Keskusmuisti
Keskusmuisti (engl. main memory) eli käyttömuisti on tietokoneen muistia, jonne suoritettava ohjelma ladataan suorituksen ajaksi.[1] Tietokoneen suoritin ei voi suoraan käyttää muun tyyppistä muistia ohjelmien suoritukseen (paitsi suorittimen sisäistä välimuistia), mistä johtuen ohjelmat on ladattava keskusmuistiin. Näennäismuisti mahdollistaa massamuistin käytön keskusmuistin jatkeena.[2]
Keskusmuisti on työmuisti, johon latautuvat käyttöjärjestelmän lisäksi suoritettavat sovellukset sekä näiden tarvitsemat tiedot. Keskusmuisti on tyypiltään hajasaantimuistia (RAM, Random Access Memory[3]). Keskusmuisti on tietokoneen muistihierarkiassa toisena suorittimen sisäisen muistin (rekisterit, välimuisti) jälkeen.[4] Tavallisesti keskusmuisti on tehty haihtuvalla muistilla, josta johtuen sisältö tyhjenee aina virrankatkaisun yhteydessä. Kuitenkin kerran muistiin ladattu ohjelma toimii nopeammin ja on nopeammin saatavilla kuin jos ohjelma täytyisi ladata huomattavasti hitaammilta massamuisteilta (kiintolevy, USB-muisti yms.).
Tietokoneessa on suorittimen käyttämän keskusmuistin lisäksi myös omaa muistia oheislaitteilla kuten näytönohjaimilla (Video RAM).
Muistin toiminta
Tietokoneen nopeuteen vaikuttaa olennaisesti keskusmuistin määrä ja nopeus.
Tietoa keskusmuistin ja suorittimen välillä siirretään erilaisten väylien avulla. Väylän siirtämän tiedon määrä riippuu väylän leveydestä ja nopeudesta. Leveys ilmoitetaan yleensä bitteinä tai tavuina. Väylän leveydellä tarkoitetaan sitä tiedon määrää, joka voidaan väylää myöten kerralla siirtää. Muistin toimintaa ohjataan niin sanotuilla kellopulsseilla. Pulssi määrää milloin muisti voi lähettää tietoa ja milloin sen täytyy ottaa sitä vastaan. Kellopulssien välistä aikaa mitataan megahertseinä (MHz) (kellotaajuus), eli kuinka monta miljoonaa kellopulssia tapahtuu sekunnissa. Mitä suurempi (väylän) kellotaajuus on, sitä nopeampaa muisti on ja sitä enemmän operaatioita muisti suorittaa.
Muistin nopeutta saatetaan kuvata myös sen viiveen avulla. Viive ilmoitetaan nanosekunteina (ns), joka mittaa ajan ensimmäisen operaation suorittamiseen. Viiveiden ilmoittaminen on kuitenkin muistityypeistä riippuva, eikä sitä aina mitata samalla tavoin. Myös se, montako kellopulssia tiedon hakeminen kestää, riippuu muistin tyypistä.
Muistipiirien nopeutumiseen käytetään arkkitehtonisia keksintöjä, muistisolu itsessään säilyy "samana". Asiaa vaikeuttaa se, että tehdyt muutokset tulee ottaa huomioon myös piirien lukutekniikassa eli emolevyn piirisarjan täytyy tukea näitä muutoksia.
Muistin kokoa ilmoitettiin tietokoneiden alkuaikoina kilotavuissa (Kt, KB; 210 = 1 024 tavua), sittemmin megatavuissa (Mt, MB, MiB; 220 ≈ 1,05 miljoonaa tavua) ja nykyään gigatavuissa (Gt, GB, GiB; 230 ≈ 1,07 miljardia tavua). Yksiköt eroavat tietoliikenteessä ja massamuistikapasiteetin yhteydessä yleensä käytetyistä, joissa on SI-etuliitteet, kymmenpotensseilla: 103, 106 ja 109 (sekä tietoliikenteen osalta bittejä tavujen sijaan), minkä vuoksi keskusmuistin tapauksessa suositellaan käyttämään nimityksiä kibitavu (KiB), mebitavu (MiB) ja gibitavu (GiB).
Lähteet
- David A. Patterson, John L. Hennessy: Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface, Third Edition, s. 23. , 2004. Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface, Third Edition (viitattu 6.7.2018).
- Peter J. Denning: Before Memory Was Virtual (PDF) denninginstitute.com. 1.11.1996. Viitattu 14.7.2021. (englanniksi)
- Lyhenneluettelo 31.10.2013. Kotimaisten kielten keskus. Arkistoitu 12.10.2013. Viitattu 23.11.2013.
- Toy, Wing & Zee, Benjamin: Computer hardware/software architecture, s. 30. Prentice-Hall, 1986. ISBN 0-13-163502-6. Teoksen verkkoversio. (englanniksi)
Kirjallisuutta
- Lähteinen, Olavi; Pietikäinen, Ville; Kosonen, Harri: Uusi PC-tekniikan käsikirja, s. 251–268. 6. painos. Helsinki Media Erikoislehdet, 2000 (1997). ISBN 951-832-015-9.