvršavanje programa i obradu podataka. Zato se programi i podaci učitavaju u RAM memoriju (obično sa hard diska) i tu ih koristi mikroprocesor izvršavajući učitane programe i njima obrađuje dobijene podatke. On to može da radi samo u ovoj memoriji pa se zato RAM memorija obično naziva i radna memorija. Brzina rada računara je direktno proporcionalna s količinom RAM memorije.

Povećanjem RAM memorije znatno ćemo ubrzati rad računara.

Danas se koriste DDR SDRAM (Double Data Rate Synchrounus DRAM) memorijski moduli ili kraće DDR moduli koji imaju 184 npina kao i njena nova varijanta DDR2 ( sa 240 pinova) i DDR3.

ROM ( Read Only Memory) koristi se za čuvanje programa i podataka koji su potrebni za pokretanje računara pri uključivanju. Najvažnije osobine su:sadržaj ove memorije možemo samo čitati i ona ne gubi sadržaj po isključivanju računara.

Keš memorija procesora

Brzina RAM memorije je sve više zaostajala za brzinom mikroprocesora. Da bi se ta nesrazmera smanjila, uvedena je takozvana keš memorija. Za razliku od radne RAM memorije koja je dinamičkog tipa, keš memorija je statičkog tipa i ima za red veličine (oko 10 puta) kraće vreme pristupa.

Keš memorija je postavljena između mikroprocesora i radne memorije, a njenim radom je upravljao posebni keš kontroler.

Ovaj kontroler je na osnovu podatka kojeg je mikroprocesor tražio iz memorije pokušavao da predvidi koji će sledeći podatak biti potreban mikroprocesoru, pa je unapred, nečekajući zahtev, taj podatak očitavao iz radne memorije i smeštao ga u keš memoriju.

Ako je predviđanje bilo dobro, kada mikroprocesor zatraži taj podatak, on će ga dobiti iz keš memorije, a to će biti desetak puta brže nego da ga je čekao iz radne memorije.

Drugi uzrok ubrzanja rada računaraje u tome da kada mikroprocesor treba da smesti neke podatke u memoriju, on ih predaje brzoj keš memoriji, odakle se ti podaci pod upravljanjem keš kontrolera šalju u radnu memoriju. Za to vreme je procsor slobodan da obavlja neke druge poslove.

Keš memorija se prvobitno smeštala na matičnu ploču, ali je već od 486 procesora delimično premeštena u sam mikroprocesor.

Pojavom Pentijum procesora, pojavila su se i dva nivoa keš memorije.

Keš memorija prvog nivoa (L1 nivo) je smeštena u samo jezgro mikroprocesora. Ova veoma brza memorija ima relativno mali kapacitet i podeljna je na dva bloka, jedan služi za instrukcije a drugi za podatke. Ona obično radi na istom taktu kao i sam procesor.

Keš memorija drugog nivoa (L2 nivo) ima znatno veći kapacitet i kod današnjih mikroprocesora je takođe smeštena unutar samog procesorskog čipa. Zavisno od tipa procesora, ova keš memorija može da radi na punom taktu procesora ili na nižem taktu (obično polovina učestanosti takta procesora).

Uvođenjem keš memorije u sam mikoprocesor dobilo se dalje povećanje brzine rada računara, sa tim da ta brzina dosta zavisi od kvaliteta keš kontrolera, odnosno od toga koliko dobro on predviđa sledeće podatke kojo će biti potrebni mikroprocesoru, da bi mogao unapred da ih pripremi.