دوزلی اوغلان آذربایجانی تورکی شعر موزیک

بخش سخت افزار - مقاله شماره 6 - حافظه RAM

حافظه RAM

حافظه (RAM(Random Access Memory شناخته ترين نوع حافظه در دنيای کامپيوتر است . روش دستيابی به اين نوع از حافظه ها تصادفی است . چون می توان به هر سلول حافظه مستقيما" دستيابی پيدا 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 ذخيره و صرفا" امکان دستيابی به آنها بصورت ترتيبی وجود خواهد داشت. ( نظير نوار کاست ) در صورتيکه داده مورد نظر در محل جاری نباشد هر يک از سلول های حافظه به ترتيب بررسی شده تا داده مورد نظر پيدا گردد. حافظه های SAM در موارديکه پردازش داده ها الزاما" بصورت ترتيبی خواهد بود مفيد می باشند ( نظير حافظه موجود بر روی کارت های گرافيک ). داده های ذخيره شده در حافظه RAM با هر اولويت دلخواه قابل دستيابی خواهند بود.

مبانی حافظه های RAM

حافظه RAM ، يک تراشه مدار مجتمع (IC) بوده که از ميليون ها ترانزيستور و خازن تشکيل شده است .در اغلب حافظه ها با استفاده و بکارگيری يک خازن و يک ترانزيستور می توان يک سلول را ايجاد کرد. سلول فوق قادر به نگهداری يک بيت داده خواهد بود. خازن اطلاعات مربوط به بيت را که يک و يا صفر است ، در خود نگهداری خواهد کرد.عملکرد ترانزيستور مشابه يک سوييچ بوده که امکان کنترل مدارات موجود بر روی تراشه حافظه را بمنظور خواندن مقدار ذخيره شده در خازن و يا تغيير وضعيت مربوط به آن ، فراهم می نمايد.خازن مشابه يک ظرف ( سطل) بوده که قادر به نگهداری الکترون ها است . بمنظور ذخيره سازی مقدار" يک" در حافظه، ظرف فوق می بايست از الکترونها پر گردد. برای ذخيره سازی مقدار صفر، می بايست ظرف فوق خالی گردد.مسئله مهم در رابطه با خازن، نشت اطلاعات است ( وجود سوراخ در ظرف ) بدين ترتيب پس از گذشت چندين ميلی ثانيه يک ظرف مملو از الکترون تخليه می گردد. بنابراين بمنظور اينکه حافظه بصورت پويا اطلاعات خود را نگهداری نمايد ، می بايست پردازنده و يا " کنترل کننده حافظه " قبل از تخليه شدن خازن، مکلف به شارژ مجدد آن بمنظور نگهداری مقدار "يک" باشند.بدين منظور کنترل کننده حافظه اطلاعات حافظه را خوانده و مجددا" اطلاعات را بازنويسی می نمايد.عمليات فوق (Refresh)، هزاران مرتبه در يک ثانيه تکرار خواهد شد.علت نامگذاری DRAM بدين دليل است که اين نوع حافظه ها مجبور به بازخوانی اطلاعات بصورت پويا خواهند بود. فرآيند تکراری " بازخوانی / بازنويسی اطلاعات" در اين نوع حافظه ها باعث می شود که زمان تلف و سرعت حافظه کند گردد.

سلول های حافظه بر روی يک تراشه سيليکون و بصورت آرائه ای مشتمل از ستون ها ( خطوط بيت ) و سطرها ( خطوط کلمات) تشکيل می گردند. نقطه تلاقی يک سطر و ستون بيانگر آدرس سلول حافظه است .

حافظه های DRAM با ارسال يک شارژ به ستون مورد نظر باعث فعال شدن ترانزيستور در هر بيت ستون، خواهند شد.در زمان نوشتن خطوط سطر شامل وضعيتی خواهند شد که خازن می بايست به آن وضغيت تبديل گردد. در زمان خواندن Sense-amplifier ، سطح شارژ موجود در خازن را اندازه گيری می نمايد. در صورتيکه سطح فوق بيش از پنجاه درصد باشد مقدار "يک" خوانده شده و در غيراينصورت مقدار "صفر" خوانده خواهد شد. مدت زمان انجام عمليات فوق بسيار کوتاه بوده و بر حسب نانوثانيه ( يک ميلياردم ثانيه ) اندازه گيری می گردد. تراشه حافظه ای که دارای سرعت 70 نانوثانيه است ، 70 نانو ثانيه طول خواهد کشيد تا عمليات خواندن و بازنويسی هر سلول را انجام دهد.

سلول های حافظه در صورتيکه از روش هائی بمنظور اخذ اطلاعات موجود در سلول ها استفاده ننمايند، بتنهائی فاقد ارزش خواهند بود. بنابراين لازم است سلول های حافظه دارای يک زيرساخت کامل حمايتی از مدارات خاص ديگر باشند.مدارات فوق عمليات زير را انجام خواهند داد :

مشخص نمودن هر سطر و ستون (انتخاب آدرس سطر و انتخاب آدرس ستون )
نگهداری وضعيت بازخوانی و باز نويسی داده ها ( شمارنده )
خواندن و برگرداندن سيگنال از يک سلول ( Sense amplifier)
اعلام خبر به يک سلول که می بايست شارژ گردد و يا ضرورتی به شارژ وجود ندارد ( Write enable)

ساير عمليات مربوط به "کنترل کننده حافظه" شامل مواردی نظير : مشخص نمودن نوع سرعت ، ميزان حافظه و بررسی خطاء است .

حافظه های SRAM دارای يک تکنولوژی کاملا" متفاوت می باشند. در اين نوع از حافظه ها از فليپ فلاپ برای ذخيره سازی هر بيت حافظه استفاده می گردد. يک فليپ فلاپ برای يک سلول حافظه، از چهار تا شش ترانزيستور استفاده می کند . حافظه های SRAM نيازمند بازخوانی / بازنويسی اطلاعات نخواهند بود، بنابراين سرعت اين نوع از حافظه ها بمراتب از حافظه های DRAM بيشتر است .با توجه به اينکه حافظه های SRAM از بخش های متعددی تشکيل می گردد، فضای استفاده شده آنها بر روی يک تراشه بمراتب بيشتر از يک سلول حافظه از نوع DRAM خواهد بود. در چنين مواردی ميزان حافظه بر روی يک تراشه کاهش پيدا کرده و همين امر می تواند باعث افزايش قيمت اين نوع از حافظه ها گردد. بنابراين حافظه های SRAM سريع و گران و حافظه های DRAM ارزان و کند می باشند . با توجه به موضوع فوق ، از حافظه های SRAM بمنظور افزايش سرعت پردازنده ( استفاده از Cache) و از حافظه های DRAM برای فضای حافظه RAM در کامپيوتر استفاده می گردد.

ما ژول های حافظه

تراشه های حافظه در کامييوترهای شخصی در آغاز از يک پيکربندی مبتنی بر Pin با نام (DIP(Dual line Package استفاده می کردند. اين پيکربندی مبتنی بر پين، می توانست لحيم کاری درون حفره هائی برروی برداصلی کامپيوتر و يا اتصال به يک سوکت بوده که خود به برد اصلی لحيم شده است .همزمان با افزايش حافظه ، تعداد تراشه های مورد نياز، فضای زيادی از برد اصلی را اشغال می کردند.از روش فوق تا زمانيکه ميزان حافظه حداکثر دو مگابايت بود ، استقاده می گرديد.

راه حل مشکل فوق، استقرار تراشه های حافظه بهمراه تمام عناصر و اجزای حمايتی در يک برد مدار چاپی مجزا (Printed circut Board) بود. برد فوق در ادامه با استفاده از يک نوع خاص از کانکنور ( بانک حافظه ) به برد اصلی متصل می گرديد. اين نوع تراشه ها اغلب از يک پيکربندی pin با نام Small Outline J-lead ) soj ) استفاده می کردند . برخی از توليدکنندگان ديگر که تعداد آنها اندک است از پيکربندی ديگری با نام Thin Small Outline Package )tsop) استفاده می نمايند. تفاوت اساسی بين اين نوع پين های جديد و پيکربندی DIP اوليه در اين است که تراشه های SOJ و TSOR بصورت surface-mounted در PCB هستند. به عبارت ديگر پين ها مستقيما" به سطح برد لحيم خواهند شد . ( نه داخل حفره ها و يا سوکت ) .

تراشه ها ی حافظه از طريق کارت هائی که " ماژول " ناميده می شوند قابل دستيابی و استفاده می باشند.. شايد تاکنون با مشخصات يک سيستم که ميزان حافظه خود را بصورت 32 * 8 , يا 16 * 4 اعلام می نمايد ، برخورده کرده باشيد.اعداد فوق تعداد تراشه ها ضربدر ظرفيت هر يک از تراشه ها را که بر حسب مگابيت اندازه گيری می گردند، نشان می دهد. بمنظور محاسبه ظرفيت ، می توان با تقسيم نمودن آن بر هشت ميزان مگابايت را بر روی هر ماژول مشخص کرد.مثلا" يک ماژول 32 * 4 ، بدين معنی است که ماژول دارای چهار تراشه 32 مگابيتی است .با ضرب 4 در 32 عدد 128 ( مگابيت) بدست می آيد . اگر عدد فوق را بر هشت تقسيم نمائيم به ظرفيت 16 مگابايت خواهيم رسيد.

