آموزش سخت افزار (قسمت سوم) حافظه

با آن كه واژه حافظه را می توان برای هر نوع وسیله ذخیره سازی به كار برد، اما بیشتر برای مشخص نمودن حافظه های سریع با قابلیت ذخیره سازی موقت استفاده می شود. زمانی كه پردازنده مجبور باشد برای بازیابی اطلاعات به طور دائم از هارد استفاده نماید طبیعتاً سرعت عملیات آن كند خواهد شد.
به طوركل از حافظه های متعددی به منظور نگهداری موقت اطلاعات استفاده می شود. زمانی كه در حافظه های دائمی مانند هارد اطلاعاتی موجود باشد كه پردازنده بخواهد از آنها استفاده نماید باید اطلاعات فوق از طریق حافظه RAM در اختیار پردازنده قرار گیرد و سپس اطلاعات مورد نیاز خود را در حافظه Cache و دستور العمل های خاص عملیاتی را در ریجیسترها ذخیره كند. همان طور كه می دانید تمام عناصر سخت افزاری و نرم افزاری با یكدیگر كار می كنند و از زمانی كه سیستم روشن می شود و تا زمانی كه خاموش می شود، پردازنده به صورت دائم و پیوسته از حافظه استفاده می كند.
حافظه رایانه بر اساس نوع آن از تعدادی خازن و ترانزیستور كه در چند آی سی(IC) قرار گرفته، تشكیل شده است. برای ذخیره اطلاعات در حافظه، بعضی از ترانزیستورها در حالت قطع و برخی در حالت وصل قرار می گیرند. خازن ها نیز در حالت شارژ و دشارژ قرار می گیرند. در رایانه از چندین نوع حافظه استفاده می شود:

*Random Access Memory- RAM این نوع حافظه برای ذخیره سازی موقت اطلاعات رایانه در حالت كار با سیستم به كار می رود.
* Read Only Memory ROM این نوع حافظه، حافظه دائم است و از آن برای ذخیره سازی اطلاعات مهم استفاده می شود.
* Caching نوعی حافظه است كه برای ذخیره اطلاعاتی كه دارای فركانس بازیابی بالا می باشند استفاده می شود.
* Basc Input/ Output System- BIOS این حافظه یك نوع حافظه ROM می باشد كه از اطلاعات آن جهت هر بار راه اندازی سیستم استفاده می شود.
* Virtual Mem این حافظه در زمان نیاز عملیات جایگزینی را در حافظه RAM انجام می دهد. در واقع فضایی بر روی هاردیسك می باشد كه از آن برای ذخیره سازی موقت اطلاعات استفاده می شود.

حافظه RAM (خواندنی و نوشتنی)
همان طور كه می دانید اطلاعات موقت رایانه با خاموش شدن سیستم كاملاً پاك می شود. به این صورت كه اگر برنامه یا داده ای به رایانه داده باشید و به هر علتی برق رایانه قطع شود، پس از روشن شدن دوباره رایانه باید برنامه و یا اطلاعات را دوباره وارد كنید. پردازنده اطلاعات مورد نیاز خود را از حافظه رم دریافت می كند و عملیات لازم را انجام داده و سپس نتایج را در رم ذخیره می كند.
بنابر این این نوع حافظه خواندنی و نوشتنی است. هنگامی كه رایانه را روشن می كنید حافظه اصلی كنترل و تست می شود. مقدار حجم تست شده روی صفحه نمایش مشاهده می شود.

حافظه رم به دو نوع تقسیم می شود: DRAM (رم پویا یا دینامیك) و SRAM (رم استاتیك)
حافظه دی رم جهت ذخیره اطلاعات خود از خازن استفاده می كند. خازن در حالت شارژ معادل یك است و در حالت دشارژ معادل صفر است. این حافظه باید به طور مداوم تغذیه الكتریكی شود تا بارهای مثبت و منفی را از دست ندهد. در این حالت در فاصله زمانی متناوب عملیات بازنویسی و تجدید اطلاعات صورت می پذیرد.
دو نوع مدار بازنویسی وجود دارد: ۱۰بیتی كه به آن بازنویسی ۱k می گویند و ۱۱ بیتی كه به آن بازنویسی ۲k گویند.
حافظه ROM
این نوع حافظه در زمان خاموش شدن رایانه داده هایش را از دست نمی دهد. تعدادی از حافظه مانند ROM و حافظه فلش كارتهای هوشمند در این گروه قرار می گیرد.
سرعت حافظه
سرعت تراشه های رم با مدت زمان لازم برای دسترسی به یك بیت از اطلاعات سنجیده می شود. این واحد با سرعت نانو ثانیه اندازه گیری می شود. توجه داشته باشید كه سرعت حافظه های دی رم را با سرعت ساعت اندازه گیری می كنند. سرعت تراشه های حافظه به طور عادی در محدوده ۵۰ تا ۱۲۰ نانوثانیه است. هر چه عدد بیان شده برای سرعت كم تر باشد حافظه سریع تر است. این نوع حافظه ها از نظر سخت افزاری به گروه های زیر تقسیم می شوند:
انواع حافظه
حافظه SRAM حافظه ای با دستیابی تصادفی ایستا می باشد كه در آغاز برای Cache استفاده می شد. این حافظه از چندین ترانزیستور برای هر یك از سلول های حافظه خود استفاده می نماید. این نوع حافظه قادر نیست مانند DRAM اطلاعات را به طور پیوسته بازخوانی نماید. هر یك از سلول های حافظه مادامی كه منبع تأمین انرژی آنها فعال باشد داده های خود را ذخیره خواهد نمود. سرعت این نوع حافظه ها بسیار بالا می باشد.
چه میزان حافظه مورد نیاز است؟
میزان حافظه مورد نیاز بر اساس كاربردهای متفاوت گوناگون می باشد. برای استفاده از برنامه های خاص، نرم افزارهای طراحی و انیمیشن سه بعدی برنامه های سرگرم كننده و دستیابی به اینترنت هر یك نیاز به حافظه خاصی دارد.
در واقع افزایش حافظه به نوع استفاده از رایانه مربوط می گردد. به طور مثال سیستم عامل ویندوز ۹۵ و یا ۹۸ حداقل به ۳۲ مگابایت حافظه نیاز دارد. سیستم عامل ویندوز ۲۰۰۰ حداقل به ۶۴ مگابایت، سیستم عامل لینوكس حداقل به ۴ مگابایت، سیستم عامل اپل به ۱۶ مگابایت و ویندوز XP به ۶۴ مگابایت حافظه نیاز دارد.