درج مطلب

قسمت هاي اصلي يك کامپیوتر:


CPU يا پردازنده:
اين قطعه به عنوان مغز رايانه ناميده مي شود و مسئوليت كنترل تمام محاسبات، عمليات و قسمت هاي مختلف را بر عهده دارد.

حافظه:
حافظه رايانه براي ذخيره اطلاعات به كار مي رود. حافظه با ريزپردازنده در ارتباط مي باشد، بنابر اين از سرعت بالايي برخوردار است. در رايانه از چندين نوع حافظه استفاده مي شود:Virtual - Caching - BIOS - ROM - RAM
البته لازم به ذکر است که Virtual - Caching - BIOS کاربردهای حافظه هستند و گرنه خود حافظه به دو نوع ROM و RAM تقسیم می شود

- منبع تغذيه يا Power Supply :
اين قسمت از رايانه جريان الكتريكي مورد نياز در رايانه را تنظيم نموده و مقدار آن راتأمين مي كند.

- هارديسك:
يك حافظه با ظرفيت بالا و دائم مي باشد كه اطلاعات و برنامه ها را دربرمي گيرد.

- برد اصلي يا Mother Board :
برد اصلي رايانه است كه تمام قطعات بر روي آن نصب مي شوند. پردازشگر و حافظه به طور مستقيم بر روي برد اصلي نصب خواهند شد. ولي ممكن است بعضي از قطعات به صورت غيرمستقيم به برد وصل شوند. مانند كارت صدا كه مي تواند به صورت يك برد مجزا باشد و از طريق اسلات به برد اصلي متصل است.

- كارت صدا يا Sound Card :
كارت صدا سينگال هاي آنالوگ صوتي را به اطلاعات ديجيتال و برعكس تبديل مي كند و آنها را ضبط و پخش مي كند.

- كارت گرافيكي يا Graphic Cards :
اطلاعات را به گونه اي تبديل مي كند كه قابل نمايش بر روي مانيتور باشد.

- كنترل كننده Integrated Drive Electronics ) IDE ) :
اين قطعه اينترفيس اوليه براي CD ROM، فلاپي ديسك و هارد مي باشد.

- اينترفيس SCSI) Small Computer ) :
براي اضافه نمودن دستگاه هاي اضافي مانند هارد و اسكنر مي باشد.

- گذرگاه Interconnect PeriPheral Component ) PCI) :
اين قطعه رايج ترين شيوه جهت اتصال يك عنصر ديگر به رايانه است كارت هاي PCI از طريق اسلات ها به برد اصلي متصل است.

- پورت Accelerated Graphics Port ) AGP ) :
اين قطعه براي اتصال سرعت بالا از كارت گرافيكي به رايانه است.

 

 

ورودي ها و خروجي ها


- مانيتور ( Monitor ):
جهت نمايش اطلاعات رايانه به كار مي رود. نمايش تصاوير از تركيب سه رنگ قرمز، سبز و آبي بوجود مي آيد.

- صفحه كليد ( Key Board ):
براي ورود اطلاعات به كار مي رود.

- ماوس Mouse :
بهترين وسيله جهت نشان دادن و انتخاب نمودن گزينه ها و ايجاد ارتباط كاربر با رايانه مي باشد.

- اسپيكرها:
جهت پخش صدا به كار مي روند.

 

 

ابزارهاي قابل حمل جهت ذخيره سازي ( Removable Storage ) :


با استفاده از اين ابزارها مي توان اطلاعات را به رايانه اضافه نمود و يا آنها را ذخيره كرده و به محل ديگر برد.

- Flash Memory
يكنوع حافظه است ( EEPROM یا E2PROM ) كه امكان ذخيره سازي دائم را به وجود مي آورد. مانند كارت هاي PCMCIA كه داراي سرعت بالايي مي باشند.

- فلاپي ديسك ( Floppy Disk )
جهت ذخيره اطلاعات بكار مي رود و حجم آن ۴۴/۱ مگابايت است.

- CDROM
ديسك هاي فشرده رايج هستند كه حجم آنها از ۶۵۰ مگا بايت به بالاست و براي ذخيره و جابه جايي اطلاعات مي باشد.

- Digital Versatile Disc) DVDROM
اين نوع رسانه مانند CD مي باشد كه با اين تفاوت كه داراي حجم بسيار بالا و كيفيت فوق العاده باشد.
نكته: البته رسانه هاي ديگري نيز مانند Optical Drive، ديسك هاي بزرگ معروف به درايو B و Tape Backup و ساير موارد نيز وجود داشته اند كه در حال حاضر با آمدن CD و DVD و رسانه اي بسيار حرفه اي تر غير قابل استفاده شده اند.