نوع برد و کانکتور استفاده شده در حافظه های RAM ، طی پنج سال اخير تفاوت کرده است . نمونه های اوليه اغلب بصورت اختصاصی توليد می گرديدند . توليد کنندگان متفاوت کامپيوتر بردهای حافظه را بگونه ای طراحی می کردند که صرفا" امکان استفاده از آنان در سيستم های خاصی وجود داشت . در ادامه (SIMM (Single in-line memory مطرح گرديد. اين نوع از بردهای حافظه از 30 پين کانکتور استفاده کرده و طول آن حدود 3/5 اينچ و عرض آن يک اينچ بود ( يازده سانتيمتر در 2/5 سانتيمتر ) .در اغلب کامپيوترها می بايست بردهای SIMM بصورت زوج هائی که دارای ظرفيت و سرعت يکسان باشند، استفاده گردد. علت اين است که پهنای گذرگاه داده بيشتر از يک SIMM است . مثلا" از دو SIMM هشت مگابايتی برای داشتن 16 مگابايت حافظه بر روی سيستم استفاده می گردد. هر SIMM قادر به ارسال هشت بيت داده در هر لحظه خواهد بود با توجه به اين موضوع که گذرگاه داده شانزده بيتی است از نصف پهنای باند استفاده شده و اين امر منطقی بنظر نمی آيد.در ادامه بردهای SIMM بزرگتر شده و دارای ابعاد 25 / 4 * 1 شدند( 11 سانتيمتر در 2/5 سانتيمتر ) و از 72 پين برای افزايش پهنای باند و امکان افزايش حافظه تا ميزان 256 مگابايت بدست آمد.

بموازات افزايش سرعت و ظرفيت پهنای باند پردازنده ها، توليدکنندگان از استاندارد جديد ديگری با نام dual in-line memory module)DIMM) استفاده کردند.اين نوع بردهای حافظه دارای 168 پين و ابعاد 1 * 5/4 اينچ ( تقريبا" 14 سانتيمتر در 2/5 سانتيمتر ) بودند.ظرفيت بردهای فوق در هر ماژول از هشت تا 128 مگابايت را شامل و می توان آنها را بصورت تک ( زوج الزامی نيست ) استفاده کرد. اغلب ماژول های حافظه با 3/3 ولت کار می کنند. در سيستم های مکينتاش از 5 ولت استفاده می نمايند. يک استاندارد جديد ديگر با نام Rambus in-line memory module ، RIMM از نظر اندازه و پين با DIMM قابل مقايسه است ولی بردهای فوق ، از يک نوع خاص گذرگاه داده حافظه برای افزايش سرعت استفاده می نمايند.

اغلب بردهای حافظه در کامپيوترهای دستی (notebook) از ماژول های حافظه کاملا" اختصاصی استفاده می نمايند ولی برخی از توليدکنندگان حافظه از استاندارد small outline dual in-line memory module) SODIMM استفاده می نمايند. بردهای حافظه SODIMM دارای ابعاد 1* 2 اينچ ( 5 سانتيمنتر در 5 /2 سانتيمنتر ) بوده و از 144 پين استفاده می نمايند. ظرفيت اين نوع بردها ی حافظه در هر ماژول از 16 مگابايت تا 256 مگابايت می تواند باشد.

بررسی خطاء

اکثر حافظه هائی که امروزه در کامپيوتر استفاده می گردند دارای ضريب اعتماد بالائی می باشند.در اکثر سيستم ها ،" کنترل کننده حافظه " درزمان روشن کردن سيستم عمليات بررسی صحت عملکرد حافظه را انجام می دهد. تراشه های حافظه با استفاده از روشی با نام Parity ، عمليات بررسی خطاء را انحام می دهند. تراشه های Parity دارای يک بيت اضافه برای هشت بيت داده می باشند.روشی که Parity بر اساس آن کار می کند بسيار ساده است . در ابتداParity زوج بررسی می گردد. زمانيکه هشت بيت ( يک بايت) داده ئی را دريافت می دارند، تراشه تعداد يک های موجود در آن را محاسبه می نمايد.در صورتيکه تعداد يک های موجود فرد باشد مقدار بيت Parity يک خواهد شد. در صورتيکه تعداد يک های موجود زوج باشد مقدار بيت parity صفر خواهد شد. زمانيکه داده از بيت های مورد نظر خوانده می شود ، مجددا" تعداد يک های موجود محاسبه و با بيت parity مقايسه می گردد.درصورتيکه مجموع فرد و بيت Parity مقدار يک باشد داده مورد نظر درست بوده و برای پردازنده ارسال می گردد. اما در صورتيکه مجموع فرد بوده و بيت parity صفر باشد تراشه متوجه بروز يک خطاء در بيت ها شده و داده مورد نظر کنار گذاشته می شود. parity فرد نيز به همين روش کار می کند در روش فوق زمانی بيت parity يک خواهد شد که تعداد يک های موجود در بايت زوج باشد.

مسئله مهم در رابطه با Parity عدم تصحيح خطاء پس از تشخيص است . در صورتيکه يک بايت از داده ها با بيت Parity خود مطابقت ننمايد داده دور انداخته شده سيستم مجددا" سعی خود را انجام خواهد داد. کامپيوترها نيازمند يک سطح بالاتربرای برخورد با خطاء می باشند.برخی از سيستم ها از روشی با نام به error correction code)ECC) استفاده می نمايند. در روش فوق از بيت های اضافه برای کنترل داده در هر يک از بايت ها استفاده می گردد. اختلاف روش فوق با روش Parity در اين است که از چندين بيت برای بررسی خطاء استفاده می گردد. ( تعداد بيت های استفاده شده بستگی به پهنای گذرگاه دارد ) حافظه های مبتنی بر روش فوق با استفاده از الگوريتم مورد نظر نه تنها قادر به تشخيص خطا بوده بلکه امکان تصحيح خطاهای بوجود آمده نيز فراهم می گردد. ECCهمچنين قادر به تشخيص خطاها در مواردي است که يک يا چندين بيت در يک بايت با مشکل مواجه گردند .

انواح حافظه RAM

Static random access memory)SRAM) . اين نوع حافظه ها از چندين ترانزيستور ( چهار تا شش ) برای هر سلول حافظه استفاده می نمايند. برای هر سلول از خازن استفاده نمی گردد. اين نوع حافظه در ابتدا بمنظور cache استفاده می شدند.

Dynamic random access memory)DRAM) . در اين نوع حافظه ها برای سلول های حافظه از يک زوج ترانزيستورو خازن استفاده می گردد .

Fast page mode dynamic random access memory)FPM DRAM) . شکل اوليه ای از حافظه های DRAM می باشند.در تراشه ای فوق تا زمان تکميل فرآيند استقرار يک بيت داده توسط سطر و ستون مورد نظر، می بايست منتظر و در ادامه بيت خوانده خواهد شد.( قبل از اينکه عمليات مربوط به بيت بعدی آغاز گردد) .حداکثر سرعت ارسال داده به L2 cache معادل 176 مگابايت در هر ثانيه است .

Extended data-out dynamic random access memory)EDO DRAM) . اين نوع حافظه ها در انتظار تکميل و اتمام پردازش های لازم برای اولين بيت نشده و عمليات مورد نظر خود را در رابطه با بيت بعد بلافاصله آغاز خواهند کرد. پس از اينکه آدرس اولين بيت مشخص گرديد EDO DRAM عمليات مربوط به جستجو برای بيت بعدی را آغاز خواهد کرد. سرعت عمليات فوق پنج برابر سريعتر نسبت به حافظه های FPM است . حداکثر سرعت ارسال داده به L2 cache معادل 176 مگابايت در هر ثانيه است .

Synchronous dynamic random access memory)SDRM) از ويژگی "حالت پيوسته " بمنظور افزايش و بهبود کارائی استفاده می نمايد .بدين منظور زمانيکه سطر شامل داده مورد نظر باشد ، بسرعت در بين ستون ها حرکت و بلافاصله پس از تامين داده ،آن را خواهد خواند. SDRAM دارای سرعتی معادل پنج برابر سرعت حافظه های EDO بوده و امروزه در اکثر کامپيوترها استفاده می گردد.حداکثر سرعت ارسال داده به L2 cache معادل 528 مگابايت در ثانيه است .

Rambus dynamic random access memory )RDRAM) يک رويکرد کاملا" جديد نسبت به معماری قبلی DRAM است. اين نوع حافظه ها از Rambus in-line memory module)RIMM) استفاده کرده که از لحاظ اندازه و پيکربندی مشابه يک DIMM استاندارد است. وجه تمايز اين نوع حافظه ها استفاده از يک گذرگاه داده با سرعت بالا با نام "کانال Rambus " است . تراشه های حافظه RDRAM بصورت موازی کار کرده تا بتوانند به سرعت 800 مگاهرتز دست پيدا نمايند.

