تبلیغات
بهترین ها - رم و رام در کامپیوتر چگونه کار میکنند؟
 

رم و رام در کامپیوتر چگونه کار میکنند؟

نوشته شده توسط :نغمه
جمعه 23 مرداد 1388-05:03 ب.ظ

چطور RAMکار می‌کند؟


یکی از نام‌های آشنا برای دارندگان کامپیوتر RAM  است.

 به RAM یا Random Access Memory (حافظه قابل دسترس تصادفی) از این رو تصادفی  می‌گویند که دسترسی به اطلاعات آن با دانستن سطر و ستون در آن امکان پذیر است و از هر سطر و ستونی می‌توان به اطلاعات دسترسی پیدا کرد.

برخلاف (RAM، SAM (Serial Access Memory اطلاعات را در ردیفی به صورت سری از بایت‌ها ذخیره می‌کند. و دسترسی به اطلاعات به ترتیب انجام می‌شود. مانند یک نوار کاست که به ترتیب از ابتدا تا انتها پیش می‌رود. این نوع حافظه برای اطلاعاتی که نیاز به مرتب بودن دارد، مناست است. مثال مناسب برای کاربرد SAM نمایش فیلم توسط کارت‌ گرافیک کامپیوتر است.در اینجا تنها به تشریح RAM می‌پردازیم.

RAM پویا (Dynamic):

همانند پردازشگر، حافظه نیز مدار مجتمعی (IC) متشکل از میلیون‌ها ترانزیستور و خازن است. در معمول‌ترین نوع حافظه، DRAM، یک ترانزیستور و یک خازن با هم تشکیل یک بیت از حافظه را می‌دهند. خازن پر به معنی 1وخالی به معنی صفر است. در این میان ترانزیستور نقش یک سویچ را ایفا می‌کند و هر گاه نیاز باشد با تغییر حالت خازن، اطلاعات را از آن می‌گیرد و یا روی آن ضبط می‌کند.

خازن مانند یک سطل سوراخ است و توانایی ذخیره الکترون‌ها را دارد و با پر بودن آن 1و با خالی بودن آن صفر ذخیره می‌شود ولی خازن مانند یک سطل خالی به مرور زمان از الکترون خالی می‌شود و در کمتر از یک میلی‌ثانیه این اتفاق می‌افتد. در این میان پردازشگر و کنترل کننده‌های حافظه وضیفه پر نگاه ‌داشتن خازن را بر عهده دارند. این روند هزاران بار در ثانیه اتفاق می‌افتد.

کلمه پویا (Dynamic) نیز از همینجا برای نام این حافظهانتخاب شده است. به دلیل اهمیت کار RAM اطلاعات آن باید همواره کامل بماند.

بیت‌های حافظه به صورت شطرنجی و در کنار هم روی صفحه سیلیکون قرار می‌گیرند و هر بیب در سطر و ستون معین خود قرار دارد. آدرس هر کدام از بیت‌ها شماره سطر و ستون آن بیت است.

RAM در ستون مربوط جریان را برقرار و با این کار ترانزیستورها را فعال می‌کند. سپس از طریق ردیف مورد نظر خازن شارژ می‌شود و یک بیت ذخیره می‌شود. هنگام خواندن اطلاعات اگر خازنی دارای شارژ بیشتر از نصف ظرفیت خود باشد به عنوان خازن پر و در نتیجه 1 شناخته می‌شود و اگر دارای شارژ کمتر از نصف ظرفیت خود باشد به عنوان صفر شناخته می‌شود. ضبط و خواندن اطلاعات حافظه در چند نانو ثانیه انجام می‌شود.