 

انواع پورت ها


- موازي ( Parallel ) :
اين نوع اتصال عموماً براي چاپگرها به كار مي رود.

- سريال ( Seriall) :
اين نوع پورت هاي جهت اتصال دستگاه هايي مانند مودم خارج يه كار مي رود.

- پورت Universal Serial BUS ) USB )
اين نوع اتصال نيز براي اتصال دستگاههاي مانند اسكنر و يا دوربين هاي ديجيتالي و يا وب ا ستفاده مي شود.
 

 

اتصالات مربوط به شبكه و اينترنت


- مودم هاي كابلي ( Modem Cable ):
براي ارتباط با اينترنت از طريق سيستم تلويزيون به كار مي رود.

- مودم هاي : vdsl ) Very high bit-rate DSL )
در اين نوع ارتباط از فيبر نوري استفاده مي شود.

- مودم هاي : DSL ) Digital Subscriber Line )

يك نوع ارتباط با سرعت بالا از طريق خطوط تلفن برقرار مي شود.

 

رایانه چیست؟

شاید در میان این همه مطلب و مقاله تخصصی، بحث در باره اینکه «رایانه چیست؟» کمی عجیب و غیر معمول به نظر بیاید، ولی به نظر می رسد ارائه یک تعریف جامع و کامل از رایانه، قبل از هر بحثی ضرورت دارد. تا وقتی تعریف رایانه به صورت دقیق ارائه نشود، ممکن است بین خواننده و نویسنده ی مقالات، اختلاف نظر پیش بیاید!

من قبل از اینکه این مطلب را بنویسم به بعضی از کتابها و سایت ها مراجعه کردم تا تعریف دقیق رایانه (یا همان کامپیوتر) را از نظر آنها بدانم، ولی تعریف هیچ کدام، نظرم را تامین نکرد! من رایانه را با توجه به بلوک دیاگرام یک سیستم رایانه ایی تعریف می کنم


همانطوری که در این شکل دیده می شود، یک سیستم رایانه ایی از سه بخش اصلی تشکیل شده است:

الف) پردازنده (CPU)
ب) حافظه (Memory)
ج) ورودی - خروجی (Input - Output)
 


پردازنده: در واقع مغز اصلی رایانه است که پردازش آنجا انجام می گیرد. پردازش از نظر ما یعنی عملیات محاسباتی و منطقی. (توجه کنید که به منظور خلاصه کردن عملیات؛ عملیاتی نظیر انتقال ، جابجایی و دیکد کردن در دل این کلمات نهان شده است). در رایانههای شخصی (PC)، پردازنده از نوع ریزپردازنده (میکروپروسسور) است. (توضیحات مفصل این اصطلاحات در بخش های مختلف سایت آمده است. در فهرست مقالات سایت میکرو رایانه جستجو کنید).

حافظه: منظور حافظه های الکترونیکی یا همان حافظه های ساخته شده از نیمه هادی است. لازم به ذکر است که بعضی مواقع از هارددیسک هم به عنوان حافظه (حافظه مجازی) یاد می شود، ولی در این بحث منظور فقط همان تراشه های نیمه هادی است و شامل هارددیسک نمی شود.

ورودی - خروجی: منظور از ورودی-خروجی همه دستگاه ها و تجهیزات جانبی است که در کنار پردازنده قرار می گیرد. مثلا مونیتور، کی برد، موس و... حتی کارت شبکه، مودم و...

بقیه اجزا هر سیستم رایانه ایی را می توان در درون هر یک ار بلوک های فوق قرار داد.


بنابراین با توجه به سه قسمت فوق از بلوک دیاگرام سیستم رایانه ایی، حالا می توانیم یک تعریف دقیق و جامعی از رایانه ارائه دهیم.


رایانه چیست؟

رایانه سیستمی است (ماشینی است) که دارای سه بخش فوق بوده و توسط برنامه کنترل شود. یعنی برنامه ایی که در حافظه قرار داده می شود؛ و به آن نرم افزار می گوییم؛ در داخل پردازنده اجرا شده و نتیجه را در خروجی نمایش دهد. البته رایانه ممکن است دارای ورودی باشد، یا احیانا ورودی نداشته باشد. (مثلا سیستمی را تصور کنید که عملیاتی را بر اساس برنامه ریزی داخلی خود انجام داده و فرمانی را صادر کند.)