Credit card memory يک نمونه کاملا" اختصاصی از توليدکنندگان خاص بوده و شامل ماژول های DRAM بوده که دريک نوع خاص اسلات ، در کامپيوترهای noteBook استفاده می گردد .

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

FlashRam نوع خاصی از حافظه با ظرفيت کم برای استفاده در دستگاههائی نظير تلويزيون، VCR بوده و از آن به منظور نگهداری اطلاعات خاص مربوط به هر دستگاه استفاده می گردد. زمانيکه اين نوع دستگاهها خاموش باشند همچنان به ميزان اندکی برق مصرف خواهند کرد. در کامپيوتر نيز از اين نوع حافظه ها برای نگهداری اطلاعاتی در رابطه با تنظيمات هارد ديسک و ... استفاده می گردد.

VideoRam)VRAM) يک نوع خاص از حافظه های RAM بوده که برای موارد خاص نظير : آداپتورهای ويدئو و يا شتا ب دهندگان سه بعدی استفاده می شود. به اين نوع از حافظه ها multiport dynamic random access memory) MPDRAM) نيز گفته می شود.علت نامگذاری فوق بدين دليل است که اين نوع از حافظه ها دارای امکان دستيابی به اطلاعات، بصورت تصادفی و سريال می باشند . VRAM بر روی کارت گرافيک قرار داشته و دارای فرمت های متفاوتی است. ميزان حافظه فوق به عوامل متفاوتی نظير : " وضوح تصوير " و " وضعيت رنگ ها " بستگی دارد.

به چه ميزان حافظه نياز است ؟

حافظه RAM يکی از مهمترين فاکتورهای موجود در زمينه ارتقاء کارآئی يک کامپيوتر است . افزايش حافظه بر روی يک کامپيوتر با توجه به نوع استفاده می تواند در مقاطع زمانی متفاوتی انجام گيرد. در صورتيکه از سيستم های عامل ويندوز 95 و يا 98 استفاده می گردد حداقل به 32 مگابايت حافظه نياز خواهد بود. ( 64 مگابايت توصيه می گردد) .اگر از سيستم عامل ويندوز 2000 استفاده می گردد حداقل به 64 مگابايت حافظه نياز خواهد بود.( 128 مگابايت توصيه می گردد) .سيستم عامل لينوکس صرفا" به 4 مگابايت حافظه نياز دارد. در صورتيکه از سيستم عامل اپل استفاده می گردد به 16 مگابايت حافظه نياز خواهد بود.( 64 مگابايت توصيه می گردد). ميزان حافظه اشاره شده برای هر يک از سيستم های فوق بر اساس کاربردهای معمولی ارائه شده است . دستيابی به اينترنت ، استفاده از برنامه های کاربردی خاص و سرگرم کننده ، نرم افزارهای خاص طراحی، انيميشن سه بعدی و... مستلزم استفاده از حافظه بمراتب بيشتری خواهد بود .

منبع: http://www.semeng.net/information/HowPC.asp

+ نوشته شده در ساعت توسط رضا آقاجانی |

بخش سخت افزار - مقاله شماره 5 - حافظه ROM

حافظه ROM

حافظه ROM يک نوع مدار مجتمع (IC) است که در زمان ساخت داده هائی در آن ذخيره می گردد. اين نوع از حافظه ها علاوه بر استفاده در کامپيوترهای شخصی در ساير دستگاههای الکترونيکی نيز بخدمت گرفته می شوند. حافظه های ROM از لحاظ تکنولوژی استفاده شده، دارای انواع زير می باشند:

ROM
PROM
EPROM
EEPROM
Flash Memory

هر يک از مدل های فوق دارای ويژگی های منحصربفرد خود می باشند . حافظه های فوق در موارد زيردارای ويژگی مشابه می باشند:

داد های ذخيره شده در اين نوع تراشته ها " غير فرار " بوده و پس از خاموش شدن منبع تامين انرژی اطلاعات خود را از دست نمی دهدند.
داده های ذخيره شده در اين نوع از حافظه ها غير قابل تغيير بوده و يا اعمال تغييرات در آنها مستلزم انجام عمليات خاصی است.

مبانی حافظه های ROM

حافظه ROM از تراشه هائی شامل شبکه ای از سطر و ستون تشکيل شده است ( نظير حافظه RAM) . هر سطر وستون در يک نقظه يکديگر را قطع می نمايند. تراشه های ROM دارای تفاوت اساسی با تراشه های RAM می باشند. حافظه RAM از " ترانزيستور " بمنظور فعال و يا غيرفعال نمودن دستيابی به يک " خازن " در نقاط برخورد سطر و ستون ، استفاده می نمايند.در صورتيکه تراشه های ROM از يک " ديود" (Diode) استفاده می نمايد. در صورتيکه خطوط مربوطه "يک" باشند برای اتصال از ديود استفاده شده و اگر مقدار "صفر" باشد خطوط به يکديگر متصل نخواهند شد. ديود، صرفا" امکان حرکت " جريان " را در يک جهت ايجاد کرده و دارای يک نفطه آستانه خاص است . اين نقطه اصطلاحا" (Forward breakover) ناميده می شود. نقطه فوق ميزان جريان مورد نياز برای عبور توسط ديود را مشخص می کند. در تراشه ای مبتنی بر سيليکون نظير پردازنده ها و حافظه ، ولتاژ Forward breakover تقريبا" معادل شش دهم ولت است .با بهره گيری از ويژگی منحصر بفرد ديود، يک تراشه ROM قادر به ارسال يک شارژ بالاتر از Forward breakover و پايين تر از ستون متناسب با سطر انتخابی ground شده در يک سلول خاص است .در صورتيکه ديود در سلول مورد نظر ارائه گردد، شارژ هدايت شده (از طريق Ground ) و با توجه به سيستم باينری ( صفر و يک )، سلول يک خوانده می شود ( مقدار آن 1 خواهد بود) در صورتيکه مقدار سلول صفر باشد در محل برخورد سطر و ستون ديودی وجود نداشته و شارژ در ستون ، به سطر مورد نظر منتقل نخواهد شد.

همانطور که اشاره گرديد، تراشه ROM ، مستلزم برنامه نويسی وذخيره داده در زمان ساخت است . يک تراشه استاندارد ROM را نمی توان برنامه ريزی مجدد و اطلاعات جديدی را در آن نوشت . در صورتيکه داده ها درست نبوده و يا مستلزم تغيير و يا ويرايش باشند، می بايست تراشه را دور انداخت و مجددا" از ابتدا عمليات برنامه ريزی يک تراشه جديد را انجام داد.فرآيند ايجاد تمپليت اوليه برای تراشه های ROM دشوار است .اما مزيت حافظه ROM بر برخی معايب آن غلبه می نمايد. زمانيکه تمپليت تکميل گرديد تراشه آماده شده، می تواند بصورت انبوه و با قيمت ارزان به فروش رسد.اين نوع از حافظه ها از برق ناچيزی استفاده کرده ، قابل اعتماد بوده و در رابطه با اغلب دستگاههای الکترونيکی کوچک، شامل تمامی دستورالعمل های لازم بمنظور کنترل دستگاه مورد نظر خواهند بود.استفاده از اين نوع تراشه ها در برخی از اسباب بازيها برای نواختن موسيقی، آواز و ... متداول است .

حافظه PROM

توليد تراشه های ROM مستلزم صرف وقت و هزينه بالائی است .بدين منظور اغلب توليد کنندگان ، نوع خاصی از اين نوع حافظه ها را که PROM )Programmable Read-Only Memory) ناميده می شوند ، توليد می کنند.اين نوع از تراشه ها با محتويات خالی با قيمت مناسب عرضه شده و می تواند توسط هر شخص با استفاده از دستگاههای خاصی که Programmer ناميده می شوند ، برنامه ريزی گردند. ساختار اين نوع از تراشه ها مشابه ROM بوده با اين تفاوت که در محل برخورد هر سطر و ستون از يک فيوز( برای اتصال به يکديگر) استفاده می گردد. يک شارژ که از طريق يک ستون ارسال می گردد از طريق فيوز به يک سلول پاس داده شده و بدين ترتيب به يک سطر Grounded که نماينگر مقدار "يک" است ، ارسال خواهد شد. با توجه به اينکه تمام سلول ها دارای يک فيوز می باشند، درحالت اوليه ( خالی )، يک تراشه PROM دارای مقدار اوليه " يک" است . بمنظور تغيير مقدار يک سلول به صفر، از يک Programmer برای ارسال يک جريان خاص به سلول مورد نظر، استفاده می گردد.ولتاژ بالا، باعث قطع اتصال بين سطر و ستون (سوختن فيوز) خواهد کرد. فرآيند فوق را " Burning the PROM " می گويند. حافظه های PROM صرفا" يک بار قابل برنامه ريزی هستند. حافظه های فوق نسبت به RAM شکننده تر بوده و يک جريان حاصل از الکتريسيته ساکن، می تواند باعث سوخته شدن فيور در تراشه شده و مقدار يک را به صفر تغيير نمايد. از طرف ديگر ( مزايا ) حافظه ای PROM دارای قيمت مناسب بوده و برای نمونه سازی داده برای يک ROM ، قبل از برنامه ريزی نهائی کارآئی مطلوبی دارند.

