RAM اچ پی
RAM اچ پی چیست و چگونه کار میکند؟
آبان ۱۶, ۱۳۹۲ امیررضا نصیری 94,346 بازدیدRAM, RAM اچ پیچیست, حافظه اصلی, حافظه تصادفی, حافظه غیر ترتیبی, حافظه موقتی, رمRAM اچ پیرم چگونه کار میکند, رم چیست, نحوه
بد→ 1 vote, average: 5�00 out of 51 voRAM اچ پی
RAM اچ پی(حافظه دسترسی تصادفی) یکی از انواع حافظه‌های اصلی است که وظیفه حفظ داده‌ها به صورت موقت را دارد. یکی از وظایف اصلی RAM اچ پی AM واسطه گری بین Hard Drive Disk و CPU است. در ادامه با ما باشید تا به صورت خلاصه با RAM اچ پی و نحوه کار آن آشنا شوید.
کلمه RAM اچ پیبه چه معناست؟
کلمه RAM اچ پی(رم) مخفف عبارت Random Access Memory به معنای "حافظه دسترسی تصادفی" یا "حافظه با دسترسی تصادفی" است. این قطعه با نام‌های زیر نیز شناخته می‌شود:
Memory (حافظه RAM اچ پی)
Non-sequential Memory (حافظه غیر ترتیبی)
Randomly Memory (حافظه تصادفی)
Main Memory (حافظه اصلی) RAM اچ پی
RWM (حافظه خواندنی و نوشتنی)
Working Memory (حافظه خواندنی)
RAM اچ پی چیست؟
RAM اچ پی یک حافظه قابل خواندن و نوشتن است که بر پایه طراحی فلش (Flash) RAM اچ پی ساخته شده و وظیفه اصلی آن حفظ داده‌ها به صورت موقت برای پردازش در CPU است. رم داده‌ها را در خازن‌های موجود در RAM اچ پی حافظه خود ذخیره میکند. از این رو به دلیل ماهیت خازن‌ها، درصورت قطع برق انرژی خود را به سرعت از دست می‌دهند. همچنین خازن‌ها به دلیل این که میل به دشارژ شدن دارند، کنترلر حافظه به صورت انرژی آن‌ها را ریشارژ میکند. شارژ بودن خازن به معنای بیت منطقی ۱ و شارژ نبودن آن به معنای بیت ۰ است.
هسته سیستم RAM اچ پیعامل و برنامه‌های موجود در سیستم‌عامل‌ها، ابتدا بر روی این حافظه موقتی قرار می‌گیرند سپس برای پردازش به نوبه به CPU ارسال می‌شوند. زمانی که اتصال رم با منبع تغذیه قطع می‌شود یا برق مورد نیاز را دریافت نکند (مانند زمانی که کامپیوتر خود را خاموش می‌کنید)،RAM اچ پی این ماژول تمامی اطلاعات خود را از دست می‌دهد و به اصطلاح ریست RAM اچ پی(Reset) می‌شود و کل فضای حافظه آن پاک می‌شود.
RAM اچ پیچه وظیفه‌ای بر عهده دارد؟
همانطور که گفته شد، وظیفه رم حفظ داده‌ها به صورت موقت است. سیستم‌عامل در هنگام بوت شدن RAM اچ پی(Boot) و همه برنامه‌ها و اجزای آن (مانند متغیرهای برنامه و...) که اجرا می‌شوند، ابتدا بر روی این حافظه موقتی ذخیره می‌شوند تا به سرعت برای پردازش در دسترسی RAM اچ پیCPU قرار بگیرند؛ چون سرعت RAM اچ پی بسیار بیشتر از سرعت حافظه‌های RAM اچ پیجانبی مثل هارد دیسک است و بنابراین CPU می‌تواند به سرعت دستورات را دریافت کرده و پردازش کند. تقریبا تمامی عملیات برنامه‌ها و دستوراتی که قرار است از طریق CPU پردازش شوند در RAM اچ پیمنتظر می‌مانند. با اتمام فرایند پردازش یک دستور، دستوری که در صف انتظار RAM اچ پیقرار دارد، به CPU داده می‌شود تا مورد پردازش قرار گیرد.RAM اچ پی
رم RAM اچ پی
معمولاً پردازنده ها دارای سرعت پردازش بالایی هستند در صورتی که حافظه‌های جانبی بر خلاف آن سرعت RAM اچ پیذخیره کمتری دارند و کند هستند. بنابراین RAM اچ پیدر بین این دو ماژول (حافظه جانبی و پردازنده) قرار می‌گیرد. فرض کنید زمانی کRAM اچ پیه یک خروجی برای ذخیره شدن از طرف CPU به حافظه جانبی ارسال می‌شود، پس از مدت بسیار کوتاهی، خروجی دیگری نیز برای ذخیره شدن ارسال می‌شود. درحالی که حافظه جانبی هنوز پروسه ذخیره سازی ورودی اول را تمام نکرده، ورودی دیگری از طرف RAM اچ پیCPU دریافت میکند. حال اینجاست که RAM اچ پیبا قرار گرفتن بین این دو، میان پردازنده و هارد دیسک یک تعامل ایجاد میکند.
خروجی‌هایی که از RAM اچ پی طرف پردازنده به حافظه جانبی (در این مثال: هارد دیسک) ارسال می‌شوند، یکی یکی در RAM اچ پی ذخیره می‌شوند سپس به ترتیب به هارد دیسک ارسال می‌شوند. زمانی که هارد دیسک RAM اچ پی مقدار ورودی اول را ذخیره کرد از حافظه موقتی مقادیر بعدی را درخواست میکند.