بنابراین هر سیستمی را که در این تعریف بگنجد، رایانه خواهیم دانست، هرچند مردم آن را رایانه ندانند. با تعریف فوق ممکن است یک دستگاه صنعتی و یا حتی یک عروسک را که در این چهار چوب بگنجد، رایانه بنامیم. و هر سیستمی که با این تعریف سازگار نباشد، آن را به عنوان رایانه به رسمیت نخواهیم شناخت، هرچند مردم آن را رایانه بدانند!

مثلا خیلی از مردم در اصطلاحات روزمره خودشان ساعت های دیجیتال را ساعت های رایانه ایی (کامپیوتری) می نامند ولی ساعت های دیجیتالی که در بازار موجود است، در این تعریف رایانه نمی گنجد، زیرا برنامه ایی در حافظه آن قرار داده نمی شود که توسط پردازنده کنترل و اجرا شود.
منبع تغذيه کامپیوتر Power Supply

منبع تغذيه رایانه يك دستگاه الكتريكي است كه مسئول تأمين و تنظيم جريان الكتريكي در رايانه مي باشد. اين قطعه به صورت جعبه اي بزرگ و مستقل در جعبه رايانه قرار دارد و بيشتر خرابي ها را در رايانه به وجود مي آورد.
كار منبع تغذيه اين است كه ولتاژ متناوب (اي سي، Alternate Current) را تبديل به ولتاژ مستقيم (دي سي، Direct Current) مي كند.
 

 

انواع منبع تغذيه


منبع تغذيه داراي ابعاد و شكل هاي مختلفي مي باشند، كه بايد با جعبه و مادربرد نصب شده در داخل جعبه رايانه همخواني و سازگاري داشته باشد. بنابراين، اين سه قطعه بايد از يك نوع باشند. انواع اين اجزاء عبارتند از:
۱- XT
۲- AT desk خوابيده يا روميزي
۳-AT tower برجي يا ايستاده
۴- Baby AT
۵- Rectifierباريك، نقلي
۶- ATX

زماني كه رايانه XT توسط شركت آي بي ام به بازار عرضه شد منبع تغذيه آن شبيه منبع تغذيه هاي قبلي بود، درصورتي كه توان خروجي آنها دو برابر قبلي ها بود. پس از آن زماني كه آي بي ام رايانه AT را ساخت از يك منبع تغذيه بزرگتر براي آن استفاده نمود كه داراي اشكال مختلفي بود. از اين نوع منبع تغذيه استقبال زيادي شد تا جايي كه هنوز نيز در سيستم هاي امروزي از آن استفاده مي شود.

نوع برجي يا ايستاده سيستم هاي AT مشابه سيستم هاي خوابيدهAT است. مشخصات منبع تغذيه و مادربرد در سيستم هاي روميزي با مشخصات منبع تغذيه و مادربرد در سيستم هاي برجي فرقي ندارد. تنها فرق آنها كليد هاي برق در مكانهاي متفاوت مي باشد.

نوع ديگري از AT وجود دارد كه كوچكتر از نوع ايستاده مي باشد و منبع تغذيه آن نيز كوچك مي باشد، كه بچه اي تي نام دارد. منبع تغذيه جعبه هاي نقلي نيز از نظر مشخصات ظاهري با ساير منبع تغذيه ها تفاوت دارند. در اين نوع جعبه ها مادربردها داراي استاندارد مشخصي نيستند، اما منبع تغذيه آنها داراي استانداردهاي مشخصي است و قابل تعويض نيز مي باشد.

منبع تغذيه ATX مانند منبع تغذيه نقلي مي باشد، بنابراين، اين دو قابل جابجايي مي باشند. نوع منبع تغذيه ATX داراي مشخصات و مزاياي زير مي باشد:

۱- سيگنال هاي
(a) روشن بودن - Power on
(b) سيگنال هاي توقفStandby (Soft Power) ۵ V
در اين نوع منبع تغذيه وجود دارد.

۲- امكان حذف گرماگير (Heat Sink) از روي پردازنده در اين نوع وجود دارد.

۳- مادربردها در اين نوع حاوي قطعاتي به نام تنظيم گر (Regulator) جهت توليد ولتاژ ۳/۳ ولتي نمي باشند به اين علت كه رابط منبع تغذيه به مادربرد ،خود داراي ولتاژ ۳/۳ ولت است.

۴- تهويه به سمت داخل منبع تغذيه صورت مي گيرد تا مادربرد خنك شود. اين كار خود باعث خنك شدن قطعات داخلي و تميز شدن سطح قطعات داخلي مي گردد.