حافظه EPROM

استفاده کاربردی از حافظه های ROM و PROM با توجه به نياز به اعمال تغييرات در آنها قابل تامل است ( ضرورت اعمال تغييرات و اصلاحات در اين نوع حافظه ها می تواند به صرف هزينه بالائی منجر گردد)حافظه هایEPROM)Erasable programmable read-only memory) پاسخی مناسب به نياز های مطح شده است ( نياز به اعمال تغييرات ) تراشه های EPROM را می توان چندين مرتبه باز نويسی کرد. پاک نمودن محتويات يک تراشه EPROM مشتلزم استفاده از دستگاه خاصی است که باعث ساطع کردن يک فرکانس خاص ماوراء بنفش باشد.. پيکربندی اين نوع از حافظه ها مستلزم استفاده از يک Programmer از نوع EPROM است که يک ولتاژ را در يک سطح خاص ارائه نمايند ( با توجه به نوع EPROM استفاده شده ) اين نوع حافظه ها ، نيز دارای شبکه ای مشتمل از سطر و ستون می باشند. در يک EPROM سلول موجود در نقظه برخورد سطر و ستون دارای دو ترانزيستور است .ترانزيستورهای فوق توسط يک لايه نازک اکسيد از يکديگر جدا شده اند. يکی از ترانزيستورها Floating Gate و ديگری Control Gate ناميده می شود. Floating gate صرفا" از طريق Control gate به سطر مرتبط است. ماداميکه لينک برقرارباشد سلول دارای مقدار يک خواهد بود. بمنظور تغيير مقدار فوق به صفر به فرآيندی با نام Fowler-Nordheim tunneling نياز خواهد بود .Tunneling بمنظور تغيير محل الکترون های Floating gate استفاده می گردد.يک شارژ الکتريکی بين 10 تا 13 ولت به floating gate داده می شود.شارژ از ستون شروع و پس از ورود به floating gate در ground تخليه خواهد گرديد. شارژ فوق باعث می گردد که ترانزيستور floating gate مشابه يک "پخش کننده الکترون " رفتار نمايد . الکترون های مازاد فشرده شده و در سمت ديگر لايه اکسيد به دام افتاد و يک شارژ منفی را باعث می گردند. الکترون های شارژ شده منفی ، بعنوان يک صفحه عايق بين control gate و floating gate رفتار می نمايند.دستگاه خاصی با نام Cell sensor سطح شارژ پاس داده شده به floating gate را مونيتور خواهد کرد. در صورتيکه جريان گيت بيشتر از 50 درصد شارژ باشد در اينصورت مقدار "يک" را دارا خواهد بود.زمانيکه شارژ پاس داده شده از 50 درصد آستانه عدول نموده مقدار به "صفر" تغيير پيدا خواهد کرد.يک تراشه EPROM دارای گيت هائی است که تمام آنها باز بوده و هر سلول آن مقدار يک را دارا است.

بمنظور باز نويسی يک EPROM می بايست در ابتدا محتويات آن پاک گردد. برای پاک نمودن می بايست يک سطح از انرژی زياد را بمنظور شکستن الکترون های منفی Floating gate استفاده کرد.در يک EPROM استاندارد ،عمليات فوق از طريق اشعه ماوراء بنفش با فرکانس 253/7 انحام می گردد.فرآيند حذف در EPROM انتخابی نبوده و تمام محتويات آن حذف خواهد شد. برای حذف يک EPROM می بايست آن را از محلی که نصب شده است جدا کرده و به مدت چند دقيقه زير اشعه ماوراء بنفش دستگاه پاک کننده EPROM قرار داد.

حافظه های EEPROM و Flash Memory

با اينکه حافظه ای EPROM يک موفقيت مناسب نسبت به حافظه های PROM از بعد استفاده مجدد می باشند ولی کماکن نيازمند بکارگيری تجهيزات خاص و دنبال نمودن فرآيندهای خسته کننده بمنظور حذف و نصب مجدد آنان در هر زمانی است که به يک شارژ نياز باشد. در ضمن، فرآيند اعمال تغييرات در يک حافظه EPROM نمی تواند همزمان با نياز و بصورت تصاعدی صورت پذيرد و در ابتدا می بايست تمام محتويات را پاک نمود.حافظه های Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)EEOPROM) پاسخی مناسب به نيازهای موجود است . در حافظه های EEPROM تسهيلات زير ارائه می گردد:

§ برای بازنويسی تراشه نياز به جدا نمودن تراشه از محل نصب شده نخواهد بود.

§ برای تغيير بخشی از تراشه نياز به پاک نمودن تمام محتويات نخواهد بود.

§ اعمال تغييرات در اين نوع تراشه ها مستلزم بکارگيری يک دستگاه اختصاصی نخواهد بود.

در عوض استفاده از اشعه ماوراء بنفش، می توان الکترون های هر سلول را با استفاده از يک برنامه محلی و بکمک يک ميدان الکتريکی به وضعيت طبيعی برگرداند. عمليات فوق باعث حذف سلول های مورد نظر شده و می توان مجددا" آنها را بازنويسی نمود.تراشه های فوق در هر لحظه يک بايت را تغيير خواهند داد.فرآيند اعمال تغييرات در تراشه های فوق کند بوده و در مواردی که می بايست اطلاعات با سرعت تغيير يابند ، سرعت لازم را نداشته و دارای چالش های خاص خود می باشند.

توليدکنندگان با ارائه Flash Memory که يک نوع خاص از حافظه های EEPROM می باشد به محدوديت اشاره شده پاسخ لازم را داده اند.در حافظه Falsh از مدارات از قبل پيش بينی شده در زمان طراحی ، بمنظور حذف استفاده می گردد ( بکمک ايجاد يک ميدان الکتريکی). در اين حالت می توان تمام و يا بخش های خاصی از تراشه را که " بلاک " ناميده می شوند، را حذف کرد.اين نوع حافظه نسبت به حافظه های EEPROM سريعتر است ، چون داده ها از طريق بلاک هائی که معمولا" 512 بايت می باشند ( به جای يک بايت در هر لحظه ) نوشته می گردند. شکل زير حافظه BIOS را که نوع خاصی از حافظه ROM مدل Flash memory است ، نشان می دهد.

منبع: http://www.semeng.net/information/HowPC.asp

+ نوشته شده در ساعت توسط رضا آقاجانی |

بخش سخت افزار - مقاله شماره 4 - حافظه

حافظه ها

حافظه با هدف ذخيره سازی اطلاعات ( دائم ، موقت ) در کامپيوتر استفاده می گردد. از انواع متفاوتی حافظه درکامپيوتر استفاده می گردد .

§ RAM

§ ROM

§ Cache

§ Dynamic RAM

§ Static RAM

§ Flash Memory

§ Virtual Memory

§ Video Memory

§ BIOS

استفاده از حافظه صرفا" محدود به کامپيوترهای شخصی نبوده و در دستگاههای متفاوتی نظير : تلفن های سلولی، PDA ، راديوهای اتومبيل ، VCR ، تلويزيون و ... نيز در ابعاد وسيعی از آنها استفاده بعمل می آيد.هر يک از دستگاههای فوق مدل های متفاوتی از حافظه را استفاده می نمايند.

مبانی اوليه حافظه

با اينکه می توان واژه " حافظه " را بر هر نوع وسيله ذخيره سازی الکترونيکی اطلاق کرد، ولی اغلب از واژه فوق برای مشخص نمودن حافظه های سريع با قابليت ذخيره سازی موقت استفاده بعمل می آيد. در صورتيکه پردازنده مجبور باشد برای بازيابی اطلاعات مورد نياز خود بصورت دائم از هارد ديسک استفاده نمائد، قطعا" سرعت عمليات پردازنده ( با آن سرعت بالا) کند خواهد گرديد. زمانيکه اطلاعات مورد نياز پردازنده در حافظه ذخيره گردند، سرعت عمليات پردازنده از بعد دستيابی به داده های مورد نياز بيشتر خواهد گرديد. از حافظه های متعددی بمنظور نگهداری موقت اطلاعات استفاده می گردد.

همانگونه که در شکل فوق مشاهده می گردد ، محموعه متنوعی ازانواع حافظه ها وجود دارد . پردازنده با توجه به ساختار سلسله مراتبی فوق به آنها دستيابی پيدا خواهد کرد. زمانيکه در سطح حافظه های دائمی نظير هارد و يا حافظه دستگاههائی نظير صفحه کليد، اطلاعاتی موحود باشد که پردازنده قصد استفاده از آنان را داشته باشد ، می بايست اطلاعات فوق از طريق حافظه RAM در اختيار پردازنده قرار گيرند. در ادامه پردازنده اطلاعات و داده های مورد نياز خود را در حافظه Cache و دستورالعمل های خاص عملياتی خود را در ريجسترها ذخيره می نمايد.

