[تالار گفتمان ساده دل]

تالار گفتمان ساده دل  دهکده صفر و یک  سخت افزار  رم و کارتهای حافظه   توضیحاتی درباره رم

[سعي ميكنم نكاتي هر چند مختصر در مورد قطعات مورد نظر در اين تاپيك بزارماگر مشكل يا سوالي داشتين ميتونيد يا پيغام شخصي بدين يا توي اين تاپيك بزارين خوشحال ميشم اگه بتونم كمكي بكنم ..... AK]

سعي ميكنم نكاتي هر چند مختصر در مورد قطعات مورد نظر در اين تاپيك بزارم

اگر مشكل يا سوالي داشتين ميتونيد يا پيغام شخصي بدين يا توي اين تاپيك بزارين

خوشحال ميشم اگه بتونم كمكي بكنم ..... AK

[حافظه RAM قسمت اول :]

حافظه RAM  قسمت اول :

حافظه (RAM(Random Access Memory شناخته ترین نوع حافظه در دنیای کامپیوتر است . روش دستیابی به این نوع از حافظه ها

تصادفی است . چون می توان به هر سلول حافظه مستقیما" دستیابی پیدا کرد . در مقابل حافظه های RAM ، حافظه های(SAM

(Serial Access Memory وجود دارند. حافظه های SAM اطلاعات را در مجموعه ای از سلول های حافظه ذخیره و صرفا" امکان

دستیابی به آنها بصورت ترتیبی وجود خواهد داشت. ( نظیر نوار کاست ) در صورتیکه داده مورد نظر در محل جاری نباشد هر یک از

سلول های حافظه به ترتیب بررسی شده تا داده مورد نظر پیدا گردد. حافظه های SAM در مواردیکه پردازش داده ها الزاما" بصورت

ترتیبی خواهد بود مفید می باشند ( نظیر حافظه موجود بر روی کارت های گرافیک ). داده های ذخیره شده در حافظه RAM با هر

اولویت دلخواه قابل دستیابی خواهند بود.

مبانی حافظه های RAM :

حافظه RAM، یک تراشه مدار مجتمع (IC) بوده که از میلیون‌ها ترانزیستور و خازن تشکیل شده است. در اغلب حافظه‌ها با استفاده و

بکارگیری یک خازن و یک ترانزیستور می‌توان یک سلول را ایجاد کرد. سلول فوق قادر به نگهداری یک بیت داده خواهد بود. خازن

اطلاعات مربوط به بیت را که یک و یا صفر است، در خود نگهداری خواهد کرد. عملکرد ترانزیستور مشابه یک سوییچ بوده که امکان

کنترل مدارات موجود بر روی تراشه حافظه را بمنظور خواندن مقدار ذخیره شده در خازن و یا تغییر وضعیت مربوط به آن، فراهم می

نماید. خازن مشابه یک ظرف (سطل) بوده که قادر به نگهداری الکترون‌ها است.

بمنظور ذخیره سازی مقدار "یک" در حافظه، ظرف فوق می‌بایست از الکترونها پر گردد. برای ذخیره سازی مقدار صفر، می بایست

ظرف فوق خالی گردد. مسئله مهم در رابطه با خازن، نشت اطلاعات است (وجود سوراخ در ظرف) بدین ترتیب پس از گذشت چندین

میلی‌ثانیه یک ظرف مملو از الکترون تخلیه می گردد.

بنابراین بمنظور اینکه حافظه بصورت پویا اطلاعات خود را نگهداری نماید، می بایست پردازنده و یا "کنترل کننده حافظه" قبل از تخلیه

شدن خازن، مکلف به شارژ مجدد آن بمنظور نگهداری مقدار "یک" باشند. بدین منظور کنترل کننده حافظه اطلاعات حافظه را خوانده و

مجددا" اطلاعات را بازنویسی می نماید. عملیات فوق (Refresh)، هزاران مرتبه در یک ثانیه تکرار خواهد شد. علت نامگذاری DRAM

بدین دلیل است که این نوع حافظه ها مجبور به بازخوانی اطلاعات بصورت پویا خواهند بود. فرآیند تکراری " بازخوانی / بازنویسی

اطلاعات" در این نوع حافظه ها باعث می شود که زمان تلف و سرعت حافظه کند گردد.

سلول های حافظه بر روی یک تراشه سیلیکون و بصورت آرائه ای مشتمل از ستون ها (خطوط بیت) و سطرها (خطوط کلمات) تشکیل

می گردند. نقطه تلاقی یک سطر و ستون بیانگر آدرس سلول حافظه است.

حافظه های DRAM با ارسال یک شارژ به ستون مورد نظر باعث فعال شدن ترانزیستور در هر بیت ستون، خواهند شد.در زمان نوشتن

خطوط سطر شامل وضعیتی خواهند شد که خازن می بایست به آن وضغیت تبدیل گردد. در زمان خواندن Sense-amplifier ، سطح

شارژ موجود در خازن را اندازه گیری می نماید. در صورتیکه سطح فوق بیش از پنجاه درصد باشد مقدار "یک" خوانده شده و در

غیراینصورت مقدار "صفر" خوانده خواهد شد. مدت زمان انجام عملیات فوق بسیار کوتاه بوده و بر حسب نانوثانیه ( یک میلیاردم

ثانیه ) اندازه گیری می گردد. تراشه حافظه ای که دارای سرعت 70 نانوثانیه است ، 70 نانو ثانیه طول خواهد کشید تا عملیات خواندن

و بازنویسی هر سلول را انجام دهد.

ادامه دارد...

