بایگانی دسته بندی ها: سخت‌افزار

هارد دیسک Hard Disk

هارد دیسک (دیسک سخت) یا Hard Disk چیست؟

هارد دیسک (Hard Disk Drive یا HDD) یا دیسک سخت نوعی ابزار ذخیره سازی است که به منظور ذخیره و بازیابی داده‌های دیجیتال مورد استفاده قرار می‌گیرد. دیسک سخت از نوع حافظه‌های غیرفرار می‌باشد و داده‌های ذخیره شده روی آن پس از خاموشی دستگاه و قطع برق از بین نمی‌رود.

در این نوع حافظه، داده‌ها روی صفحاتی دوار با پوشش مغناطیسی ذخیره می‌شوند. برای خواندن و نوشتن داده‌ها روی این صفحات از هدهای خواندن و نوشتن استفاده می‌شود. دسترسی به داده‌های دیسک سخت به صورت تصادفی امکان پذیر است، به عبارت بهتر لازم نیست برای خواندن یا نوشتن داده‌ها در یک محل معین به صورت دنباله‌وار از بلاک‌های داده‌ای پیش از آن عبور کنیم.

از دهه‌ی 1950 میلادی تاکنون دیسک‌های سخت توانسته‌اند جایگاه مناسبی را به عنوان حافظه‌های ثانویه در اکثر رایانه‌های شخصی به خود اختصاص دهند. شرکت‌های متعددی در بهبود عملکرد و افزایش ظرفیت این نوع از حافظه‌ها تلاش کرده‌اند. در این میان Seagate و Toshiba از مهم‌ترین تولیدکنندگان دیسک‌های سخت امروزی به شمار می‌روند.

لازم به ذکر است بخشی از ظرفیت هارد دیسک‌ها توسط سیستم فایل و سیستم عامل مورد استفاده قرار می‌گیرد بنابراین آنچه برای کاربر قابل استفاده است معمولا مقدار اندکی از ظرفیت اسمی هارد دیسک کمتر است.

از نظر اندازه‌ی فیزیکی، معمولا هارد دیسک‌های 3.5 اینچی برای رایانه‌های رومیزی (دسکتاپ) و دیسک‌های سخت 2.5 اینچی برای لپ‌تاپ‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. به منظور اتصال دیسک‌های سخت به رایانه از کابل‌های رابط PATA یا SATA استفاده می‌شود. البته هارددیسک‌های خارجی (اکسترنال) از کابل USB به عنوان رابط بهره می‌برند.

نوع دیگری از حافظه‌های ثانویه که برای ذخیره‌سازی داده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد با عنوان درایو حالت جامد (SSD) شناخته می‌شود. با وجود اینکه SSD نسبت به HDD از عملکرد و سرعت بالاتری برخوردار است با اینحال به دلیل قیمت بالا نتوانسته است جایگزین مناسبی برای دیسک سخت در مصارف عمومی باشد.

نمایی از فضای داخل یک هارد دیسک Hard Disk
نمایی از فضای داخل یک Hard Disk

پیوندهای پیشنهادی تک دیک

لینک واژه در ویکیپدیا

رزولوشن صفحه نمایش Display Resolution

رزولوشن صفحه نمایش یا Display Resolution چیست؟

رزولوشن صفحه نمایش بیانگر تعداد پیکسل‌های مجزای قابل نمایش در هر بُعد از صفحه نمایش می‌باشد. در برخی نمایشگرها نظیر LCD، این اصطلاح برای بیان تعداد پیکسل فیزیکی سازنده‌ی نمایشگر در هر ستون و ردیف آن نیز به کار می‌رود.

مقدار Resolution توسط دو عدد صحیح با واحدهای پیکسل و به فرم عرض در ارتفاع (Width x Height) بیان می‌شود. به عنوان مثال، رزولوشن 1280 x 800 بیانگر عرض 1280 و ارتفاع 800 پیکسل است. نسبت عرض به ارتفاع را نیز Aspect Ratio (نسبت تصویر) می‌نامند که در مثال فوق برابر با 16:10 می‌باشد.

