نوار کاست

اين دستگاه کاملاً شبيه نوارهاي صوتي متداول است . نوعي از آن ، داراي عرض 15/0 اينچ ، طول 100 تا 150 فوت بوده و از ارزانترين حافظه هايي است که عمدتاً در ميني و کامپيوتر هاي کوچک کاربرد دارد .
ضبط کننده هاي صوتي تطبيق داده شده با کامپيوتر
در اکثر کامپيوترهاي شخصي و تجاري از ضبط کننده هاي صوتي ارزان براي ضبط داده ها استفاده مي شود . سرعت گونه اي از اين نوارها 875/1 اينچ در ثانيه بوده ، کند حرکت مي کند .طول اين گونه نوار 562 فوت و ظرفيت آن 500000 بايت در هر طرف است . اين نوع نوار در ابعاد ديگري هم وجود دارد .

نوار کارتريج

تفاوت آن با نوارهاي معمولي ( ريل به ريل ) اين است که اين نوارها در يک محفظه پلاستيکي جاي دارند ، تا از تماس خارجي و گرد و خاک محفوظ بمانند . اين گونه نوارها نيز دو ريل دارند که نوار بر آنها مي لغزد . انواع استانداردي از اين گونه نوارها موجود است از جمله :
نوار نوع 300 : طول 300 و 450 فوت ، عرض 25/0 اينچ ، ابعاد محفظه : 7/0×6×4 اينچ
نوار نوع 100 : طول 140 فوت , عرض 15/0 اينچ ،ابعاد محفظه : 5/0×2×3×2/4 اينچ
به نوع دوم گاهي ميني کارتريج مي گويند .
نوع اول ، به چهار شيار M3/4 و نوع دوم با دو شيار ، K4/6 ذخيره مي کند .
در نوع ديگري از کارتريج به نام QIC ، عرض 27/6 ميلي متر و ظرفيت آن بينMB 40 تا GB 10 است .

ديسك مغناطيسي

از آنجا كه نحوه دستيابي به صورت تصادفي مي باشد اصطلاحا به آن DASD يا Direct Access
Device گفته مي شود . از جنبه هاي مختلفي مي توان ديسك را به صورت هاي زير تقسيم بندي كرد :
الف: از نظر توانايي جا بهجا شدن ديسكها به دو دسته ثابت ( fixed ) و قابل جابه جايي تقسيم مي شوند.
ب: از نظر نوع هد به دو دسته هد ثابت ( Fixed head ) و هد متحرك تقسيم مي شوند . در اغلب ديسكهاي امروزي بازوي هد مي تواند در راستاي شعاع حركت كند و از شياري به شيار ديگر برود . در ديسكهائي با هد ثابت هر شيار براي خود هدي دارد و بدين ترتيب بازوي هد حركت نمي كند . ديسكهاي با هد ثابت سريعتر و گرانتر مي باشند.
ج: از نظر جنس صفحه به دو دسته ديسك سخت و فلاپي تقسيم مي شوند . در ديسك سخت صفحات از جنس المنيوم بوده و در فلاپي از نوع پلاستيك مي باشند .
د: از نظر تعداد صفحات به دو دسته تك صفحه اي و چند صفحه اي تقسيم مي شوند .ديسكهاي چند صفحه اي را گاهي اوقات پك مي نامند . ديسكي با n صفحه تعداد 2 n رويه دارد كه گاهي رويه هاي بالايي و پاييني جهت حفاظت استفاده شده و 2 n-2 رويه ديگر جهت ذخيره سازي به كار مي روند . در بعضي از ديسكها تما 2 n رويه براي ضبط اطلاعات استفاده مي شود .

تقسيمات ديسك

ديسكها از تقسيمات زير استفاده مي كنند :
شيار : به دواير هم مركز بر روي رويه ها شيار گفته مي شود .
استوانه:به شيارهاي هم شعاع بر روي رويه هاي مختلف استوانه گويند .
قطاع يا سكتور :هر شيار از تعدادي سكتور تشكيل مي شود .
شيارها معمولا از بيرون به سمت داخل و از صفر شماره گذاري مي شوند . در شيارهاي داخلي بيتها به همديگر نزديكتراند . در هر سكتور اغلب نيم كيلو يا 512 بايت اطلاعات ذخيره مي شود .

