PDF-Version - am Institut für Baustatik

gegeben, wenn eine hohe Geschwindigkeit und kein allzu großer Speicherbedarf erforderlich sind, wie
z.B. bei den Cache-Speichern.
4.4.1.2 Dynamische RAM-Speicher
Dynamische RAM-Speicher (DRAM, Dynamic Random Access Memory) sind aus
Substratkondensatoren aufgebaut. Diese können in äußerst kleinen Abmessungen hergestellt werden.
Dabei läßt sich jedoch ein Ladungsabfluß nicht vermeiden. Dynamische RAM-Speicher müssen
deshalb regelmäßig, d.h. etwa all 10 ms aufgefrischt werden. In dieser Zeit kann nicht auf die
gespeicherte Information zugegriffen werden, weshalb diese Speicher verhältnismäßig langsam sind.
Infolge des geringen Platzbedarfs einer Speicherzelle sind jedoch höchste Packungsdichten möglich.
Zur Zeit können mehr als 256 Millionen dieser Speicherzellen auf einem Chip untergebracht werden.
Sie werden deshalb vor allem in Hauptspeichern eingesetzt, da sie trotz der zusätzlichen
Ansteuerlogik (Aufrischen der Speicherzellen), den besten Kompromiß aus Schnelligkeit, Platz- und
Energiebedarf sowie Kosten darstellen.
4.4.1.3 Physikalische Realisierung der Speicherinhalte
Daten jeder Art werden als Bitmuster der Werte „0“ und „1“ dargestellt. Dies wird in den Halbleitern
durch elektrische Spannung dargestellt. Keine Spannung bedeutet „0“, eine Spannung von 2, 3 oder 5
Volt bedeutet „1“. Da beim Umschalten von „0“ nach „1“ oder umgekehrt sich der neue
Spannungszustand erst einpendeln muß, kann der Speicherzustand erst nach einer gewissen Zeit
nach dem Umschalten abgefragt werden. Die Dauer dieser Umschaltvorgänge werden durch eine
innere Uhr erzeugt. Die Anzahl der Umschaltvorgänge pro Sekunde ergeben die Taktfrequenz des
Computers. Die Taktfrequenz ist wesentlich für die Beurteilung der Arbeitsgeschwindigkeit des
Computers. Moderne PC’s erreichen ein Taktfrequenz von bis zu 200 MHz. Die aktuellsten Zahlen
entnimmt man am besten den Werbebeilagen der Tagespresse.
4.4.2 Nicht-flüchtige Speicher
Nicht-flüchtige Speicher behalten ihre Information, auch wenn die Versorgungsspannung abgeschaltet
ist. Der Speicherinhalt wird von einem von der Betriebsspannung unabhängigen Prozeß in den Chip
geschrieben. Dies bedeutet andererseits, daß die Information während des Betriebs i.d.R. nur
ausgelesen werden kann. Wird die Information bei der Herstellung irreversibel in den Speicher
geschrieben, spricht man deshalb von einem ROM-Speicher (Read Only Memory). PROM’s
(Programmable Read Only Memory) können nach der Herstellung, jedoch nur einmal programmiert
werden. Dagegen kann bei EPROM’s (Erasable Programmable Read Only Memory) und EEPROM’s
(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) der Speicherinhalt auch wieder gelöscht und
der Speicher neu belegt werden. Der Vorgang ist jedoch i.d.R: nicht beliebig oft wiederholbar. Bei
EEPROM’s werden bis zu 100.000 Löschzyklen erreicht. Eingesetzt werden EPROM’s und
EEPROM’s dort, wo anlagenspezifische Daten gehalten werden müssen, z.B. Sendereinstellungen bei
Autoradios.
4.4.3 Arbeitsspeicher
Arbeitsspeicher sind die Speicher, mit denen der Prozessor unmittelbar kommuniziert. D.h.,
Arbeitsspeicher sind entsprechend schnelle Speicher, da ihre Zugriffszeiten die
Gesamtgeschwindigkeit des Computers wesentlich beeinflussen.
4.4.3.1 Hauptspeicher
Der Hauptspeicher ist der wichtigste Speicherteil des Computers. Hier werden alle Daten zwischenund
alle Programme bzw. Programmteile ablauffähig gespeichert. Der Hauptspeicher ist i.d.R. aus
DRAM-Speicherbauteilen aufgebaut. Übliche Kapazitäten der Hauptspeicher werden von den ständig
steigenden Anforderungen der Betriebssysteme und der Anwendungssoftware bestimmt. Z. B.
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