رزولوشن‌های استاندارد متنوعی برای صفحه نمایش رایانه‌ها، دستگاه‌های همراه و تلویزیون‌ها وجود دارد. به عنوان مثال HDTV (1920 × 1080) یکی از استانداردهای متداول کنونی برای Resolution تلویزیون‌های دیجیتال است.

پیوندهای پیشنهادی تک دیک

لینک واژه در ویکیپدیا

دی وی دی Digital Versatile Disc – DVD

دی وی دی یا DVD چیست؟

دی وی دی (DVD) نوعی دیسک نوری است که برای نگه داری انواع داده های دیجیتال و فایل های ویدیویی به کار می‌رود. DVD از حروف ابتدایی عبارت Digital Versatile Disc (به معنای دیسک همه منظوره دیجیتال) گرفته شده است.

این نوع دیسک نوری در سال 1995 توسط شرکت‌های فیلیپس (Philips) و سونی (Sony) طراحی و تولید شد. دی وی دی با هدف نگهداری ویدیوهای دیجیتال با کیفیت بالاتر ساخته شد و در ابتدا به عنوان مخففی برای عبارت Digital Video Disc (به معنای دیسک ویدیویی دیجیتال) معرفی شد. اما به مرور و با فراگیر شدن کاربردهای دیگر، واژه Versatile (به معنای همه منظوره) جایگزین واژه Video شد. امروزه از این فضای ذخیره سازی برای نگه داری هر نوع داده دیجیتال از فایل نرم افزارها و اسناد گرفته تا بازی‌ها، موسیقی و فیلم‌های ویدیویی استفاده می‌شود.

انواع DVD، ظرفیت و سایر خصوصیات آن‌ها

DVD در مقایسه با CD از ظرفیت و سرعت بالاتری برخوردار است. تاکنون انواع مختلفی از دی وی دی نظیر DVD-ROM (فقط خواندنی – از پیش نوشته شده و غیرقابل نوشتن یا پاک کردن توسط کاربر)، DVD-R (با قابلیت یک بار نوشتن توسط کاربر)، DVD-RW و DVD-RAM (با قابلیت نوشتن و پاک کردن چندباره توسط کاربر) وارد بازار شده است.

دی وی دی های استاندارد همانند CD و Blu-ray های معمولی، دارای قطر 12 سانتی‌متر و مینی دی وی دی (MiniDVD) ها نیز دارای قطر 8 سانتی‌متر می‌باشند. نسخه‌ی یک طرفه و تک لایه‌ی DVD استاندارد (DVD-5) دارای ظرفیت حدودی 4.7 گیگابایت و نسخه یک طرفه دو لایه آن (DVD-9) نیز قادر به نگه داری 8.5 گیگابایت داده هستند. در مقابل نسخه‌ی یک طرفه و تک لایه MiniDVD (یا DVD-1) دارای ظرفیت حدودا 1.5 گیگابایت و نسخه یک طرفه دو لایه آن (یا DVD-2) نیز قادر به نگه داری 2.6 گیگابایت داده هستند.

در DVD ها از لیزر 650 نانومتری (به رنگ قرمز) برای خواندن و نوشتن استفاده می‌شود که این طول موجه کوتاهتر در مقایسه با لیزر 780 نانومتری به کار رفته در CD ها امکان تمرکز لیزر روی نقاط کوچکتر و در نتیجه ذخیره‌ی داده‌های بیشتر روی رسانه‌ای با همان سطح را فراهم می‌آورد.

سرعت خواندن و نوشتن پایه (1x) برای DVD ها (سرعت اولین درایوهای DVD) برابر با 1385 kB/s (حدود 1.4 MB/s) می‌باشد. این در حالیست که نرخ پایه برای CD ها تنها 153.6 kB/s (یعنی چیزی حدود یک نهم نرخ پایه DVD) است.

دستگاه‌هایی که امکان خواندن این نوع دیسک‌ها را روی یک رایانه فراهم می‌آورند به DVD Drive موسوم هستند. البته DVD Player ها نیز بدون نیاز به رایانه قادر به پخش DVD های صوتی و ویدیویی هستند. اغلب این دستگاه‌ها قادر به خواندن و پخش CD نیز می‌باشند. دستگاه‌هایی که علاوه بر خواندن، امکان نوشتن روی این رسانه را برای کاربر فراهم می‌آورند DVD Recorder یا DVD Writer نامیده می‌شوند.

