कंप्यूटर की मूल बातें - प्राथमिक मेमोरी

कंप्यूटर में डेटा और निर्देशों को स्टोर करने के लिए मेमोरी की आवश्यकता होती है। मेमोरी को शारीरिक रूप से बड़ी संख्या में कोशिकाओं के रूप में व्यवस्थित किया जाता है जो एक-एक बिट को संग्रहीत करने में सक्षम हैं। तार्किक रूप से उन्हें बिट्स के समूह के रूप में आयोजित किया जाता हैwordsउसे एक पता सौंपा गया है। इनके माध्यम से डेटा और निर्देशों को एक्सेस किया जाता हैmemory address। जिस गति से इन मेमोरी पतों को एक्सेस किया जा सकता है वह मेमोरी की लागत निर्धारित करता है। मेमोरी स्पीड को तेज़ करें, कीमत अधिक होगी।

कंप्यूटर मेमोरी को एक पदानुक्रमित तरीके से आयोजित करने के लिए कहा जा सकता है जहां सबसे तेज़ गति और उच्चतम लागत के साथ मेमोरी सबसे ऊपर है, जबकि सबसे कम गति और इसलिए सबसे कम लागत वाले तल पर झूठ बोलते हैं। इस मानदंड के आधार पर मेमोरी दो प्रकार की होती है -primary तथा secondary। यहां हम प्राथमिक मेमोरी पर विस्तार से देखेंगे।

प्राथमिक मेमोरी की मुख्य विशेषताएं, जो इसे द्वितीयक मेमोरी से अलग करती हैं -

यह सीधे प्रोसेसर द्वारा पहुँचा जाता है
यह सबसे तेज उपलब्ध मेमोरी है
प्रत्येक शब्द के रूप में अच्छी तरह से संग्रहीत किया जाता है
बिजली बंद होने के बाद यह वाष्पशील होता है, यानी इसकी सामग्री खो जाती है

जैसा कि प्राथमिक मेमोरी महंगी है, इसके उपयोग को अनुकूलित करने के लिए प्रौद्योगिकियों का विकास किया जाता है। ये व्यापक प्रकार की प्राथमिक मेमोरी उपलब्ध हैं।

राम

राम खड़ा है Random Access Memory। प्रोसेसर सीधे सभी मेमोरी पतों को एक्सेस करता है, शब्द की लंबाई के बावजूद, स्टोरेज और रिट्रीवल फास्ट बनाता है। रैम सबसे तेज उपलब्ध मेमोरी है और इसलिए सबसे महंगी है। इन दो कारकों का अर्थ है कि रैम 1GB तक बहुत कम मात्रा में उपलब्ध है। RAM अस्थिर है, लेकिन इन दोनों में से किसी भी प्रकार की मेरी है

घूंट (गतिशील रैम)

डीआरएएम में प्रत्येक मेमोरी सेल एक ट्रांजिस्टर और एक कैपेसिटर से बना होता है, जो एक बिट डेटा संग्रहीत करता है। हालाँकि, यह सेल अपना चार्ज खोना शुरू कर देता है और इसलिए सेकंड के हजारवें हिस्से से कम में संग्रहीत डेटा। इसलिए इसे एक हजार बार रिफ्रेश करने की जरूरत होती है, जो प्रोसेसर टाइम लेता है। हालांकि, प्रत्येक कोशिका के छोटे आकार के कारण, एक DRAM में बड़ी संख्या में कोशिकाएं हो सकती हैं। अधिकांश पर्सनल कंप्यूटर की प्राथमिक मेमोरी DRAM से बनी होती है।

SRAM (SRAM)

SRAM में प्रत्येक सेल एक फ्लिप फ्लॉप से बना होता है जो एक बिट को स्टोर करता है। जब तक बिजली की आपूर्ति चालू है और DRAM की तरह इसे ताज़ा करने की आवश्यकता नहीं है, तब तक यह थोड़ा सा बरकरार रहता है। इसमें DRAM की तुलना में कम पठन-पाठन चक्र भी हैं। SRAM का उपयोग विशेष अनुप्रयोगों में किया जाता है।

रोम

ROM का मतलब है Read Only Memory। जैसा कि नाम से पता चलता है, ROM को केवल प्रोसेसर द्वारा पढ़ा जा सकता है। नए डेटा को ROM में नहीं लिखा जा सकता है। रॉम में स्टोर किए जाने वाले डेटा को विनिर्माण चरण के दौरान ही लिखा जाता है। उनके पास ऐसे डेटा होते हैं जिन्हें बदलने की आवश्यकता नहीं होती है, जैसे गणितीय अनुप्रयोगों के लिए कंप्यूटर या एल्गोरिथम तालिकाओं का बूटिंग क्रम। ROM धीमा है और इसलिए RAM से सस्ता है। बिजली बंद होने पर भी यह अपना डेटा बरकरार रखता है, यानी यह गैर-वाष्पशील है। ROM को बदल नहीं सकता जिस तरह से RAM हो सकता है लेकिन इस प्रकार के ROM को प्रोग्राम करने के लिए तकनीकें उपलब्ध हैं -

PROM (प्रोग्रामेबल रोम)

PROM को एक विशेष हार्डवेयर डिवाइस का उपयोग करके प्रोग्राम किया जा सकता है जिसे PROM प्रोग्रामर या PROM बर्नर कहा जाता है।

EPROM (इरेज़ेबल प्रोग्रामेबल रोम)

EPROM को मिटाया जा सकता है और फिर विशेष विद्युत संकेतों या यूवी किरणों का उपयोग करके प्रोग्राम किया जा सकता है। जिन किरणों को यूवी किरणों के उपयोग से मिटाया जा सकता है, उन्हें UVEPROM कहा जाता है और जिन्हें विद्युत संकेतों का उपयोग करके मिटाया जा सकता है, उन्हें EEPROM कहा जाता है। हालांकि, विद्युत संकेतों को संभालना यूवी किरणों की तुलना में आसान और सुरक्षित है।

कैश मेमरी

तेजी से प्रसंस्करण के लिए प्रोसेसर को उपलब्ध उच्च गति अस्थिर स्मृति का छोटा टुकड़ा कहा जाता है cache memory। कैश मुख्य मेमोरी का एक आरक्षित हिस्सा हो सकता है, सीपीयू पर एक अन्य चिप या एक स्वतंत्र उच्च गति भंडारण उपकरण। कैश मेमोरी तेज गति SRAMs से बनी है। कैश मेमोरी में कुछ डेटा और निर्देशों को तेज एक्सेस के लिए रखने की प्रक्रिया को कहा जाता हैcaching। जब डेटा या निर्देशों का एक सेट बार-बार एक्सेस किया जाता है तो कैशिंग किया जाता है।

जब भी प्रोसेसर को डेटा या निर्देशों के किसी भी टुकड़े की आवश्यकता होती है, तो यह पहले कैश की जांच करता है। यदि यह वहां उपलब्ध नहीं है, तो मुख्य मेमोरी और अंत में सेकेंडरी मेमोरी एक्सेस हो जाती है। चूंकि कैश की बहुत उच्च गति है, इसलिए इसे एक्सेस करने में लगने वाला समय हर बार नगण्य की तुलना में नगण्य होता है यदि डेटा वास्तव में कैश में है। कैश में डेटा या इंस्ट्रक्शन ढूंढना कहा जाता हैcache hit।