۵- فيش اتصال منبع تغذيه مادربرد۲۰ پايه اي است و امكان اتصال برعكس آن وجود ندارد.

منبع تغذيه داراي ولتاژهاي گوناگون با توان هاي مختلف مي باشند مانند:

۱- ولتاژ ۵+ ولت: اين نوع ولتاژ توسط تمام مادربردها، مدارها و وسايل جانبي رايانه مورد استفاده قرار مي گيرد و رنگ سيم هاي آنها قرمز مي باشد.

۲- ولتاژ ۱۲+ ولت: موتور هاردديسك و وسايل مشابه با آن از اين ولتاژ استفاده مي كنند كه در مادربردهاي جديدتر ديگر آن را به كار نمي برند. مدارهاي درگاه هاي سريال نيز از اين ولتاژ استفاده مي كنند. سيم آن نيز معمولاً زرد رنگ است و گاهي اوقات به رنگ قرمز نيز ديده مي شود.

۳- ولتاژ هاي ۵- و ۱۲- ولت: اين دو ولتاژ در رايانه هاي قديمي وجود داشت، اما اكنون در منبع تغذيه ها نصب مي شوند. اين دو داراي جرياني كمتر از يك آمپر هستند.

۴- ولتاژ ۳/۳+ ولت: پردازنده هاي جديد از ولتاژ ۳/۳ ولت و يا كمتر استفاده مي كنند، در صورتي كه پردازنده هاي قديمي از ولتاژ ۵+ استفاده مي كردند. در پردازنده هاي جديد ولتاژ مورد نياز پردازنده مستقيماً توليد مي شود و بنابراين در هزينه مصرف انرژي صرفه جويي مي شود و از حرارت نيز كاسته مي شود.

۵- سيگنال هاي صحت ولتاژ (قدرت مطلوب): پس از روشن شدن سيستم، منبع تغذيه به مقداري زمان احتياج دارد تا به سطح ولتاژ مفيد و مطلوب برسد و اگر سيستم شروع به كار كند و منبع تغذيه بعد از آن به كار افتد اتفاقات بدي رخ خواهد داد.

 

پاور قود Power good

براي اينكه رايانه قبل از آمادگي منبع تغذيه روشن نگردد سيگنالي به نام (Power good) درستي ولتاژ و يا قدرت مطلوب به مادربرد ارسال مي شود.
تا قبل از رسيدن آن مادربرد كاري انجام نمي دهد و در صورتي كه مشكلي در برق به وجود آيد و جرقه اي توليد شود منبع تغذيه اين سيگنال را قطع مي كند و مادربرد كار نخواهد كرد.

۶- سيگنال روشن بودن: در منبع تغذيه هاي جديد تابعي تعريف شده است كه به وسيله نرم افزارها مي توان منبع تغذيه را كنترل نمود. اين سيگنال با عنوان روشن بودن و يا تأمين قدرت (Power On) مادربرد را كنترل مي كند و باعث روشن شدن منبع تغذيه مي شود.

۷- سيگنال ۵+ ولتي توقف Standby ۵ V : اين ولتاژ در حالت خاموش بودن رايانه وجود دارد، اين سيگنال به صورت نرم افزاري در حالت خاموش بودن رايانه آن را روشن مي كند.


 
اجزاء سازنده منبع تغذيه

۱- مبدل: كه ولتاژ را تغيير مي دهد.
۲- يك سو كننده: جريان متناوب را به جريان مستقيم تبديل مي كند.
۳- صافي يا پالايشگر: امواج را مي گيرد.
منبع تغذيه قبل از روشن شدن رايانه چند آزمايش انجام مي دهد، سپس در صورت صحيح بودن سيستم سيگنال را به مادربرد مي رساند. اين حالت حفظ مي شود و در صورتي كه به هر علتي از بين برود دستگاه ريست مي شود.

منبع تغذيه به دو صورت خطي و كليدي ( سوئیچ مد ) طراحي مي شود كه نوع خطي ترانس هاي بزرگتر دارند و نوع كليدي از نظر اندازه و وزن و انرژي بهتر از خطي مي باشند. منبع تغذيه هاي خوب يك مقاومت دارند كه از خراب شدن آن جلوگيري مي كند.


نکاتی که باید در خرید پاور به آن توجه کرد :

1- توان پاور:
یکی از اولین فاکتور ها در خرید پاور توجه به توان آن است که در تامین انرژی مورد نیاز سیستم، اهمیت به سزایی دارد . توان خروجی پاور به دو صورت روی آن ثبت می شود: 1- توان واقعی یا نامی(نرمال) و توان حداکثر.