[حافظه RAM قسمت دوم :]

حافظه RAM  قسمت دوم :

سلول های حافظه در صورتیکه از روش هائی بمنظور اخذ اطلاعات موجود در سلول ها استفاده ننمایند، بتنهائی فاقد ارزش خواهند

بود. بنابراین لازم است سلول های حافظه دارای یک زیرساخت کامل حمایتی از مدارات خاص دیگر باشند. مدارات فوق عملیات زیر را

انجام خواهند داد :

* مشخص نمودن هر سطر و ستون (انتخاب آدرس سطر و انتخاب آدرس ستون )

* نگهداری وضعیت بازخوانی و باز نویسی داده ها ( شمارنده )

* خواندن و برگرداندن سیگنال از یک سلول ( Sense amplifier)

* اعلام خبر به یک سلول که می بایست شارژ گردد و یا ضرورتی به شارژ وجود ندارد ( Write enable)

سایر عملیات مربوط به "کنترل کننده حافظه" شامل مواردی نظیر : مشخص نمودن نوع سرعت ، میزان حافظه و بررسی خطاء است .

حافظه های SRAM دارای یک تکنولوژی کاملا" متفاوت می باشند. در این نوع از حافظه ها از فلیپ فلاپ برای ذخیره سازی هر بیت

حافظه استفاده می گردد. یک فلیپ فلاپ برای یک سلول حافظه، از چهار تا شش ترانزیستور استفاده می کند . حافظه های SRAM

نیازمند بازخوانی / بازنویسی اطلاعات نخواهند بود، بنابراین سرعت این نوع از حافظه ها بمراتب از حافظه های DRAM بیشتر است .

با توجه به اینکه حافظه های SRAM از بخش های متعددی تشکیل می گردد، فضای استفاده شده آنها بر روی یک تراشه بمراتب

بیشتر از یک سلول حافظه از نوع DRAM خواهد بود. در چنین مواردی میزان حافظه بر روی یک تراشه کاهش پیدا کرده و همین امر می

تواند باعث افزایش قیمت این نوع از حافظه ها گردد. بنابراین حافظه های SRAM سریع و گران و حافظه های DRAM ارزان و کند می

باشند . با توجه به موضوع فوق ، از حافظه های SRAM بمنظور افزایش سرعت پردازنده ( استفاده از Cache) و از حافظه های DRAM

برای فضای حافظه RAM در کامپیوتر استفاده می گردد.

ماژول های حافظه :

تراشه های حافظه در کامییوترهای شخصی در آغاز از یک پیکربندی مبتنی بر Pin با نام (DIP(Dual line Package استفاده می کردند.

این پیکربندی مبتنی بر پین، می توانست لحیم کاری درون حفره هائی برروی برداصلی کامپیوتر و یا اتصال به یک سوکت بوده که خود

به برد اصلی لحیم شده است .همزمان با افزایش حافظه ، تعداد تراشه های مورد نیاز، فضای زیادی از برد اصلی را اشغال می

کردند.از روش فوق تا زمانیکه میزان حافظه حداکثر دو مگابایت بود ، استقاده می گردید.

راه حل مشکل فوق، استقرار تراشه های حافظه بهمراه تمام عناصر و اجزای حمایتی در یک برد مدار چاپی مجزا (Printed circut

Board) بود. برد فوق در ادامه با استفاده از یک نوع خاص از کانکنور ( بانک حافظه ) به برد اصلی متصل می گردید. این نوع تراشه ها

اغلب از یک پیکربندی pin با نام Small Outline J-lead ) soj ) استفاده می کردند . برخی از تولیدکنندگان دیگر که تعداد آنها اندک

است از پیکربندی دیگری با نام Thin Small Outline Package )tsop) استفاده می نمایند. تفاوت اساسی بین این نوع پین های جدید

و پیکربندی DIP اولیه در این است که تراشه های SOJ و TSOR بصورت surface-mounted در PCB هستند. به عبارت دیگر پین ها

مستقیما" به سطح برد لحیم خواهند شد . ( نه داخل حفره ها و یا سوکت ) .

تراشه‌های حافظه از طریق کارتهائی که "ماژول" نامیده می شوند قابل دستیابی و استفاده می باشند. شاید تاکنون با مشخصات

یک سیستم که میزان حافظه خود را بصورت 32 * 8 , یا 16 * 4 اعلام می نماید، برخورده کرده باشید. اعداد فوق تعداد تراشه‌ها

ضربدر ظرفیت هر یک از تراشه‌ها را که بر حسب مگابیت اندازه گیری می‌گردند، نشان می دهد. بمنظور محاسبه ظرفیت، می توان با

تقسیم نمودن آن بر هشت میزان مگابایت را بر روی هر ماژول مشخص کرد. مثلا" یک ماژول 32 * 4، بدین معنی است که ماژول دارای

چهار تراشه 32 مگابیتی است. با ضرب 4 در 32 عدد 128 (مگابیت) بدست می آید. اگر عدد فوق را بر هشت تقسیم نمائیم به ظرفیت

16 مگابایت خواهیم رسید.

نوع برد و کانکتور استفاده شده در حافظه های RAM، طی پنج سال اخیر تفاوت کرده است. نمونه‌های اولیه اغلب بصورت اختصاصی

تولید می گردیدند. تولید کنندگان متفاوت کامپیوتر بردهای حافظه را بگونه‌ای طراحی می‌کردند که صرفا" امکان استفاده از آنان در

سیستم های خاصی وجود داشت. در ادامه (SIMM (Single in-line memory مطرح گردید. این نوع از بردهای حافظه از 30 پین کانکتور

استفاده کرده و طول آن حدود 3/5 اینچ و عرض آن یک اینچ بود ( یازده سانتیمتر در 2/5 سانتیمتر ).

