หน่วยความจำภายใน
(Primary Storage Section // Memory)
หน่วยความจำของคอมพิวเตอร์จะใช้ในการเก็บคำสั่งและข้อมูลขณะที่มีการประมวลผล ภายในระบบคอมพิวเตอร์จะมีหน่วยความจำอยู่ 2 ประเภท คือ
- ภายใน (Internal)
- ภายนอก (External)
หน่วยความจำภายในนั้นเราไม่ได้หมายถึงหน่วยความจำหลัก (Main memory) เท่านั้น
แต่ยังจะหมายถึงหน่วยความจำที่อยู่ภายในซีพียู (Local memory) นอกจากนี้ภายใน CPU ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ CPU นั้นก็ต้องการที่จะมีหน่วยความจำเป็นของตัวเองด้วย ส่วนหน่วยความจำภายนอกนั้นเราจะหมายถึงอุปกรณ์เก็บข้อมูลอื่น ๆ ที่มักเรียกว่าเป็น peripheral storage devices
เช่น ดิสก์ เทป ซึ่งติดต่อกับ CPU ด้วย I/O Controller
คุณลักษณะอย่างหนึ่งของหน่วยความจำก็คือ ความจุ (Capacity) ซึ่งจะพูดกันในหน่วยของไบต์ (1ไบต์ = 8 บิต) หรือคำ (word) ปกติแล้วคำจะมีความยาวขนาด 8, 16 หรือ 32 บิต ข้อมูลทุกประเภทสุดท้ายจะถูกแปลงเป็นบิต 0 หรือ 1 ซึ่งอยู่ในรูปของเลขฐานสองเพื่อเก็บไว้ในหน่วยความจำ เมื่อต้องการใช้ก็จะมีการแปลงจากเลขฐานสองนั้นให้อยู่ในรูปแบบที่ต้องการ
แนวคิดอีกอย่างที่เกี่ยวข้องกันคือ จำนวนหน่วยที่จะโอนย้ายได้ (Unit of Transfer) สำหรับหน่วยความจำภายในนั้น unit of transfer จะเท่ากับจำนวนdata lines ที่เข้า-ออก หน่วยความจำ ซึ่งมันมักจะเท่ากับความยาวของคำ (แต่บางครั้งก็อาจจะไม่เท่าก็ได้)
หลักการทำงานของหน่วยความจำภายใน
วิธีการในการเข้าถึงหน่วยความจำ
เราอาจแบ่งได้เป็น 4 แบบตามชนิดของหน่วยความจำ คือ
ž - Sequential Access เช่น การเข้าถึงเทป
ž - Direct Access เช่น การเข้าถึงดิสก์
ž - Random Access เช่นการเข้าถึงหน่วยความจำหลัก
ž - Associative เช่น การเข้าถึงหน่วยความจำแคช
ประสิทธิภาพของหน่วยความจำ
จะพิจารณาถึงตัวแปร 3 ตัวนี้คือ
1. Access Time : หมายถึงเวลาที่ใช้ไปในการทำการอ่านหรือเขียนข้อมูล (เวลาที่จะนำข้อมูลไปไว้ยังตำแหน่งของหน่วยความจำที่ระบุไว้ หรือเวลาที่นำข้อมูลออกจากหน่วยความจำจากตำแหน่งที่ระบุไว้)
2. Memory Cycle Time : เป็นแนวคิดที่พัฒนามาใช้กับ RAM ซึ่งประกอบด้วย เวลาในการเข้าถึงข้อมูล (access time) บวกกับเวลาก่อนที่การเข้าถึงครั้งต่อไปจะเริ่มขึ้น
3.Transfer Rate : เป็นอัตราส่วนที่ข้อมูลสามารถจะถูกเคลื่อนย้ายเข้าหรือออกจากหน่วยความจำได้ใน 1หน่วยเวลา
หน่วยความจำหลัก
หน่วยความจำชนิดรอม (ROM : Read Only Memory)
เป็นหน่วยความจำชนิดที่จะเก็บข้อมูลหรือโปรแกรมไว้อย่างถาวรไม่สามารถเปลี่ยนแปลงอะไรได้ไม่ว่าจะต้องการหรือไม่ สิ่งที่เก็บไว้จะประกอบด้วยข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการเริ่มสตาร์ทเครื่องคอมพิวเตอร์ และใช้เก็บโปรแกรม BIOS หรือโปรแกรมของคอมพิวเตอร์ที่ฝังอยู่ในฮาร์ดแวร์ของเครื่องที่ทำหน้าที่ตรวจสอบฮาร์ดแวร์และอุปกรณ์ต่าง ๆ ของคอมพิวเตอร์
ชนิดของรอม
-Manual ROM )