فرمت بندي ديسك

شيارها را مي توان به دو صورت سخت افزاري و نرم افزاري تقسيم بندي كرد . در نوع سخت افزاري تقسيم شيار به سكتور ها از قبل توسط كارخانه سازنده انجام شده و ثابت باقي مي ماند :
ولي در قالب بندي نرم افزاري تقسيم بندي سكتور ها به صورت نرم افزاري (اغلب توسط سيستم عامل ) انجام مي پذيرد و در اين حال لازم است كه در ابتدا ي هر سكتور مشخصاتي كنترلي نظير طول هر سكتور ذخيره گردد :

فلاپي ديسك ها

فلاپي ديسكها قابل انتقال بوده و سرعت و حجم به مراتب كمتري نسبت به هارد ديسكها دارند . در هارد ديسكها هد فاصله كمي با سطح ديسك دارد و در اين فاصله اندك هواي تصفيه شده در جريان است . ولي در فلاپي ها هد با سطح ديسك در تماس مي باشد . ديسكتها مي توانند يكطفه يا دو طرفه باشند . در بعضي ديسكتها سكتور صفر با روش سخت افزاري (مثل سوراخي كه در ديسكهاي 25/5 اينچي وجود دارد ) مشخص شده و بقيه سكتورها به صورت نرم افزاري تعيين مي گردند . ديسكتها در اندازه هاي مختلف 8 و 25/5 و 5/3 اينچي و در ظرفيتهاي مختلف ساخته مي شوند . فلاپي ديسكها مانند نوار جهت پشتيبان و يا نقل و انتقال داده ها استفاده مي شوند .

طبله ( Drum )

طبله استوانه اي است كه در سطح خارجي آن شيارهايي وجود دارد و اغلب براي هر شيار يك هد تعبيه شده است . به عبارت ديگر طبله را مي توان معادل يك ديسك با هد ثابت در نظر گرفت . شكل كلي آن به صورت زير است :
ممكن است تعداد هد ها از شيارها كمتر باشد كه در اين حالت بازوي هدها متحرك خواهد بود . در طبله تعداد استوانه همواره برابر يك و زمان استوانه جويي برابر صفر است . طبله از ديسك و نوار سريعتر است ولي ظرفيت آن كمتر است . امروزه به ندرت از طبله استفاده مي شود .

ديسكهاي نوري ( Optical disk )

در اين ديسكها به جاي مغناطيس از نور ليزر جهت ذخيره سازي اطلاعات استفاده مي شود . در اين تكنولوژي فضاي لازم جهت ذخيره سازي يك بيت خيلي كمتر بوده و بدين دليل استفاده از ديسكهاي نوري باعث كاهش فضاي ذخيره سازي مي گردد . اين ديسكها انواع متفاوتي دارند .
CD_ROM داراي ظرفيتي از 500 مگا تا چند گيگا بايت است . اين ديسكها فقط خواندني بوده و از اين نظر به آن WORM نيز مي گويند . اغلب اين ديسك جهت ذخيره سازي فايلهائي كه تغيير نمي كند مثل برنامه استفاده مي شود . مزيت CD_ROM ها ظرفيت بالا و بها ي كم و دوام آنها است . ولي نقطه ضعف آنها زماناستوانه جويي و نرخ انتقال پايين است . زمان جستجو در CD_ROM كمتر از ديسك مغناطيسي بوده و غالبا هر جست و جو نيم تا يك ثانيه طول مي كشد و نرخ انتقال استاندارد نيز حدود 150 كيلو بايت در ثانيه است . به دليل سرعت كم CD ها طراحي ساختار فايل در آنها نسبت به ديسك مشكل تر بوده و امروزه اغلب جهت آرشيو و پشتيبان گيري و تكثير و ارائه برنامه استفاده مي شود .
در ابتدا CD ها جهت اجراي موسيقي طراحي شده بودند و نه براي دستيابي سريع و مستقيم به داده ها . در واقع به اين دليل است كه CD ها ظرفيت بالا و سرعت متوسطي را دارند . وجود فضاي زياد بر روي CD ها امكان ساخت انديسها و يا ساختارهاي ديگري را جهت جستجوي سريع پديد آورده و بدين ترتيب تا حدي برخي از محدوديتهاي مربوط به بالا بودن زمان جستجو كاهش مي يابد .
نوع ديگري از ديسكهاي نوري به نام DVD نيز براي ذخيره سازيفيلم ها ابداع شده است كه مي توان آنها را براي ذخيره سازي فايلها هم استفاده كرد . DVD ها با ظرفيت بيش از 10 گيگا بايت نيز ساخته شده اند .
CD ها ي اوليه فقط يكطرفه بودند ولي بعضي DVD ها به صورت دو طفه نيز ساخته مي شوند .
در ديسكهاي MO از دو تكنولوژي نوري و مغناطيسي استفاده مي گردد و قابليت خواندن و نوشتن را دارا مي باشند .
اطلاعات بر روي بعضي Cd ها به نام CD_RW يا EOD قابل پاك شدن و نوشتن مجدد مي باشد .