RAM دارای مدار‌هایی است كه در انجام كار به آن كمك می‌كنند. از جمله كار‌هایی كه این مدار‌ها انجام می‌دهند می‌توان به موارد زیر نام برد:

• شناسایی شماره سطر و ستون اطلاعات
• اطمینان حاصل كردن از صحیح بودن اطلاعات هر بیت
• خواندن و ذخیره كردن اطلاعات

Static RAM:

این نوع RAM از روش كاملاً متفاوتی برای ذخیره اطلاعات استفاده می‌كند. این روش شامل Flip-Flop اطلاعات است كه یكی از كاربرد‌های «جبر بول» در مهندسی برق است.

Static RAM سریع تر از Dynamic RAM است و حجم بیشتری اطلاعات را ضبط می‌کند و گران‌تر نیز هست. به همین دلیل از Static RAM بیشتر در ساخت Cache استفاده می‌کنند.

RAM معمولاً به صورت قطعاتی به نام Module عرضه می‌شود.
در گذشته هر کدام از سازندگان کامپیوتر نوعی RAM را می‌شاختند که تنها به کامپیوتر‌های همان شرکت سازنده کار می‌کرد. سپس نوع  SIMMبه بازار آمد. این نوع دارای 30  سوزن اتصال بود و در ابعاد 3.5در 0.75 اینچ تولید می‌شد. وقتی از دو یا بیشتر از این نوع استفاده می‌شد باید سرعت و حجم آن‌ها با هم مساوی می‌بود.

با افزایش سرعت پردازشگر‌ها نوع دیگری به نام DIMM به بازار آمد و دارای 168 تا 184 سوزن اتصال بود و در حجم‌هایی از چند مگابایت تا یک گیگابایت ساخته می‌شد.

نوت بوک‌ها از نوعی  RAM به نام SODIMM استفاده می‌کنند. 144 تا 200 سوزن اتصال دارند و از 16 مگابایت تا یک گیگابایت ساخته می‌شوند.

RAM هایی که در حال حاضر تولید می‌شوند از روش‌های پیشرفته‌ای استفاده می‌کنند. بعضی RAM ها دارای سیستم شناخت Error هستند. به این روش Parity ( توازن) گفته می‌شود. برای هر 8 بیت اطلاعات یک قطعه برای این کار وجود دارد.

وقتی 8 بیت در یک بایت اطلاعاتی دریافت می‌کنند، این قطعه تعداد یک‌های آن بیت‌ها را با هم جمع می‌کند. اگر تعداد یک‌ها فرد باشد، مقدار بیت این قطعه یک می‌گردد و اگر این تعداد زوج باشد این عدد صفر می‌شود. وقتی که اطلاعات از هر بیت خارج می‌شود و دوباره این کار تکرار می‌شود و مقدار جدید با مقدار قبلی چک می‌شود.

مشکل Parity این است که فقط خطاها را تشخیص می‌دهد ولی کاری برای اصلاحشان انجام نمی‌دهد و در صورت بروز مشکل اطلاعات را بر می‌گرداند و سیستم دوباره برای فرستادن اطلاعات تلاش می‌کند.

اینکه چه مقدار RAM احتیاج دارید بستگی به کار و سیستم شما دارد. اگر کامپیوتر شما سرعت کافی را ندارد یا برای دسترسی به اطلاعات هارد دیسک زمان زیادی می‌گیرد، احتمالاً مشکل از کم بودن RAM است. اگر از ویندوز XP استفاده می‌کنید کمترین مقدار پیشنهادی  128مگابایت است و اگر از مقدار کمتری از این استفاده می‌کنید، احتمالاً در کارکرد با ویندوز به مشکل برمی‌خورید. ویندوز 98/95 به راحتی با  32مگابایت کار می‌کند. سیستم‌های لینوکس در کارکرد عادی فقط به 4 مگابایت RAM نیازمند است در حالی که سیستک عامل مکینتاش بسته به کارکرد به 128 تا 512 مگابایتی احتیاج دارد.


