انجمن بزرگ نرم افزار دلتافوکس

hesam

سخت افزار

BIOS

يکی از متداولترين موارد کاربرد حافظه های Flash ، استفاده از آنان در BIOS)Basic Input/Output System) است . BIOS اين اطمينان را به عناصر سخت افزاری نظير : تراشه ها ، هارد يسک ، پورت ها ، پردازنده و ... خواهد داد که بدرستی عمليات خود را در کنار يکديگر انجام دهند.
هر کامپيوتر ( شخصی ، دستی ) دارای يک ريزپردازنده بعنوان واحد پردازشگر مرکزی است . ريزپردازنده يک المان سخت افزاری است .بمنظور الزام پردازنده برای انجام يک عمليات خاص، می بايست مجموعه ای از دستورالعمل ها که نرم افزار ناميده می شوند نوشته شده و در اختيار پردازنده قرار گيرد. از دو نوع نرم افزار استفاده می گردد :
- سيستم عامل : سيستم عامل مجموعه ای از خدمات مورد نياز برای اجرای يک برنامه را فراهم می نمايد. ويندوز 98 ، 2000 و يا لينوکس نمونه هائی از سيستم های عامل می باشند.
- برنامه های کاربردی : برنامه های کاربردی نرم افزارهائی هستند که بمنظور تامين خواسته های خاصی طراحی و در اختيار کاربران گذاشته می شوند. برنامه هائی نظير : Word ، Excel و ... نمونه هائی از اين نوع نرم افزارها می باشند.
BIOS در حقيقت نوع سومی از نرم افزارها بوده که کامپيوتر بمنظور عملکرد صحيح خود به آن نياز خواهد داشت.

