Bir bilgisayar, veri depolamak amacıyla, her biri tek bit depolayabilen geniş bir devre koleksiyonu içerir. Bu bit deposu, bilgisayarın ana belleği olarak bilinir.
Bellek Organizasyonu
Bir bilgisayarın ana belleği, hücre adı verilen yönetilebilir birimlerde düzenlenir ve tipik bir hücre boyutu sekiz bit tir. (Sekiz bitlik bir diziye bayt denir. Bu nedenle, tipik bir bellek hücresinin kapasitesi bir bayt tır.) Mikrodalga fırın gibi ev aygıtlarına gömülü küçük bilgisayarların yalnızca birkaç yüz hücreden oluşan ana belleği olabilir. Büyük bilgisayarlar ana belleğinde ise milyarlarca hücre olabilir.
Bilgisayarda sol veya sağ olmamasına rağmen, normal olarak bir bellek hücresindeki bitleri bir sırada yerleştirilmiş olarak belirtiyoruz. Bu satırın sol ucuna ‘yüksek dereceli uç’ (high order end), sağ ucuna ‘düşük dereceli uç’ (low order end) denir. En soldaki bit, ‘yüksek dereceli’ bit veya hücrenin içeriği sayısal bir değeri temsil ettiği şeklinde yorumlanırsa, bu bitin sayıdaki ‘en önemli bit’ (most significant bit) olacağı gerçeğine atıfta bulunur. Benzer şekilde, en sağdaki bit ‘düşük dereceli bit’ veya ‘en az önemli bit’ (least significant bit) olarak adlandırılır. Bu nedenle, yukarıdaki şekilde gösterilenle bir bayt boyutlu bellek hücresinin içeriğini temsil edebiliriz.
Bir bilgisayarın ana belleğindeki hücreleri tek tek tanımlamak için, her hücreye kendi adresi adı verilen benzersiz bir “ad” atanır. Sistem, bir şehirdeki evleri adreslerle tanımlama tekniğine benzer. Bellek hücreleri söz konusu olduğunda, kullanılan adresler tamamen sayısal dır. Bu da hücrelerin tek bir sıraya yerleştirilmesini ve sıfır değerinden başlayarak bu sırayla numaralandırılmasını ifade eder (aşağıdaki şekil). Böyle bir adresleme sistemi sadece bize her bir hücreyi benzersiz bir şekilde tanımlamanın bir yolunu vermekle kalmaz, aynı zamanda hücrelere de bir emir verir ve bize “bir sonraki hücre” veya “bir önceki hücre” gibi ifadeler verir.
Bilgisayarın ana belleği bireysel, adreslenebilir hücreler olarak düzenlenir, hücrelere gerektiği gibi bağımsız olarak erişilebilir. Hücrelere herhangi bir sırada erişme yeteneğini yansıtmak için, bir bilgisayarın ana belleğine genellikle Random Access Memory (RAM) (çevirmek gerekirse; rastgele erişim belleği) denir.
Flip-flopların bitleri saklamanın bir aracı olarak kullanılmasına rağmen, Çoğu modern bilgisayardaki RAM, daha çok minyatürleştirme ve daha hızlı tepki süresi sağlayan benzer ancak daha karmaşık teknolojiler kullanılarak üretilmiştir. Bu teknolojilerin çoğu, bitleri hızlı bir şekilde dağılan küçük elektrik yükleri olarak depolar. Bu nedenle, bu cihazlar, saniyede birçok kez yükleri tekrar tekrar yenileyen bir yenileme devresi olarak bilinen ek devre gerektirir. Bu teknolojiden oluşturulan bilgisayar belleğine genellikle dinamik bellek denir ve DRAM terimi Dinamik RAM anlamına gelir. Veya zaman zaman SDRAM terimi, yani Senkron DRAM, içeriği bellek hücrelerinden almak için gereken süreyi azaltmak için ek teknikler uygulayan DRAM’e referans olarak kullanılır.