پاورپوینت کامل و جامع با عنوان ساختار حافظه اصلی در کامپیوتر در 72 اسلاید - دانلود فایل

دانلود فایل پاورپوینت کامل و جامع با عنوان ساختار حافظه اصلی در کامپیوتر در 72 اسلاید

دانلود فایل پاورپوینت کامل و جامع با عنوان ساختار حافظه اصلی در کامپیوتر در 72 اسلاید

در علوم رایانه، به هر وسیله که توانایی نگهداری اطلاعات را داشته باشد، حافظه می گویند. حافظه یکی از قسمت های ضروری و اساسی یک رایانه به شمار می رود. همان طور که انسان برای نگهداری اطلاعات مورد نیاز خود علاوه بر حافظه درونی خویش از ابزارهای گوناگون دیگری همانند کاغذ، تخته سیاه، نوار ضبط صوت، نوار ویدیو و ... استفاده می کند رایانه هم می تواند از انواع گوناگون حافظه استفاده کند. به طور کلی دو نوع حافظه داریم:

حافظه اصلی که به آن حافظه اولیه یا حافظه درونی نیز می گویند.
حافظه جانبی که به آن حافظه ثانویه یا حافظه کمکی نیز می گویند.

حافظه اصلیکلیه دستورالعمل ها و داده ها، برای این که مورد اجرا و پردازش قرار گیرند، نخست باید به حافظه اصلی رایانه منتقل گردند و نتایج پردازش نیز به آنجا فرستاده شود. حافظه اصلی رایانه از جنس نیمه رسانا (الکترونیکی) است و در نتیجه، سرعت دسترسی به اطلاعات موجود در آنها در مقایسه با انواع حافظه جانبی که بصورت مکانیکی کار می کنند مانند دیسک سخت، دیسک گردان، و لوح فشردهبالاست و قیمت آن نیز گران تر است اما در مقابل حافظه هایی، که به پردازنده نزدیکتر هستند و از ظرفیت کمتری برخوردارند مانند ثبات (به انگلیسی: Processor Registers) و حافظه نهان سی پی یو(به انگلیسی:Cache)گرانتر و از سرعت دسترسی بالاتری بهره می برند. حافظه های اصلی نیز به دو دسته تبدیل می شوند:

حافظه خواندنی/ نوشتنی (به انگلیسی: RAM)، حافظه دسترسی تصادفی (به انگلیسی: Random Access Memory یا RAM) از این نوع است.
حافظه فقط خواندنی (به انگلیسی: Read Only Memory یا ROM)

حافظه خواندنی/ نوشتنیهمان طور که از نام این حافظه پیداست، پردازنده می تواند هم در این نوع حافظه بنویسد و هم از آنها بخواند. به طور کلی، برنامه ها (به انگلیسی: Codes)، دستورالعمل ها (به انگلیسی: Instructions)، و داده هایی (به انگلیسی: Data) در این حافظه قرار می گیرند که پردازشگر بخواهد بر روی آنها کاری انجام دهد. به این نوع حافظه ها، حافظه فَرّار نیز می گویند زیرا با قطع برق، محتویات آن ها از بین می رود. RAMها غالباً دو نوع اند:

(DRAM (Dynamic RAM

(RAMدینامیک): در این نوع حافظه اطلاعات به طور اتوماتیک توسط رایانه تازه (به انگلیسی:Refresh) می شوند. به دلیل چگالی بیشتر داده ها و ارزان بودن RAM دینامیک پراستفاده است و در حافظه دسترسی تصادفی (به انگلیسی: RAM) از آن بیشتر استفاده می شود.

