آموزش سخت افزار (کامل)

[deltang]

حافظه

با آن كه واژه حافظه را مي توان براي هر نوع وسيله ذخيره سازي به كار برد، اما بيشتر براي مشخص نمودن حافظه هاي سريع با قابليت ذخيره سازي موقت استفاده مي شود. زماني كه پردازنده مجبور باشد براي بازيابي اطلاعات به طور دائم از هارد استفاده نمايد طبيعتاً سرعت عمليات آن كند خواهد شد.
به طوركل از حافظه هاي متعددي به منظور نگهداري موقت اطلاعات استفاده مي شود. زماني كه در حافظه هاي دائمي مانند هارد اطلاعاتي موجود باشد كه پردازنده بخواهد از آنها استفاده نمايد بايد اطلاعات فوق از طريق حافظه RAM در اختيار پردازنده قرار گيرد و سپس اطلاعات مورد نياز خود را در حافظه Cache و دستور العمل هاي خاص عملياتي را در ريجيسترها ذخيره كند. همان طور كه مي دانيد تمام عناصر سخت افزاري و نرم افزاري با يكديگر كار مي كنند و از زماني كه سيستم روشن مي شود و تا زماني كه خاموش مي شود، پردازنده به صورت دائم و پيوسته از حافظه استفاده مي كند.
حافظه رايانه بر اساس نوع آن از تعدادي خازن و ترانزيستور كه در چند آي سي(IC) قرار گرفته، تشكيل شده است. براي ذخيره اطلاعات در حافظه، بعضي از ترانزيستورها در حالت قطع و برخي در حالت وصل قرار مي گيرند. خازن ها نيز در حالت شارژ و دشارژ قرار مي گيرند. در رايانه از چندين نوع حافظه استفاده مي شود:
*Random Access Memory- RAM اين نوع حافظه براي ذخيره سازي موقت اطلاعات رايانه در حالت كار با سيستم به كار مي رود.
* Read Only Memory ROM اين نوع حافظه، حافظه دائم است و از آن براي ذخيره سازي اطلاعات مهم استفاده مي شود.
* Caching نوعي حافظه است كه براي ذخيره اطلاعاتي كه داراي فركانس بازيابي بالا مي باشند استفاده مي شود.
* Basc Input/ Output System- BIOS اين حافظه يك نوع حافظه ROM مي باشد كه از اطلاعات آن جهت هر بار راه اندازي سيستم استفاده مي شود.
* Virtual Mem اين حافظه در زمان نياز عمليات جايگزيني را در حافظه RAM انجام مي دهد. در واقع فضايي بر روي هارديسك مي باشد كه از آن براي ذخيره سازي موقت اطلاعات استفاده مي شود.

حافظه RAM (خواندني و نوشتني)
همان طور كه مي دانيد اطلاعات موقت رايانه با خاموش شدن سيستم كاملاً پاك مي شود. به اين صورت كه اگر برنامه يا داده اي به رايانه داده باشيد و به هر علتي برق رايانه قطع شود، پس از روشن شدن دوباره رايانه بايد برنامه و يا اطلاعات را دوباره وارد كنيد. پردازنده اطلاعات مورد نياز خود را از حافظه رم دريافت مي كند و عمليات لازم را انجام داده و سپس نتايج را در رم ذخيره مي كند.
بنابر اين اين نوع حافظه خواندني و نوشتني است. هنگامي كه رايانه را روشن مي كنيد حافظه اصلي كنترل و تست مي شود. مقدار حجم تست شده روي صفحه نمايش مشاهده مي شود.
حافظه رم به دو نوع تقسيم مي شود: DRAM (رم پويا يا ديناميك) و SRAM (رم استاتيك)
حافظه دي رم جهت ذخيره اطلاعات خود از خازن استفاده مي كند. خازن در حالت شارژ معادل يك است و در حالت دشارژ معادل صفر است. اين حافظه بايد به طور مداوم تغذيه الكتريكي شود تا بارهاي مثبت و منفي را از دست ندهد. در اين حالت در فاصله زماني متناوب عمليات بازنويسي و تجديد اطلاعات صورت مي پذيرد.
دو نوع مدار بازنويسي وجود دارد: ۱۰بيتي كه به آن بازنويسي ۱k مي گويند و ۱۱ بيتي كه به آن بازنويسي ۲k گويند.
حافظه ROM
اين نوع حافظه در زمان خاموش شدن رايانه داده هايش را از دست نمي دهد. تعدادي از حافظه مانند ROM و حافظه فلش كارتهاي هوشمند در اين گروه قرار مي گيرد.
سرعت حافظه
سرعت تراشه هاي رم با مدت زمان لازم براي دسترسي به يك بيت از اطلاعات سنجيده مي شود. اين واحد با سرعت نانو ثانيه اندازه گيري مي شود. توجه داشته باشيد كه سرعت حافظه هاي دي رم را با سرعت ساعت اندازه گيري مي كنند. سرعت تراشه هاي حافظه به طور عادي در محدوده ۵۰ تا ۱۲۰ نانوثانيه است. هر چه عدد بيان شده براي سرعت كم تر باشد حافظه سريع تر است. اين نوع حافظه ها از نظر سخت افزاري به گروه هاي زير تقسيم مي شوند:
انواع حافظه
حافظه SRAM حافظه اي با دستيابي تصادفي ايستا مي باشد كه در آغاز براي Cache استفاده مي شد. اين حافظه از چندين ترانزيستور براي هر يك از سلول هاي حافظه خود استفاده مي نمايد. اين نوع حافظه قادر نيست مانند DRAM اطلاعات را به طور پيوسته بازخواني نمايد. هر يك از سلول هاي حافظه مادامي كه منبع تأمين انرژي آنها فعال باشد داده هاي خود را ذخيره خواهد نمود. سرعت اين نوع حافظه ها بسيار بالا مي باشد.
چه ميزان حافظه مورد نياز است؟
ميزان حافظه مورد نياز بر اساس كاربردهاي متفاوت گوناگون مي باشد. براي استفاده از برنامه هاي خاص، نرم افزارهاي طراحي و انيميشن سه بعدي برنامه هاي سرگرم كننده و دستيابي به اينترنت هر يك نياز به حافظه خاصي دارد.
در واقع افزايش حافظه به نوع استفاده از رايانه مربوط مي گردد. به طور مثال سيستم عامل ويندوز ۹۵ و يا ۹۸ حداقل به ۳۲ مگابايت حافظه نياز دارد. سيستم عامل ويندوز ۲۰۰۰ حداقل به ۶۴ مگابايت، سيستم عامل لينوكس حداقل به ۴ مگابايت، سيستم عامل اپل به ۱۶ مگابايت و ويندوز XP به ۶۴ مگابايت حافظه نياز دارد.