توان واقعی به توانی اطلاق می شود که منبع تغذیه کامپیوتر بدون تحمل فشار در شرایط عادی قادر به تامین آن است، در صورتی که منبع تغذیه با توان حداکثر می تواند در حدود 1 دقیقه کار کند و بعد از آن از کار می افتد. به طور متوسط در کل حدود 150 وات بین توان واقعی و توان حداکثر اختلاف وجود دارد. مثلا منبع تغذیه باتوان 580 وات دارای توان حداکثر 730 وات است و توانایی تحمل بیش از این ندارد. پس همیشه در خرید پاور به میزان توان واقعی آن توجه کنید که ملاک توان اصلی و واقعی پاور کامپیوتر شناخته می شود.

در صورتی که روی یک پاور، میزان توان واقعی ثبت نشده باشد باید به میزان توان خروجی هر شاخه توجه کرد. به این صورت که باید دید پاور مورد نظر روی خروجی 12 و یا 5 ولت توانایی پشتیبانی از چند آمپر را دارد که این عامل نشان دهنده توان واقعی هر ولتاژ خروجی است.

همیشه در خرید منبع تغذیه به این نکته توجه کنید که حداکثر توان واقعی پاور شما در حدود 20 درصد بیشتر از توان مصرفی سیستم شما باشد زیرا این عامل باعث افزایش کارایی و همچنین ماندگاری سیستم و پاور در شرایط سخت کاری می شود. اما در صورتی که توان مصرفی سیستم شما بیشتر از توان واقعی باشد در شرایطی که سیستم به برق بیشتری برای پردازش های پیچیده نیاز داشته باشد، منبع تغذیه برای تامین برق مصرفی تحت فشار قرار گرفته و در این صورت با افت ولتاژ، سیستم با ولتاژ های نامناسبی تغذیه شده که خود باعث بروز مشکلات زیاد در سیستم خواهد شد.


2- ورژن پاور:

شاید این سوال پیش بیاد که مگر پاور هم ورژن بندی دارد؟ بله پاور هم همانند بسیاری از قطعات دارای ورژن است و بر اساس این ورژن قابلیت های آن تغییر می کند. پاورهای امروزی که در بازار کشورمان وجود دارد دارای نسخه های 2/1 و 2/2 هستند این پاور ها دارای مشخصاتی مانند کانکتور برق 24 پین برای تامین برق مادربورد، وجود کانکتور PCI-E و تعدادی فاکتور های امنیتی جدید در ساختار خود هستند که باعث محافظت از سیستم می شود اما در نسخه های جدید پاور علاوه بر 24 پین یک کانکتور برق 8 پین نیز وجود دارد که به جای کانکتور 4 پین کنار پردازنده قرار داده شده است و وظیفه آن تامین انرژی مورد نیاز پردازنده است پس باید به این نکته توجه کرد، پاوری که خریداری می کنید با قابلیت های مادربورد شما هماهنگی داشته باشد به همین دلیل قبل از خرید پاور، نوع و مدل مادربرد خود را مشخص و بر اساس آن اقدام به خرید پاور مناسب کنید.

منبع تغذیه های جدید دارای کانکتور 8 پین برای اتصال با مادربرد است، در واقع این کانکتور 8 پین، برای مادربورد های جدیدی ساخته شده که از چیپ ست های 975 و 955 بهره می برند. (در این مورد مطالبی در تالار گفتگوی سایت میکرو رایانه وجود دارد) زیرا توان مصرفی در پردازنده های جدید اینتل به قدری بالاست که دیگر یک کانکتور 4 پین توانایی پشتیبانی از این مقدار انرژی را ندارد.

3- نکات امنیتی در پاور:

پاور های امروزی هر روز قوی تر می شوند و این قوی تر شدن نیاز به توجه بیشتری برای امنیت سیستم دارد زیرا کوچکترین خطا در تنظیم ولتاژ و عدم قطع در شرایط نادرست می تواند باعث بروز مشکلات اساسی در قطعات سخت افزاری شود به همین علت شرکت های سازنده ی پاور هر روزه تکنولوژی های جدیدی را در ساختار منابع تغذیه خود قرار می دهند تا باعث افزایش امنیت آنها شوند.

