Bellek Aygıtları

Bir hafıza tıpkı bir insan beyni gibidir. Verileri ve talimatları saklamak için kullanılır. Bilgisayar belleği, verilerin işleneceği ve işlem için gerekli talimatların saklandığı bilgisayardaki depolama alanıdır.

Hafıza çok sayıda küçük parçaya bölünmüştür. Her parçaya hücre adı verilir. Her konum veya hücrenin, sıfırdan bellek boyutundan bir eksiğine değişen benzersiz bir adresi vardır.

Örneğin, bilgisayarda 64k sözcük varsa, bu bellek birimi 64 * 1024 = 65536 bellek konumuna sahiptir. Bu konumların adresleri 0 ile 65535 arasında değişir.

Bellek öncelikle iki türdendir

Internal Memory - önbellek ve birincil / ana hafıza
External Memory - manyetik disk / optik disk vb.

Yukarıdan aşağıya gittiğimizde Bellek Hiyerarşisinin özellikleri aşağıdaki gibidir.

Depolama açısından kapasite artar.
Bit depolama alanı başına maliyet azalır.
CPU tarafından belleğe erişim sıklığı azalır.
CPU'nun erişim süresi artar.

Veri deposu

Bir RAM, verileri, programı ve program sonucunu depolamak için CPU'nun dahili belleğini oluşturur. Okuma / yazma hafızasıdır. Rastgele erişim belleği (RAM) olarak adlandırılır.

RAM'deki erişim süresi, adresten bağımsız olduğundan, bellekteki her bir depolama konumuna diğer konum kadar ulaşmak kolaydır ve aynı süreyi alır. Hafızaya rastgele ve son derece hızlı ulaşabiliriz, ancak oldukça pahalı da olabiliriz.

RAM uçucudur, yani içinde depolanan veriler bilgisayarı kapattığımızda veya bir elektrik kesintisi olduğunda kaybolur. Bu nedenle, bilgisayarlarda genellikle yedek bir kesintisiz güç sistemi (UPS) kullanılır. RAM, hem fiziksel boyutu hem de tutabileceği veri miktarı açısından küçüktür.

RAM iki tiptedir

Statik RAM (SRAM)
Dinamik RAM (DRAM)

Statik RAM (SRAM)

Kelime static, güç uygulandığı sürece belleğin içeriğini koruduğunu gösterir. Ancak, değişken doğası nedeniyle güç düştüğünde veriler kaybolur. SRAM çipleri 6 transistörlü bir matris kullanır ve kapasitör içermez. Transistörler, sızıntıyı önlemek için güce ihtiyaç duymazlar, bu nedenle SRAM'ın düzenli olarak yenilenmesi gerekmez.

Matristeki ekstra alan nedeniyle SRAM, aynı miktarda depolama alanı için DRAM'den daha fazla yonga kullanır ve böylece üretim maliyetlerini yükseltir.

Önbellek belleğinin çok hızlı ve küçük olması gerektiği için statik RAM kullanılır.

Dinamik RAM (DRAM)

SRAM'den farklı olarak DRAM sürekli olmalıdır refreshedveriyi korumak için. Bu, belleği saniyede birkaç yüz kez yeniden yazan bir yenileme devresine yerleştirilerek yapılır. DRAM, ucuz ve küçük olduğu için çoğu sistem belleği için kullanılır. Tüm DRAM'ler bellek hücrelerinden oluşur. Bu hücreler bir kapasitör ve bir transistörden oluşur.

ROM

ROM, Salt Okunur Bellek anlamına gelir. Sadece okuyabildiğimiz ama üzerine yazamadığımız hafıza. Bu tür bellek uçucu değildir. Bilgi, üretim sırasında bu tür belleklerde kalıcı olarak saklanır.

Bir ROM, elektrik ilk açıldığında bilgisayarı başlatmak için gereken talimatları saklar, bu işleme önyükleme adı verilir. ROM çipi sadece bilgisayarda değil aynı zamanda çamaşır makinesi ve mikrodalga fırın gibi diğer elektronik eşyalarda da kullanılmaktadır.

Aşağıda çeşitli ROM türleri verilmiştir -

MROM (Maskeli ROM)

İlk ROM'lar, önceden programlanmış bir veri veya talimat seti içeren kablolu cihazlardı. Bu tür ROM'lar, maskeli ROM'lar olarak bilinir. Ucuz ROM'dur.

PROM (Programlanabilir Salt Okunur Bellek)

PROM, bir kullanıcı tarafından yalnızca bir kez değiştirilebilen salt okunur bellektir. Kullanıcı boş bir PROM satın alır ve bir PROM programcısı kullanarak istenen içeriği girer. PROM çipinin içinde, programlama sırasında yanan küçük sigortalar vardır. Yalnızca bir kez programlanabilir ve silinemez.

EPROM (Silinebilir ve Programlanabilir Salt Okunur Bellek)

EPROM, 40 dakikaya kadar ultraviyole ışığa maruz bırakılarak silinebilir. Genellikle bir EPROM silgisi bu işlevi gerçekleştirir. Programlama sırasında, yalıtımlı bir geçit bölgesinde bir elektrik yükü sıkışır. Ücret on yıldan daha uzun süre saklanır çünkü ücretin kaçak yolu yoktur. Bu yükü silmek için ultraviyole ışık bir kuvars kristal pencereden (kapaktan) geçirilir. Bu ultraviyole ışığa maruz kalma, yükü dağıtır. Normal kullanım sırasında kuvars kapak bir çıkartma ile kapatılır.