دی وی دی DVD
نمای پشتی یک DVD

پیوندهای پیشنهادی تک دیک

لینک واژه در ویکیپدیا

رایانه شخصی Personal Computer – PC

رایانه شخصی یا Personal Computer – PC چیست؟

رایانه شخصی (Personal Computer که به اختصار PC نامیده می‌شود) نوعی رایانه است که از نظر اندازه، کارایی و قیمت برای کاربری‌های شخصی مناسب می‌باشد. بازار این نوع رایانه‌ها بیش از آنکه متخصصین رایانه را مورد هدف قرار دهد روی کاربران نهایی (End Users) متمرکز می‌شود.

امروزه نمونه‌های مختلف رایانه‌های شخصی را می‌توان در گوشه و کنار خانه‌ها، ادارات و دفاتر، خیابان‌ها، فروشگاه‌ها، اتومبیل‌ها و … مشاهده نمود. این حضور فراگیر کاربردهای مختلفی از قبیل وبگردی، انجام بازی‌های ویدیویی، ارتباط با دوستان، انجام امور روزمره بانکی، آموزش، پخش محتواهای چندرسانه‌ای، مطالعه، کسب درآمد، تولید محتوا و … را برای کاربران امکان‌پذیر نموده است. حتی سازمان‌ها نیز برای بخش قابل توجهی از امور اداری خود از PC ها کمک می‌گیرند.

برخلاف گذشته، کاربران این رایانه‌ها بدون آنکه الزاما تخصصی در زمینه برنامه‌نویسی داشته باشند قادر هستند با کمک نرم‌افزارهای از پیش آماده شده نیازهای خود را تا حد زیادی به آسانی برطرف نمایند. گفتنی است بیشترین سهم بازار سیستم عامل‌های رایانه‌های شخصی مدت‌هاست که در اختیار سیستم عامل ویندوز شرکت مایکروسافت قرار دارد.

از مهم‌ترین و رایج‌ترین قطعات سخت افزاری موجود در یک PC می‌توان به منبع تغذیه، پردازنده، مادربورد، حافظه اصلی، دیسک سخت یا درایو حالت جامد، نمایشگر، صفحه کلید، ماوس، کارت گرافیک، CD/DVD Driver و … اشاره نمود. وجود پورت‌های مختلف برای اتصال وسایل جانبی به رایانه امکان گسترش کاربردهای آن را جهت چاپ، اسکن تصاویر، پخش صوت از طریق بلندگو و … فراهم آورده است.

انواع رایج رایانه‌های شخصی

بسیاری از کاربران غیرحرفه‌ای وقتی سخن از رایانه‌های شخصی به میان می‌آید ذهن‌شان به سمت رایانه‌های رومیزی (دسکتاپ یا Desktop Computer) متمایل می‌شود. این در حالی است که PC واژه‌ای کاملا فراگیر می‌باشد و تمامی رایانه‌های رومیزی، لپ تاپ‌ (Laptop)، نت بوک (Netbook)، تبلت (Tablet)، ایستگاه‌های کاری (Workstation)، رایانه‌های شخصی جیبی (Pocket PC) و … را نیز شامل می‌شود.

یک رایانه شخصی رومیزی Desktop PC
یک رایانه شخصی رومیزی (Desktop PC)

نام لاک Num Lock

نام لاک یا Num Lock چیست؟

نام لاک (Num Lock) یکی از کلیدهایی است که در اکثر کیبوردهای رایانه‌ای دیده می‌شود. این کلید همانند Caps Lock از جمله کلیدهای سوئیچی به شمار می‌رود و در صورتی که روی حالت روشن (On) قرار بگیرد عملکرد بخش صفحه کلید عددی (Numeric Keypad) را روی حالت اعداد قرار می‌دهد.

برای درک بهتر عملکرد نام لاک، تصور کنید این کلید روی حالت خاموش قرار دارد. در این وضعیت با فشار دادن کلید 7 در صفحه کلید عددی، حالت Home در نظر گرفته می‌شود و اما در صورتی که این کلید روی حالت روشن قرار داشته باشد همان عدد 7 منظور می‌شود. معمولا در صفحه کلیدها از یک چراغ LED برای نمایش وضعیت فعال (روشن) یا غیرفعال (خاموش) بودن این کلید استفاده می‌شود.