یکی از این نکات که بدون نیاز به هیچ تخصص خاصی قابل درک است توجه به تفکیک سازی کابل های برق پاور است به طوری که با کمی توجه به پاور های قدرتمند خواهید دید که روی کابل های خروجی آنها یک لایه جدا کننده کشیده شده است. این عامل باعث افزایش امنیت منبع تغذیه می شود زیرا توان خروجی روی هر خروجی در منبع تغذیه های امروزی بالاست و در صورت عدم وجود این امکانات، امکان بروز مشکلات در پاور وجود دارد همچنین توجه به طراحی مناسب کانکتور های پاور هم در امنیت آن نقش دارد. زیرا نصب اشتباهی این کانکتورها روی قطعات، می تواند باعث بروز ایراداتی در قطعات و حتی مشکل تامین انرژی مورد نیاز سیستم شود.

PFC :امروزه دیگر روی اکثر پاور های موجود در بازار گزینه ی PFC نوشته شده است. در واقع PFC یا Power Factor Correction بخشی در پاور است که با تصحیح و هماهنگی ولتاژ ورودی، باعث استفاده بهینه از توان ورودی و کاهش توان مصرفی توسط پاور می شود. این عامل امروزه در تمام پاور های حرفه ای به عنوان یکی از فاکتور های استاندارد برای پاور شناخته می شود و با وجود این فاکتور مصرف برق توسط پاور های کامپیوتر به مقدار چشمگیری کاهش می یابد.


4- طراحی پاور:

طراحی پاور یکی از عوامل مهم در افزایش کارایی پاور است. مثلا نحوه خنک شدن، زیرا در صورتی که یک پاور از طراحی مناسب برخوردار نباشد در هنگام فعالیت قادر نخواهد بود گرمای تولیدی خود را به طور مناسب خارج کند که در این حالت بروز مشکلاتی مانند تغییر ولتاژ های خروجی به علت افزایش دمای داخلی پاور و یا افزایش دمای قطعات داخلی کیس به علت انتقال گرما به فضای داخلی کیس و حتی کاهش عمر قطعات و کارایی سیستم تا حد چشمگیری خواهد شد.

پس با توجه به این مسائل همیشه باید پاوری خریداری کرد که بهترین تهویه و طراحی را داشته باشد تا در شرایط سخت بتواند بدون کمترین مشکلی فعالیت کند. امروزه اکثر پاور های جدید مجهز به یک فن 12در 12 سانتی متر هستند که به راحتی می تواند جریان هوای لازم برای خنک کردن قطعات پاور را به وجود آورد.


خرابی در سیستم

در صورت بروز مشکلات زیر می توانید به منبع تغذیه خود شک کنید:

1- افزایش زمان ضبط دیسک های نوری توسط درایور نوری که یکی از مهمترین دلایل کاهش ولتاژ توسط پاور است.

2- افزایش دمای بیش از حد پردازنده که یکی از نشانه های عدم تامین توان مناسب برای فعالیت پردازنده است.

3- مشکل در تشخیص اجزا و قطعات توسط مادربرد مانند هارد دیسک، درایور نوری و قطعات دیگر که به علت عدم تامین انرژی کافی برای مادربرد و اختلال در کار پل جنوبی (South Bridge) به وجود می آید. (پل جنوبی یا South Bridge چیپ ستی در مادربرد است که وظیفه ی کنترل قطعاتی مانند درایو نوری، هارد دیسک و فلاپی را بر عهده دارد، همچنین این چیپ ست کنترل شکاف های PCI ، SA موجود روی مادربرد را نیز در اختیار دارد.)

4- هنگ مکرر سیستم و کاهش کارایی.

 

حافظه


با آن كه واژه حافظه را مي توان براي هر نوع وسيله ذخيره سازي به كار برد، اما بيشتر براي مشخص نمودن حافظه هاي سريع با قابليت ذخيره سازي موقت استفاده مي شود. زماني كه پردازنده مجبور باشد براي بازيابي اطلاعات به طور دائم از هارد استفاده نمايد طبيعتاً سرعت عمليات آن كند خواهد شد.

به طوركل از حافظه هاي متعددي به منظور نگهداري موقت اطلاعات استفاده مي شود. زماني كه در حافظه هاي دائمي مانند هارد اطلاعاتي موجود باشد كه پردازنده بخواهد از آنها استفاده نمايد بايد اطلاعات فوق از طريق حافظه RAM در اختيار پردازنده قرار گيرد و سپس اطلاعات مورد نياز خود را در حافظه Cache و دستور العمل هاي خاص عملياتي را در ريجيسترها ذخيره كند. همان طور كه مي دانيد تمام عناصر سخت افزاري و نرم افزاري با يكديگر كار مي كنند و از زماني كه سيستم روشن مي شود و تا زماني كه خاموش مي شود، پردازنده به صورت دائم و پيوسته از حافظه استفاده مي كند.