ข้อมูลทั้งหมดที่อยู่ใน ROM จะถูกโปรแกรม โดยผู้ผลิต (โปรแกรม มาจากโรงงาน) เราจะใช้ ROMชนิดนี้ เมื่อข้อมูลนั้น ไม่มีการเปลี่ยนแปลง และมีความต้องการใช้งาน เป็นจำนวนมาก ผู้ใช้ไม่สามารถ เปลี่ยนแปลงข้อมูลภายใน ROM ได้
โดย ROM จะมีการใช้ technology ที่แตกต่างกันตัวอย่างเช่น BIPOLAR, CMOS, NMOS, PMOS
โดย ROM จะมีการใช้ technology ที่แตกต่างกันตัวอย่างเช่น BIPOLAR, CMOS, NMOS, PMOS
-PROM (Programmable ROM)
PROM (PROGRAMMABLE READ-ONLY MEMORY)
ข้อมูลที่ต้องการโปรแกรมจะถูกโปรแกรมโดยผู้ใช้เอง โดยป้อนพัลส์แรงดันสูง
ทำให้ METAL STRIPS หรือ POLYCRYSTALINE SILICON ที่อยู่ในตัว IC ขาดออกจากกัน ทำให้เกิดเป็นลอจิก “1” หรือ “0” ตามตำแหน่ง ที่กำหนดในหน่วยความจำนั้นๆ เมื่อ PROM ถูกโปรแกรมแล้ว ข้อมูลภายใน จะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้อีก
-EPROM (Erasable Programmable ROM)
EPROM (ERASABLE PROGRAMMABLE READ-ONLY MEMORY)
ข้อมูลจะถูกโปรแกรม โดยผู้ใช้โดยการให้สัญญาณ ที่มีแรงดันสูง ผ่านเข้าไปในตัว EPROM ซึ่งเป็นวิธีเดียวกับที่ใช้ใน PROM แต่ข้อมูลที่อยู่ใน EPROM เปลี่ยนแปลงได้ โดยการลบข้อมูลเดิมที่อยู่ใน EPROM ออกก่อน แล้วค่อยโปรแกรมเข้าไปใหม่ การลบข้อมูลนี้ทำได้ด้วย การฉายแสง อุลตร้าไวโอเลตเข้าไปในตัว ICโดยผ่าน ทางกระจกใส ที่อยู่บนตัว IC เมื่อฉายแสง
หน่วยความจำชนิดแรม (RAM : Random Access Memory)
ž เป็นหน่วยความจำชนิดที่เก็บข้อมูลเอาไว้เพื่อให้โปรแกรมสามารถนำมาใช้งานได้ในทันทีที่ต้องการ ทั้งในส่วนของคำสั่งของโปรแกรมและข้อมูลที่ป้อนเข้าไป เป็นส่วนที่จะมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาระหว่างที่กำลังทำงานกับโปรแกรมอยู่ จะเป็นการเก็บไว้เพียงชั่วคราว และจะหายไปเมื่อปิดเครื่องหรือไฟฟ้าดับ นั่นคือแรมจะต้องมีไฟฟ้าคอยเลี้ยงตลอดเวลา โดยปกติทั่วไปหากบอกว่าคอมพิวเตอร์เครื่องนี้มี Memory 32 MB จะหมายถึงเครื่องคอมพิวเตอร์นั้นมี RAM 32 MB แรมเป็นทรัพยากรที่มีค่ามากของคอมพิวเตอร์ และดูเหมือนว่าเครื่องมีแรมเท่าไรก็มักจะไม่พอต่อความต้องการ (ทั้งของเราและของโปรแกรม application)
โดยที่เนื้อที่ของหน่วยความจำหลักแบบแรมนี้ถูกแบ่งออกเป็น 4 ส่วน คือ
1. Input Storage Area เป็นส่วนที่เก็บข้อมูลนำเข้าที่ได้รับมาจากหน่วยรับข้อมูลเข้าโดย ข้อมูลนี้จะถูกนำไปใช้ในการประมวลผลต่อไป
2. Working Storage Area เป็นส่วนที่เก็บข้อมูลที่อยู่ในระหว่างการประมวลผล
3. Output Storage Area เป็นส่วนที่เก็บผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผล ตามความต้องการของผู้ใช้ เพื่อรอที่จะถูกส่งไปแสดงออก ยังหน่วยแสดงผลอื่นที่ผู้ใช้ต้องการ
4. Program Storage Area เป็นส่วนที่ใช้เก็บชุดคำสั่ง หรือโปรแกรมที่ผู้ใช้ต้องการจะส่งเข้ามา เพื่อใช้คอมพิวเตอร์ปฏิบัติตามคำสั่ง ชุดดังกล่าว หน่วยควบคุมจะทำหน้าที่ดึงคำสั่งจากส่วน
ชนิดของแรมตามรูปร่าง
- DIP RAM (Dual In-Line Package RAM) เป็นแรมยุคแรก มีลักษณะสีดำ มีขายื่นออกมาสองแถวคล้ายตะขาบ ยึดติดบน