محل قرارگیری این کلید معمولا در سمت چپ ردیف بالایی Numeric Keypad می‌باشد. کلیدهای موجود در این بخش متناسب با وضعیت روشن یا خاموش بودن Num Lock دارای دو عملکرد متفاوت می‌باشند. در صورتی که Num Lock روی حالت روشن قرار داشته باشد کلیدهای ارقام، رقم متناظر خود را تولید می‌کنند. اما اگر این کلید روی حالت Off باشد عملکرد کلیدهای 2 و 4 و 6 و 8 به ترتیب معادل با کلیدهای پایین، چپ، راست و بالا خواهد بود و رفتار کلیدهای 0 و 1 و 3 و 7 و 9 و نقطه (.) به ترتیب معادل کلیدهای Ins و End و PgDn و Home و PgUp و Del می‌باشد.

با توجه به اینکه روی اغلب کیبوردهای امروزی، کلیدهای مجزایی برای سایر کاربردهای صفحه کلید عددی در نظر گرفته شده است معمولا کاربران از بخش Numeric Keypad همواره برای وارد نمودن سریعتر اعداد استفاده می‌کنند. در نتیجه امروزه از کلید Num Lock کمتر استفاده می‌شود چرا که کاربران آن را یک بار روی حالت روشن قرار می‌دهند و نیازی به سوئیچ کردن مکرر آن میان حالت‌های خاموش/روشن نمی‌بینند. برخی از کاربران به دلیل عدم آشنایی با کلید Num Lock و یا عدم توجه به قرار گرفتن سهوی (یا عمدی) آن روی حالت خاموش از اینکه با فشردن کلیدهای موجود در بخش Numeric Keypad هیچ عددی در فیلدهای متنی وارد نمی‌شود تعجب می‌کنند. در چنین حالتی کافی است با فشردن Num Lock آن را به حالت روشن سوئیچ کنید.

در اکثر لپ تاپ‌ها برای فعال یا غیرفعال کردن حالت نام لاک باید از کلید Fn کمک گرفت و کلیدهای صفحه کلید عددی نیز برای صرفه‌جویی در فضا روی کلیدهای حروف تعبیه می‌شوند.

کلید Num Lock در بالا گوشه سمت چپ صفحه کلید عددی
نمایی از صفحه کلید عددی (Numeric Keypad) – کلید Num Lock در قسمت بالا گوشه سمت چپ این بخش قابل مشاهده است.

کی لاگر Keylogger

کی لاگر یا Keylogger چیست؟

کی لاگر (Keylogger) نرم افزار یا سخت افزاری است که از کلیدهای فشرده شده روی صفحه کلید کاربر گزارش تهیه می‌کند. به عبارت بهتر، جزئیات هر کلیدی که توسط کاربر فشرده می‌شود توسط کی لاگر (معمولا در یک فایل) ثبت می‌شود. این کار در برخی موارد به صورت نهانی و بدون آنکه کاربر مطلع شود انجام می‌شود. به این فرایند، Keylogging (به معنای گزارش‌گیری از کلیدها) یا Keyboard Capturing (ثبت و ضبط صفحه کلید) گفته می‌شود.

انواع کی لاگر

کی لاگرها از نظر ماهیت به دو نوع نرم افزاری و سخت افزاری تقسیم می‌شوند. هم‌چنین از نظر کاربرد و هدفی که دنبال می‌کنند ممکن است کاملا مشروع و قانونی باشند و یا در قالب یک جاسوس افزار (Spyware) جنبه غیرقانونی پیدا کنند.

کاربردهای کی لاگر

از Keylogger های نرم افزاری می‌توان برای حل مشکلات فنی مرتبط با رایانه‌ها در یک سازمان، نظارت روی عملکرد کاربران بدون اطلاع مستقیم آن‌ها و یا مطالعه رفتار کاربران با رایانه استفاده نمود. در عین حال هکرها از Keylogger برای سرقت اطلاعات مهم کاربران نظیر کلمه‌های عبور و داده‌های حساسی که در فرم‌های اینترنتی وارد می‌شود (نظیر شماره تماس، آدرس، اطلاعات کارت‌های اعتباری و …) استفاده می‌کنند. معمولا این کی لاگرها در قالب یک تروجان یا ویروس رایانه‌ای منتشر می‌شوند و جاسوسی از فرد قربانی را آغاز می‌کنند.

