تحقیق انواع حافظه

دسته بندي : دانش آموزی و دانشجویی » دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 28 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

1
1
‏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 ‏ي
2
2
‏ک 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 .‏ ‏ ‏
4
4
‏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
5
5
‏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