چند نوع حافظه رایانه‌ای وجود دارد؟
29688#0
در علوم رایانه، به هر وسیله که توانایی نگهداری اطلاعات را داشته باشد، حافظه می‌گویند. حافظه یکی از قسمت‌های ضروری و اساسی یک رایانه به‌شمار می‌رود. همان‌طور 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 ویدئو و ... استفاده می‌کند رایانه هم می‌تواند از انواع گوناگون حافظه استفاده کند. به‌طور کلی دو نوع حافظه داریم: در مفهوم گسترده‌تر این واژه به ابزارهای انبارش بیرونی چون دیسک‌گردان یا نوارگردان گفته می‌شود. ابزار ذخیره‌سازی نیمه هادی یک راست به پردازنده وصل می‌شود. حافظه پنهان یا کَش حافظه سریعی است که برای افزایش سرعت پیوند سیستم با دستگاه‌های کندتر بهره گرفته می‌شود و بکارگیری آن باعث می‌شود که سرعت و توانایی‌های دستگاه سریع به هدر نرود. مهم‌ترین حافظه پنهان در پردازنده‌های مرکزی (سی‌پی‌یوها) وجود دارد که به سه سطح بخش می‌شود و امروزه حافظه پنهان که در پردازشگرهای مرکزی ساختن آن هزینه بیشتری دارد تا ۱۶ مگابایت هم می‌رسد.
حافظه رایانه
29688#32
نوع دیگری از رَم با نام حافظه دسترسی تصادفی ایستا نیز وجود داشته که در آغاز برای حافظه پنهان استفاده می‌گردید. این نوع حافظه‌ها از چندین ترانزیستور (معمولاً چهار تا شش) برای هر یک از سلول‌های حافظه خود استفاده می‌نمایند. حافظه‌های فوق دارای مجموعه‌ای از فلیپ فلاپ‌ها با دو وضعیت خواهند بود؛ بنابراین حافظه‌های فوق قادر به بازخوانی اطلاعات به صورت پیوسته نظیر حافظه‌های حافظه دسترسی تصادفی پویا نخواهند بود. هر یک از سلول‌های حافظه مادامیکه منبع تأمین انرژی آن‌ها فعال باشد داده‌های خود را ذخیره نگاه خواهند داشت. در این حالت ضرورتی به بازخوانی داده‌ها به صورت پریودیک نخواهد بود پ. سرعت حافظه‌های فوق بسیار بالا است پ، ولی به دلیل قیمت بالا، در حال حاضر به عنوان جایگزینی استاندارد برای حافظه‌های رَم مطرح نمی‌باشند.
حافظه رایانه
29688#8
همان‌طور که از نام این حافظه پیداست، پردازنده می‌تواند هم در این نوع حافظه بنویسد و هم از آن‌ها بخواند. به‌طور کلی، برنامه‌ها، دستورالعمل‌ها، و داده‌هایی در این حافظه قرار می‌گیرند که پردازشگر بخواهد بر روی آن‌ها کاری انجام دهد. به این نوع حافظه‌ها، "حافظه فَرّار" نیز می‌گویند زیرا با قطع برق، محتویات آن‌ها از بین می‌رود. رَم ها غالباً دو نوع اند: همانگونه که از نام حافظه فقط خواندنی استفاده می‌شود، پردازنده نمی‌تواند به صورت خودکار اطلاعات موجود در این نوع حافظه را تغییر دهد، بلکه فقط می‌تواند آن را بخواند. هنگام خاموش شدن رایانه نیز این اطلاعات از بین نمی‌رود و ثابت می‌ماند. سامانهٔ ورودی/خروجیِ پایه که وظیفه تنظیمات ساختاری سخت‌افزاری رایانه و همچنین آزمایش و راه اندازی قسمت‌های گوناگون رایانه را به هنگام روشن شدن سیستم بر عهده دارد در این نوع حافظه قرار داده می‌شود.