جالب است بدانید قابلیت‌های برخی از کی لاگرهای نرم افزاری تنها به ثبت جزئیات مربوط به کار با صفحه کلید محدود نمی‌شود. امکاناتی نظیر عکس برداری از کل صفحه و خواندن فیلدهای موجود در فرم‌های اینترنتی و نرم افزارهای کاربردی از ویژگی‌هایی است که می‌تواند به یک کی لاگر قدرت بیشتری ببخشد.

در مقابل گونه نرم افزاری، کی لاگرهای سخت افزاری بدون نیاز به نصب نرم افزار، به ثبت اطلاعات صفحه کلید می‌پردازند. به عنوان نمونه، برخی Keylogger ها در قالب یک رابط میان کابل صفحه کلید و پورت رایانه اقدام به ثبت گزارش از کلیدهای فشرده شده توسط کاربر می‌نمایند.

راه‌های مقابله با گزارش‌گیری‌های غیرقانونی

همانطور که گفته شد یکی از رایج‌ترین کاربردهای کی لاگرها بر اهداف بدخواهانه و شرورانه استوار است. برای مقابله با حملات مبتنی بر کی لاگینگ روش‌های مختلفی وجود دارد. استفاده از کیبوردهای نرم افزاری برای ورود داده‌های مهم (نظیر اطلاعات کارت‌های اعتباری) می‌تواند در مقابل Keylogger ها (به خصوص نوع سخت افزاری آن‌ها) گزینه‌ی ایمن‌تری به شمار بیاید (معمولا در فرم‌های خرید اینترنتی می‌توانید کنار فیلدهای حساس، صفحه کلیدهای عددی نرم افزاری را مشاهده کنید. در سیستم عامل ویندوز هم احتمالا با On-Screen Keyboard که صفحه کلید نرم افزاری پیش فرض این سیستم عامل است آشنا هستید.)

استفاده از نرم افزارهای آنتی کی لاگر (Anti Keylogger) می‌تواند به شما در شناسایی Keylogger ها کمک کند. برخی از آنتی ویروس‌ها و ضد جاسوس افزارها نیز می‌توانند کی لاگرها را شناسایی کنند.

به کارگیری نرم افزارهای مدیریت کلمه عبور و ابزارهای تکمیل کننده خودکار فرم‌های اینترنتی نیز می‌تواند مانع از لو رفتن اطلاعات حساس توسط کی لاگرها شود چرا که با استفاده از این نرم افزارها نیازی به وارد کردن اطلاعات حساس با استفاده از صفحه کلید وجود ندارد. علاوه بر این رمزهای عبور یکبار مصرف، استفاده از فناوری‌های مبتنی بر تشخیص گفتار و … نیز می‌تواند از راهکارهای موثر برای مقابله با Keylogger های نامشروع باشد. همچنین با توجه به اینکه این ابزارها گزارشات خود را به نحوی از طریق اینترنت برای هکر ارسال می‌کنند نظارت بر ارتباطات شبکه‌ای و تبادلات صورت گرفته توسط اپلیکیشن‌ها بر بستر شبکه نیز می‌تواند به شناسایی این جاسوس افزارها کمک کند.

یک کی لاگر (Keylogger) سخت افزاری
یک کی لاگر سخت افزاری

واحد پردازش گرافیکی Graphics Processing Unit – GPU

واحد پردازش گرافیکی یا Graphics processing unit – GPU چیست؟

واحد پردازش گرافیکی یا Graphics Processing Unit (به اختصار جی پی یو GPU)، یک مدار الکترونیکی است که به منظور پردازش و دستکاری سریع حافظه و سرعت بخشیدن به فرایند ایجاد تصاویر جهت انتقال به یک دستگاه نمایشگر به کار می‌رود.

