انواع حافظه

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 مختلف دیگری همانند کاغذ، تخته سیاه، نوار ضبط صوت، نوار ویدیو و ... استفاده می کند رایانه هم می تواند از انواع مختلف حافظه استفاده می کنند. به طور کلی دو نوع حافظه داریم : 1- حافظه ((اصلی)) که به آن ((حافظه اولیه)) و ((درونی)) می گویند . 2- حافظه ((جانبی)) که به آن ((حافظه ثانویه)) و ((کمکی)) می گویند .

الف ) حافظه اصلی :کلیه دستورالعمل ها و داده ها، برای این که مورد اجرا و پردازش قرارگیرند اول باید به حافظه اصلی رایانه منتقل گردند و نتایج پردازش نیز به آنجا فرستاده شود. حافظه اصلی رایانه از جنس نیمه هادی ( الکترونیکی ) است و در نتیجه، سرعت دسترسی به اطلاعات موجود در آنها در مقایسه با انواع دیگر حافظه بالاست و قیمت آن نیز گرانتر است. حافظه‌های اصلی نیز به دو دسته تبدیل می شوند (ROM، RAM) . حافظه فقط خواندنی ( ROM) Cpu معمولا اطلاعات موجود در این نوع حافظه را تغییر نمیدهد، بلکه فقط می تواند آن را بخواند. هنگام خاموش شدن نیز این اطلاعات اطلاعات از بین نمی‌رود و ثابت می ماند. برنامه BIOS که وظیفه آزمایش و راه اندازی قسمت های مختلف رایانه را به هنگام روشن شدن سیستم برعهده دارد در این نوع حافظه قرار داده می‌شود. حافظه‌های فقط خواندنی انواع مختلفی دارند :

PROM : در این نوع حافظه فقط خواندنی، داده ها و دستورالعمل ها را می توانیم روی آن فقط یک بار به وسیله PROM Programmer ذخیره کنیم اما بعد از آن قابل تغییر نیستند .

EPROM : این حافظه در واقع PROM قابل پاک شدن است. به کمک اشعه فرا بنفش می توان اطلاعات روی آن را پاک کرد و سپس مانند PROM، آن را برنامه ریزی نمود. این عمل می تواند بارها تکرار شود .

EEPROM / Flash ROM : نوع جدیدتری از EPROM است با این تفاوت که پاک کردن اطلاعات به وسیله پالس الکتریکی صورت می گیرد. و مزیت آن نسبت به انواع دیگر این است که پاک کردن و برنامه ریزی کردن آن بدون جدا کردن تراشه(IC) از برد اصلی رایانه صورت می گیرد. اکثرROM های امروزی از این نوع اند .

1. حافظه خواندنی/ نوشتنی ( RWM / RAM ) همان طور که از نام این نوع حافظه پیداست، واحد پردازشگر می تواند هم در این نوع حافظه بنویسد و هم از آنها بخواند. به طور کلی، برنامه ها و دستورالعملها و داده هایی در این حافظه قرار می گیرند که پردازشگر بخواهد بر روی آنها کاری انجام دهد. به این نوع حافظه ها، (( حافظه فرار )) نیز می گویند زیرا با قطع برق، محتویات آن ها از بین می رود. RAM ها اغلباً دو نوع اند :

DRAM ( RAM دینامیکی ) : در این نوع حافظه اطلاعات به طور اتوماتیک توسط رایانه Refresh می شوند. به دلیل چگالی بیشتر داده ها و ارزان بودن RAM دینامیک پراستفاده است .

SRAM ( RAM استاتیک ) : سرعت این نوع حافظه بالاتر از نوع دینامیک است. از این نوع RAM در حافظه پنهان یا Cache که بین حافظه اصلی و پردازشگر قرار دارد، استفاده می‌شود .

ب ) حافظه جانبی : از حافظه جانبی برای ذخیره سازی دائمی اطلاعات استفاده می‌شود. 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 اصلی ) RAM ) قرار گیرد و سپس توسط CPU مورد پردازش قرار گیرد .برای نگهداری اطلاعات این نوع حافظه هیچ گونه انرژی مصرف نمی‌کند، اما برای ذخیره سازی و فراخوانی اطلاعات نیاز به انرژی دارد . به طور کلی حافظه جانبی دو نوع است : ( حافظه غیر مغناطیسی و حافظه مغناطیسی )

1- حافظه غیر مغناطیسی :

1 . 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 می‌شود مانند پاسخ کارت کنکور. این حافظه توسط دستگاهی به نام کارت خوان خوانده می‌شود و سپس اطلاعات به حا فظه کامپوتر منتقل می‌شود .

2. دیسک نوری ( Optical Disk) : دیسک های نوری نوع دیگری از حافظه‌های غیر مغناطیسی است. برای خواندن و نوشتن اطلاعات در این نوع دیسک ها ،از اشعه لیزر استفاده می‌شود .

CD : این دیسک ها هز صفحه دایره شکلی به قطر 12 سانتیمتر ساخته شده‌اند و می توانند تاحدود 700 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 اندازه‌ای شبیه سی – دی دارد، ولی برای آن ظرفیت های 4/5GB ( یک رو – یک لایه ) 7/9 (یک رو – دو لایه ) 15/8 ( دورو – دولایه ) در نظر گرفته شده است .

2- حافظه مغناطیسی  : در این نوع حافظه ها، می توان اطلاعات را به صورت نقاط مغناطیس شده نوشت ( ذخیره کرد) و یا خواند ( باز یابی 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 حلقه‌ای 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 . الف )دیسک مغناطیسی : دیسک های مغناطیسی صفحات گرد پلاستیکی، فلزی یا سرامیکی هستند که سطح انها به وسیله ماده مغناطیس شونده مثل اکسید آهن پوشانیده می‌شود .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 MP3. که سرعت اینگونه دسترسی بالاست.

1- دیسک نرم (Floppy Disk) : این نوع دیسک ها قابل حمل است. امروزه اندازه استاندارد آن 3.5 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 امکان‌پذیر نیست. ظرفیت معمولی این دیسک ها 1.44MB است. نوع 2.88MB آن هم وجود دارد اما متداول نیست. در دیسک گردان های 1.44 نمی‌توان دیسک های 2.88 را خواند، اما در دیسک گردان های 2.88 می توان از دیسکت های 1.44 استفاده کرد. دیسک گردان شکافی دارد که دیسک روی آن قرار می گیرد، سپس دیسک گردان، دیسک را با سرعت 300 دور در دقیقه می چرخاند .ظرفیت دیسک های مغناطیسی به سطح مفید مفید و چگالی داده ها بستگی دارد. اولین دیسکت ها دارای چگالی مغناطیسی اندکی بوده‌اند که به اختصار به آنها SS-DD (یک رویه – چگالی مضاعف ) می گفتند. چندی بعد کارخانه‌های 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 720 KB DS-HD دورویه – چگالی بالا 1.44 MB DS-ED دورویه – چگالی خیلی بالا 2.88 MB

2.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 محفظه‌ای 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 .

نوشته های دیگران ()