انجام پایان نامه

درخواست همکاری انجام پایان نامه  بانک مقالات رایگان انجام پایان نامه

سفارش پایان نامه

|

انجام پایان نامه ارشد

 پایان نامه 

پایان نامه‏ کامپیوتر

انجام پایان نامه‏ ارشد کامپیوتر

انواع حافظه :
حافظه هاي اصلي به کاربرده شده در اجزاء و مدارات سيستم هاي کامپيوتري دو نوع اصلي را شامل
 مي شوند:
1. حافظه با قابليت دسترسي تصادفي Read Write Memory (RWM)
2.حافظه فقط خواندني Read Only Memory (ROM)
1. RWM : تا زماني که جريان هاي الکترونيکي از اين حافظه گذر کند قادر به ذخيره سازي اطلاعات مي باشد . حافظه RAM شناخته ترين نوع حافظه در دنياي کامپيوتر است. روش دستيابي به اين نوع از حافظه ها تصادفي است . چون مي توان به هر سلول حافظه مستقيماً دستيابي پيدا کرد . در مقابل حافظه هاي RAMحافظه هاي SAM (Serial Access Memory) وجود دارند. حافظه هاي SAM اطلاعات را در مجموعه اي از سلول هاي حافظه ذخيره و صرفاً امکان دستيابي به آنها بصورت ترتيبي وجود خواهد داشت. (نظير نوار کاست) در صورتيکه داده مورد نظر در محل جاري نباشد هر يك از سلول هاي حافظه به ترتيب بررسي شده تا داده مورد نظر پيدا گردد. حافظه هاي SAM در موارديکه پردازش داده ها الزاماً بصورت ترتيبي خواهد بود مفيد مي باشند ( نظير حافظه موجود بر روي کارت هاي گرافيک.) داده هاي ذخيره شده در حافظه RAM با هر اولويت دلخواه قابل دستيابي خواهند بود.