پردازنده‌های گرافیکی تنها مختص رایانه‌های شخصی نیستند و در گوشی‌های هوشمند، دستگاه‌های خودپرداز، کنسول‌های بازی و … نیز به کار می‌روند. ساختار پیشرفته و موازی در جی‌پی‌یوهای امروزی، در مقابل پردازنده‌هایی که برای پردازش‌های عمومی طراحی شده‌اند کارایی بالاتری را در پردازش بلاک‌های بزرگ داده‌های تصویری نشان داده‌اند. افزون بر این با توجه به پیچیدگی‌های موجود در پردازش تصاویر (به خصوص در حالت سه بعدی) و ویدیوها استفاده از پردازنده‌ی گرافیکی اختصاصی بار سنگینی را از روی دوش CPU برمی‌دارد.

در رایانه‌های شخصی، معمولا واحد پردازش گرافیکی روی کارت ویدیو یا مادربورد رایانه قرار می‌گیرد. اصطلاح GPU برای اولین بار توسط شرکت Nvidia در سال 1999 با عرضه‌ی پردازنده‌ی گرافیکی GeForce 256 مورد استفاده قرار گرفت. این واحد را با عنوان واحد پردازش بصری یا Visual Processing Unit (به اختصار VPU) نیز می‌شناسند.

از بزرگترین تولیدکننده‌های واحد پردازش گرافیکی می‌توان به شرکت‌های Nvidia و ATI اشاره نمود. Qualcomm و PowerVR و ARM نیز در زمینه تولید پردازنده‌‌‌‌‌‌‌‌های گرافیکی دستگاه‌های همراه دستی بر آتش دارند. لازم به ذکر است بسیاری از GPU ها برای کاربردهای خاصی (از جمله بازی، ایستگاه‌های کاری و …) طراحی می‌شوند که از قدرت بالاتری در پردازش‌های مربوط به آن حوزه برخوردارند.

پردازنده یا واحد پردازش مرکزی Central Processing Unit – CPU

پردازنده یا Central Processing Unit – CPU چیست؟

پردازنده (Processor) یا واحد پردازش مرکزی (Central Processing Unit) که به اختصار با عنوان سی پی یو (CPU) نیز شناخته می‌شود یک مدار الکترونیکی در رایانه است که مسئولیت پردازش و انجام دستورالعمل‌های یک برنامه را برعهده دارد.

از CPU به عنوان مغز و مهم‌ترین جزء یک دستگاه رایانه‌ای نیز یاد می‌شود. با وجود اینکه فرم، طراحی و نحوه‌ی ساخت پردازنده‌ها در طول تاریخ با تغییرات زیادی همراه بوده است اما عملکرد اصلی آن‌ها تقریبا دست نخورده باقی مانده است. اجزای اصلی یک CPU عبارتند از:

  • واحد محاسبه و منطق یا Arithmetic Logic Unit (به اختصار ALU): که اعمال منطقی و حسابی را انجام می‌دهد.
  • ثبات‌های پردازنده یا CPU Registers: که عملوندهای مورد نیاز واحد محاسبه و منطق را فراهم می‌آورند و هم‌چنین حاصل اعمال آن را نگه‌داری می‌کنند.
  • واحد کنترل یا Control Unit: که اعمال پردازنده را هدایت و کنترل می‌کند. به عبارت بهتر، چگونگی واکنش واحد محاسبه و منطق، مموری و دستگاه‌های ورودی و خروجی در برابر دستورالعمل‌ها را تعیین می‌کند.

بسیاری از ریزپردازنده‌های امروزی دارای بخشی به نام واحد مدیریت حافظه (MMU) نیز هستند. اغلب رایانه‌های امروزی از پردازنده‌های چند هسته‌ای (Multi-Core Processor) استفاده می‌کنند. در این رایانه‌ها، یک یا چند CPU که به آن‌ها هسته (Core) گفته می‌شود روی یک چیپ واحد قرار می‌گیرند و امکان پردازش موازی و اجرای چندین دستور به طور همزمان را فراهم می‌کنند. البته چندنخی‌سازی (Multithreading) نیز قابلیتی رایج در پردازنده‌های ساده و هر هسته موجود در پردازنده‌های چند هسته‌ای است که امکان اجرای همزمان چندین فرایند (Process) یا نخ (Thread) را فراهم می‌آورد.