تمام عناصر سخت افزاری ( پردازنده، هارد ديسک ، حافظه و ...) و عناصر نرم افزاری ( سيستم عامل و...) بصورت يک گروه عملياتی بکمک يکديگر وظايف محوله را انجام می دهند . بدون شک در اين گروه " حافظه " دارای جايگاهی خاص است . از زمانيکه کامپيوتر روشن تا زمانيکه خاموش می گردد ، پردازنده بصورت پيوسته و دائم از حافظه استفاده می نمايد. بلافاصله پس از روشن نمودن کامپيوتر اطلاعات اوليه ( برنامه POST) از حافظه ROM فعال شده و در ادامه وضعيت حافظه از نظر سالم بودن بررسی می گردد ( عمليات سريع خواندن ، نوشتن ) .در مرحله بعد کامپيوتر BIOS را ازطريق ROM فعال خواهد کرد. BIOS اطلاعات اوليه و ضروری در رابطه با دستگاههای ذخيره سازی، وضعيت درايوی که می بايست فرآيند بوت از آنجا آغاز گردد، امنيت و ... را مشخص می نمايد. در مرحله بعد سيستم عامل از هارد به درون حافظه RAM استفرار خواهد يافت . بخش های مهم و حياتی سيستم عامل تا زمانيکه سيستم روشن است در حافظه ماندگار خواهند بود. در ادامه و زمانيکه يک برنامه توسط کاربر فعال می گردد، برنامه فوق در حافظه RAM مستقر خواهد شد. پس از استقرار يک برنامه در حافظه و آغاز سرويس دهی توسط برنامه مورد نظر در صورت ضرورت فايل های مورد نياز برنامه فوق، در حافظه مستفر خواهند شد.و در نهايت زمانيکه به حيات يک برنامه خاتمه داده می شود (Close) و يا يک فايل ذخيره می گردد ، اطلاعات بر روی يک رسانه ذخيره سازی دائم ذخيره و نهايتا" حافظه از وجود برنامه و فايل های مرتبط ، پاکسازی ! می گردد.

همانگونه که اشاره گرديد در هر زمان که اطلاعاتی ، مورد نياز پردازنده باشد، می بايست اطلاعات درخواستی در حافظه RAM مستقر تا زمينه استفاده از آنان توسط پردازنده فراهم گردد. چرخه درخواست اطلاعات موجود درRAM توسط پردازنده ، پردازش اطلاعات توسط پردازنده و نوشتن اطلاعات جديد در حافظه يک سيکل کاملا" پيوسته بوده و در اکثر کامپيوترها سيکل فوق ممکن است در هر ثانيه ميليون ها مرتبه تکرار گردد.

نياز به سرعت دليلی بر وجود حافظه های متنوع

چرا حافظه در کامپيوتر تا بدين ميزان متنوع و متفاوت است ؟ در پاسخ می توان به موارد ذيل اشاره نمود:

پردازنده های با سرعت بالا نيازمند دستيابی سريع و آسان به حجم بالائی از داده ها بمنظور افزايش بهره وری و کارآئی خود می باشند.. در صورتيکه پردازنده قادر به تامين و دستيابی به داده های مورد نياز در زمان مورد نظر نباشد، می بايست عمليات خود را متوقف و در انتظار تامين داده های مورد نياز باشد. پردازند ه های جديد وبا سرعت يک گيگا هرتز به حجم بالائی از داده ها ( ميليارد بايت در هر ثانيه ) نياز خواهند داشت . پردازنده هائی با سرعت اشاره شده گران قيمت بوده و قطعا" اتلاف زمان مفيد آنان مطلوب و قابل قبول نخواهد بود. طراحان کامپيوتر بمنظور حل مشکل فوق ايده " لايه بندی حافظه " را مطرح نموده اند. در اين راستا از حافظه های گران قيمت با ميزان اندک استفاده و از حافظه های ارزان تر در حجم بيشتری استفاده بعمل می آيد. ارزانترين حافظه متدواول ، هارد ديسک است . هارد ديسک يک رسانه ذخيره سازی ارزان قيمت با توان ذخيره سازی حجم بالائی از اطلاعات است . با توجه به ارزان بودن فضای ذخيره سازی اطلاعات بر روی هارد، اطلاعات مورد نظر بر روی آنها ذخيره و با استفاده از روش های متفاوتی نظير : حافظه مجازی می توان بسادگی و بسرعت بدون نگرانی از فضای فيزيکی حافظه RAM ، از آنها استفاده نمود.

حافظه RAM سطح دستيابی بعدی در ساختار سلسله مراتبی حافظه است . اندازه بيت يک پردازنده نشاندهنده تعداد بايت هائی از حافظه است که در يک لحظه می توان به آنها دستيابی داشت. مثلا" يک پردازنده شانزده بيتی ، قادر به پردازش دو بايت در هر لحظه است . مگاهرتز واحد سنجش سرعت پردازش در پردازنده ها است و معادل "ميليون در هر ثانيه" است . مثلا" يک کامپيوتر 32 بيتی پنتيوم iii با سرعت 800-MHz ، قادر به پردازش چهار بايت بصورت همزمان و 800 ميليون بار در ثانيه است . حافظه RAM بتنهائی دارای سرعت مناسب برای همسنگ شدن با سرعت پردازنده نيست . بهمين دليل است که از حافظه های Cache استفاده می گردد. بديهی است هر اندازه که سرعت حافظه RAM بالا باشد مطلوب تر خواهد بود.اغلب تراشه های مربوطه امروزه دارای سرعتی بين 50 تا 70 Nanoseconds می باشند. سرعت خواندن و يا نوشتن در حافظه ارتباط مستقيم با نوع حافظه استفاده شده دارد .در اين راستا ممکن است از حافظه های DRAM,SDRAM,RAMBUS استفاده گردد. سرعت RAM توسط پهنا و سرعت Bus ، کنترل می گردد. پهنای Bus ، تعداد بايتی که می تواند بطور همزمان برای پردازنده ارسال گردد را مشخص و سرعت BUS به تعداد دفعاتی که می توان يک گروه از بيت ها را در هر ثانيه ارسال کرد اطلاق می گردد. سيکل منظم حرکت داده ها از حافظه بسمت پردازنده را Bus Cycle می گويند مثلا" يک Bus با وضعيت : 100MHz و 32 بيت، بصورت تئوری قادر به ارسال چهار بايت به پردازنده و يکصد ميليون مرتبه در هر ثانيه است . در حاليکه يک BUS شانرده بيتی 66MHZ بصورت تئوری قادر به ارسال دو بايت و 66 ميليون مرتبه در هر ثانيه است . با توجه به مثال فوق مشاهده می گردد که با تغيير پهنای BUS از شانزده به سي و دو و سرعت از 66MHz به 100MHz سرعت ارسال داده برای پردازنده سه برابر گرديد.

ريجستر و Cache

با توجه به سرعت بسيار بالای پردازنده حتی در صورت استفاده از Bus عريض وسريع همچنان مدت زمانی طول خواهد کشيد تا داده ها از حافظه RAM برای پردازنده ارسال گردند. Cache با اين هدف طراحی شده است که داده های مورد نياز پردازنده را که احتمال استفاده از آنان بيشتر است ، در دسترس تر قرار دهد . عمليات فوق از طريق بکارگيری مقدار اندکی از حافظه Cache که Primary و يا Level 1 ناميده می شود صورت می پذيرد. ظرفيت حافظه های فوق بسيار اندک بوده و از دو کيلو بايت تا شصت و چهار کيلو بايت را، شامل می گردد. نوع دوم Cache که Secodray و يا level 2 ناميده می شود بر روی يک کارت حافظه و در مجاورت پردازنده قرار می گيرد. اين نوع Cache دارای يک ارتباط مستقيم با پردازنده است. يک مدار کنترل کننده اختصاصی بر روی برد اصلی که " کنترل کننده L2 " ناميده می شود مسئوليت عمليات مربوطه را برعهده خواهد گرفت . با توجه به نوع پردازنده ، اندازه حافظه فوق متغير بوده و دارای دامنه ای بين 256Kb تا 2MB است. برخی از پردازنده های با کارائی بالا اخيرا" اين نوع Cache را بعنوان جزئی جداناپذير در کنار خود دارند. ( بخشی از تراشه پردازنده ) در اين نوع پردازنده ها با توجه به اينکه Cache بخشی از پردازنده محسوب می گردد، اندازه آن متغير بوده و بعنوان يکی از مهمترين شاخص ها در کارائی پردازنده مطرح است.

نوع ديگری از RAM با نام SRAM ( حافظ های با دستيابی تصادفی ايستا ) نيز وجود داشته که در آغاز برای Cache استفاده می گرديد. اين نوع حافظه ها از چندين ترانزيستور ( معمولا" چهار تا شش ) برای هر يک از سلول های حافظه خود استفاده می نمايند. حافظه های فوق دارای مجموعه ای از فليپ فلاپ ها با دو وضعيت خواهند بود. بنابراين حافظه های فوق قادر به بازخوانی اطلاعات بصورت پيوسته نظير حافظه های DRAM نخواهند بود. هر يک از سلول های حافظه ماداميکه منبع تامين انرژی آنها فعال (On) باشد داده های خود را ذخيره نگاه خواهند داشت . در اين حالت ضرورتی به بازخوانی اطلاعات بصورت پريوديک نخواهد بود . سرعت حافظه های فوق بسيار بالا است ، ولی بدليل قيمت بالا ، در حال حاضر بعنوان جايگزينی استاندارد برای حافظه های RAM مطرح نمی باشند.