مباني حافظه هاي RAM
حافظه RAM يک تراشه مدار مجتمع (IC) بوده که از ميليون‌ها ترانزيستور و خازن تشکيل شده است. در اغلب حافظه‌ها با استفاده و بکارگيري يک خازن و يک ترانزيستور مي‌توان يک سلول را ايجاد کرد. سلول فوق قادر به نگهداري يک بيت داده خواهد بود. خازن اطلاعات مربوط به بيت را که يک و يا صفر است، در خود نگهداري خواهد کرد. عملکرد ترانزيستور مشابه يک سوييچ بوده که امکان کنترل مدارات موجود بر روي تراشه حافظه را بمنظور خواندن مقدار ذخيره شده در خازن و يا تغيير وضعيت مربوط به آن، فراهم مي نمايد. خازن مشابه يک ظرف (سطل) بوده که قادر به نگهداري الکترون‌ها است. بمنظور ذخيره سازي مقدار "يک" در حافظه، ظرف فوق مي‌بايست از الکترونها پر گردد. براي ذخيره سازي مقدار "صفر"، مي بايست ظرف فوق خالي گردد. مساله مهم در رابطه با خازن، نَشت اطلاعات است (وجود سوراخ در ظرف) بدين ترتيب پس از گذشت چندين ميلي‌ثانيه يک ظرف مملو از الکترون تخليه مي گردد. بنابراين بمنظور اينکه حافظه بصورت پويا اطلاعات خود را نگهداري نمايد , مي بايست پردازنده و يا "کنترل کننده حافظه" قبل از تخليه شدن خازن، مکلف به شارژ مجدد آن بمنظور نگهداري مقدار"يك" باشند. بدين منظور کنترل کننده حافظه اطلاعات , حافظه را خوانده و مجدداً اطلاعات را بازنويسي مي نمايد. عمليات فوق (Refresh) هزاران مرتبه در يک ثانيه تکرار خواهد شد. براي Refresh كردن RAM از چيپDAM(Direct Memory Access)  استفاده ميشود. علت نامگذاري DRAM بدين دليل است که اين نوع حافظه ها مجبور به بازخواني اطلاعات بصورت پويا خواهند بود. فرآيند تکراري" بازخواني / بازنويسي اطلاعات" در اين نوع حافظه ها باعث مي شود که زمان تلف شده و سرعت حافظه کند گردد. سلول هاي حافظه بر روي يک تراشه سيليکون و بصورت آرايه اي مشتمل از ستون ها (خطوط بيت) و سطرها (خطوط کلمات) تشکيل مي گردند. نقطه تلاقي يک سطر و ستون بيانگر آدرس سلول حافظه است.
حافظه هاي 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 وضعيتي خواهند شد که خازن مي بايست به آن وضعيت تبديل گردد. در زمان خواندن Sense-amplifier ، سطح شارژ موجود در خازن را اندازه گيري مي نمايد. در صورتيکه سطح فوق بيش از پنجاه درصد باشد مقدار "يک" خوانده شده و در غير اينصورت مقدار "صفر" خوانده خواهد شد. مدت زمان انجام عمليات فوق بسيار کوتاه بوده و بر حسب نانوثانيه ( يک ميلياردم ثانيه ) اندازه گيري ميشود. تراشه حافظه اي که داراي سرعت 70 نانوثانيه است ، 70 نانو ثانيه طول خواهد کشيد تا عمليات خواندن و بازنويسي هر سلول را انجام دهد. سلول هاي حافظه در صورتيکه از روش هايي بمنظور اخذ اطلاعات موجود در سلول ها استفاده ننمايند، بتنهايي فاقد ارزش خواهند بود. بنابراين لازم است سلول هاي حافظه داراي يک زيرساخت کامل حمايتي 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 )                        نگهداري وضعيت بازخواني و باز نويسي داده ها ( شمارنده )                                               خواندن و برگرداندن سيگنال از يک سلول                                         ( Sense amplifier)اعلام خبر به يک سلول که مي بايست شارژ گردد و يا ضرورتي به شارژ وجود ندارد(WRITE ENABEL)
ساير عمليات مربوط به كنترل کننده حافظهً شامل مواردي نظير : مشخص نمودن نوع سرعت ، ميزان حافظه و بررسي خطاء است .                                                                                          حافظه هاي SRAM داراي يک تکنولوژي کاملاً متفاوت مي باشند. در اين نوع از حافظه ها از فليپ فلاپ براي ذخيره سازي هر بيت حافظه استفاده مي گردد. يک فليپ فلاپ براي يک سلول حافظه، از4 تا 6 ترانزيستور استفاده مي کند . حافظه هاي SRAM نيازمند بازخواني / بازنويسي اطلاعات نخواهند بود، بنابراين سرعت اين نوع از حافظه ها بمراتب از حافظه هاي DRAM بيشتر است .با توجه به اينکه حافظه هاي SRAM از بخش هاي متعددي تشکيل مي گردد، فضاي استفاده شده آنها بر روي يک تراشه بمراتب بيشتر از يک سلول حافظه از نوع DRAM خواهد بود. در چنين مواردي ميزان حافظه بر روي يک تراشه کاهش پيدا کرده و همين امر مي تواند باعث افزايش قيمت اين نوع از حافظه ها گردد. بنابراين حافظه هاي SRAM سريع و گران و حافظه هاي DRAM ارزان و کند مي باشند . با توجه به موضوع فوق ، از حافظه هاي SRAM بمنظور افزايش سرعت پردازنده ( استفاده ازCache) و از حافظه هاي DRAM براي فضاي حافظه RAM در کامپيوتر استفاده مي گردد.