در اغلب کامپیوترها می‌بایست بردهای SIMM بصورت زوج هائی که دارای ظرفیت و سرعت یکسان باشند، استفاده گردد. علت این

است که پهنای گذرگاه داده بیشتر از یک SIMM است. مثلا" از دو SIMM هشت مگابایتی برای داشتن 16 مگابایت حافظه بر روی

سیستم استفاده می‌گردد. هر SIMM قادر به ارسال هشت بیت داده در هر لحظه خواهد بود با توجه به این موضوع که گذرگاه داده

شانزده بیتی است از نصف پهنای باند استفاده شده و این امر منطقی بنظر نمی آید. در ادامه بردهای SIMM بزرگتر شده و دارای ابعاد

25 / 4 * 1 شدند (11 سانتیمتر در 2/5 سانتیمتر) و از 72 پین برای افزایش پهنای باند و امکان افزایش حافظه تا میزان 256 مگابایت

بدست آمد.

http://i16.tinypic.com/34xkk28.gif

بموازات افزایش سرعت و ظرفیت پهنای باند پردازنده‌ها، تولیدکنندگان از استاندارد جدید دیگری با نام dual in-line memory module)

DIMM) استفاده کردند. این نوع بردهای حافظه دارای 168 پین و ابعاد 1 * 5/4 اینچ (تقریبا" 14 سانتیمتر در 2/5 سانتیمتر) بودند.

ظرفیت بردهای فوق در هر ماژول از هشت تا 128 مگابایت را شامل و می توان آنها را بصورت تک (زوج الزامی نیست) استفاده کرد.

اغلب ماژول‌های حافظه با 3/3 ولت کار می‌کنند. در سیستم های مکینتاش از 5 ولت استفاده می‌نمایند. یک استاندارد جدید دیگر با

نام Rambus in-line memory module ، RIMM از نظر اندازه و پین با DIMM قابل مقایسه است ولی بردهای فوق ، از یک نوع خاص

گذرگاه داده حافظه برای افزایش سرعت استفاده می نمایند.

http://i16.tinypic.com/43dm79e.gif

اغلب بردهای حافظه در کامپیوترهای دستی (notebook) از ماژول های حافظه کاملا" اختصاصی استفاده می نمایند ولی برخی از

تولیدکنندگان حافظه از استاندارد small outline dual in-line memory module) SODIMM استفاده می نمایند. بردهای حافظه

SODIMM دارای ابعاد 1* 2 اینچ ( 5 سانتیمنتر در 5 /2 سانتیمنتر ) بوده و از 144 پین استفاده می نمایند. ظرفیت این نوع بردها ی

حافظه در هر ماژول از 16 مگابایت تا 256 مگابایت می تواند باشد.

http://i14.tinypic.com/2earybd.gif

ادامه دارد...

[حافظه RAM قسمت سوم :]

حافظه RAM  قسمت سوم :

به چه میزان حافظه نیاز است ؟

حافظه RAM یکی از مهمترین فاکتورهای موجود در زمینه ارتقاء کارآئی یک کامپیوتر است. افزایش حافظه بر روی یک کامپیوتر با توجه

به نوع استفاده می‌تواند در مقاطع زمانی متفاوتی انجام گیرد.

در صورتیکه از سیستم‌های عامل ویندوز 95 و 98 استفاده می‌گردد حداقل به 32 مگابایت حافظه نیاز خواهد بود. (64 مگابایت توصیه

می‌گردد).

اگر از سیستم عامل ویندوز 2000 استفاده می‌گردد حداقل به 64 مگابایت حافظه نیاز خواهد بود. (128 مگابایت توصیه می‌گردد). ). اگر

از سیستم عامل ویندوز XP استفاده می‌گردد حداقل به 128 مگابایت حافظه نیاز خواهد بود. (512 مگابایت توصیه می‌گردد).

اگر از سیستم عامل جديد ویندوز يعني Vista استفاده می‌گردد حداقل به 1 گيگابايت حافظه نیاز خواهد بود. (2گيگابايت توصیه

می‌گردد).

سیستم عامل لینوکس RedHat و NOVELL به 256 مگابایت حافظه نیاز دارد. (512 مگابایت توصیه می‌گردد).

و د نهايت در صورتیکه از سیستم عامل اپل Mac OS X استفاده می گردد به 256 مگابایت حافظه نیاز خواهد بود.

http://i14.tinypic.com/33lcr4w.jpg

میزان حافظه اشاره شده برای هر یک از سیستم های فوق بر اساس کاربردهای معمولی ارائه شده است. دستیابی به اینترنت،

استفاده از برنامه‌های کاربردی خاص و سرگرم کننده، نرم‌افزارهای خاص طراحی، انیمیشن سه بعدی و ... مستلزم استفاده از حافظه

بمراتب بیشتری خواهد بود.

[انواع حافظه‌های Ram و Rom قسمت اول :]

انواع حافظه‌های Ram و Rom قسمت اول :


انواع RAM

▪ Static random access memory)SRAM) . این نوع حافظه ها از چندین ترانزیستور ( چهار تا شش ) برای هر سلول حافظه استفاده

می نمایند. برای هر سلول از خازن استفاده نمی گردد. این نوع حافظه در ابتدا بمنظور cache استفاده می شدند.

▪ Dynamic random access memory)DRAM) . در این نوع حافظه ها برای سلول های حافظه از یک زوج ترانزیستورو خازن استفاده

می گردد .

▪ Fast page mode dynamic random access memory)FPM DRAM) . شکل اولیه ای از حافظه های DRAM می باشند.در تراشه ای

فوق تا زمان تکمیل فرآیند استقرار یک بیت داده توسط سطر و ستون مورد نظر، می بایست منتظر و در ادامه بیت خوانده خواهد شد.(

قبل از اینکه عملیات مربوط به بیت بعدی آغاز گردد) .حداکثر سرعت ارسال داده به L۲ cache معادل ۱۷۶ مگابایت در هر ثانیه است .