نحوه ذخيره داده ها در CD ها

همان طور كه مي دانيد ساختار ديسكها به شكل زير بوده و ديسكها با سرعت ثابتي مي چرخند يعني سرعت زاويه اي ثابتي دارند ( Constant Angular Velocity=CAV ) .
شيارها مجزا و متحدالمركز بوده و چگالي داده ها در شيارهاي خارجي كمتر از شيارهاي داخلي است . ديسك براي همه موقعيتهاي هد با سرعت يكساني مي چرخد .
در شكل فوق آدرس دهي به كمك سه عدد ( شماره هد و شماره سيلندر و شماره سكتور ) انجام پذيرفته و جست و جوي يك سكتور خاص به سرعت انجام مي گيرد . سرعت خطي در شيارهاي بيروني بيشتر از شيارهاي داخلي مي باشد . ولي ساختارذخيره سازي داده ها بر روي CD_ROM به شكل حلزوني زير مي باشد :
به عبارت ديگر داده ها ي CD_ROM بر روي يك شيار يكتا و مارپيچ ذخيره مي گردد كه از مركز تا لبه ديسك حدود 5 كيلومتر طول دارد . توجه داشته باشيد كه CD_ROM در اصل و در ابتدا براي ذخيره داده هاي صوتي استفاده شده است . اين داده ها فضاي ذخيره سازي زيادي مي خواهند ولي جست و جو و سرعت در آنها زياد مهم نيست بلكه اين داده ها بايد از ابتدا تا انتها بدون وقفه نواخته شوند و ساختار حلزوني اين نياز را به طور كامل بر طرف مي سازد . بر خلاف ساختار ديسكها در CD_ROM ها اندازه يك سكتور در مركز ديسك به اندازه يك سكتور در لبه ديسك است .
براي خواندن داده ها از روي CD_ROM مي بايست شيار با سرعت ثابتي از زير پيكاپ نوري رد شود . به عبارت ديگر سرعت خطي بايد ثابت باشد( Constant Angular Velocity=CAV ) .
براي آنكه سرعت خطي ثابت باشد مي بايست سرعت چرخش ديسك هنگام خواندن لبه بيروني كندتر از هنگام خواندن لبه هاي داخلي باشد يعني سرعت زاويه اي ديگر ثابت نيست . در اين ساختار مارپيچي چگالي داده ها در كل شيار ثابت است . اگر در CD_ROM ها به جاي CLV از آرايش CAV (مشابه ديسكها) استفاده مي شد آنگاه ظرفيت آن قدري بيشتر از نصف ظرفيت موجود كنوني مي شد .
با آنكه CLV باعث بالا رفتن ظرفيت مي شود ولي از طرف ديگر سرعت پيگرد را كاهش مي دهد چرا كه در CLV روش سريعي براي پرش به موقعيتي مشخص ( مشابه ديسكها ) وجود ندارد .

نحوه آدرس دهي در CD_ROM

در ساختار CLV ديگر آدرس سه عددي ( شماره هد و شماره سيلندر و شماره سكتور ) كاربردي ندارد . در CD_ROM ها جهت آدرس دهي از تكنيك ديگري استفاده مي شود كه در آن هر ثانيه از زمان اجراي موسيقي به 75 سكتور تقسيم مي گردد كه هر سكتور 2 كيلو بايت اطلاعات را ذخيره مي سازد . طبق قرارداد اوليه هر CD حداقل بايد بتواند يك ساعت موسيقي را ذخيره سازد . به عبارت ديگر هر CD حداقل بايد بتواند 540000 كيلو بايت داده را نگهداري كند
KB 540000 = K2 *75*3600
به اين دليل است كه حداقل ظرفيت CD ها 540 كگا بايت مي باشد .
هر سكتور در CD_ROM بت سه عدد (سكتور :ثانيه : دقيقه ) مشخص مي گردد .
مثلا سكتور 27 در ثانيه 43 از دقيقه 18 به صورت (18:43:27)نمايش داده مي شود .