وندا کلیک بهترین و بزرگترین گروه فارسی زبان در دنیا


چطور ROM کار می‌کند؟


حافظه فقط خواندنی (ROM (Read-Only Memory یکی از اجزای اصلی تشكیل دهنده کامپیوتر است

فقط کامپیوتر از وجود ROM بهره‌مند نیست. بلكه در بسیاری از دستگاه‌های دیجیتالی اطراف ما از ROM استفاده می‌شود.ROM  دارای پنج نوع اصلی است:

• ROM
• PROM
• EPROM
• EEPROM
• Flash Memory

هر کدام از این حافظه‌ها توانایی‌های متفاوتی دارند ولی خاصیت مشترک تمام آن‌ها این است که اطلاعات آن‌ها با خاموش و روشن شدن کامپیوتر از بین نمی‌رود. اطلاعات این حافظه‌ها در حالت عادی غیر قابل تغییر است و برای تغییر آن نیاز به عملیات خاصی است.

ROM:

اگر از کارکرد RAM اطلاع داشته باشید ،[RAM چطور کار می‌کند؟] می‌دانید که RAM برای ذخیره اطلاعات از جدولی که هر سطر و ستون آن شماره خاصی دارد و آدرس هر بیت شماره و سطر ستون است، استفاده می‌کند. و RAM در هر بیت یک خازن دارد که خالی بودن آن صفر و پر بودنش یک طلقی می‌شود و از ترانزیستور برای پر و خالی کردن خازن استفاده می‌کند. ولی ROM به جای خازن و ترانزیستور از «دیود» استفاده می‌کند. به این ترتیب که اگر آن بیت دارای یک باشد سطر و ستون با  دیود به هم متصل می‌شوند و اگر صفر باشد اصلاً به هم وصل نمی‌شوند.

 

همان طور که گفته شد اطلاعات ROM هنگامی که در کارخانه ساخته می‌شود بر روی آن قرار می‌گیرد. دیود جریان را در یک جهت هدایت می‌کند و دارای یک محدودیت برای عبور جریان است. در پردازشگر و حافظه‌ها این ولتاژ 0.6 ولت است. به این ترتیب هر جریانی که بالا تر از این حد باشد به سطر و ستون مربوط می‌رود و یک بیتِ «یک» محسوب می‌شود. اگر بیت «صفر» باشد، اصلاً در آن بیت دیودی وجود نخواهد داشت و جریان از آن نقطه عبور نمی‌کند. همین عدم عبور جریان باعث می‌شود که آن بیت به صورت «صفر» خوانده شود.

همان‌طور که گفته شد اطلاعات ROM در هنگام ساختن آن در داخل خود حافظه قرار داده می‌شود و قابل تغییر نیست. اگر یک بیت از اطلاعات به صورت غلط ثبت شود باید حافظه را عوض کرد. به همین دلیل ساختن ROM کاری پر خطا است و نیاز به تست دقیق هر کدام از آن‌ها دارد. ولی ارزانی آن دلیل استفاده گسترده از ROM است. ROM همچنین برق بسیار کمی مصرف می‌کند. مثال خوبی از یک ROM ساده، عروسک‌های موزیکال است. موزیک چند ثانیه‌ای این عروسک‌ها در داخل یک ROM به کوچکی ناخن انگشت شماست و دارای اطلاعات ملودی‌هایی است که باید از بلندگو پخش شود.

PROM:

ساختن ROM در تعداد کم وقت‌گیر و گران است. به همین دلیل ROMهایی به نام PROM (Programmable Read-Only Memory) ساخته می‌شود که قابل اطلاعات دهی توسط خود کاربر است. این کار با استفاده از وسیله ای به نام Programmer انجام می‌شود. توجه داشته باشید که بعد از مقدار دهی به بیت‌های PROM دیگر نمی‌توان آن را تغییر داد.

ساختار PROM مانند ROM است. با این تفاوت که در هر بیت ( سطر-ستون) یک فیوز وجود دارد. وقتی که PROM خالی است تمام بیت‌ها « یک» است. هنگام نوشتن اطلاعات Programmer با فرستادن ولتاژ معینی فیوز‌های مربوط به بیت «صفر» را می‌سوزاند و باقی فیوز‌ها را سالم نگه می‌دارد. PROM به شدت به الکتریسیته ساکن حساس است و قرار گرفتن آن در محیطی که دارای بار الکتریکی ساکن است باعث سوختن فیوز‌ها می‌شود.