▪ Extended data-out dynamic random access memory)EDO DRAM) . این نوع حافظه ها در انتظار تکمیل و اتمام پردازش های لازم

برای اولین بیت نشده و عملیات مورد نظر خود را در رابطه با بیت بعد بلافاصله آغاز خواهند کرد. پس از اینکه آدرس اولین بیت مشخص

گردید EDO DRAM عملیات مربوط به جستجو برای بیت بعدی را آغاز خواهد کرد. سرعت عملیات فوق پنج برابر سریعتر نسبت به

حافظه های FPM است . حداکثر سرعت ارسال داده به L۲ cache معادل ۱۷۶ مگابایت در هر ثانیه است .

▪ Synchronous dynamic random access memory)SDRM) از ویژگی "حالت پیوسته " بمنظور افزایش و بهبود کارائی استفاده می

نماید .بدین منظور زمانیکه سطر شامل داده مورد نظر باشد ، بسرعت در بین ستون ها حرکت و بلافاصله پس از تامین داده ،آن را

خواهد خواند. SDRAM دارای سرعتی معادل پنج برابر سرعت حافظه های EDO بوده و امروزه در اکثر کامپیوترها استفاده می

گردد.حداکثر سرعت ارسال داده به L۲ cache معادل ۵۲۸ مگابایت در ثانیه است .

▪ Rambus dynamic random access memory )RDRAM) یک رویکرد کاملا" جدید نسبت به معماری قبلی DRAM است. این نوع

حافظه ها از Rambus in-line memory module)RIMM) استفاده کرده که از لحاظ اندازه و پیکربندی مشابه یک DIMM استاندارد است.

وجه تمایز این نوع حافظه ها استفاده از یک گذرگاه داده با سرعت بالا با نام "کانال Rambus " است . تراشه های حافظه RDRAM

بصورت موازی کار کرده تا بتوانند به سرعت ۸۰۰ مگاهرتز دست پیدا نمایند.

▪ Credit card memory یک نمونه کاملا" اختصاصی از تولیدکنندگان خاص بوده و شامل ماژول های DRAM بوده که دریک نوع خاص

اسلات ، در کامپیوترهای noteBook استفاده می گردد .

▪ PCMCIA memory card .نوع دیگر از حافظه شامل ماژول های DRAM بوده که در notebook استفاده می شود.

▪ FlashRam نوع خاصی از حافظه با ظرفیت کم برای استفاده در دستگاههائی نظیر تلویزیون، VCR بوده و از آن به منظور نگهداری

اطلاعات خاص مربوط به هر دستگاه استفاده می گردد. زمانیکه این نوع دستگاهها خاموش باشند همچنان به میزان اندکی برق

مصرف خواهند کرد. در کامپیوتر نیز از این نوع حافظه ها برای نگهداری اطلاعاتی در رابطه با تنظیمات هارد دیسک و ... استفاده می

گردد.

▪ VideoRam)VRAM) یک نوع خاص از حافظه های RAM بوده که برای موارد خاص نظیر : آداپتورهای ویدئو و یا شتاب دهندگان سه

بعدی استفاده می شود. به این نوع از حافظه ها multiport dynamic random access memory) MPDRAM) نیز گفته می شود.علت

نامگذاری فوق بدین دلیل است که این نوع از حافظه ها دارای امکان دستیابی به اطلاعات، بصورت تصادفی و سریال می باشند .

VRAM بر روی کارت گرافیک قرار داشته و دارای فرمت های متفاوتی است. میزان حافظه فوق به عوامل متفاوتی نظیر : " وضوح تصویر "

و " وضعیت رنگ ها " بستگی دارد.


RAM شامل دو نوع است : ایستا و پویا . متداولترین و ارزانترین RAM در واقع نوعی خازن است که میتواند شارژ الکتریکی را در خود

حفظ کرده و نشان دهنده یک بیت از داده باشد. متاسفانه خازن فقط به مدت کوتاهی میتواند شارژ الکتریکی را در خود حفظ کند و

باید بطور مرتب محتویاتش تجدید شود. به همین دلیل RAM مبتنی بر این روش را (RAM پویا ) یا " DRAM " میگویند. نمونه سریعتر و

گران قیمت تری از RAM نیز وجود دارد که در آن از کلید های بسیار کوچکی به نام فلیپ فلاپ استفاده شده است . این کلید ها قطعه

های پایداری بوده و تا زمانی که جریان الکتریکی جدیدی به آنها اعمال نشده باشد میتوانند محتویات یک بیت را در خود نگهداری کنند.

RAM مبتنی بر این روش ( RAM ایستا ) یا " SRAM " نامیده میشود.

ادامه دارد...

[انواع حافظه‌های Ram و Rom قسمت دوم :]

انواع حافظه‌های Ram و Rom قسمت دوم :

انواع ROM

▪ حافظه PROM

تولید تراشه های ROM مستلزم صرف وقت و هزینه بالائی است .بدین منظور اغلب تولید کنندگان ، نوع خاصی از این نوع حافظه ها را

که PROM )Programmable Read-Only Memory) نامیده می شوند ، تولید می کنند.این نوع از تراشه ها با محتویات خالی با قیمت

مناسب عرضه شده و می تواند توسط هر شخص با استفاده از دستگاههای خاصی که Programmer نامیده می شوند ، برنامه ریزی

گردند. ساختار این نوع از تراشه ها مشابه ROM بوده با این تفاوت که در محل برخورد هر سطر و ستون از یک فیوز( برای اتصال به

یکدیگر) استفاده می گردد. یک شارژ که از طریق یک ستون ارسال می گردد از طریق فیوز به یک سلول پاس داده شده و بدین ترتیب

به یک سطر Grounded که نماینگر مقدار "یک" است ، ارسال خواهد شد. با توجه به اینکه تمام سلول ها دارای یک فیوز می باشند،