حافظه هاي جانبي :

از حافظه هاي جانبي براي ذخيره اطلاعات استفاده مي شود . اين نوع حافظه ها چون براي ذخيره عناصر غير الکترونيکي ساخته شده اند از حافظه هاي اصلي ارزان تر و کندتر هستند . گفتني است که معمولا حافظه هاي اصلي بر روي برد اصلي رايانه و حافظه هاي جانبي خارج از برد اصلي يا خارج از رايانه قرار دارند ، اين نوع حافظه ها مستقيما نمي توانند با CPU کار کنند و همان طور که قبلا نيز گفته شد اطلاعات مورد پردازش و استفاده CPU بايد اول به حافظه اصلي ( RAM ) منتقل شود اطلاعات را در اين نوع حافظه ها مي توان بدون صرف هيچ گونه انرژي به مدت طولاني براي استفاده هاي مجدد نگهداري کرد . البته براي ثبت اطلاعات در اين حافظه ها نياز به انرژي داريم به همين علت است که قطع برق موجب از بين رفتن اطلاعات موجود در آنها نمي شود . حافظه هاي مکمي به چند دسته تقسيم مي شوند که مهمترين آنها حافظه هاي غير مغناطيسي و حافظه هاي مغناطيسي هستند . حافظه هاي مغناطيسي از پديده مغناطيسي براي ذخيره اطلاعات استفاده مي کنند .

حافظه غير مغناطيسي :

1- کارت و نوار کاغذي : از کارت هاي رنگ شده و منگنه شده و نوارهاي کاغذي سوراخ ( پانچ) شده به عنوان محلي براي ذخيره اطلاعات استفاده مي شد ليکن امروزه جز در موارد خاص از اين حافظه ها استفاده نمي شود . براي مثال از کارت هاي رنگ شده ( سياه ) شده در آزمون هاي چند جوابي مثل کنکور و مسابقات استفتده مي شود . کارت به وسيله دستگاهي به نام کارت خوان خوانده مي شود و سپس به حافظه کامپيوتر منتقل مي گردد .
2- ديسک هاي نوري : ديسک هاي نوري ، نوع ديگري از حافظه هاي غير مغناطيسي است ، براي خواندن و نوشتن اطلاعات در اين نوع ديسک ها ، از اشعه ليزر استفاده مي شود .
3- الف : CD – اين ديسک ها از صفحه دايره شکلي به قطر 12 سانتي متر ساخته شده اند مي توانند تا حدود 650 مگابايت اطلاعات را نگهداري کنند . به نوع متداول آن که فقط قابل خواندن است « ديسک فشرده فقط خواندني يا سي – دي- رام » ( CD-Rom ) مي گويند .
ب : DVD – نوع جديدتري از ديسک هاي نوري به نام DVD- Rom در حال گسترش است اين ديسک ظاهر و اندازه اي شبيه سي – دي دارد ، ولي براي آن ظرفيت هاي 5/4 GB ( يک رو – يک لايه ) 9/7 GB ( يک رو – دولايه ) 8/15 GB ( دو رو – دو لايه) در نظر گرفته شده است .

حافظه هاي مغناطيسي :

در اين نوع حافظه ها مي توان اطلاعات را به صورت نقاط مغناطيسي شده نوشت ( ذخيره کرد ) و يا خواند ( بازيابي نمود ) . اين اعمال به وسيله شاخک هاي خاصي که به آنها هد مي گويند ، انجام مي پذيرد . هد از يک سيستم پيچ هسته دار کوچک تشکيل شده است براي جلوگيري از پاک شدن و از بين رفتن اطلاعات حافظه هاي مغناطيسي بايد آنها را دور از ميدان مغناطيسي نگهداري کرد .

حافظه هاي اصلي :

ديکته دستور العمل ها و داده ها ، براي اين که مورد اجرا و پردازش قرار گيرند اول بايد به حافظه اصلي رايانه منتقل گردند و نتايج پردازش نيز به آنجا فرستاده شود حافظه اصلي رايانه از جنس نيمه هادي ( الکترونيکي ) است و در نتيجه سرعت دسترسي به اطلاعات موجود در آنها در مقايسه با انواع حافظه بالاست و قيمت آن ها نيز گران تر است . حافظه هاي اصلي نيز به دو دسته تقسيم مي شوند .