انواع حافظه

حافظه ها را می توان بر اساس شاخص های متفاوتی تقسيم بندی کرد . Volatile و Nonvolatile نمونه ای از اين تقسيم بندی ها است . حافظه های volatile بلافاصله پس از خاموش شدن سيستم اطلاعات خود را از دست می دهند. و همواره برای نگهداری اطلاعات خود به منبع تامين انرژی نياز خواهند داشت . اغلب حافظه های RAM در اين گروه قرار می گيرند. حافظه های Nonvolatile داده های خود را همچنان پس از خاموش شدن سيستم حفظ خواهند کرد. حافظه ROM نمونه ای از اين نوع حافظه ها است .

منبع : http://www.semeng.net/information/HowPC.asp

+ نوشته شده در ساعت توسط رضا آقاجانی |

بخش سخت افزار - مقاله شماره 3 - BIOS

BIOS

يکی از متداولترين موارد کاربرد حافظه های Flash ، استفاده از آنان در BIOS)Basic Input/Output System) است . BIOS اين اطمينان را به عناصر سخت افزاری نظير : تراشه ها ، هارد يسک ، پورت ها ، پردازنده و ... خواهد داد که بدرستی عمليات خود را در کنار يکديگر انجام دهند.

هر کامپيوتر ( شخصی ، دستی ) دارای يک ريزپردازنده بعنوان واحد پردازشگر مرکزی است . ريزپردازنده يک المان سخت افزاری است .بمنظور الزام پردازنده برای انجام يک عمليات خاص، می بايست مجموعه ای از دستورالعمل ها که نرم افزار ناميده می شوند نوشته شده و در اختيار پردازنده قرار گيرد. از دو نوع نرم افزار استفاده می گردد :

- سيستم عامل : سيستم عامل مجموعه ای از خدمات مورد نياز برای اجرای يک برنامه را فراهم می نمايد. ويندوز 98 ، 2000 و يا لينوکس نمونه هائی از سيستم های عامل می باشند.

- برنامه های کاربردی : برنامه های کاربردی نرم افزارهائی هستند که بمنظور تامين خواسته های خاصی طراحی و در اختيار کاربران گذاشته می شوند. برنامه هائی نظير : Word ، Excel و ... نمونه هائی از اين نوع نرم افزارها می باشند.

BIOS در حقيقت نوع سومی از نرم افزارها بوده که کامپيوتر بمنظور عملکرد صحيح خود به آن نياز خواهد داشت.

خدمات ارائه شده توسط BIOS

نرم افزار BIOS دارای وطايف متعددی است . ولی بدون شک مهمترين وظيفه آن استقرار سيستم عامل در حافظه است . زمانيکه کامپيوتر روشن و ريزپردازنده سعی در اجرای اولين دستورالعمل های خود را داشته باشد ، می بايست دستورالعمل های اوليه از مکان ديگر در اختيار آن گذاشته شوند ( در حافظه اصلی کامپيوتر هنوز اطلاعاتی قرار نگرفته است ) دستورالعمل های مورد نظر را نمی توان از طريق سيستم عامل در اختيار پردازنده قرار داد چراکه هنوز سيستم عامل در حافظه مستقر نشده و همچنان بر روی هارد ديسک است . مشکل اينجاست که می بايست با استفاده از روشهائی به پردازنده اعلام گردد که سيستم عامل را به درون حافظه مستقر تا در ادامه زمينه استفاده از خدمات سيستم عامل فراهم گردد. BIOS دستورالعمل های لازم را در اين خصوص ارائه خواهد کرد. برخی از خدمات متداول که BIOS ارائه می دهد ، بشرح زير می باشد:

- يک برنامه تست با نام POST بمنظور بررسی صحت عملکرد عناصر سخت افراری

- فعال کردن تراشه های BIOS مربوط به ساير کارت های نصب شده در سيستم نظير : کارت گرافيک و يا کنترل کننده SCSI

- مديريت مجموعه ای از تنظيمات در رابطه با هارد ديسک،Clock و ...

BIOS ، يک نرم افزار خاص است که بعنوان اينترفيس ( ميانجی ) بين عناصر اصلی سخت افزارهای نصب شده بر روی سيستم و سيستم عامل ايفای وظيفه می نمايد. نرم افزار فوق اغلب در حافظه هائی از نوع Flash و بصورت يک تراشه بر روی برد اصلی نصب می گردد. در برخی حالات تراشه فوق يک نوع خاص از حافظه ROM خواهد بود.

زمانيکه کامپيوتر روشن می گردد BIOS عمليات متفاوتی را انجام خواهد داد:

- بررسی محتويات CMOS برای آگاهی از تنظيمات خاص انجام شده

- لود کردن درايورهای استاندارد و Interrupt handlers

- مقدار دهی اوليه ريجسترها و مديريت Power

- اجرای برنامه POST بمنظور اطمينان از صحت عملکرد عناصر سخت افزاری

- تشخيص درايوی که سيستم می بايست از طريق آن راه اندازی (Booting) گردد.

- مقدار دهی اوليه برنامه مربوط به استقرار سيستم عامل در حافظه (Bootstrap)

اولين موردی را که BIOS بررسی خواهد کرد، اطلاعات ذخيره شده در يک نوع حافظه RAM با ظرفيت 64 بايت است . اطلاعات فوق بر روی تراشه ای با نام CMOS)Complementry metal oxid semiconductor) ذخيره می گردند. CMOS شامل اطلاعات جزئی در رابطه با سيستم بوده و درصورت بروز هر گونه تغييردر سيستم، اطلاعات فوق نيز تغيير خواهند کرد. BIOS از اطلاعات فوق بمنظور تغيير و جايگزينی مقادير پيش فرض خود استفاده می نمايد.

Interrupt handlers نوع خاصی از نرم افزار بوده که بعنوان يک مترجم بين عناصر سخت افزاری و سيستم عامل ايفای وظيفه می نمايد.مثلا" زمانيکه شما کليدی را برروی صفحه کليد فعال می نمائيد، سيگنال مربوطه، برای Interrupt handler صفحه کليد ارسال شده تا از اين طريق به پردازنده اعلام گردد که کداميک از کليدهای صفحه کليد فعال شده اند.

درايورها يک نوع خاص ديگر از نرم افزارها بوده که مجموعه عمليات مجاز بر روی يک دستگاه را تبين و راهکارهای ( توابع ) مربوطه را ارائه خواهند. اغلب دستگاه های سخت افزاری نظير: صفحه کليد، موس ، هارد و فلاپی درايو دارای درايورهای اختصاصی خود می باشند. با توجه به اينکه BIOS بصورت دائم با سيگنال های ارسالی توسط عناصر سخت افزاری مواجه است ، معمولا" يک نسخه از آن در حافظه RAM تکثير خواهد شد.

راه اندازی ( بوتينگ، Booting) کامپيوتر

پس از روشن کردن کامپيوتر، BIOS بلافاصله عمليات خود را آغاز خواهد کرد. در اغلب سيستم ها ، BIOS در زمان انجام عمليات مربوطه پيام هائی را نيز نمايش می دهد ( ميزان حافظه، نوع هارد ديسک و ...) بمنظور آماده سازی کامپيوتر برای ارائه خدمات به کاربران، BIOS مجموعه ای از عمليات را انجام می دهد. پس از بررسی و آگاهی از تنظيمات موجود در CMOS و استقرار Interrupt handler در حافظه RAM ، کارت گرافيک بررسی می گردد. اغلب کارت های گرافيک ، دارای BIOS اختصاصی بوده که حافظه و پردازنده مربوط به کارت گرافيک را مقدار دهی اوليه می نمايد. در صورتيکه BIOS اختصاصی برای کارت گرافيک وجود نداشته باشد از درايور استانداری که در ROM ذخيره شده است ، استفاده و درايو مربوطه فعال خواهد شد ( درايور استاندارد کارت گرافيک ) در ادامه BIOS نوع راه اندازی ( راه اندازی مجدد (Rebbot) و يا راه اندازی اوليه (Cold Boot ) را تشخيص خواهد داد .برای تشخيص موضوع فوق، از محتويات آدرس 0000:0472 حافظه استفاده می گردد. در صورتيکه در آدررس فوق مقدار 123h موجود باشد ، بمنزله "راه اندازی مجدد" بوده و برنامه BOIS بررسی صحت عملکرد حافظه را انجام نخواهد داد. در غير اينصورت ( در صورت وجود هر مقدار ديگر در آدرس فوق ) يک "راه اندازی اوليه " تلقی می گردد. در اين حالت بررسی صحت عملکرد و سالم بودن حافظه انجام خواهد شد. در ادامه پورت های سريال و USB برای اتصال صفحه کليد وموس بررسی خواهند شد. در مرحله بعد کارت های PCI نصب شده بر روی سيستم بررسی می گردند. در صورتيکه در هر يک از مراحل فوق BIOS با اشکالی برخورد نمايد با نواختن چند Beep معنی دار، مورد خطاء را اعلام خواهد کرد. خطاهای اعلام شده اغلب به موارد سخت افزار سيستم مربوط می گردد.