درحالت اولیه ( خالی )، یک تراشه PROM دارای مقدار اولیه " یک" است . بمنظور تغییر مقدار یک سلول به صفر، از یک Programmer

برای ارسال یک جریان خاص به سلول مورد نظر، استفاده می گردد.ولتاژ بالا، باعث قطع اتصال بین سطر و ستون (سوختن فیوز)

خواهد کرد. فرآیند فوق را " Burning the PROM " می گویند. حافظه های PROM صرفا" یک بار قابل برنامه ریزی هستند. حافظه های

فوق نسبت به RAM شکننده تر بوده و یک جریان حاصل از الکتریسیته ساکن، می تواند باعث سوخته شدن فیوز در تراشه شده و

مقدار یک را به صفر تغییر نماید. از طرف دیگر ( مزایا ) حافظه ای PROM دارای قیمت مناسب بوده و برای نمونه سازی داده برای یک

ROM ، قبل از برنامه ریزی نهائی کارآئی مطلوبی دارند.

▪ حافظه EPROM

استفاده کاربردی از حافظه های ROM و PROM با توجه به نیاز به اعمال تغییرات در آنها قابل تامل است ( ضرورت اعمال تغییرات و

اصلاحات در این نوع حافظه ها می تواند به صرف هزینه بالائی منجر گردد)حافظه هایEPROM)Erasable programmable read-only

memory) پاسخی مناسب به نیاز های مطرح شده است ( نیاز به اعمال تغییرات ) تراشه های EPROM را می توان چندین مرتبه باز

نویسی کرد. پاک نمودن محتویات یک تراشه EPROM مستلزم استفاده از دستگاه خاصی است که باعث ساطع کردن یک فرکانس

خاص ماوراء بنفش باشد.. پیکربندی این نوع از حافظه ها مستلزم استفاده از یک Programmer از نوع EPROM است که یک ولتاژ را در

یک سطح خاص ارائه نمایند ( با توجه به نوع EPROM استفاده شده ) این نوع حافظه ها ، نیز دارای شبکه ای مشتمل از سطر و

ستون می باشند. در یک EPROM سلول موجود در نقطه برخورد سطر و ستون دارای دو ترانزیستور است .ترانزیستورهای فوق توسط

یک لایه نازک اکسید از یکدیگر جدا شده اند. یکی از ترانزیستورها Floating Gate و دیگری Control Gate نامیده می شود. Floating

gate صرفا" از طریق Control gate به سطر مرتبط است. مادامیکه لینک برقرارباشد سلول دارای مقدار یک خواهد بود. بمنظور تغییر

مقدار فوق به صفر به فرآیندی با نام Fowler-Nordheim tunneling نیاز خواهد بود .Tunneling بمنظور تغییر محل الکترون های Floating

gate استفاده می گردد.یک شارژ الکتریکی بین ۱۰ تا ۱۳ ولت به floating gate داده می شود.شارژ از ستون شروع و پس از ورود به

floating gate در ground تخلیه خواهد گردید. شارژ فوق باعث می گردد که ترانزیستور floating gate مشابه یک "پخش کننده

الکترون " رفتار نماید . الکترون های مازاد فشرده شده و در سمت دیگر لایه اکسید به دام افتاده و یک شارژ منفی را باعث می گردند.

الکترون های شارژ شده منفی ، بعنوان یک صفحه عایق بین control gate و floating gate رفتار می نمایند.دستگاه خاصی با نام Cell

sensor سطح شارژ پاس داده شده به floating gate را مونیتور خواهد کرد. در صورتیکه جریان گیت بیشتر از ۵۰ درصد شارژ باشد در

اینصورت مقدار "یک" را دارا خواهد بود.زمانیکه شارژ پاس داده شده از ۵۰ درصد آستانه عدول نموده مقدار به "صفر" تغییر پیدا خواهد

کرد.یک تراشه EPROM دارای گیت هائی است که تمام آنها باز بوده و هر سلول آن مقدار یک را دارا است.

بمنظور باز نویسی یک EPROM می بایست در ابتدا محتویات آن پاک گردد. برای پاک نمودن می بایست یک سطح از انرژی زیاد را

بمنظور شکستن الکترون های منفی Floating gate استفاده کرد.در یک EPROM استاندارد ،عملیات فوق از طریق اشعه ماوراء بنفش

با فرکانس ۲۵۳/۷ انجام می گردد.فرآیند حذف در EPROM انتخابی نبوده و تمام محتویات آن حذف خواهد شد. برای حذف یک EPROM

می بایست آن را از محلی که نصب شده است جدا کرده و به مدت چند دقیقه زیر اشعه ماوراء بنفش دستگاه پاک کننده EPROM قرار

داد.

▪ حافظه های EEPROM و Flash Memory

با اینکه حافظه ای EPROM یک موفقیت مناسب نسبت به حافظه های PROM از بعد استفاده مجدد می باشند ولی کماکان نیازمند

بکارگیری تجهیزات خاص و دنبال نمودن فرآیندهای خسته کننده بمنظور حذف و نصب مجدد آنان در هر زمانی است که به یک شارژ

نیاز باشد. در ضمن، فرآیند اعمال تغییرات در یک حافظه EPROM نمی تواند همزمان با نیاز و بصورت تصاعدی صورت پذیرد و در ابتدا

می بایست تمام محتویات را پاک نمود.حافظه های Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)EEOPROM) پاسخی

مناسب به نیازهای موجود است . در حافظه های EEPROM تسهیلات زیر ارائه می گردد:

برای بازنویسی تراشه نیاز به جدا نمودن تراشه از محل نصب شده نخواهد بود.

برای تغییر بخشی از تراشه نیاز به پاک نمودن تمام محتویات نخواهد بود.

اعمال تغییرات در این نوع تراشه ها مستلزم بکارگیری یک دستگاه اختصاصی نخواهد بود.