نحوه‌ی عملکرد پردازنده

دستوراتی که قرار است توسط پردازنده اجرا شوند (برنامه) روی نوعی حافظه رایانه‌ای قرار می‌گیرند. به این ترتیب روند اجرای دستورات توسط CPU نیازمند انجام سه مرحله‌ی واکشی (Fetch)، دیکد یا رمزگشایی (Decode) و اجرا (Execute) می‌باشد.

در فرایند واکشی، براساس محتوای ثبات شمارنده برنامه (Program Counter یا PC) محل دستور روی حافظه مشخص می‌شود. پس از اجرای یک دستور، با افزایش مقدار شمارنده برنامه، این روند برای دستور بعدی تکرار می‌شود. در صورتی که یک دستور جهش (Jump) اجرا شود شمارنده برنامه به آدرس دستوری که جهش به آن نقطه انجام شده است تغییر می‌یابد.

در مرحله رمزگشایی، دستور به سیگنال‌هایی تبدیل می‌شود که عملکرد سایر بخش‌های پردازنده را کنترل می‌کند. در مرحله نهایی برای اجرای دستور، براساس سیگنال‌های حاصل از مرحله دیکد بخش‌هایی از پردازنده به یکدیگر متصل می‌شوند تا هنگام وقوع پالس در کلاکِ پردازنده، عمل مورد نظر انجام شود. گفتنی است هر پردازنده (تک هسته) تنها قادر به اجرای یک دستور در هر کلاک می‌باشد. استفاده از روش‌های موازی‌سازی امکان رسیدن به این حداکثر کارایی را برای یک پردازنده فراهم می‌سازد (سیگنال کلاک با یک نرخ مشخص، فرکانس عملکردی یک پردازنده یا چیپ را تعیین می‌کند. هرچه این فرکانس بالاتر باشد و تعداد دستورات قابل انجام در یک کلاک توسط سی پی یو نیز مقدار بیشتری باشد کارایی یا سرعت آن پردازنده نیز بالاتر خواهد بود).

یک پردازنده ی ساخت شرکت اینتل
یک CPU ساخت شرکت اینتل

حافظه فقط خواندنی – رام Read-Only Memory – ROM

حافظه فقط خواندنی (رام) یا Read-Only Memory – ROM چیست؟

رام (ROM) یا حافظه فقط خواندنی (Read-Only Memory) یکی از انواع حافظه‌های ذخیره‌سازی است که در رایانه‌ها و دستگاه‌های الکترونیکی مختلف کاربرد زیادی دارد. داده‌های ذخیره شده در این حافظه یا اصلا قابل تغییر نیستند و یا تغییر آن‌ها با سرعت پایینی قابل انجام است. به همین دلیل از انواع مختلف ROM برای ذخیره‌ی فرم‌ویرها و دستوراتی استفاده می‌شود که نیاز چندانی به تغییر و بروزرسانی ندارند.

به عبارت بهتر در دوران امروزی، منظور از رام حافظه‌هایی است که در اعمال طبیعی و متداول خود فقط نیاز به خواندن داده‌ها دارند البته این بدان معنا نیست که هیچ راهی برای تغییر داده‌های موجود در آن‌ها وجود ندارد. در برخی از این نوع حافظه‌ها می‌توان داده‌های ذخیره شده را تغییر داد اما سرعت پاک کردن و نوشتن روی آن‌ها به مراتب پایین‌تر از سرعت خواندن محتوایشان می‌باشد.

در رایانه‌های شخصی (PC)، معمولا دستورات مورد نیاز برای آغاز به کار رایانه در حافظه‌ای از نوع رام قرار داده می‌شود. علاوه بر این از ROM ها برای نگه‌داری داده‌هایی که نیازمند تغییر نیستند نیز استفاده می‌شود. با توجه به اینکه رام حافظه‌ای از نوع غیرفرار (Non-Volatile) می‌باشد پس از قطع برق و خاموشی رایانه، داده‌های ذخیره شده روی آن از دست نمی‌رود.