حافظه رايانه بر اساس نوع آن از تعدادي خازن و ترانزيستور كه در چند آي سي ( IC ) قرار گرفته، تشكيل شده است. براي ذخيره اطلاعات در حافظه، بعضي از ترانزيستورها در حالت قطع و برخي در حالت وصل قرار مي گيرند. خازن ها نيز در حالت شارژ و دشارژ قرار مي گيرند.


در رايانه از دو نوع حافظه استفاده مي شود:

*Random Access Memory- RAM اين نوع حافظه براي ذخيره سازي موقت اطلاعات رايانه در حالت كار با سيستم به كار مي رود.

* Read Only Memory ROM اين نوع حافظه، حافظه دائم است و از آن براي ذخيره سازي اطلاعات مهم استفاده مي شود.

 

حافظه RAM (خواندني و نوشتني)

همان طور كه مي دانيد اطلاعات موقت رايانه با خاموش شدن سيستم كاملاً پاك مي شود. به اين صورت كه اگر برنامه يا داده اي به رايانه داده باشيد و به هر علتي برق رايانه قطع شود، پس از روشن شدن دوباره رايانه بايد برنامه و يا اطلاعات را دوباره وارد كنيد. پردازنده اطلاعات مورد نياز خود را از حافظه رم دريافت مي كند و عمليات لازم را انجام داده و سپس نتايج را در رم ذخيره مي كند.
بنابر اين اين نوع حافظه خواندني و نوشتني است. هنگامي كه رايانه را روشن مي كنيد حافظه اصلي كنترل و تست مي شود. مقدار حجم تست شده روي صفحه نمايش مشاهده مي شود.

حافظه رم به دو نوع تقسيم مي شود:
- DRAM (رم پويا يا ديناميك)
- SRAM (رم استاتيك)

حافظه دي رم جهت ذخيره اطلاعات خود از خازن استفاده مي كند. خازن در حالت شارژ معادل يك است و در حالت دشارژ معادل صفر است. اين حافظه بايد به طور مداوم تغذيه الكتريكي شود تا بارهاي مثبت و منفي را از دست ندهد. در اين حالت در فاصله زماني متناوب عمليات بازنويسي و تجديد اطلاعات صورت مي پذيرد.

دو نوع مدار بازنويسي وجود دارد: ۱۰بيتي كه به آن بازنويسي ۱k مي گويند و ۱۱ بيتي كه به آن بازنويسي ۲k گويند.

 
حافظه ROM

اين نوع حافظه در زمان خاموش شدن رايانه داده هايش را از دست نمي دهد. تعدادي از حافظه مانند ROM و حافظه فلش كارتهاي هوشمند در اين گروه قرار مي گيرد.

 

سرعت حافظه
سرعت تراشه هاي رم با مدت زمان لازم براي دسترسي به يك بيت از اطلاعات سنجيده مي شود. اين واحد با سرعت نانو ثانيه اندازه گيري مي شود. توجه داشته باشيد كه سرعت حافظه هاي دي رم را با سرعت ساعت اندازه گيري مي كنند. سرعت تراشه هاي حافظه به طور عادي در محدوده ۵۰ تا ۱۲۰ نانوثانيه است. هر چه عدد بيان شده براي سرعت كم تر باشد حافظه سريع تر است. اين نوع حافظه ها از نظر سخت افزاري به گروه هاي زير تقسيم مي شوند:

 

انواع حافظه
حافظه SRAM حافظه اي با دستيابي تصادفي ايستا مي باشد كه در آغاز براي Cache استفاده مي شد. اين حافظه از چندين ترانزيستور براي هر يك از سلول هاي حافظه خود استفاده مي نمايد. اين نوع حافظه قادر نيست مانند DRAM اطلاعات را به طور پيوسته بازخواني نمايد. هر يك از سلول هاي حافظه مادامي كه منبع تأمين انرژي آنها فعال باشد داده هاي خود را ذخيره خواهد نمود. سرعت اين نوع حافظه ها بسيار بالا مي باشد.


* Caching نوعي تکنیک استفاده از حافظه است كه براي ذخيره اطلاعاتي كه داراي فركانس بازيابي بالا مي باشند استفاده مي شود.
چه ميزان حافظه مورد نياز است؟

ميزان حافظه مورد نياز بر اساس كاربردهاي متفاوت گوناگون مي باشد. براي استفاده از برنامه هاي خاص، نرم افزارهاي طراحي و انيميشن سه بعدي برنامه هاي سرگرم كننده و دستيابي به اينترنت هر يك نياز به حافظه خاصي دارد.