در عوض استفاده از اشعه ماوراء بنفش، می توان الکترون های هر سلول را با استفاده از یک برنامه محلی و بکمک یک میدان

الکتریکی به وضعیت طبیعی برگرداند. عملیات فوق باعث حذف سلول های مورد نظر شده و می توان مجددا" آنها را بازنویسی

نمود.تراشه های فوق در هر لحظه یک بایت را تغییر خواهند داد.فرآیند اعمال تغییرات در تراشه های فوق کند بوده و در مواردی که می

بایست اطلاعات با سرعت تغییر یابند ، سرعت لازم را نداشته و دارای چالش های خاص خود می باشند.

تولیدکنندگان با ارائه Flash Memory که یک نوع خاص از حافظه های EEPROM می باشد به محدودیت اشاره شده پاسخ لازم را داده

اند.در حافظه Flash از مدارات از قبل پیش بینی شده در زمان طراحی ، بمنظور حذف استفاده می گردد ( بکمک ایجاد یک میدان

الکتریکی). در این حالت می توان تمام و یا بخش های خاصی از تراشه را که " بلاک " نامیده می شوند، را حذف کرد.این نوع حافظه

نسبت به حافظه های EEPROM سریعتر است ، چون داده ها از طریق بلاک هائی که معمولا" ۵۱۲ بایت می باشند ( به جای یک بایت

در هر لحظه ) نوشته می گردند. شکل زیر حافظه BIOS را که نوع خاصی از حافظه ROM مدل Flash memory است ، نشان می دهد.

EPROM سر نام عبارت (Erasable Programmable Read Only Memory ) است که به آن حافظه فقط خواندنی قابل برنامه ریزی نیز

گفته میشود. EPROM ها تراشه های حافظه غیر فرار ( پایدار ) هستند که پس از ساخت برنامه ریزی میشوند. تفاوت این نوع حافظه

با حافظه PROM ، قابلیت پاک شدن برنامه های درون آن میباشد. در این تراشه ها اشعه ماوراء بنفش قوی میتواند اتصالهای قطع

شده تراشه را دوباره برقرار کند. اگر چه قیمت EPROM ها بسیار بیشتر از DROM ها است اما اگر تغییرات زیادی در برنامه ریزی اعمال

گردد، EPROM مقرون بصرفه خواهد بود.

[ارتباط افزايش حافظه اصلی با سرعت کامپيوتر]

ارتباط افزايش حافظه اصلی با سرعت کامپيوتر
 
آيا سرعت اجرای برخی برنامه ها بر روی کامپيوتر شما پائين است ؟ برای حل مشکل بدنبال چه راهـکاری هستيد ؟ آيا فکر

می کنيد اگر حافظه کامپيوتر خود  را افزايش دهيد ، سرعت اجرای برنامه ها بهبود پيدا می نمايد ؟  با مطالعه ايـن مطلب

شايد پاسخ به سوالات فوق ، مشخص گردد.

افزايش حافظه اصلی کامپيوتر ( RAM ) ، باعث افزايش سرعت برخی عمليات در کامپيوتر می شود (واقعيتی انکار ناپذير) .

RAM يکی از مهمترين عناصر سخت افزاری موجود در کامپيوتر است که سيستم های عامل برای مديريت بهينه  آن

جايگاهی خاص را در نظر می گيرند . زمانی که يک برنامه کامپيوتری نظير يک واژه پرداز و يا برنامه ای نظير مرورگرهای وب

را اجراء می نمائيد ، ريزپردازنده موجود در کامپيوتر ، فايل اجرائی حاوی برنامه را از محل استقرار دائم ( هارد ديسک ) به

درون حافظه اصلی کامپيوتر ، مستقر می نمايد( فرآيند معروف Loading ). حجم فايل اجرائی برخی از برنامه ها نظير Word

و يا Excel  به پنج مگابايت می رسد. ريزپردازنده ، همچنين در اين زمينه تعداد زيادی فايل های DLL مشترک ( dynamic

link libraries ) ( بخش هائی از کدهای به اشتراک گذاشته شده توسط چندين برنامه ) را به درون حافظه منتقل می

نمايد  . فايل های DLL ممکن است بين بيست تا سی مگابايت ظرفيت داشته باشند . در ادامه ريزپردازنده فايل های حاوی

داده مورد نياز يک برنامه را که ممکن است چندين مگابايت باشند را نيز در حافظه مستقر می نمايد ( ميزان داده مستقر

شده در حافظه به نوع برنامه و عملياتی که انجام می دهد ، بستگی دارد ) . با توجه به موارد فوق ، يک برنامه معمولی به

فضائی معادل چندين مگابايت ( مثلا" بين ده تا سی مگابايت ) به منظور اجراء نياز خواهد داشت .

فرض کنيد  که نرم افزارهای زير بر روی کامپيوتر شما در حال اجراء می باشند : 

* يک واژه پرداز

* يک صفحه گسترده

* يک برنامه گرافيکی

* سه تا چهار پنجره فعال ويندوز

علاوه بر برنامه های فوق ، سيستم عامل خود به تنهائی فضای زيادی را اشغال خواهد کرد . برنامه های فوق به فضائی

بين يکصد تا يکصد و پنجاه مگابايت نياز خواهند داشت ، ولی ممکن است کامپيوتر شما صرفا" دارای مثلا" شصت و چهار

مگابايت حافظه باشد .