ماژول هاي حافظه
تراشه هاي حافظه در کامپيوترهاي شخصي در آغاز از يک پيکربندي مبتني بر Pin با نام
DIP(Dual line Package) استفاده مي کردند. اين پيکربندي مبتني بر پين، مي توانست لحيم کاري درون حفره هايي برروي برداصلي کامپيوتر و يا اتصال به يک سوکت بوده که خود به برد اصلي لحيم شده است .همزمان با افزايش حافظه ، تعداد تراشه هاي مورد نياز، فضاي زيادي از برد اصلي را اشغال مي کردند.از روش فوق تا زمانيکه ميزان حافظه حداکثر دو مگابايت بود ، استقاده مي گرديد.
راه حل مشکل فوق، استقرار تراشه هاي حافظه بهمراه تمام عناصر و اجزاي حمايتي در يک برد مدار چاپي مجزا (Printed Circut Board) بود. برد فوق در ادامه با استفاده از يک نوع خاص از کانکتور ( بانک حافظه ) به برد اصلي متصل مي گرديد. اين نوع تراشه ها اغلب از يک پيکربندي pin با نام       SOJ(Small Outline J-lead) استفاده مي کردند . برخي از توليدکنندگان ديگر که تعداد آنها اندک است از پيکربندي ديگري با نام TSOP (Thin Small Outline Package ) استفاده مي نمايند. تفاوت اساسي بين اين نوع پين هاي جديد و پيکربندي DIP اوليه در اين است که تراشه هاي SOJ و TSOP بصورت surface-mounted در PCB هستند. به عبارت ديگر پين ها مستقيماً به سطح برد لحيم خواهند شد . ( نه داخل حفره ها و يا سوکت ) .تراشه‌هاي حافظه از طريق کارتهايي که "ماژول" ناميده مي شوند قابل دستيابي و استفاده مي باشند. شايد تاکنون با مشخصات يک سيستم که ميزان حافظه خود را بصورت 32 * 8 , يا 16 * 4 اعلام مي نمايد، برخورده کرده باشيد. اعداد فوق تعداد تراشه‌ها ضربدر ظرفيت هر يک از تراشه‌ها را که بر حسب مگابيت اندازه گيري مي‌گردند، نشان مي دهد. بمنظور محاسبه ظرفيت، مي توان با تقسيم نمودن آن بر هشت ميزان مگابايت را بر روي هر ماژول مشخص کرد. مثلاً يک ماژول
32 * 4، بدين معني است که ماژول داراي چهار تراشه 32 مگابيتي است. با ضرب 4 در 32 عدد 128 (مگابيت) بدست مي آيد. اگر عدد فوق را بر هشت تقسيم نماييم به ظرفيت 16 مگابايت خواهيم رسيد.نوع برد و کانکتور استفاده شده در حافظه هاي RAM ,طي پنج سال اخير تفاوت کرده است. نمونه‌هاي اوليه اغلب بصورت اختصاصي توليد مي گرديدند. توليد کنندگان متفاوت کامپيوتر بردهاي حافظه را بگونه‌اي طراحي مي‌کردند که صرفاً امکان استفاده از آنان در سيستم هاي خاصي وجود داشت. در ادامه
SIMM (Single in-line memory) مطرح گرديد. اين نوع از بردهاي 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 مي‌بايست بردهاي SIMM بصورت زوج هايي که داراي ظرفيت و سرعت يکسان باشند، استفاده گردد. علت اين است که پهناي گذرگاه داده بيشتر از يک SIMM است. مثلاً از دو SIMM هشت مگابايتي براي داشتن 16 مگابايت حافظه بر روي سيستم استفاده مي‌گردد. هر SIMM قادر به ارسال هشت بيت داده در هر لحظه خواهد بود با توجه به اين موضوع که گذرگاه داده شانزده بيتي است از نصف پهناي باند استفاده شده و اين امر منطقي بنظر نمي آيد. در ادامه بردهاي SIMM بزرگتر شده و داراي ابعاد (11 سانتيمتر در 2/5 سانتيمتر) شدند و از 72 پين براي افزايش پهناي باند و امکان افزايش حافظه تا ميزان 256 مگابايت بدست آمد.
                                                                                                                                                                      

بموازات افزايش سرعت و ظرفيت پهناي باند پردازنده‌ها، توليدکنندگان از استاندارد جديد ديگري با نام DIMM(Dual In-line Memory Module ) حافظه داراي 168 پين و ابعاد 1 * 5/4 اينچ (تقريباً 14 سانتيمتر در 2/5 سانتيمتر) بودند. ظرفيت بردهاي فوق در هر ماژول از هشت تا 128 مگابايت را شامل و مي توان آنها را بصورت تک (زوج الزامي نيست) استفاده کرد. اغلب ماژول‌هاي حافظه با 3/3 ولت کار مي‌کنند. در سيستم هاي مکينتاش از 5 ولت استفاده مي‌نمايند. يک استاندارد جديد ديگر با نام  RIMM(Rambuse In-line Memory Module) از نظر اندازه و پين با DIMM قابل مقايسه است ولي بردهاي فوق ، از يک نوع خاص گذرگاه داده حافظه براي افزايش سرعت استفاده مي نمايند.
 
اغلب بردهاي حافظه در کامپيوترهاي دستي (NOTEBOOK) از ماژول هاي حافظه کاملاً اختصاصي استفاده مي نمايند ولي برخي از توليدکنندگان حافظه از استاندارد
 (Small Outline Dual In-line Memory Module) SODIMM استفاده مي نمايند. بردهاي حافظه SODIMM داراي ابعاد 1* 2 اينچ ( 5 سانتيمنتر در 5/2 سانتيمنتر ) بوده و از 144 پين استفاده مي نمايند. ظرفيت اين نوع بردها ي حافظه در هر ماژول از 16 مگابايت تا 256 مگابايت مي تواند باشد.
 