در واقع افزايش حافظه به نوع استفاده از رايانه مربوط مي گردد. به طور مثال سيستم عامل ويندوز ۹۵ و يا ۹۸ حداقل به ۳۲ مگابايت حافظه نياز دارد. سيستم عامل ويندوز ۲۰۰۰ حداقل به ۶۴ مگابايت، سيستم عامل لينوكس حداقل به ۴ مگابايت، سيستم عامل اپل به ۱۶ مگابايت و ويندوز XP به ۶۴ مگابايت حافظه نياز دارد.
 
انواع 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 ترانزيستور و 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 باقی بماند 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" (سنکرون با پالس های ساعت) بمنظور افزايش و بهبود کارائی استفاده می نمايد. بدين منظور زماني که سطر شامل داده مورد نظر باشد، به سرعت 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 شتاب 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.
 
نحوه نصب ماژولهای حافظه


در شکل های زیر انواع کارتهای حافظه و روش نصب ماژول ها و حافظه های مختلف به صورت کامل توضیح داده شده است. منظور از مازولها حافظه همان کارتهای حافظه است که در این شکل ها کارتهای ddr2 و SD RAM نشان داده شده. توجه داشته باشید که بعد از اتمام نصب برای خاطرجمع شدن از نصب کامل و اتصال مطمئن کارت حافظه را با دست مجددا فشار دهید. معمولا اگر کارت حافظه درست در جای خودش قرار بگیرد صدای تق میدهد

 

حافظه

حافظه با هدف ذخيره سازی اطلاعات (دائم، موقت)در کامپيوتر استفاده می گردد و انواع آن بسیار زیاد است. استفاده از حافظه صرفا" محدود به کامپيوترهای شخصی نبوده و در دستگاههای دیگری 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 نمايد، قطعا" سرعت عمليات پردازنده (با آن سرعت بالا) کند خواهد شد. درمورد حافظه مباحث مفصلی در سایت میکرورایانه انجام شده است به فهرست مقالات سایت میکرورایانه مراجعه کنید. از زماني که اطلاعات مورد نياز پردازنده در حافظه ذخيره گردد، سرعت عمليات پردازنده از نظر دستيابی به داده های مورد نياز بيشتر خواهد شد. از حافظه های متعددی بمنظور نگهداری موقت اطلاعات استفاده می شود.

زماني که در هارد دیسک 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 ثبات ها ذخيره می نمايد.

تمام عناصر سخت افزاری (پردازنده، هارد ديسک، حافظه و ...) و عناصر نرم افزاری (سيستم عامل و...) به صورت يک گروه عملياتی به کمک يکديگر وظايف محوله را انجام می دهند. بدون شک در اين گروه "حافظه" دارای جايگاهی خاص است. از زماني که کامپيوتر روشن تا زماني که 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 زماني که سيستم روشن است در حافظه ماندگار خواهند بود. در ادامه و زماني که 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 زماني که 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 خواهد شد.

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 در RAM 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. پردازنده های جديد و با 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 آنان مطلوب و قابل قبول نیست.

طراحان کامپيوتر به منظور 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 به عمل می آيد. ارزانترين حافظه متداول ، 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 به سادگی و به سرعت و بدون نگرانی از فضای فيزيکی حافظه RAM، از آنها استفاده نمود.

حافظه RAM سطح دستيابی بعدی در ساختار سلسله مراتبی حافظه است. اندازه بيت های قابل پردازش يک پردازنده نشان دهنده 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 داده 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 به تنهائی دارای سرعت مناسب برای هم زمان 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 ها 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.

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 توان بطور همزمان برای پردازنده ارسال کرد را مشخص می کند 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: 100 MHz 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 66 MHz به 100 MHz سرعت ارسال داده برای پردازنده سه برابر گرديد.

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 به کارگيری 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 سوئيچ بوده که امکان کنترل مدارات موجود بر روی تراشه حافظه را به منظور 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 الکترون ها 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 شده و سرعت حافظه کند گردد.

سلول های حافظه بر روی يک تراشه سيليکون و بصورت آرايه 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 وضعيت 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 انجام گیرد.

سلول های حافظه در صورتي که از روش هائی به منظور اخذ اطلاعات موجود در سلول ها استفاده ننمايند، به تنهائی 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.