فضای اضافی توسط مدير حافظه مجازی ( VMM )  ايجاد می گردد . VMM با جستجو در حافظه ، محلی را که در آن لحظه

مورد نياز نمی باشد را پيدا نموده  و بخش های فوق را در يک فايل Swap  بر روی هارد ديسک ذخيره می نمايد. مثلا" در

صورتی که برنامه پست الکترونيکی ( نظير outlook ) فعال شده باشد و به مدت زمان مشخصی (مثلا" 45 دقيقه)  از آن

استفاده نمی گردد ، VMM ، تمامی عناصر تشکيل دهنده فايل اجرائی مربوط به برنامه پست الکترونيکی را بهمراه فايل

های DLL و داده  بر روی هارد ديسک منتقل می نمايد . به فرآيند فوق،  Swapping out برنامه گفته می شود . در ادامه و

زمانی که بر روی برنامه پست الکترونيکی کليک می گردد ، VMM ، مجددا" تمامی اطلاعات مربوط به برنامه را از هارد

ديسک خوانده و آنان را با برنامه ديگری که موجود در حافظه می باشد و از آن استفاده نمی گردد ، جايگزين می نمايد . با

توجه به اين واقعيت که سرعت هارد ديسک نسبت به RAM کمتر می باشد ، فرآيند  "جايگزينی اطلاعات "  زمان خاص

خود را داشته و عموما" اين فرآيند با تاخير انجام می شود .

در صورتی که شما دارای حجم اندکی حافظه می باشيد ( مثلا" شانزده مگابايت ) ، VMM همواره و با فرکانس بيشتری

اقدام به عمليات جايگزينی اطلاعات نموده و سرعت کامپيوتر بطرز کاملا" محسوسی کاهش خواهد يافت . در صورتی که

کامپيوتر شما دارای 256 مگابايت حافظه می باشد ، VMM دارای فضای لازم بوده و فرآيند جايگزينی با فرکانس کمتری

انجام شده و يا حضور آن چندان محسوس نباشد . در چنين مواردی با افزودن حافظه ، تاثير بسيار زيادی در سرعت

سيستم را مشاهده نخواهيم کرد .

برخی از برنامه ها ( نظير فتوشاپ ، اکثر کمپايلرها ، اکثر برنامه های ويرايش فيلم و انيميشن ) نيازمند حجم بسيار بالائی

از حافظه به منظور انجام عمليات خود می باشند. در صورتی که اين نوع برنامه ها را بر روی کامپيوتری که دارای حجم

اندکی از حافظه است ، اجراء نمائيد ، فرآيند جايگزينی بطور دائم انجام و سرعت اجرای اين نوع  برنامه ها ، مطلوب

نخواهد بود . با افزودن حافظه به سيستم و  بهينه سازی فرآيند جايگزينی ( و يا حذف آن ) ، برنامه های فوق با سرعت

بالائی اجراء می گردند .

[تفاوت Static Ram و Dynamic Ram]

تفاوت Static Ram و Dynamic Ram

حافظه يك از مهمترين عناصر سخت‌افزار استفاده شده در كامپيوتر است. بدين منظور از حافظه‌ها مختلف و با فنار‌ها

متفاوت استفاده مي‌گردد. حافظه‌ها «ايستا» (Static) و «پويا» (Daynamic)، دو نمونه متدوال در اين زمينه مي‌باشند.

كامپيوتر شما ممكن است هم دارا حافظه static و هم dynamic باشد. از حافظه‌ها فوق با توجه به تفاوت مشهود قيمت

آنان با اهداف متفاوت استفاده مي‌گردد. با بررس نحوه عملكرد هر يك از تراشه‌ها حافظه static و dynamic، مي‌توان به

تفاوت‌ها موجود و علت اختلاف قيمت آنان، بيشتر واقف گرديد.

Dynamic RAM

متداول‌ترين نوع حافظه در حال حاضر محسوب مي‌گردد. درون يك تراشه dynamic RAM، هر سلول حافظه

صرفا يك بيت اطلاعات را در خود ذخيره نموده و از دو بخش اساس تشكيل مي‌گردد: يك ترانزيستور و يك خازن. به منظور

ذخيره ميليون‌ها سلول حافظه بر رو يك تراشه از تعداد انبوه ترانزيستور كوچك و خازن استفاده مي‌گردد. خازن مسووليت

نگهدار صفر و يا يك را برعهده داشته و  ترانزيستور به منزله يك سوئيچ است كه مدار كنترل بر رو تراشه  را به منظور خواندن

خازن و يا تغيير وضعيت آن، مديريت مي‌نمايد. خازن را مي‌توان به منزله يك سطل كوچك در نظر گرفت كه قادر به ذخيره

الكترون‌ها مي‌باشد.

به منظور ذخيره ساز مقدار يك در حافظه، مي‌بايست سطل فرض از الكترون‌ها پر گردد و برا ذخيره مقدار صفر، اين سطل

مي‌بايست خال گردد. مهمترين مشكل سطل فرض، وجود نشت و يا سوراخ در آن است كه باعث مي‌گردد پس از گذشت

مدت زمان مشخص، خال گردد. در مدت زمان كمتر از چند ميل ثانيه، يك سطل پر از الكترون، خال مي‌گردد. به منظور نگهدار

وضعيت خازن و ذخيره ساز مقدار يك قبل از تخليه خازن، مي‌بايست پردازنده و يا كنترل كننده حافظه، خازن را شارژ نمايند.

بدين منظور كنترل كننده حافظه، حافظه را خوانده و آن را مجددا” بازنويس مي‌نمايد.

فرآيند فوق كه به Refresh معروف است به صورت اتوماتيك در هر ثانيه، هزاران مرتبه تكرار مي‌گردد. علت نامگذار اين نوع از

حافظه‌ها به dynamic به مفهوم فرآيند Refresh برمي‌گردد.حافظه‌ها dynamic، مي‌بايست به صورت پويا بازخوان و بازنويس

گردند و گرنه تمامي‌اطلاعات موجود در آنان از بين خواهد رفت. علاوه بر موارد فوق، عمليات Refresh زمان خاص خود را

داشته و باعث مي‌گردد سرعت آنان، كاهش يابد.