(SRAM (Static RAM

(RAMاستاتیک): سرعت این نوع حافظه بالاتر از نوع دینامیک است. از این نوع RAM در حافظه نهان (به انگلیس:Cache) که بین حافظه اصلی و پردازنده قرار دارد، استفاده می شود.
حافظه فقط خواندنیهمانگونه که از نام حافظه فقط خواندنی (به انگلیسی: ROM) استفاده می شود، پردازنده نمی تواند به صورت خودکار اطلاعات موجود در این نوع حافظه را تغییر دهد، بلکه فقط می تواند آن را بخواند. هنگام خاموش شدن رایانه نیز این اطلاعات از بین نمی رود و ثابت می ماند. سامانهٔ ورودی/خروجیِ پایه (به انگلیسی: Basic Input/Output System یا BIOS)که وظیفه تنظیمات ساختاری سخت افزاری رایانه و همچنین آزمایش و راه اندازی قسمت های گوناگون رایانه را به هنگام روشن شدن سیستم برعهده دارد در این نوع حافظه قرار داده می شود.
حافظه جانبیاز حافظه جانبی برای ذخیره سازی دائمی اطلاعات استفاده می شود. این حافظه از عناصر غیر الکترونیکی ساخته شده و قیمت آن ارزان و سرعت آن پایین است. برای اجرای یک برنامه از روی دیسک جانبی، اول باید برنامه در حافظه اصلیRAMقرار گیرد و سپس توسط CPU مورد پردازش قرار گیرد. برای نگهداری اطلاعات این نوع حافظه هیچ گونه انرژی مصرف نمی کند، اما برای ذخیره سازی و فراخوانی اطلاعات نیاز به انرژی دارد.
حافظه غیر مغناطیسی۱. کارت و نوار کاغذی : از کارت های منگنه شده و رنگ شده و نوارهای کاغذی سوراخ شده (پانچ)، به عنوان محلی برای ذخیره اطلاعات استفاده می شود مانند پاسخ کارت کنکور. این حافظه توسط دستگاهی به نام کارت خوان خوانده می شود و سپس اطلاعات به حافظه رایانه منتقل می شود.
۲. دیسک نوری (Optical Disk) : دیسک های نوری نوع دیگری از حافظه های غیر مغناطیسی است. برای خواندن و نوشتن اطلاعات در این نوع دیسک ها، از پرتو لیزر استفاده می شود.
CD: این دیسک ها از صفحه دایره شکلی به قطر ۱۲ سانتیمتر ساخته شده اند و می توانند تاحدود ۷۰۰ مگا بایت اطلاعات را نگهداری کنند. به نوع متداول آن که فقط قابل خواندن است CD-ROM می گویند. بر نوع دیگری که به CD-R معروف است می توان با استفاده از CD-Recorder یک بار اطلاعات وارد کرد و با استفاده از دیسک گردان های CD-Rewriter بارها بر روی CD-RW اطلاعات نوشت و پاک کرد.
DVD: نوع جدیدتری از دیسک های نوری به نام DVD-ROM در حال گسترش است. این دیسک، ظاهر و اندازه ای شبیه سی – دی دارد، ولی برای آن ظرفیت های ۴/۵ GB (یک رو – یک لایه) ۷/۹ (یک رو – دو لایه) ۱۵/۸ (دورو – دولایه) در نظر گرفته شده است.
حافظه مغناطیسیدر این نوع حافظه ها، می توان اطلاعات را به صورت نقاط مغناطیس شده نوشت (ذخیره کرد) و یا خواند (بازیابی نمود). این اعمال، به وسیله شاخک های خاصی که به آنها هد می گویند، انجام می پذیرد. هد از یک سیم پیچ هسته دار کوچک تشکیل شده است.
الف) نوار مغناطیسی : نوار مغناطیسی از یک نوار پلاستیکی که روی آن از یک ماده مغناطیس شونده مثل اکسید آهن پوشانده اند، تشکیل شده است (شبیه نوار ضبط صوت با پهنای بیشتر). این نوارها امروزه به صورت کارتریج و در گذشته به صورت حلقه ای مورد استفاده قرار می گرفته است. دسترسی به اطلاعات این حافظه ها دسترسی ترتیبی است. یعنی به ترتیب اطلاعات باید بگذرند تا به اطلاعات مورد نظر برسیم، مثل نوار کاست.
