آموزش مبانی کامپیوتر - حافظه

حافظه مانند مغز انسان است. برای ذخیره داده و دستورالعمل‌ها به کار می‌رود. حافظه کامپیوتر فضای ذخیره‌سازی در کامپیوتر است که داده‌ها در آن پردازش می‌شوند و دستورالعمل‌های لازم برای پردازش در آن ذخیره می‌شوند. حافظه به تعداد زیادی سلول کوچک تقسیم می‌شود. هر مکان یا سلول دارای آدرس منحصر به فردی است که از صفر تا اندازه حافظه منهای یک متغیر است. به عنوان مثال، اگر کامپیوتر 64k واژه داشته باشد، این واحد حافظه دارای ۶۴ * ۱۰۲۴ = ۶۵۵۳۶ مکان حافظه است. آدرس این مکان‌ها از ۰ تا ۶۵۵۳۵ است.

حافظه اصلی به سه نوع است:

• حافظه کش (Cache Memory)
• حافظه اصلی/اصلی (Primary Memory/Main Memory)
• حافظه ثانویه (Secondary Memory)

حافظه کش (Cache Memory)

حافظه کش (Cache Memory) حافظه نیمه‌رسانای بسیار سریع است که می‌تواند پردازنده را سریع‌تر کند. این به عنوان یک بافر بین پردازنده و حافظه اصلی عمل می‌کند. این برای نگه‌داشتن آن بخش‌های داده و برنامه که بیشترین استفاده را توسط پردازنده دارند استفاده می‌شود. بخش‌های داده و برنامه از دیسک به حافظه کش توسط سیستم عامل منتقل می‌شوند، از جایی که پردازنده می‌تواند به آنها دسترسی داشته باشد.

مزایا

مزایای حافظه کش به شرح زیر است:

• حافظه کش از حافظه اصلی سریع‌تر است.
• مصرف زمان دسترسی آن نسبت به حافظه اصلی کمتر است.
• برنامه‌ای که می‌تواند در مدت زمان کوتاهی اجرا شود در آن ذخیره می‌شود.
• داده برای استفاده موقت ذخیره می‌شود.

معایب

معایب حافظه کش به شرح زیر است:

• حافظه کش ظرفیت محدودی دارد.
• بسیار گران است.

حافظه اصلی (Primary Memory/Main Memory)

حافظه‌ی اصلی (Main Memory) فقط داده و دستوراتی را که کامپیوتر در حال حاضر بر روی آن‌ها کار می‌کند نگه می‌دارد. ظرفیت آن محدود است و داده‌ها هنگام خاموش شدن برق از بین می‌روند. به طور کلی این نوع حافظه از دستگاه‌های نیمه‌رسانا ساخته می‌شود. این حافظه‌ها به اندازه ثباتگرها سریع نیستند. داده‌ها و دستوراتی که برای پردازش نیاز است در حافظه‌ی اصلی نگهداری می‌شوند. این حافظه به دو زیردسته RAM و ROM تقسیم می‌شود.

ویژگی‌های حافظه‌ی اصلی

• این نوع حافظه‌ها از دستگاه‌های نیمه‌رسانا ساخته می‌شوند.
• به عنوان حافظه‌ی اصلی شناخته می‌شوند.
• به طور معمول حافظه‌ی فرار هستند.
• در صورت خاموشی برق داده‌ها از بین می‌روند.
• این حافظه حافظه‌ی کاری کامپیوتر است.
• سریع‌تر از حافظه‌های ثانویه هستند.
• کامپیوتر بدون حافظه‌ی اصلی قابل اجرا نیست.

حافظه‌ی ثانویه (Secondary Memory)

این نوع حافظه همچنین با نام حافظه خارجی یا غیر فرار (non-volatile) شناخته می‌شود. آن کمی از حافظه اصلی کندتر است. این حافظه برای ذخیره سازی دائمی داده/اطلاعات استفاده می‌شود. واحد پردازش مرکزی به طور مستقیم به این حافظه دسترسی ندارد، به جای آن از روتین های ورودی-خروجی استفاده می‌شود. محتویات حافظه‌های ثانویه ابتدا به حافظه اصلی منتقل شده و سپس واحد پردازش مرکزی به آن دسترسی خواهد داشت. به عنوان مثال، دیسک، CD-ROM، DVD و غیره.

ویژگی‌های حافظه ثانویه

• این نوع حافظه‌ها حافظه‌های مغناطیسی و نوری هستند.
• آن به عنوان حافظه پشتیبان شناخته می‌شود.
• حافظه غیر فرار است.
• داده‌ها در صورت خاموشی سیستم به صورت دائمی ذخیره می‌شوند.
• برای ذخیره‌سازی داده‌ها در کامپیوتر استفاده می‌شود.
• کامپیوتر می‌تواند بدون حافظه ثانویه اجرا شود.
• کندتر از حافظه اصلی است.