چطور ram کار می کند؟

[S.A.H.A.N.D]

با سلام


یکی از نام های آشنا برای دارندگان کامپیوتر RAM است.به RAM یا Random Access Memory (حافظه قابل دسترس تصادفی) از این رو تصادفی می گویند که دسترسی به اطلاعات آن با دانستن سطر و ستون در آن امکان پذیر است و از هر سطر و ستونی می توان به اطلاعات دسترسی پیدا کرد. برخلاف (RAM، SAM (Serial Access Memory اطلاعات را در ردیفی به صورت سری از بایت ها ذخیره می کند. و دسترسی به اطلاعات به ترتیب انجام می شود. مانند یک نوار کاست که به ترتیب از ابتدا تا انتها پیش می رود. این نوع حافظه برای اطلاعاتی که نیاز به مرتب بودن دارد، مناست است. مثال مناسب برای کاربرد SAM نمایش فیلم توسط کارت گرافیک کامپیوتر است.در اینجا تنها به تشریح RAM می پردازیم.
● RAM پویا (Dynamic):
همانند پردازشگر، حافظه نیز مدار مجتمعی (IC) متشکل از میلیون ها ترانزیستور و خازن است. در معمول ترین نوع حافظه، DRAM، یک ترانزیستور و یک خازن با هم تشکیل یک بیت از حافظه را می دهند. خازن پر به معنی ۱وخالی به معنی صفر است. در این میان ترانزیستور نقش یک سویچ را ایفا می کند و هر گاه نیاز باشد با تغییر حالت خازن، اطلاعات را از آن می گیرد و یا روی آن ضبط می کند. خازن مانند یک سطل سوراخ است و توانایی ذخیره الکترون ها را دارد و با پر بودن آن ۱و با خالی بودن آن صفر ذخیره می شود ولی خازن مانند یک سطل خالی به مرور زمان از الکترون خالی می شود و در کمتر از یک میلی ثانیه این اتفاق می افتد. در این میان پردازشگر و کنترل کننده های حافظه وضیفه پر نگاه داشتن خازن را بر عهده دارند. این روند هزاران بار در ثانیه اتفاق می افتد. کلمه پویا (Dynamic) نیز از همینجا برای نام این حافظهانتخاب شده است. به دلیل اهمیت کار RAM اطلاعات آن باید همواره کامل بماند.بیت های حافظه به صورت شطرنجی و در کنار هم روی صفحه سیلیکون قرار می گیرند و هر بیب در سطر و ستون معین خود قرار دارد. آدرس هر کدام از بیت ها شماره سطر و ستون آن بیت است. RAM در ستون مربوط جریان را برقرار و با این کار ترانزیستورها را فعال می کند. سپس از طریق ردیف مورد نظر خازن شارژ می شود و یک بیت ذخیره می شود. هنگام خواندن اطلاعات اگر خازنی دارای شارژ بیشتر از نصف ظرفیت خود باشد به عنوان خازن پر و در نتیجه ۱ شناخته می شود و اگر دارای شارژ کمتر از نصف ظرفیت خود باشد به عنوان صفر شناخته می شود. ضبط و خواندن اطلاعات حافظه در چند نانو ثانیه انجام می شود. RAM دارای مدار هایی است که در انجام کار به آن کمک می کنند. از جمله کار هایی که این مدار ها انجام می دهند می توان به موارد زیر نام برد:
▪ شناسایی شماره سطر و ستون اطلاعات
▪ اطمینان حاصل کردن از صحیح بودن اطلاعات هر بیت
▪ خواندن و ذخیره کردن اطلاعات
● Static RAM:
این نوع RAM از روش کاملاً متفاوتی برای ذخیره اطلاعات استفاده می کند. این روش شامل Flip-Flop اطلاعات است که یکی از کاربرد های «جبر بول» در مهندسی برق است. Static RAM سریع تر از Dynamic RAM است و حجم بیشتری اطلاعات را ضبط می کند و گران تر نیز هست. به همین دلیل از Static RAM بیشتر در ساخت Cache استفاده می کنند. RAM معمولاً به صورت قطعاتی به نام Module عرضه می شود. در گذشته هر کدام از سازندگان کامپیوتر نوعی RAM را می شاختند که تنها به کامپیوتر های همان شرکت سازنده کار می کرد. سپس نوع SIMMبه بازار آمد. این نوع دارای ۳۰ سوزن اتصال بود و در ابعاد ۳.۵در ۰.۷۵ اینچ تولید می شد. وقتی از دو یا بیشتر از این نوع استفاده می شد باید سرعت و حجم آن ها با هم مساوی می بود. با افزایش سرعت پردازشگر ها نوع دیگری به نام DIMM به بازار آمد و دارای ۱۶۸ تا ۱۸۴ سوزن اتصال بود و در حجم هایی از چند مگابایت تا یک گیگابایت ساخته می شد. نوت بوک ها از نوعی RAM به نام SODIMM استفاده می کنند. ۱۴۴ تا ۲۰۰ سوزن اتصال دارند و از ۱۶ مگابایت تا یک گیگابایت ساخته می شوند. RAM هایی که در حال حاضر تولید می شوند از روش های پیشرفته ای استفاده می کنند. بعضی RAM ها دارای سیستم شناخت Error هستند. به این روش Parity ( توازن) گفته می شود. برای هر ۸ بیت اطلاعات یک قطعه برای این کار وجود دارد. وقتی ۸ بیت در یک بایت اطلاعاتی دریافت می کنند، این قطعه تعداد یک های آن بیت ها را با هم جمع می کند. اگر تعداد یک ها فرد باشد، مقدار بیت این قطعه یک می گردد و اگر این تعداد زوج باشد این عدد صفر می شود. وقتی که اطلاعات از هر بیت خارج می شود و دوباره این کار تکرار می شود و مقدار جدید با مقدار قبلی چک می شود. مشکل Parity این است که فقط خطاها را تشخیص می دهد ولی کاری برای اصلاحشان انجام نمی دهد و در صورت بروز مشکل اطلاعات را بر می گرداند و سیستم دوباره برای فرستادن اطلاعات تلاش می کند. اینکه چه مقدار RAM احتیاج دارید بستگی به کار و سیستم شما دارد. اگر کامپیوتر شما سرعت کافی را ندارد یا برای دسترسی به اطلاعات هارد دیسک زمان زیادی می گیرد، احتمالاً مشکل از کم بودن RAM است. اگر از ویندوز XP استفاده می کنید کمترین مقدار پیشنهادی ۱۲۸مگابایت است و اگر از مقدار کمتری از این استفاده می کنید، احتمالاً در کارکرد با ویندوز به مشکل برمی خورید. ویندوز ۹۸/۹۵ به راحتی با ۳۲مگابایت کار می کند. سیستم های لینوکس در کارکرد عادی فقط به ۴ مگابایت RAM نیازمند است در حالی که سیستک عامل مکینتاش بسته به کارکرد به ۱۲۸ تا ۵۱۲ مگابایتی احتیاج دارد.
منبع