بررسي خطاء
اکثر حافظه هايي که امروزه در کامپيوتر استفاده مي گردند داراي ضريب اعتماد بالايي مي باشند.در اکثر سيستم ها ،"کنترل کننده حافظه " درزمان روشن کردن سيستم عمليات بررسي صحت عملکرد حافظه را انجام مي دهد. تراشه هاي حافظه با استفاده از روشي با نام Parity ، عمليات بررسي خطاء را انجام مي دهند. تراشه هاي Parity داراي يک بيت اضافه براي هشت بيت داده مي باشند.روشي که Parity بر اساس آن کار مي کند بسيار ساده است . در ابتداParity زوج بررسي مي گردد. زمانيکه هشت بيت ( يک بايت) داده يي را دريافت مي دارند، تراشه تعداد يک هاي موجود در آن را محاسبه مي نمايد.در صورتيکه تعداد يک هاي موجود فرد باشد مقدار بيت Parity يک خواهد شد. در صورتيکه تعداد يک هاي موجود زوج باشد مقدار بيت parity صفر خواهد شد. زمانيکه داده از بيت هاي مورد نظر خوانده مي شود ، مجدداً تعداد يک هاي موجود محاسبه و با بيت parity مقايسه مي گردد.درصورتيکه مجموع فرد و بيت Parity مقدار يک باشد داده مورد نظر درست بوده و براي پردازنده ارسال مي 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 مي شود. parity  فرد نيز به همين روش کار مي کند در روش فوق زماني بيت parity يک خواهد شد که تعداد يک هاي موجود در بايت زوج باشد.
مساله 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 مجدداً سعي خود را انجام خواهد داد. کامپيوترها نيازمند يک سطح بالاتر براي برخورد با خطاء مي باشند.برخي از سيستم ها از روشي با نام به (Error Correction Code) ECC ستفاده مي نمايند. در روش فوق از بيت هاي اضافه براي کنترل داده در هر يک از بايت ها استفاده مي گردد. اختلاف روش فوق با روش Parity در اين است که از چندين بيت براي بررسي خطاء استفاده مي گردد. ( تعداد بيت هاي استفاده شده بستگي به پهناي گذرگاه دارد ) حافظه هاي مبتني بر روش فوق با استفاده از الگوريتم مورد نظر نه تنها قادر به تشخيص خطا بوده بلکه امکان تصحيح خطاهاي بوجود آمده نيز فراهم مي گردد. ECCهمچنين قادر به تشخيص خطاها در مواردي است که يک يا چندين بيت در يک بايت با مشکل مواجه گردند .

انواع حافظه RAM
Static RAM (SRAM) : اين حافظه از ٤ يا ٦ ترانزيستور در هر سلول ذخيره سازي استفاده مي کند به همين خاطر سرعت بالاتري دارند و قيمت آنها نيز بسيار بالا مي باشد . اين نوع RAM به عنوان حافظه نهانگاه (cache) در داخل پردازنده ها استفاده مي شود . حافظه هاي SRAM داراي يک تکنولوژي کاملاً متفاوت مي باشند. در اين نوع از حافظه ها از فليپ فلاپ براي ذخيره سازي هر بيت حافظه استفاده مي گردد. يک فليپ فلاپ براي يک سلول حافظه، از چهار تا شش ترانزيستور استفاده مي کند . حافظه هاي SRAM نيازمند بازخواني / بازنويسي اطلاعات نخواهند بود، بنابراين سرعت اين نوع از حافظه ها بمراتب از حافظه هاي DRAM بيشتر است .با توجه به اينکه حافظه هاي SRAM از بخش هاي متعددي تشکيل مي گردد، فضاي استفاده شده آنها بر روي يک تراشه بمراتب بيشتر از يک سلول حافظه از نوع DRAMخواهد بود. در چنين مواردي ميزان حافظه بر روي يک تراشه کاهش پيدا کرده و همين امر ميتواند باعث افزايش قيمت اين نوع از حافظه ها گردد. بنابراين حافظه هاي SRAM سريع و گران و حافظه هاي DRAM  ارزان و کند مي باشند . با توجه به موضوع فوق ، از حافظه هاي SRAM بمنظور افزايش سرعت پردازنده  استفاده از Cache و از حافظه هاي DRAM براي فضاي حافظه RAM در کامپيوتر استفاده مي گردد.
Dynamic RAM (DRAM) : اين حافظه در هر سلول از يک زوج ترانزيستور و خازن استفاده مي کند . RAM هاي موجود در بازار که روي رايانه هاي شخصي استفاده مي شوند از اين نوع مي باشند . اين حافظه در دو نوع SIMM و DIMM ساخته شده است .
Single Inline Memory Module (SIMM) : شامل انواع  FPM – EDO – BEDO مي باشد و در دو نوع 30 و 72 پين ساخته مي شدند . اين سري از حافظه هاي غير همزمان چند سالي است که از چرخه سيستم هاي کامپيوتري خارج شده اند .                                                         Dual Inline Memory Module (DIMM) : دو نوع SD و DDR آن کماکان روي بيشتر سيستم هاي کامپيوتري موجود مي باشد . اين سري حافظه ها داراي سرعت هاي مختلفي مي باشند .