حافظه هاي فقط خواندني ( ROM ) :

CPU معمولا اطلاعات موجود در اين نوع حافظه ها را تغيير نمي دهد بلکه فقط مي تواند اطلاعات آن را بخواند . هنگام خاموش شدن نيز اين اطلاعات از بين نمي رود و ثابت مي ماند . برنامه BIOS که وظيفه آزمايش و راه اندازي قسمت هاي مختلف رايانه را به هنگام روشن شدن سيستم بر عهده دارد در اين نوع حافظه ها قرار داده مي شود حافظه هاي فقط خواندني انواع مختلفي دارد .
PROM : در اين نوع حافظه فقط خواندني ، داده ها و دستورالعمل ها را مي توانيم روي آن فقط يکبار به وسيله دستگاه مخصوص ذخيره کنيم اما بعد از آن اطلاعات قابل تغيير نيستند .
EPROM : اين حافظه در واقع PROM قابل پاک شدن است . به کمک اشعه فرا بنفش مي توان اطلاعات روي آن را پاک کرد و سپس مانند PROM ، آن را برنامه ريزي نمود . اين عمل مي تواند بارها تکرار شود .
Flash Rom / EEPRom : نوع جديدي از EPRom است با اين تفاوت که پاک کردن آن به وسيله اعمال پالس الکتريکي صورت مي گيرد . و مزيت آن نسبت به انواع ديگر اين است که پاک کردن و برنامه ريزي آن بدون جدا کردن تراشه ( LC ) از برد اصلي رايانه صورت مي گيرد . اکثر rom هاي مورد استفاده در قسمت هاي مختلف رايانه هاي امروزي از اين نوع هستند .

حافظه هاي خواندني / نوشتني , Ram) ( R/wm :

همان طور که از نام اين نوع حافظه پيداست واحد پردازش گر مي تواند هم در اين نوع حافظه ها بنويسد و هم از آنها بخواند . به طور کلي ، برنامه ها و دستورالعمل ها و داده هايي در اين حافظه قرار مي گيرند که پردازش گر بخواهد روي آنها کاري انجام دهد . به اين نوع حافظه ها ، « حافظه هاي فرار » نيز مي گويند . زيرا با با قطع برق محتويات آن ها از بين مي رود .پس بايد قبل از خاموش کردن رايانه اطلاعات و اده هاي مورد نياز را در حافظه هاي کمکي که مي تواند اطلاعات را بعد از قطع جريان برق نيز در خود نگهداري کنند ، ذخيره کرد . RAM ها اغلب به دو نوع عمده تقسيم مي شوند . « پويا » يا ديناميک ( DRAM ) و « ايستا » يا استاتيک ( SRAM ) .

RAM ديناميکي ( DRAM ) :

در اين نوع حافظه اطلاعات بايد به طور مرتب تجديد ( refresh ) شود وگرنه از بين خواهند رفت ( البته رايانه خود به صورت اتوماتيک اطلاعات را تجديد مي کند ) به دليل چگالي بيشتر داده ها وارزان تر بودن RAM ديناميک نسبت به RAM استاتيک از اين نوع RAM به عنوان حافظه اصلي رايانه استفاده مي کنند .

RAM استاتيک ( SRAM ) :

سرعت اين نوع حافظه بيشتر از نوع ديناميک است . از اين نوع RAM در حافظه پنهان يا کش ( cache ) که بين حافظه اصلي و پردازشگر قرار دارد به منظور بالا بردن سرعت انتقال داده ها و دستورالعمل ها ، استفاده مي کنند . وقتي پردازشگر درخواست داده و دستور العملمي نمايد آنها ( چون در کش موجود نيستند ) از حافظه اصلي در مقايسه با سرعت پردازشگر بسيار کند است آورده مي شوند اين اطلاعات و مقداري از اطلاعات بعد از آن در حافظه پنهان ( cache ) هم ذخيره مي شوند . در مواقعي که پردازشگر نياز به داده ها و دستورالعمل پيدا مي کند اول کش جستجو مي شود و در صورت موجود بودن مي تواند آنها را با سرعتي که بسيار بالاتر از برداشتن آنها از حافظه اصلي است بردارد البته کش ، آن قدر بزرگ نيست که که بتواند همه چيز را نگه دارد . اما شانس بسيار زيادي وجود دارد که اقلام مورد استفاده تکراري بوده و در کش وجود داشته باشد.
ارسال مقاله توسط عضو محترم سايت با نام کاربري : sm1372
/س