رم RAM اچ پی
بنابراین RAM اچ پیبا این دو وظیفه مهم، به عنوان یک واسطه‌‌ی دو طرفه بین RAM اچ پی هارد دیسک و پردازنده قرار گرفته است.
رم RAM اچ پی
نکته: وظیفه RAM اچ پی فقط به حفظ تعادل میان هارد دیسک و سی پی یو ختم نمی‌شود. RAM اچ پی این ماژول بین سایر سخت افزارها نظیر کارت‌های گرافیک نیز این تعادل را به وجود می‌آورد برای مثال، کارت‌های گرافیک می‌توانند از رم نیز به عنوان حافظه موقتی خود استفاده کنند. رم به صورت کلی یک حافظه موقتی برای کلیه سخت افزارهاست. برای مثال RAM اچ پی به عنوان میزکار پردازنده در مقیاس بزرگتر RAM اچ پی نیز استفاده می‌شود.
چرا این قطعه "حافظه با دسترسی تصادفی" نام دارد؟
دلیل اینکه اسم RAM اچ پییا Random Access Memory به معنی "حافظه دسترسی تصادفی" را روی این قطعهRAM اچ پی گذاشته اند این است که در RAM برخلاف بسیاری از حافظه‌های دیگر، هر داده بدون در نظر گرفتن ترتیب فضاهای حافظه، می‌تواند بر روی فضاهای موجود در RAM اچ پیقرار بگیرد. این بدان معنی است که در هر لحظه و در هر زمان میتوان بصورت مستقیم به فضاهای حافظه RAM بدون در نظر گرفتن ترتیب دسترسی داشت. شاید عبارت "دسترسی تصادفی" بRAM اچ پیرای این قطعه کاربران رRAM اچ پیا دچار مشکل و سردرگمی کند. اسم دیگری که میتوان بر روی این قطعه گذاشت عبارت "دسترسی غیر ترتیبی" است.
نحوه نوشتن در حافظه‌های ترتیبیRAM اچ پی
در اغلب انواع حافظه‌ها نحوه قرار گیری داده‌ها در فضاهای حافظه‌ی مربوط، به طور زیر است:
رم RAM اچ پی
نحوه نوشتن در حافظه‌های ترتیبی
همان گونه که در تصویر بالا می‌بینید، داده شماره ۱ در فضای شماره ۵ ذخیره می‌شود RAM اچ پی (چون قبلاً فضاهای ۱ تا ۴ در حافظه پر شده اند؛ بنابراین داده‌های جدید در RAM اچ پیفضاهای ترتیبی دیگر ذخیره می‌شوند) و داده شماره ۲ در فضای شماره ۶ و داده شماره ۳ در فضای شماره ۷ و ... ذخیره می‌شوند. همانطور که می‌بینید، داده‌ها به صورت ترتیبی ذخیره می‌شوند.
خواندن در حافظه‌های ترتیبیRAM اچ پی
فرض کنید که RAM اچ پیحافظه قصد دارد تا مقدار موجود در فضای ششم را بدست بیاورد:
رم RAM اچ پی
نحوه خواندن در حافظه‌های ترتیبی
همانطور که می‌بینید، RAM اچ پی برای اینکه واحد تنظیم کننده حافظه بتواند مقدار موجود در فضای RAM اچ پیشماره ششم را بدست بیاورد، یکی یکی فضاهای حافظه RAM اچ پی را پشت سر می‌گذارد تا در نهایت به فضای مورد نظر برسد.RAM اچ پی
این عملیات که به صورت خواندن و نوشتنِ ترتیبی است، سرعت این نوع حافظه‌ها را به شدت کم میکند چون واحد تنظیم کننده‌ی حافظه باید برای بدست آوردن مقدار موجود در یک فضا، تمامی فضاهای پشت سر آن را یکی یکی بپیماید تا به فضای مورد نظر برسد.
نحوه نوشتن در حافظه‌های غیر ترتیبی (مثل RAM اچ پی)
اما این فرایند در حافظه‌های غیر ترتیبی مانند RAM اچ پی، اینگونه نیست. حافظه RAM اچ پیمی‌تواند داده‌ها را در هر فضایی که به آن دستور داده شده است، ذخیره کند:
رم RAM اچ پی
نحوه نوشتن در حافظه‌های غیرترتیبی مانند RAM اچ پی
همانطور که می‌بینید، داده‌ها بر خلاف دیگر حافظه‌ها به صورت ترتیبی در فضاهای حافظه قرار نگرفته اند بلکه طبق تصمیم واحد کنترل کننده‌ی RAM اچ پیو دستوری که به آن داده می‌شود (توسط باس‌های داده و آدرس)، در فضاهایی که ممکن است غیر ترتیبی باشند، ذخیره می‌شوند.
نحوه خواندن در حافظه‌های غیر ترتیبی (مثل RAM اچ پی)
فرض کنید که حافظه قصد دارد مقدار موجود در فضای چهارم را بدست بیاورد
رم RAM اچ پی
نحوه خواندن در حافظه‌های غیرترتیبی مانند RAM اچ پی
همانطور که می‌بینید، RAM اچ پیبرخلاف سایر حافظه‌ها، به صورت مستقیم به فضای مورد نظر دسترسی دارد و این باعث افزایش سرعت فوق العاده در فرایند خواندن و نوشتن بر روی حافظه می‌گردد.
برخی از تولید کنندگان RAM اچ پی
در لیست زیر برخی از معروفترین تولید کنندگان RAM اچ پیقرار گرفته اند:
CorsairRAM اچ پی
Samsung
MicronRAM اچ پی
KingstonRAM اچ پی
KingmaxRAM اچ پی