حافظه رایانه
29688#31
با توجه به سرعت بسیار بالای پردازنده حتی در صورت استفاده از «گذرگاه» عریض و سریع همچنان مدت زمانی طول خواهد کشید تا داده‌ها از حافظه رَم برای پردازنده ارسال گردند. حافظه پنهان یا کَش با این هدف طراحی شده‌است که داده‌های مورد نیاز پردازنده را که احتمال استفاده از آنان بیشتر است، در دسترس تر قرار دهد. عملیات فوق از طریق بکارگیری مقدار اندکی از حافظه پنهان که "اولیه" یا «سطح ۱» Level ۱ نامیده می‌شود صورت می‌پذیرد. ظرفیت حافظه‌های فوق بسیار اندک بوده و از دو کیلو بایت تا ۵۱۲ کیلو بایت را، شامل می‌گردد. نوع دوم حافظه پنهان که "ثانویه" یا «سطح ۲» نامیده می‌شود بر روی یک کارت حافظه و در مجاورت پردازنده قرار می‌گیرد. این نوع حافظه پنهان دارای یک ارتباط مستقیم با پردازنده‌است. یک مدار کنترل‌کننده اختصاصی بر روی برد اصلی که «کنترل‌کننده L۲» نامیده می‌شود مسئولیت عملیات مربوط را برعهده خواهد گرفت. با توجه به نوع پردازنده، اندازه حافظه فوق متغیر بوده و دارای دامنه‌ای بین ۲۵۶Kb تا چند مگابایت است. برخی از پردازنده‌های با کارایی بالا اخیراً این نوع حافظه پنهان را به عنوان جزئی جداناپذیر در کنار خود دارند. (بخشی از تراشه پردازنده) در این نوع پردازنده‌ها با توجه به اینکه Cache بخشی از پردازنده محسوب می‌گردد، اندازه آن متغیر بوده و به عنوان یکی از مهم‌ترین شاخص‌ها در کارایی پردازنده مطرح است.
حافظه رایانه
29688#15
۲. دیسک نوری: دیسک‌های نوری نوع دیگری از حافظه‌های غیر مغناطیسی است. برای خواندن و نوشتن اطلاعات در این نوع دیسک‌ها، از پرتو لیزر استفاده می‌شود.
حافظه رایانه
4848706#27
یکی دیگر از انواع حافظه پنهان، حافظه نهان از نوع P2P است، جایی که فایل‌های مورد نظر توسط برنامه‌های peer to peer در حافظه نهان یک ISP ذخیره می‌شوند تا سرعت انتقال P2P را افزایش دهند. به‌طور مشابه، معادلات غیر متمرکز وجود دارد که اجازه می‌دهد مجموعه‌ها یک کار مشابه برای ترافیک P2P انجام دهند، به عنوان مثال، Corelli.
حافظه نهان (رایانش)
29688#11
استفاده از این نوع حافظه‌ها که از نوع غیر فرار بوده و یعنی از این لحاظ شبیه بقیه انواع رام می‌باشند، زمانی به کار می‌آید که نیاز باشد تراشه بدون برداشته شدن از روی مدار قابل برنامه‌ریزی مجدد باشد. نکته دیگری که قابل توجه است، این که در این نوع از حافظه احتیاج به ایجاد پنجره شفاف جهت انجام عمل پاک کردن محتویات تراشه شبیه آنچه در EPROM موجود بود، نمی‌باشد و از این لحاظ ساخت تراشه ارزانتر تمام خواهد شد. حافظه‌هایئی‌ئیپ‌رام و فلش معمولاً ولتاژ تغذیه دیگری علاوه بر تغذیه استاندارد ۵ ولتی نیز دارند که در مورد حافظه‌های یاد شده در بالا این ولتاژ در خیلی از مواقع حدود ۱۲ ولت بوده و برای انجام عمل نوشتن و پاک کردن مورد استفاده قرار می‌گیرد و با قطع آن محتویات داخلی تراشه ثابت خواهند ماند و به عبارتی در مقابل پاک شوندگی یا تغییرات ناخواسته اتفاقی مصونیت پیدا خواهند کرد. جدول ۱- نشان دهنده خواص عمده از خانواده حافظه‌های غیر فرار یعنی EPROM و ئی‌ئیپ‌رام و فلش از دید مقایسه‌ای می‌باشد.