برنامه BIOS اطلاعاتی در رابطه با نوع پردازنده ، فلاپی درايو ، هارد ديسک ، حافظه تاريخ و شماره ( ورژن ) برنامه BIOS ، نوع صفحه نمايشگر را نمايش خواهد داد. در صورتيکه بر روی سيستم از آداپتورهای SCSI استفاده شده باشد ، BIOS درايور مربوطه آن رااز BIOS اختصاصی آداپتور فعال و BIOS اختصاصی اطلاعاتی را در رابطه با آداپتور SCSI نمايش خواهد داد. در ادامه برنامه BIOS نوع درايوی را که می بايست فرآيند انتقال سيستم عامل از آن آغاز گردد را تشخيص خواهد داد. برای نيل به هدف فوق از تنظيمات موجود در CMOS استفاده می گردد. اولويت درايو مربوطه برای بوت سيستم متغير و به نوع سيستم بستگی دارد. اولويت فوق می تواند شامل مواردی نظير : A,C,CD و يا C,A,CD و ... باشد.(A نشاندهنده فلاپی درايو C نشاندهنده هاردديسک و CD نشاندهنده درايو CD-ROM است ) در صورتيکه درايو مشخص شده شامل برنامه های سيستم عامل نباشد پيام خطائی نمايش داده خواهد شد. (Non System disk or disk error )

پيکربندی BIOS

در بخش قبل اشاره گرديد که BIOS در موارد ضروری از تنظيمات ذخيره شده در CMOS استفاده می نمايد. برای تغيير دادن تنظيمات مربوطه می بايست برنامه پيکربندی CMOS فعال گردد. برای فعال کردن برنامه فوق می بايست در زمان راه اندازی سيستم کليدهای خاصی را فعال تا زمينه استفاده از برنامه فوق فراهم گردد. در اغلب سيستم ها بمنظور فعال شدن برنامه پيکربندی کليد Esc يا Del يا F1 يا F2 يا Ctrl-Esc يا Ctrl-Alt-Esc را می بايست فعال کرد.( معمولا" در زمان راه اندازی سيستم نوع کليدی که فشردن آن باعث فعال شدن برنامه پيکربندی می گردد، بصورت يک پيام بر روی صفحه نمايشگر نشان داده خواهد شد ) پس از فعال شدن برنامه پيکربندی با استفاده از مجموعه ای از گزينه های می توان اقدام به تغيير پارامترهای مورد نظر کرد. تنظيم تاريخ و زمان سيستم ، مشخص نمودن اولويت درايو بوت، تعريف يک رمز عبور برای سيستم ، پيکربندی درايوها ( هارد، فلاپی ، CD) و ... نمونه هائی از گزينه های موجود در اين زمينه می باشند. در زمان تغيير هر يک از تنظيمات مربوطه در CMOS می بايست دقت لازم را بعمل آورد چراکه در صورتيکه عمليات فوق بدرستی انجام نگيرد اثرات منفی بر روی سيستم گذاشته و حتی در مواردی باعث اختلال در راه اندازی سيستم خواهد شد.

BIOS از تکنولوژی CMOS بمنظور ذخيره کردن تنظيمات مربوطه استفاده می نمايد . در اين تکنولوژی يک باتری کوچک ليتيوم انرژی(برق) لازم برای نگهداری اطلاعات بمدت چندين سال را فراهم می نمايد

ارتقاء برنامه BIOS

تغيير برنامه BIOS بندرت انجام می گيرد. ولی در موارديکه سيستم قديمی باشد، ارتقاء BIOS ضروری خواهد بود.با توجه به اينکه BIOS در نوع خاصی از حافظه ROM ذخيره می گردد، تغيير و ارتقاء آن مشابه ساير نرم افزارها نخواهد بود. بدين منظور به يک برنامه خاص نياز است . برنامه های فوق از طريق توليد کنندگان کامپيوتر و يا BIOS عرضه می گردند. در زمان راه اندازی سيستم می توان تاريخ ، شماره و نام توليد کننده BIOS را مشاهده نمود. پس از مشخص شدن نام سازنده BIOS ، با مراجعه به وب سايت سازنده ، اطمينان حاصل گردد که برنامه ارتقاء BIOS از طرف شرکت مربوطه عرضه شده است . در صورتيکه برنامه موجود باشد می بايست آن را Download نمود. پس از اخذ فايل( برنامه) مربوطه آن را بر روی ديسکت قرار داده و سيستم را از طريق درايو A ( فلاپی درايو) راه اندازی کرد. در اين حالت برنامه موجود بر روی ديسکت، BIOS قديمی را پاک و اطلاعات جديد را در BIOS می نويسد. در زمان ارتقاء BIOS حتما" می بايست به اين نکته توجه گردد که از نسخه ای که کاملا" با سيستم سازگاری دارد، استفاده گردد در غير اينصورت BIOS با اشکال مواجه شده و امکان راه اندازی سيستم وجود نخواهد داشت .!

منبع: http://www.semeng.net/information

+ نوشته شده در ساعت توسط رضا آقاجانی |

AshiQlar Mahnilari عاشیق لار ( mp3 )

AshiQlar Mahnilari

آپاردی سئللر سارانی mp3

عاشیقیم آلا گؤزون

جیران سلامت قال داغ سلامت قال

داغلار

بولبول گولوستانه گلسین گل

+ نوشته شده در ساعت توسط وحید شکرزاده |

بخش سخت افزار - مقاله شماره 2 - کارتهای AGP

AGP

کامپيوترهای پيشرفته قادر به انجام عمليات گرافيکی زيادی می باشند. سيستم های عامل با رابط کاربر گرافيکی ، بازيهای کامپيوتری ، انيمشن و طراحی سه بعدی و ... از جمله مواردی می باشند که انجام آنها نيازمد وجود سيستمی با توان گرافيکی بالائی است . در صورت استفاده کامپيوتر در مواردی نظير : تايپ ، صفحات گسترده ، کاربردهای ساده تجاری و ... ، لزومی به داشتن سيستمی با توان گرافيکی بالا نخواهد بود.

کارت های گرافيک را می توان با استفاده از يکی از روشهای زير در کامپيوتر نصب کرد:

§ OnBorad . تراشه گرافيک بر روی برد اصلی قرار دارد.

§ PCI . کارت گرافيک در يکی از اسلات های PCI نصب می گردد.

§ AGP . کارت گرافيک در اسلاتی نصب خواهد شد که مخصوص کاربردهای گرافيکی طراحی شده است .

بمنظور ارسال تصاوير ويديوئی ، نمايش بازيهای کامپيوتری ، به کارت هائی با بازدهی بمراتب بيشتر از PCI نياز است . در سال 1996 شرکت اينتل (AGP(Accelerator Graphics Port را که نسخه اصلاح شده ای از گذرگاه های PCI است ، عرضه نمود. هدف از طراحی تکنولوژی فوق ارائه تصاوير ويدئويی و انجام عمليات گرافيکی با سرعت بالا است .شکل زير معماری بکارگرفته شده در يک سيستم پنتيوم سه را که از AGP استفاده می کند ، نشان می دهد.

کارت های گرافيک که قبل از ارائه تکنولوژی AGP توليد می گرديدند، از يک گذرگاه برای ارتباط با پردازنده استفاده می کردند. گذرگاه يک کانال ارتباطی و يا مسير بين عناصر سخت افزاری موجود در يک کامپيوتر است . تکنولوژی AGP مبتنی بر نکنولوژی PCI است و برخی اوقات "گذرگاه AGP " ناميده می گردد ولی تکنولوژی فوق يک گذرگاه سيستم نمی باشد. تکنولوژی فوق يک اتصال نقطه به نقطه (Point-to-Point) است . به عبارت ديگر در تکنولوژی فوق تنها دستگاهی که از طريق AGP به پردازنده و حافظه ، مرتبطه می گردد ، کارت گرافيک است . در مسير مربوطه هيچگونه توقفی وجود نداشته و نمی توان ادعا نمود که AGP يک گذرگاه اشتراکی است .

تکنولوژی AGP نسبت به PCI دارای ويژگی های زير است :

§ کارائی سريعتر

§ دستيابی مستقيم به حافظه

شکل زير يک کارت گرافيک AGP را نشان می دهد.

AGP بمنظور افزايش کارآيی خود از چندين روش استفاده می نمايد :

- AGP يک گذرگاه 32 بيتی با سرعت 66 مگاهرتز است . اين بدان معنی است که در يک ثانيه می توان 32 بيت داده را 66 ميليون مرتبه انتقال داد.

- بر روی گذرگاه AGP دستگاه ديگری وجود ندارد بنابراين کارت گرافيک اجباری به اشتراک گذرگاه نخواهد داشت . در چنين حالتی کارت گرافيک قادر به عمليات خود با حداکثر ظرفيت و پتانسيل خواهد بود.

- AGP از روش Pipelining برای افزايش سرعت استفاده می نمايد. در روش فوق برای بازيابی داده از مدلی مشابه فرآيندهای موجود در خط توليد استفاده می گردد.کارت گرافيک در پاسخ به يک درخواست ( سيگنال ) چندين بلاک داده را دريافت خواهد کرد.