کد شناسايي حافظه    سرعت گذرگاه
PC 200    200
PC 266    266
PC 2700    333
PC 3200    400

(Synchronous Dynamic Random Access Memory) SDRAM :از ويژگي "حالت پيوسته" بمنظور افزايش و بهبود کارائي استفاده مي 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 داراي سرعتي معادل پنج برابر سرعت حافظه هاي EDO بوده و امروزه در اکثر کامپيوترها استفاده مي گردد.حداکثر سرعت ارسال داده به L2 cache معادل 528 مگابايت در ثانيه است.

:DDR
امروزه اکثر مادربردها از حافظه هايDouble Date Rate) )SDRAM DDR استفاده مي نمايند . البته هنوز مادر بردهايي نيز وجود دارد که از RDRAM يا RAMBUS استفاده مي نمايند. ( تعداد اين نوع از مادربردها اندک است) حافظه هاي DDR داراي سرعت هاي مختلفي بوده و پيشنهاد مي شود که سريعترين نوعي را که مادربرد حمايت مي نمايد ، انتخاب گردد . توليد کنندگان مادربرد ،حافظه هاي DDR را بر اساس  سرعت Clock و يا پهناي باند تقسيم مي نمايند . سرعت اين نوع از حافظه ها ( DDR ) به ترتيب  از کندترين  به سريعترين نوع ،  بصورت زير مي باشد :
DDR200 ( aka PC1600)  , DDR266 ( PC2100) , DDR333(PC2700) DDR400(PC3200)
بردهايي كه از RDRAM استفاده مي نمايند  داراي Chip set   اينتل 850 يا 850E مي باشند. اين نوع  از حافظه ها ( RDRAM ) مي بايست بمنظور افزايش کارآيي ، بصورت زوج بر روي مادربرد استفاده شده و اسلات هاي  خالي توسط  CRIMM تکميل ( پر) گردند.حافظه ها ي RDRAM، قادر به تامين پهناي باند بالاي مورد نياز برنامه هايي با حجم عمليات سنگين  در ارتباط با حافظه، مي باشند.( برنامه هاي ويرايش فيلم هاي ويديويي و يا بازيهاي سه بعدي گرافيکي) . قيمت حافظه هاي RDRAM نسبت به حافظه هاي DDR دو برابر است .حافظه هاي RDRAM در حال حاضر با دو سرعت متفاوت ارايه مي گردند :  PC800 و PC1066 .  در صورت انتخاب  پردازنده اي از نوع  P4  که بر روي BUS با سرعت 533 مگاهرتز اجراء مي گردد، سرعت بيشتر پردازنده معيار اصلي انتخاب قرار گيرد . در زمان انتخاب حافظه ، مي بايست تعداد سوکت هاي DIMM و RIMM موجود بر روي مادربرد بهمراه حداکثر حافظه قابل نصب بر روي آن دقيقاً بررسي گردد.
دو تفاوت عمده SD, DDR اين است كه :
1-DRAM نياز به Refresh شدن دارد (به خاطر وجود خازن , زيرا خازن بعد از مدتي تخليه شده و نياز به شارژ شدن دارد.ولي SR نياز به Refresh كردن ندارد.
2-در SD فقط فقط از يكي از لبه ها استفاده ميشود (يا بالا رونده و يا پايين رونده) در حالي كه در DDR هم از لبه پايين رونده استفاده ميشود و هم از لبه بالا رونده.

:DDR 2
اكنون با گذشت بيش از 5 سال از ارايه تكنولوژي DDR اين بار نوبت DDR 2 است. اين تكنولوژي در سال 2004 ارايه شده سرعت انتقال را در فركانس ثابت ( نسبت به DDR معمولي) 2 برابر كرده است.
سه مشخصه اصلي DDR2 عبارتند از : سرعت بيشتر –پهناي باند بيشتر –توان مصرفي كمتر
پهناي باند رم هاي DDR2 دو برابر رم هاي DDR است.








انجام پایان نامه

انجام پایان نامه کامپیوتر، انجام پایان نامه ارشد کامپیوتر، انجام پایان نامه، پایان نامه

برای دیدن ادامه مطلب از لینک زیر استفاده نمایید

 دانلود مقاله | انجام پایان نامه

سفارش پایان نامه

نقشه