انواع ROM ها

تاکنون انواع مختلفی از حافظه‌های ROM تولید شده است که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به حافظه فقط خواندنی قابل برنامه‌ریزی (یا Programmable Read-Only Memory – PROM)، حافظه فقط خواندنی قابل برنامه‌ریزی قابل پاک شدن (Erasable Programmable Read-Only Memory – EPROM) و حافظه فقط خواندنی قابل برنامه‌ریزی قابل پاک شدن الکتریکی (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory – EEPROM) اشاره نمود. دو نوع آخر (یعنی EPROM و EEPROM) قابلیت پاک‌سازی و برنامه‌ریزی مجدد را دارا می‌باشند. گفتنی است انجام این اعمال معمولا نیازمند دستگاه‌های مخصوص بوده و به زمان بیشتری نسبت به خواندن محتوا از روی رام احتیاج دارد.

حافظه با دسترسی تصادفی (رم) Random Access Memory – RAM

حافظه با دسترسی تصادفی یا Random-Access Memory – RAM چیست؟

حافظه با دسترسی تصادفی (Random-Access Memory) یا به اختصار RAM نوعی فضای ذخیره‌سازی است که امکان دسترسی (خواندن یا نوشتن) داده‌ها را بدون توجه به اینکه از نظر فیزیکی در چه مکانی از این حافظه ذخیره شده‌اند با سرعت تقریبا یکسانی امکان‌پذیر می‌کند.

این نوع حافظه برای نگه‌داری داده‌ها و دستورالعمل‌هایی به کار می‌رود که قرار است مکررا از آن‌ها استفاده شود و درنتیجه این امر منجر به افزایش سرعت کلی سیستم می‌شود. این در حالی است که در فضاهای ذخیره‌سازی رایج دیگری همانند هارددیسک‌ها و لوح‌های فشرده به دلیل محدودیت‌های مکانیکی، دسترسی به هر داده بسته به محل فیزیکیش روی رسانه‌ی ذخیره‌سازی نیازمند زمان متفاوتی می‌باشد.

حافظه RAM از نوع حافظه‌های فرار (Volatile) یا موقتی می‌باشد و به محض قطع جریان الکتریسیته، داده‌های ذخیره شده روی آن پاک می‌شود. به همین دلیل نمی‌توان از رم‌ها برای ذخیره کردن و نگه‌داری همیشگی (یا ماندگار) داده‌ها استفاده نمود. البته مموری‌های غیرفراری نیز وجود دارند که امکان خواندن تصادفی داده‌ها را فراهم می‌کنند اما از قابلیت نوشتن پشتیبانی نمی‌کنند و یا با محدودیت‌هایی در نوشتن روبرو هستند. از جمله‌ی این نوع حافظه‌های غیرفرار می‌توان به ROM (حافظه‌ی فقط خواندنی) اشاره نمود.

برای انتخاب یک سلول حافظه در رم از مدارات تسهیم کننده (مالتی پلکسینگ) و تقسیم کننده (دی مالتی پلکسینگ) استفاده می‌شود. برای هر رم تعدادی خط آدرس وجود دارد که بسته به مقادیر مختلف (0 یا 1) هر بیت (متناظر با هر خط آدرس) تعدادی از سلول‌های حافظه فعال (Active) می‌شوند. با توجه به اینکه تعداد آدرس‌های ممکن همواره توانی از 2 هستند ظرفیت RAM ها نیز مقداری برابر با یک عدد به توان 2 خواهد بود.

انواع RAM

دو نوع رایج از حافظه‌های رم عبارتند از SRAM (یا Static RAM) و DRAM (یا Dynamic RAM). حافظه‌های SRAM (رم استاتیک یا ایستا) گرانتر و سریعتر بوده و نیازمند برق کمتری نسبت به DRAM می‌باشند، هم‌چنین برخلاف DRAM ها نیازمند تازه‌سازی (Refresh)های پی در پی نمی‌باشند. از این نوع حافظه‌ی رم اغلب در حافظه‌های نهان پردازنده‌ها استفاده می‌شود.

اما DRAM (رم داینامیک یا پویا) به خاطر نوع ساختارش ارزانتر بوده و معمولا به عنوان حافظه‌ی اصلی رایانه‌های امروزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. دلیل انتخاب نام داینامیک برای این نوع رم اینست که داده‌های آن باید هر چند میلی‌ثانیه یک بار تازه‌سازی شود.

RAM
نمونه‌ای از یک رم