حافظه رایانه
29688#1
حافظه با هدف "انباشتن داده‌ها" (فرار، غیر-فرار) در رایانه به کار برده می‌شوند و دارای انواع گوناگونی است. حافظه‌ها را می‌توان بر پایه نمایه‌های گوناگونی بخش‌بندی کرد. حافظه فرار و حافظه غیر فرار نمونه‌ای از این دسته‌بندی هاست. حافظه‌های فرار بلافاصله پس از خاموش شدن سیستم داده‌های خود را از دست می‌دهند و همواره برای نگهداری داده‌های خود به منبع تأمین انرژی نیاز خواهند داشت. بیشتر حافظه‌های رَم در این گروه جای می‌گیرند. حافظه‌های غیر فرار داده‌های خود را همچنان پس از خاموش شدن سیستم نگه می‌دارند. حافظه «رام» نمونه‌ای از این نوع حافظه‌ها است. نام انواع حافظه‌ها در زیر آمده‌است:استفاده از حافظه صرفاً محدود به رایانه‌های شخصی نبوده و در دستگاه‌های متفاوتی نظیر: تلفن همراه، رایانه جیبی، رادیوهای اتومبیل، دستگاه پخش نوار ویدئویی، تلویزیون و … نیز در ابعاد وسیعی استفاده می‌گردد. هر یک از دستگاه‌های فوق مدل‌های خاصی از حافظه را استفاده می‌نمایند.
حافظه رایانه
427298#1
دو نوع حافظهٔ فلش وجود دارد که برحسب منطق‌های نَند، نُر نام‌گذاری شده‌اند سلول‌های مستقل حافظهٔ فلش مشخصات درونی مشابهی با دروازهٔ مربوط را نشان می‌دهند. در حالی که ئی‌پی‌رامها باید قبل از نوشته شدن به‌طور کامل پاک شوند، فلش‌های نوع نند می‌توانند هم‌زمان در بلوک‌هایی که معمولاً از کّل دستگاه کوچکترند خوانده و نوشته شوند. فلش‌های نُر به یک کلمهٔ ماشینی تنها (بایت) اجازه می‌دهند بر روی یک محل پاک شده بدون وابستگی نوشته یا خواند شوند. نوع نَند به صورت عمده در کارت‌های حفظ فلش‌های یواس‌بی و درایوهای حالت جامد و محصولات مشابه برای ذخیره معمولی و انتقال داده استفاده می‌شود. فلش‌های نَند، نُر معمولاً برای ذخیره پیکر بندی داده‌ها در بسیاری از محصولات دیجیتالی استفاده می‌شوند مسئولیتی که در گذشته به وسیلهٔ ئی‌پی‌رامها یا حافظهٔ استاتیک باتری دار ممکن می‌شد. یکی از معایب حافظهٔ فلش تعداد محدود چرخه‌های خواندن یا نوشتن در یک بلوک خاص است. فلش‌های نُر و نَند نام خود را از روابط داخلی بین سلول‌های حافظه‌شان می‌گیرند. مشابه دروازهٔ نند، در فلش‌های نند هم دروازه‌ها در سری‌هایی به هم متصل هستند. در یک دروازه نُر ترانزیستورها به‌طور موازی به هم متصل هستند و مانند آن در فلش نُر سلول‌ها به‌طور موازی به خطوط بیت متصل هستند و به همین دلیل است که سلول‌ها می‌توانند جداگانه و مستقل، خوانده و برنامه‌نویسی شوند. در مقایسه با فلش‌های نُر جایگزین کردن یک ترانزیستور با گروه‌های سری لینک شده یک سطح آدرس دهی اضافی به آن‌ها می‌افزاید. در حالی که فلش‌های نُر می‌توانند حافظه را با صفحه و سپس کلمه آدرس دهی کنند. فلش‌های نَند می‌توانند آن را با صفحه، کلمه و بیت آدرس دهی کنند.
حافظه فلش
4848706#17
حافظه‌های کوچک در CPU یا نزدیک آن می‌توانند سریعتر از حافظه اصلی که بزرگتر هستند، عمل کنند. اکثر پردازنده‌ها از دهه ۱۹۸۰ تا الان از یک یا چند حافظه پنهان استفاده می‌کنند، گاهی اوقات در سطوح آبشار؛ بالا پایان مدرن تعبیه شده، دسکتاپ و سرور ریزپردازنده ممکن است هر شش نوع از حافظه پنهان (بین سطوح و توابع) را داشته باشند، نمونه‌هایی از حافظه‌های پنهان با یک تابع خاص، D-cache و I-cache و بافر translation lookaside برای MMU هستند.
حافظه نهان (رایانش)