EPROM:

اینکه فقط می‌توان یک اطلاعات را روی ROM و PROM ذخیره کرد کمی کار را مشکل می‌سازد.(EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory این مشکل را حل کرده است. این نوع ROM را می‌توان بارها پر و خالی کرد. این کار نیازمند وسیله مخصوصی است که فرکانس معینی از نور فرا بنفش را از خود گسیل می‌کند.

همانند همه ROM ها ، EPROM هم از همان روش سطر و ستون استفاده می‌کند. مانند یک ماتریس.در EPROM هر خانه حافظه دارای دو ترانزیستور است که توسط یک لایه اکسید از هم جدا شده‌اند. یکی از این ترانزیستورها Floating Gate (درگاه شناور) نام دارد و دیگری Control Gate (درگاه کنترل) نام دارد. Floating gate توسط Control gate به هر سطر مرتبط است. وقتی این ارتباط وجود دارد مقدار «یک» است. برای صفر کردن مقدار به روشی به نام Tunneling نیاز داریم. این روش برای جابجا کردن الکترون‌های درون Floating Gate کاربرد دارد. جریانی به بزرگی 10 یا 13 ولت از ستون رد می‌شود و به این درگاه می‌رود. وسیله‌ای به نام Cell Sensor جریان عبوری از Floating Gate را اندازه گیری می‌کند. اگر این مقدار بیشتر از 50 درصد جریان ورودی به سطر باشد آن بیت «یک» محسوب می‌شود. اگر این مقدار کمتر از 50 درصد باشد مقدار بیت صفر می‌گردد. برای خالی کردن اطلاعات EPROM نیاز به انرژی بالایی داریم که الکترون‌های بین دو ترانزیستور را به حرکت در بیارد و آن‌ها را تخلیه کند. معمولاً این کار توسط نور فرابنفش با فرکانس 253.7 هرتز انجام می‌شود.

چون این فرکانس فرابنفش توانایی نفوذ به داخل پلاستیک و شیشه را ندارد این نوع حافظه دارای صفحه‌ای از جنس کوارتز است. وقتی EPROM را پاک می‌کنیم تمام اطلاعات آن پاک می‌شود. اگر صفحه کوارتز آن بیش از حد در معرض نور فرابنفش قرار گیرد، صفحه اکسید توانایی ذخیره الکترون را از دست می‌دهد.

EEPROM و Flash Memory:

تمام دردسر‌هایی که برای تغییر اطلاعات در EPROM انجام داده می‌شود با استفاده از این نوع ROM از بین رفته است. چون برای پاک کردن اطلاعات نیاز به جدا کردن حافظه و قرار دادن آن زیر دستگاه‌های مخصوص نداریم و می‌توان بیت‌هایی را که برای پاک کردن نیاز داریم را مشخص کنیم و دیگر نیازی به پاک کردن تمام بیت‌ها نداریم.

برای پاک کردن هر بیت دیگر نیازی به نور فرابنفش نیست و با ایجاد یک میدان الکتریکی می‌توان الکترون‌ها را از ترانزیستور‌ها جدا کرد.

همچنین می‌توان پاک کردن را بیت به بیت انجام داد. این کار با سرعت کمی انجام می‌شود.

به همین دلیل نوعی از این حافظه که Flash Memory نام دارد ساخته شد. این نوع حافظه اطلاعات را در ابعاد 512بیت پاک می‌کند.





درباره وبلاگ:



آرشیو:


طبقه بندی:


آخرین پستها:


پیوندها:


پیوندهای روزانه:


نویسندگان:


آمار وبلاگ:







The Theme Being Used Is MihanBlog Created By ThemeBox