Static RAM

از يك تكنولوژ كاملا متفاوت با dynamic RAM، استفاده مي‌نمايد. در حافظه‌ها staticا ز يك نوع فليپ فلاپ خاص كه هر يك

از بيت‌ها حافظه را در خود نگهدار مي‌نمايد، استفاده مي‌گردد. يك فليپ فلاپ برا هر سلول حافظه از چهار تا شش

ترانزيستور استفاده مي‌نمايد. در اين نوع حافظه، ضرورت به عمليات Refreshing، نبوده و بديه است كه سرعت آنان در

مقايسه با حافظه‌ها dynamic به‌مراتب بيشتر مي‌باشد. با توجه به اين كه اين نوع از حافظه‌ها دارا بخش‌ها و عناصر بيشتر

مي‌باشند، يك سلول حافظه Static فضا به‌مراتب بيشتر را نسبت به يك سلول حافظه dynamic بر رو تراشه، اشغال خواهد

كرد. بنابراين شما حافظه كمتر را در هر تراشه خواهيد داشت و بديه است كه قيمت آنان نيز افزايش خواهد يافت (ميزان

حافظه قابل استفاده بر رو هر تراشه)

با توجه به موارد اشاره شده، حافظه‌ها Static سريع و گرانقيمت و حافظه‌ها dynamic ارزان و كند مي‌باشند. از حافظه‌ها

Static به منظور ايجاد حافظه‌ها Cache ريزپردازنده (حساس به سرعت) و از حافظه‌ها dynamic به منظور فضا ذخيره‌ساز

اصل در سيستم‌ها، استفاده مي‌گردد.

[حافظه اصلي رايانه و حجم آن]

حافظه اصلي رايانه و حجم آن


حافظه RAM (يا حافظه با دسترسي تصادفي) حافظه اصلي رايانه است که به عنوان يک مجموعه از نواحي کاري، هنگام

استفاده از رايانه مورد استفاده قرار مي گيرد.

اين حافظه فهرستي از دستورالعمل ها و داده هايي که رايانه روي آنها کار مي کند و همچنين نتايج حاصل از محاسبات را

در خود ذخيره و نگهداري مي کند.

اغلب رايانه هاي امروزي مبتني بر سيستم عامل ويندوز XP داراي 256 يا 512 مگابايت حافظه اصلي است که برخي

کاربران آن را تا يک يا 2 گيگابايت افزايش مي دهند. با افزايش نرم افزارهاي چندبندي که همزمان از منابع سخت افزاري

بهره مي گيرد و همچنين استفاده از نرم افزارهاي امنيتي ضدويروس و ديوار آتش، منابع حافظه کمتري براي برنامه ها و

کارهاي عمومي اختصاص داده مي شود.

حافظه اصلي برخلاف حافظه هاي جانبي مانند هاردديسک، به طور مستقيم با کاربران در ارتباط نيست. بلکه مخاطبان

اين حافظه، برنامه ها و سيستم عامل رايانه هستند که از زمان روشن شدن رايانه، از آن براي ذخيره سازي فايل ها و

کدهاي اصلي استفاده مي کنند. در صورتي که رايانه از حافظه اندکي بهره مند باشد هنگام اجراي برنامه ها با تاخير

بسيار زيادي مواجه مي شويد که علت آن فراخواني کدهاي برنامه مورد نظر از روي ديسک سخت است.

افزايش حجم حافظه و مشاهده اختلاف کارايي ايجاد شده، ناخودآگاه اين تصور را در ذهن ايجاد مي کند که با افزايش حجم

حافظه، سرعت بالاتر و عملکرد بهتر را همراه خواهد داشت. در حالي که در رايانه ها کندترين قطعه در مقايسه با قطعات

ضروري ديگر همين سخت ديسک يا هاردديسک است و دسترسي به آن تاخير محسوسي را در روند اجراي برنامه ايجاد

خواهد کرد.

اگر در رايانه براي اجراي يک برنامه حافظه کافي وجود داشته باشد، هنگام اجراي آن تمامي کدهاي مورد نياز بسرعت از

روي حافظه اصلي فراخواني و اجرا مي شود. بنابر اين بايد نوعي تعادل ميان برنامه هاي کاربردي، حجم حافظه اصلي و

پتانسيل هاي سخت افزاري برقرار شود.

براي مثال اگر شما رايانه اي با پردازنده و کارت گرافيک گرانقيمت را تنها با 256 مگابايت حافظه همراه کنيد هرگز نتوانسته

ايد از حداکثر پتانسيل هاي سخت افزاري کارت گرافيک و پردازنده قدرتمند آن استفاده کنيد. چرا که هنگام اجراي برنامه ها

دسترسي به هاردديسک براي فراخواني کدهايي که روي حافظه اصلي جا نشده اند سرعت اجراي برنامه ها را بشدت

کاهش مي دهد.

از سويي ديگر اگر رايانه خود را به 4 گيگابايت حافظه مجهز کنيد و روي آن يک برنامه سنگين را اجرا کنيد حجم زيادي از

حافظه در هر صورت خالي مي ماند و اين به معناي هزينه کردن براي قطعه اي است که هرگز از آن استفاده نخواهد شد. در

حقيقت يک گيگابايت حافظه اصلي براي اکثر کاربردهاي رايانه اي امروزي کافي است و اگر حافظه خود را از 512 مگابايت به

يک گيگابايت افزايش دهيد تفاوت آن را به آساني مشاهده مي کنيد. در اين صورت کارکردن با چندين برنامه به طور

همزمان تسهيل مي شود. با در نظر گرفتن اين معيارها، بودجه خود را صرف خريد حجم بيشتري از حافظه که هرگز از آن

استفاده نمي کنيد نخواهيد کرد.