- SIMM RAM (Single In-Line Memory Module RAM) จะมีทั้งแบบ 30 พิน และ 72 พิน ข้อแตกต่างคือSIMM 30 พินจะมี 9 บิตบนตัวแรม ส่วน SIMM 72 พิน จะมี 36 บิต และ SIMM 30 พินจะมีขนาดเล็กกว่า72 พิน
ชนิดของแรมตามเทคโนโลยี
ความเร็วของตัวประมวลผลที่เพิ่มขึ้นย่อมต้องการส่วนประกอบต่าง ๆ
ของระบบที่เร็วขึ้นเช่นกัน ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันบัสของหน่วยความจำจะทำงานช้ากว่าตัวประมวลผล จึงมีการพัฒนาเทคโนโลยีหน่วยความจำแบบต่าง ๆ ดังนี้
- DRAM (Dynamic RAM) เป็นมาตรฐานของ Main Memory
มีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า Fast Page Mode DRAMนอกจากต้องมีไฟฟ้าเลี้ยงตลอดเวลาแล้ว แรมชนิดนี้จะต้องทำการ Recharge อยู่เสมอ คือจะคอยป้อนไฟเลี้ยงให้กับตัวเก็บประจุที่มีค่าเป็น “1” เป็นระยะ DRAMจะเก็บแต่ละค่าของบิตลงในหน่วยความจำ (Memory Cell)
SRAM (Static RAM) รูปแบบพื้นฐานของ SRAM คือ การใช้โครงสร้างแบบ Asynchronous ค่าของบิตที่เก็บในเซลหน่วยความจำจะถูกแทนด้วยสถานะของการ Flip-Flop แทนการเป็นประจุใน Capacitor การ Flip-Flop เป็นการเรียงตัวของทรานซิสเตอร์และรูปแบบของสวิตช์อิเล็กโทรนิกส์ของรีจิสเตอร์
ROM คืออะไร
ROM คือ หน่วยความจำหลักชนิดอ่านได้อย่างเดียว นิยมใช้ในคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อิเลคโทรนิกส์หรืออุปกรณ์ที่ควบคุมด้วยระบบอิเลคโทรนิกส์ ROM เป็นหน่วยความจำที่มีซอฟต์แวร์หรือชุดคำสั่งหรือข้อมูลที่จำเป็นบรรจุอยู่แล้ว สามารถทำงานร่วมกับ CPU หรือ Microprocessor ได้ทันที ROM เป็นหน่วยความจำประเภทถาวร ซึ่งหมายถึงว่าข้อมูลภายในจะไม่มีการลบหรือสูญหายแม้เราจะปิดเครื่อง หรือตัดระบบไฟฟ้าที่จะมาเลี้ยงเครื่องนั้นๆก็ตาม
ROM นิยมนำมาเก็บโปรแกรมจำพวก Bios (Basic Input output System) หรือ Firmware ที่ควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์ แทบเล็ต และสมาร์ทโฟน นอกจากนี้ยังสามารถใช้เก็บโปรแกรมคำนวณของเครื่องคิดเลข ระบบคอมพิวเตอร์ควบคุมวงจรในรถยนต์ โทรทัศน์รุ่นใหม่ๆ เครื่องซักผ้า กล้องดิจิตอล และอื่นๆอีกมากมาย
ROM สามารถแบ่งออกได้หลายชนิด เช่น
- Manual ROM ข้อมูลทั้งหมดที่อยู่ใน ROM จะถูกป้อนมาแล้วโดยผู้ผลิต
- PROM (Programmable ROM) ข้อมูลที่ต้องการจะถูกป้อนโดยผู้ใช้เอง
- EPROM (Erasable Programmable ROM) ข้อมูลจะถูกป้อนโดยผู้ใช้โดยการให้สัญญาณที่มีแรงดันสูง ข้อมูลภายในสามารถลบได้
- EAROM (Electrically Alterable ROM) หรือ EEPROM ข้อมูลจะถูกป้อนโดยการให้สัญญาณที่มีแรงดันสูง โดยสามารถลบข้อมูลภายในได้ด้วยสัญญาณไฟฟ้า ซึ่งจะสามารถลบได้เร็วกว่า EPROM
ที่มา http://www.comgeeks.net/rom/
25/10/2558
สรุป
หน่วยความจำภายในคือ หน่วยความจำที่อยู่ภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ซึ่งแบ่งออกได้
เป็นสองส่วนใหญ่คือ ROM และ RAM การทำงานของรอมกับแรมนั้นแต่กต่าวกัน รอมนั้นจะเป็นตัวควบคุมระบบคอมพิวเตอร์ ในส่วนของแรม จะเป็นการพักข้อมูลไว้เพื่อส่งไปยังการประมวลผลต่อไป
หน่วยความจำภายใน
4/
5
Oleh
wasinkhiw