EEPROM (Elektrikle Silinebilir ve Programlanabilir Salt Okunur Bellek)

EEPROM, elektriksel olarak programlanır ve silinir. Yaklaşık on bin kez silinebilir ve yeniden programlanabilir. Hem silme hem de programlama 4 ila 10 ms (milisaniye) sürer. EEPROM'da herhangi bir konum seçilerek silinebilir ve programlanabilir. EEPROM'lar, tüm yongayı silmek yerine her seferinde bir bayt silinebilir. Bu nedenle, yeniden programlama süreci esnektir ancak yavaştır.

Seri Erişim Belleği

Sıralı erişim, sistemin bellek adresinin başlangıcından gerekli veri parçasını bulana kadar depolama cihazını araştırması gerektiği anlamına gelir. Bu tür erişimi destekleyen bellek cihazına Sıralı Erişim Belleği veya Seri Erişim Belleği denir. Manyetik bant, seri erişim belleğine bir örnektir.

Doğrudan Erişim Belleği

Doğrudan erişim belleği veya Rastgele Erişim Belleği, bir sistemin doğrudan kullanıcının istediği bilgilere gidebileceği koşulları ifade eder. Bu tür erişimi destekleyen bellek cihazına Doğrudan Erişim Belleği denir. Manyetik diskler, optik diskler, doğrudan erişim belleğinin örnekleridir.

Ön bellek

Önbellek belleği, CPU'yu hızlandırabilen çok yüksek hızlı bir yarı iletken bellektir. CPU ile ana bellek arasında bir tampon görevi görür. CPU tarafından en sık kullanılan veri ve program parçalarını tutmak için kullanılır. Veri ve programların bölümleri, CPU'nun erişebileceği işletim sistemi tarafından diskten önbelleğe aktarılır.

Avantajlar

Önbellek hafızası ana hafızadan daha hızlıdır.
Ana belleğe kıyasla daha az erişim süresi tüketir.
Kısa bir süre içinde çalıştırılabilen programı saklar.
Verileri geçici kullanım için depolar.

Dezavantajları

Önbellek sınırlı kapasiteye sahiptir.
Bu çok pahalı.

Sanal bellek, bellekte tamamen mevcut olmayan işlemlerin yürütülmesine izin veren bir tekniktir. Bu şemanın ana görünür avantajı, programların fiziksel bellekten daha büyük olabilmesidir. Sanal bellek, kullanıcının mantıksal belleğinin fiziksel bellekten ayrılmasıdır.

Bu ayrım, yalnızca daha küçük bir fiziksel bellek mevcut olduğunda programcılar için son derece büyük bir sanal belleğin sağlanmasına izin verir. Aşağıda, tüm programın ana belleğe tam olarak yüklenmesi gerekmediği durumlar verilmiştir.

Kullanıcı tarafından yazılan hata işleme rutinleri, yalnızca veri veya hesaplamada bir hata oluştuğunda kullanılır.
Bir programın belirli seçenekleri ve özellikleri nadiren kullanılabilir.
Aslında tablonun sadece küçük bir miktarı kullanılsa bile, birçok tabloya sabit miktarda adres alanı atanır.
Yalnızca kısmen bellekte olan bir programı yürütme yeteneği, birçok faydayı ortadan kaldırır.
Her kullanıcı programını belleğe yüklemek veya takas etmek için daha az sayıda G / Ç gerekli olacaktır.
Bir program artık mevcut fiziksel bellek miktarıyla kısıtlanmayacaktır.
Her kullanıcı programı daha az fiziksel bellek alabilir, aynı anda daha fazla program çalıştırılabilir ve CPU kullanımında ve veriminde buna karşılık gelen bir artış sağlanabilir.

Yardımcı Bellek

Yardımcı belleğin boyutu ana bellekten çok daha büyüktür ancak daha yavaştır. Normalde sistem programlarını, talimatları ve veri dosyalarını depolar. Aynı zamanda ikincil bellek olarak da bilinir. Ana bellek kapasitesinin aşılması durumunda taşma / sanal bellek olarak da kullanılabilir. İkincil hafızalara doğrudan bir işlemci tarafından erişilemez. Önce yardımcı hafızanın verileri / bilgileri ana hafızaya aktarılır ve daha sonra bu bilgiye CPU tarafından erişilebilir. Yardımcı Belleğin özellikleri aşağıdaki gibidir -

Non-volatile memory - Güç kesildiğinde veriler kaybolmaz.
Reusable - Veriler, kullanıcı tarafından üzerine yazılıncaya veya silinene kadar kalıcı olarak ikincil depolamada kalır.
Reliable - İkincil depolamadaki veriler, ikincil depolama cihazının yüksek fiziksel kararlılığı nedeniyle güvenlidir.
Convenience - Bir bilgisayar yazılımı yardımıyla, yetkili kişiler verileri hızlı bir şekilde bulabilir ve erişebilir.
Capacity - İkincil depolama, büyük hacimli verileri birden çok disk setinde depolayabilir.
Cost - Verileri bir teyp veya diskte depolamak birincil bellekten çok daha ucuzdur.