محتوای دوره
بخش 1-5 -- CPU، انواع حافظه و اندازه حافظه‌ها
فهرست مطالب
فهرست مطالب
CPU - واحد مرکزی پردازشگر Central Processing Unit
CPU بیشتر به نام پردازشگر (Processor) معروف است. پردازشگر مغز رایانه شما است. هر کاری که شما روی رایانه‌تان انجام می‌دهید، توسط پردازشگر برنامه‌ریزی و مدیریت می‌شود. سرعت پردازشگرها با مگاهرتز یا گیگاهرتز اندازه‌گیری می‌شود و سرعت بیشتر پردازشگر یعنی کارآیی بیشتر رایانه. CPUها انواع مختلفی از حافظه در داخل خود دارند. این نوع حافظه معمولاً "Cache" یا "Cache 2 Level" نامیده می‌شوند. پردازشگر از حافظه Cache در محاسبات منطقی، به‌جای RAM استفاده می‌کند، چون این محاسبات در Cache بسیار سریع‌تر از دسترسی به RAM انجام می‌شوند.
CPU دستورالعمل‌هایی را اجرا می‌کند که به پردازشگر می‌گویند چه باید بکند. در این بین، واحد ریاضی منطقی هم عملیات ریاضی مثل جمع، تفریق، ضرب و تقسیم را انجام می‌دهد و هم بر اساس نتایج یک سری عملیات منطقی، تصمیم می‌گیرد. مثلاً اگر حاصل شرط A درست بود و نتیجه شرط B هم درست (true) بود، آنگاه شرط Z را انجام بده، یا اگر شرط A درست و شرط B غلط بود، آنگاه شرط Y را انجام بده و به همین ترتیب. وضعیت شرط A بر اساس یک رابطه ریاضی تعیین و بیان می‌شود و در آنجا تعدادی پارامتر باهم محاسبه می‌شوند تا نتیجه به دست آید. مثل حاصل عبارت /3(-50M (+) 5×J(. اگر مثلاً حاصل بزرگ‌تر یا مساوی با 500 بود، آنگاه شرط A درست است، پس اگر حاصل کوچک‌تر از 500 بود، شرط غلط است. وضعیت شرط B هم به طریق مشابهی و بر اساس روابط دیگری تعیین می‌شود. در هر مرحله از روند اتخاذ تصمیم، شرایط کنترل شده و روند ادامه کار بر این اساس تعیین می‌گردد. پردازشگر هزارها مورد از این عملیات را در پاره‌های کوتاهی از زمان انجام می‌دهد. پروسسورها تولیدکننده‌های مختلفی دارند که اصلی‌ترین آن‌ها AMD ،Intel و Cyrix هستند.
انواع حافظه
RAM چیست؟
Memory Access Random یا RAM، حافظه اصلی است که رایانه برای ذخیره اطلاعات استفاده می‌کند. وقتی هر کاری روی دستگاه در حال انجام است، اطلاعات آن برای استفاده‌های بعدی روی RAM نگهداری می‌شود و وقتی نیاز به آن نبود، از روی RAM حذف می‌شود.
ROM چیست؟
ROM مخفف Memory Only Read و حافظه فقط خواندنی است. این‌ها تراشه‌های الکترونیکی خاصی هستند که اطلاعات خاصی از قبل روی آن‌ها ضبط شده که قابل تغییر هم نمی‌باشد.
به‌طور خلاصه: RAM حافظه ناپایدار و متغیر است. قابل تغییر است و هرچه در RAM ذخیره شده باشد با خاموش شدن دستگاه، از بین خواهد رفت. ROM دائمی است. هر چه در ROM گذاشته شده باشد، هر بار که دستگاه روشن شود، همانجا خواهد بود.
BIOS چیست؟
BIOS سر حرف کلمات System Output/Input Basic است. این تراشه خاص در داخل هر رایانه وجود دارد و رایانه را قادر می‌سازد که شروع به کار کرده و سیستم‌عامل را راه‌اندازی کند. یک مثال خوب برای درک این مسئله، استارت خودروهاست که بدون آن موتور ماشین شروع به کار نخواهد کرد. در رایانه همین‌طور است. بدون BIOS رایانه شما کار نخواهد کرد. تراشه BIOS از نوع تراشه‌های ROM است و لذا محتویات آن قابل تغییر نیست.