روش Pipelining مشابه سفارش غذا در يک رستوران است . فرض کنيد غذای مورد علاقه خود را در رستوران سفارش دهيد .پس از سفارش و آماده شدن، غذای مورد نظر در اختيار گذاشته می گردد در ادامه مجددا" غذای بعدی مورد علاقه خود را سفارش و منتطر آماده شدن خواهيد ماند. در مدل فوق فرآيند تکراری : سفارش غذا(داده) و انتظار برای تامين خواسته بصورت تکراری انجام خواهد شد. می توان روش ثبت سفارش خود را تغيير و در ابتدا تمامی خواسته های خود را مشخص کرد. بديهی است در چنين مواردی زمان انتظار بين سفارشات متعدد حذف خواهد گرديد. در تکنولوژی AGP از روشی مشابه فوق برای بازيابی داده استفاده می گردد.

يکی ديگر از علل افزايش کارائی تکنولوژی AGP ارتباط مستقيم آنها با حافظه است . ويژگی فوق از خصايص بسيار مهم AGP است . Texture Map مهمترين عنصر موجود در يک کارت گرافيک بوده و حجم بالائی از حافظه يک کارت گرافيک را اشغال می نمايد. با توجه به اينکه قيمت حافظه کارت های گرافيک بالا بوده و از لحاظ ظرفيت نيز دارای محدوديت هائی می باشند ، ميزان و تعداد Textures استفاده شده در کارت های گرافيک اوليه محدود بود . در سيستم های مبتنی بر AGP با استفاده از قابليت های حافظه سيستم، می توان اطلاعات مورد نطر را در حافظه کارت گرافيک ذخيره کرد.

در يک سيستم مبتنی بر PCI هر Texture Map دو مرتبه ذخيره می گردد. در ابتدا از هارد به حافظه سيستم منتقل و در آنجا مستقر خواهد شد. زمانيکه می بايست از داده فوق استفاده گردد، از طريق حافظه سيستم در اختيار پردازشگر گذاشته خواهد شد. در ادامه نتايج از طريق گذرگاه PCI برای کارت گرافيک ارسال می گردند. در اين حالت اطلاعات مجددا" در FramBuffer کارت گرافيک ذخيره خواهند شد. در حقيقت هر Texture Map پس از پردازش دو مرتبه ذخيره می گردد ( يکی توسط سيستم و ديگری توسط کارت گرافيک )

AGP صرفا" يک مرتبه Texture Map را ذخيره می نمايد. امکان فوق با استفاده از يک بخش خاص با نام Graphics Address Remapping Table GART) موجود بر روی تراشه AGP تحقق می گردد. GART ، بخشی از حافظه سيستم را بمنظور نگهداری Texture maps استفاده می نمايد. در چنين حالتی کارت گرافيک و پردازنده اين تصور را خواهند داشت که Texture در FramBuffer کارت گرافيک می باشد.

همانگونه که مشاهده گرديد، در يک کارت فاقد تکنولوژی AGP هر texture دو مرتبه تکرار و.پردازنده مجبور به انجام عمليات اضافه است . اندازه و تعداد texture نيزمحدود به FrameBuffer است .تمام عوامل فوق در کارت های مبتنی بر AGP بهبود يافته است . بدين علت کارآئی آنها بمراتب بالاتر از انواع ديگر است .

انواع AGP

سه نوع مشخصه متفاوت برای AGP وجود دارد :

§ AGP 1.0

§ AGP 2.0

§ AGP Pro

AGP 2.0 که شامل AGP 1.0 نيز می باشد از سه حالت (يک سرعته ، دو سرعته ، چهار سرعته) متفاوت برای عمليات استفاده می نمايد.در سه حالت فوق از سرعت 66 مگا هرتز استفاده می گردد ولی کارت های گرافيک 2x ، در هر سيکل دو مرتبه اطلاعات خود را ارسال و يک کارت گرافيک 4x در هر سيکل چهار مرتبه داده ها را ارسال می نمايد.جدول زير ويژگی هر يک از حالات فوق را نشان می دهد.

Mode	Approximate Clock Rate	Transfer Rate (MBps)
1x	66 MHz	266 MBps
2x	133 MHz	533 MBps
4x	266 MHz	1,066 MBps

AGP Pro بر اساس مدل AGP 2.0 ايجاد شده و از اسلات بزرگتری استفاده و دارای امکانات ويژه برای استفاده حرفه ای از کارت های گرافيک است . کامپيوترهای که دارای اسلات از نوع AGP Pro و يا AGP 2.0 می باشند قادر به استفاده از کارت های AGP 1.0 و AGP 2.0 می باشند. اسلات AGP 1.0 با ساير مدل های فوق سازگار نخواهد بود.

شرکت اينتل قصد ارائه کارت جديد AGP8X را دارد.جدول زير مشخصات تکنولوژی فوق رانشان می دهد.

Mode	Approximate Clock Rate	Transfer Rate (MBps)
8x	533 MHz	2,133 MBps

وضعيت گذرگاهها قبل از AGP

اولين گذرگاه کامپيوترهای شخصی، هشت بيتی و با سرعت 4.77 مگاهرتز(ميليون سيکل در هر ثانيه ) بود. گذرگاه فوق قادر به ارسال هشت بيت داده در هر سيکل بود. در سال 1982 گذرگاه فوق تغيير وبصورت شانزده بيتی با سرعت 8 مگاهرتز مطرح گرديد. گذرگاه فوق ISA نامگذاری گرديد. طراحی گذرگاه فوق بگونه ای بود که امکان ارسال داده را با سرعت 16 مگا بايت در هر ثانيه فراهم می کرد. کارت های گرافيک اوليه از کارت های MonoChrome ( ارائه شده در سال 1980 ) تا کارت های SVGA ( ارائه شده در سال 1990) از يک اسلات ISA موجود بر روی برد اصلی استفاده می کردند. بموازات افزايش رنگ و وضوح تصوير در نمايشگرها، کارت های گرافيک ISA کند شدند. گذرگاه های از نوع ISA قادر به تزريق مناسب داده های گرافيکی برای پردازنده ، با سرعت مناسب نمی باشند.

در ادامه استاندارهای ديگری در رابطه با گذرگاه ها مطرح گرديد . گذرگاه های EISA)Extendede Industry Standard Architecture ) (سی و دو بيتی و سرعت 8 مگا هرتز ) VL-BUS)Vesa Local Bus) نمونه هائی در اين زمينه می باشند.در اين زمان استانداری برای ارائه SVGA با قابليت 16/8 ميليون رنگ و وضوح تصوير 768 * 1024 ارائه گرديد. کارت های فوق در يک اسلات خاص موجود بر روی برد اصلی نصب می گرديدند. در چنين حالتی گذرگاه گرافيک بصورت يک "گذرگاه محلی" بوده و مستقيما" به پردازنده متصل بوده و می بايست در مجاورت پردازنده قرار گيرد. VL-BUS بصورت 32 بيتی بوده و با سرعتی معادل "گذرگاه محلی " فعاليت می نمايد و تمايل به ارتباط مستقيم با پردازنده دارد. وضعيت فوق در موارديکه صرفا" يک دستگاه و يا حتی دو دستگاه استفاده می گردد می تواند تحقق يابد ولی زمانيکه بيش از دو دستگاه به VL-BUS متصل گردد، کاهش کارآئی را بدنبال خواهد داشت . بدين منظور VL-BUS صرفا" برای اتصال يک کارت گرافيک ( و يا دستگاهی که نيازمند سرعت بالا باشد ) استفاده گردد.

کارت های VL-BUS با سرعتی معادل کلاک پردازنده با پردازنده مرتبط خواهند شد. مثلا" اگر پردازنده دارای سرعتی معادل 100 مگاهرتز باشد، کارت گرافيک قادر به ارسال داده بصورت 32 بيت و با سرعت 100 ميليون مرتبه در ثانيه است . در رابطه با رويکرد فوق دو مسئله وجود دارد :

§ توليدکنندگان کارتهای گرافيک شاختی نسبت به سرعت سيستم کاربران ندارند( ايده ای ندارند)

§ تمايل به ارتباط مستقيم با پردازنده باعث کاهش عملکرد و کارآئی پردازنده خواهد شد.

در ادامه تکنولوژی PCI مطرح گرديد. PCI ترکيبی از تکنولوژي های ISA و VL-Bus است . در تکنولوژی فوق از ارتباط مستقيم دستگاههای نصب شده با حافظه استفاده شده است . برای ارتباط با پردازنده از يک " پل ارتباطی " استفاده شده است . در اين حالت سرعت و کارائی نسبت به VL-BUS افزايش يافته بدون اينکه مشکلاتی را از بعد کارآئی برای پردازنده ايجاد نمايد.

AGP دارای کارآئی بمراتب بالاتری نسبت به PCI است .AGP يک تکنولوژی گرافيکی بوده که همچنان توسط طراحان مربوطه در جهت تکامل و افزايش عملکرد گام بر می دارد.

منبع : http://www.semeng.net/information/

+ نوشته شده در ساعت توسط رضا آقاجانی |