ب) دیسک مغناطیسی : دیسک های مغناطیسی صفحات گرد پلاستیکی، فلزی یا سرامیکی هستند که سطح آنها به وسیله ماده مغناطیس شونده مثل اکسید آهن پوشانیده می شود. اگر جنس دیسک مغناطیسی شده، پلاستیک باشد به آن دیسک نرم (Floppy Disk) و اگر فلز یا سرامیک باشند به آن دیسک سخت (Hard Disk) می گویند. دسترسی در این دیسک ها مستقیم است یعنی هر اطلاعاتی را که خواستیم بتوانیم آن را از روی سطح دیسک انتخاب کنیم. همانند دسترسی به تراک های یک MP۳. که سرعت اینگونه دسترسی بالاست.
۱-دیسک نرم (Floppy Disk) : این نوع دیسک ها قابل جابجایی است. امروزه اندازه استاندارد آن ۳٫۵ اینچ است. برای محافظت از آنها، دیسکت ها را در پوشش هایی به شکل مربع و از جنس پلاستیک سخت قرارمی دهند. اگر دکمه حفاظت در مقابل نوشتن بسته باشد می توان روی دیسک نوشت و اگر باز باشد این کار امکان پذیر نیست. ظرفیت معمولی این دیسک ها ۱٫۴۴MB است. نوع ۲٫۸۸MB آن هم وجود دارد اما متداول نیست. در دیسک گردان های ۱٫۴۴ نمی توان دیسک های ۲٫۸۸ را خواند، اما در دیسک گردان های ۲٫۸۸ می توان از دیسکت های ۱٫۴۴ استفاده کرد. دیسک گردان شکافی دارد که دیسک روی آن قرار می گیرد، سپس دیسک گردان، دیسک را با سرعت ۳۰۰ دور در دقیقه می چرخاند. ظرفیت دیسک های مغناطیسی به سطح مفید و چگالی داده ها بستگی دارد. نخستین دیسکت ها دارای چگالی مغناطیسی اندکی بوده اند که به اختصار به آنها SS-DD (یک رویه – چگالی مضاعف) می گفتند. چندی بعد کارخانه های سازنده، دیسک های دورویه (DS) را ساختند که پس از آن دیسک های ساخته شده به این مدل ها هستند:
علامت اختصاری توضیح ظرفیت
DS-DD دورویه – چگالی مضاعف ۷۲۰ KB
DS-HD دورویه – چگالی بالا ۱٫۴۴ MB
DS-ED دورویه – چگالی خیلی بالا ۲٫۸۸ MB
۲. دیسک سخت (Hard Disk) : دیسک سخت یا هارد دیسک از یک یا چند صفحه گرد، از جنس آلیاژهای آلومینیوم یا سرامیک تشکیل شده است که بر روی یک محور درون محفظه ای بسته (دیسک گردان) قرار دارند. این صفحه یا صفحه ها به وسیله موتوری، حول محور دیسک گردان با سرعتی در حدود چند هزار دور در دقیقه می چرخد. یک یا چند بازوی دسترسی، بسته به تعداد رویه دیسک، هد یا هدها را در امتداد شعاع به جلو و عقب می برد و به این ترتیب، اطلاعات روی هر شیار (TRACK) می تواند خوانده شود. گنجایش این دیسک ها بالاست.

فهرست مطالب:
حافظه اصلی
بلوک دیاگرام حافظه
ارتباط حافظه با پردازنده
نقشه آدرس حافظه
حافظه RAM
ساختار حافظه DRAM
حافظه SRAM
توصیف حافظه
نحوه آدرس دهی حافظه
استفاده از دو دیکدر
بافر سه حالته
حافظه خواندن/نوشتن
ساختن حافظه بزرگتر با چیپ های کم ظرفیت تر
مدل حافظه
حافظه ROM
اهمیت حافظه
تکنولوژی حافظه
اصل محلی بودن رجوع به حافظه
زمان دسترسی به حافظه
حافظه Cache
سلسله مراتب حافظه
Hit/Miss
درصد موفقیت
نحوه عملکرد Cache
تاثیر اندازه بلوک های Cache
حالت شروع
نگاشت
و...

حافظه اصلی

RAM

ROM

Cache

SRAM

DRAM

مقاله