BIOS Flash چیست؟
BIOS Flash عین نوع معمولی BIOS است فقط نوع خاصی از ROM است که قابل برنامه‌ریزی است و با استفاده از نرم‌افزار خاص، می‌توان آن را ارتقاء داد.
اشکال هزاره
تمام این مشکل مربوط به سال‌های دهه 1980 است که رایانه‌ها حافظه قابل توجهی، به اندازه‌ای که امروز دارند، نداشتند. لذا برای صرفه‌جویی در حافظه، 2 رقم از تاریخ برای حفظ انتخاب شد و این طرح هیچ‌گاه ارتقاء داده نشد. در آستانه سال 2000 میلادی، بیم آن رفت که مبادا تمام سیستم‌ها با برخورد به 00 برای تاریخ تصور کنند که به سال 1900 برگشته‌اند. لذا تولیدکنندگان BIOS و سیستم‌های عامل، فرآیندهای اصلاحی لازم را ایجاد و توزیع کردند.
Memory Video چیست؟
تمام تصاویری که بر صفحه نمایش می‌بینید باید در جایی ذخیره شوند و این نیازمند تخصیص حافظه خاصی برای ذخیره اجزاء گرافیکی است. این حافظه معمولاً روی کارت گرافیکی تعبیه و تأمین می‌شود.
اندازه حافظه‌ها
واحدهای اصلی ذخیره داده‌ها
این خیلی مهم است که توجه داشته باشید که لفظ رایانه دیجیتال به مفهوم آن است که رایانه در محیطی به نام دودویی (binary) کار می‌کند. دودویی (binary) شکلی از اعداد است که یا صفر است، یا یک، یا به عبارت دیگر یا روشن است یا خاموش. پس وقتی از ذخیره رایانه‌ای صحبت می‌شود، حال موضوع حافظه باشد یا ظرفیت هارد دیسک، آنچه در واقع ما از آن صحبت می‌کنیم، اعدادی هستند که ترکیبی و ترتیبی از صفر و یک‌ها هستند. یک بیت (bit) یک رقم تک در مبنای دو است و این کوچک‌ترین واحد ممکن برای اطلاعات است.
Bit) بیت)
تمام رایانه‌ها مبتنی بر اعداد در مبنای دو کار می‌کنند. یعنی آن‌ها اطلاعات را به مجموعه‌ای از یک‌ها و صفرها تبدیل می‌کنند. بعضی رایانه‌ها 32 بیتی هستند. یعنی می‌توانند در هر نوبت 32 بیت از اطلاعات را یک‌باره پردازش کنند.
Byte) بایت)
هر 8 بیت، یک بایت است.
Kilobyte) کیلوبایت)
یک کیلوبایت، از 1024 بایت تشکیل شده است.
Megabyte) مگابایت)
هر مگابایت، معادل 1024 کیلوبایت است.
Gigabyte) گیگابایت)
هر گیگابایت معادل 1024 مگابایت است.
ممکن است با لفظ ترابایت (byte Tera) هم برخورد کنید که تقریباً معادل 1000 میلیون byte یا 1000 گیگابایت است. همچنین واحد پتابایت هم وجود دارد که 1000 ترابایت است. رایانه‌هایی که به احجام در این حدود از ذخیره احتیاج داشته باشند احتمالاً در شرکت‌ها و مؤسسات خیلی بزرگ، مثل بانک‌ها یا شرکت‌های بزرگ بیمه، به کار می‌روند.
برای اینکه ایده‌ای از این اعداد داشته باشید، خوب است آن‌ها را به فایل‌ها و پوشه‌ها مرتبط کنیم. مثلاً یک صفحه متن در نرم‌افزار Word که حدود 650 لغت دارد، را در نظر بگیرید. برای سهولت فرض می‌کنیم حجم فایل این متن تقریباً 500 کیلوبایت باشد. اگر 20 فایل از این شکل را در یک پوشه قرار دهید، حجم پوشه در حدود 1 مگابایت می‌شود که در حدود 20 صفحه متن خواهد بود. یک گیگابایت فضا، 1024 پوشه مشابه این پوشه را در خود جای می‌دهد که معادل 20,480 صفحه متن خواهد بود و به همین ترتیب یک ترابایت بیش از 1000 برابر این، که بیش از 20.5 میلیون صفحه خواهد بود، را در خود جای خواهد داد.