خدمات ارائه شده توسط BIOS
نرم افزار BIOS دارای وطايف متعددی است . ولی بدون شک مهمترين وظيفه آن استقرار سيستم عامل در حافظه است . زمانيکه کامپيوتر روشن و ريزپردازنده سعی در اجرای اولين دستورالعمل های خود را داشته باشد ، می بايست دستورالعمل های اوليه از مکان ديگر در اختيار آن گذاشته شوند ( در حافظه اصلی کامپيوتر هنوز اطلاعاتی قرار نگرفته است ) دستورالعمل های مورد نظر را نمی توان از طريق سيستم عامل در اختيار پردازنده قرار داد چراکه هنوز سيستم عامل در حافظه مستقر نشده و همچنان بر روی هارد ديسک است . مشکل اينجاست که می بايست با استفاده از روشهائی به پردازنده اعلام گردد که سيستم عامل را به درون حافظه مستقر تا در ادامه زمينه استفاده از خدمات سيستم عامل فراهم گردد. BIOS دستورالعمل های لازم را در اين خصوص ارائه خواهد کرد. برخی از خدمات متداول که BIOS ارائه می دهد ، بشرح زير می باشد:
- يک برنامه تست با نام POST بمنظور بررسی صحت عملکرد عناصر سخت افراری
- فعال کردن تراشه های BIOS مربوط به ساير کارت های نصب شده در سيستم نظير : کارت گرافيک و يا کنترل کننده SCSI
- مديريت مجموعه ای از تنظيمات در رابطه با هارد ديسک،Clock و ...
BIOS ، يک نرم افزار خاص است که بعنوان اينترفيس ( ميانجی ) بين عناصر اصلی سخت افزارهای نصب شده بر روی سيستم و سيستم عامل ايفای وظيفه می نمايد. نرم افزار فوق اغلب در حافظه هائی از نوع Flash و بصورت يک تراشه بر روی برد اصلی نصب می گردد. در برخی حالات تراشه فوق يک نوع خاص از حافظه ROM خواهد بود.
زمانيکه کامپيوتر روشن می گردد BIOS عمليات متفاوتی را انجام خواهد داد:
- بررسی محتويات CMOS برای آگاهی از تنظيمات خاص انجام شده
- لود کردن درايورهای استاندارد و Interrupt handlers
- مقدار دهی اوليه ريجسترها و مديريت Power
- اجرای برنامه POST بمنظور اطمينان از صحت عملکرد عناصر سخت افزاری
- تشخيص درايوی که سيستم می بايست از طريق آن راه اندازی (Booting) گردد.
- مقدار دهی اوليه برنامه مربوط به استقرار سيستم عامل در حافظه (Bootstrap)
اولين موردی را که BIOS بررسی خواهد کرد، اطلاعات ذخيره شده در يک نوع حافظه RAM با ظرفيت 64 بايت است . اطلاعات فوق بر روی تراشه ای با نام CMOS)Complementry metal oxid semiconductor) ذخيره می گردند. CMOS شامل اطلاعات جزئی در رابطه با سيستم بوده و درصورت بروز هر گونه تغييردر سيستم، اطلاعات فوق نيز تغيير خواهند کرد. BIOS از اطلاعات فوق بمنظور تغيير و جايگزينی مقادير پيش فرض خود استفاده می نمايد.
Interrupt handlers نوع خاصی از نرم افزار بوده که بعنوان يک مترجم بين عناصر سخت افزاری و سيستم عامل ايفای وظيفه می نمايد.مثلا" زمانيکه شما کليدی را برروی صفحه کليد فعال می نمائيد، سيگنال مربوطه، برای Interrupt handler صفحه کليد ارسال شده تا از اين طريق به پردازنده اعلام گردد که کداميک از کليدهای صفحه کليد فعال شده اند.
درايورها يک نوع خاص ديگر از نرم افزارها بوده که مجموعه عمليات مجاز بر روی يک دستگاه را تبين و راهکارهای ( توابع ) مربوطه را ارائه خواهند. اغلب دستگاه های سخت افزاری نظير: صفحه کليد، موس ، هارد و فلاپی درايو دارای درايورهای اختصاصی خود می باشند. با توجه به اينکه BIOS بصورت دائم با سيگنال های ارسالی توسط عناصر سخت افزاری مواجه است ، معمولا" يک نسخه از آن در حافظه RAM تکثير خواهد شد.
راه اندازی ( بوتينگ، Booting) کامپيوتر
پس از روشن کردن کامپيوتر، BIOS بلافاصله عمليات خود را آغاز خواهد کرد. در اغلب سيستم ها ، BIOS در زمان انجام عمليات مربوطه پيام هائی را نيز نمايش می دهد ( ميزان حافظه، نوع هارد ديسک و ...) بمنظور آماده سازی کامپيوتر برای ارائه خدمات به کاربران، BIOS مجموعه ای از عمليات را انجام می دهد. پس از بررسی و آگاهی از تنظيمات موجود در CMOS و استقرار Interrupt handler در حافظه RAM ، کارت گرافيک بررسی می گردد. اغلب کارت های گرافيک ، دارای BIOS اختصاصی بوده که حافظه و پردازنده مربوط به کارت گرافيک را مقدار دهی اوليه می نمايد. در صورتيکه BIOS اختصاصی برای کارت گرافيک وجود نداشته باشد از درايور استانداری که در ROM ذخيره شده است ، استفاده و درايو مربوطه فعال خواهد شد ( درايور استاندارد کارت گرافيک ) در ادامه BIOS نوع راه اندازی ( راه اندازی مجدد (Rebbot) و يا راه اندازی اوليه (Cold Boot ) را تشخيص خواهد داد .برای تشخيص موضوع فوق، از محتويات آدرس 0000:0472 حافظه استفاده می گردد. در صورتيکه در آدررس فوق مقدار 123h موجود باشد ، بمنزله "راه اندازی مجدد" بوده و برنامه BOIS بررسی صحت عملکرد حافظه را انجام نخواهد داد. در غير اينصورت ( در صورت وجود هر مقدار ديگر در آدرس فوق ) يک "راه اندازی اوليه " تلقی می گردد. در اين حالت بررسی صحت عملکرد و سالم بودن حافظه انجام خواهد شد. در ادامه پورت های سريال و USB برای اتصال صفحه کليد وموس بررسی خواهند شد. در مرحله بعد کارت های PCI نصب شده بر روی سيستم بررسی می گردند. در صورتيکه در هر يک از مراحل فوق BIOS با اشکالی برخورد نمايد با نواختن چند Beep معنی دار، مورد خطاء را اعلام خواهد کرد. خطاهای اعلام شده اغلب به موارد سخت افزار سيستم مربوط می گردد.
برنامه BIOS اطلاعاتی در رابطه با نوع پردازنده ، فلاپی درايو ، هارد ديسک ، حافظه تاريخ و شماره ( ورژن ) برنامه BIOS ، نوع صفحه نمايشگر را نمايش خواهد داد. در صورتيکه بر روی سيستم از آداپتورهای SCSI استفاده شده باشد ، BIOS درايور مربوطه آن رااز BIOS اختصاصی آداپتور فعال و BIOS اختصاصی اطلاعاتی را در رابطه با آداپتور SCSI نمايش خواهد داد. در ادامه برنامه BIOS نوع درايوی را که می بايست فرآيند انتقال سيستم عامل از آن آغاز گردد را تشخيص خواهد داد. برای نيل به هدف فوق از تنظيمات موجود در CMOS استفاده می گردد. اولويت درايو مربوطه برای بوت سيستم متغير و به نوع سيستم بستگی دارد. اولويت فوق می تواند شامل مواردی نظير : A,C,CD و يا C,A,CD و ... باشد.(A نشاندهنده فلاپی درايو C نشاندهنده هاردديسک و CD نشاندهنده درايو CD-ROM است ) در صورتيکه درايو مشخص شده شامل برنامه های سيستم عامل نباشد پيام خطائی نمايش داده خواهد شد. (Non System disk or disk error )
پيکربندی BIOS
در بخش قبل اشاره گرديد که BIOS در موارد ضروری از تنظيمات ذخيره شده در CMOS استفاده می نمايد. برای تغيير دادن تنظيمات مربوطه می بايست برنامه پيکربندی CMOS فعال گردد. برای فعال کردن برنامه فوق می بايست در زمان راه اندازی سيستم کليدهای خاصی را فعال تا زمينه استفاده از برنامه فوق فراهم گردد. در اغلب سيستم ها بمنظور فعال شدن برنامه پيکربندی کليد Esc يا Del يا F1 يا F2 يا Ctrl-Esc يا Ctrl-Alt-Esc را می بايست فعال کرد.( معمولا" در زمان راه اندازی سيستم نوع کليدی که فشردن آن باعث فعال شدن برنامه پيکربندی می گردد، بصورت يک پيام بر روی صفحه نمايشگر نشان داده خواهد شد ) پس از فعال شدن برنامه پيکربندی با استفاده از مجموعه ای از گزينه های می توان اقدام به تغيير پارامترهای مورد نظر کرد. تنظيم تاريخ و زمان سيستم ، مشخص نمودن اولويت درايو بوت، تعريف يک رمز عبور برای سيستم ، پيکربندی درايوها ( هارد، فلاپی ، CD) و ... نمونه هائی از گزينه های موجود در اين زمينه می باشند. در زمان تغيير هر يک از تنظيمات مربوطه در CMOS می بايست دقت لازم را بعمل آورد چراکه در صورتيکه عمليات فوق بدرستی انجام نگيرد اثرات منفی بر روی سيستم گذاشته و حتی در مواردی باعث اختلال در راه اندازی سيستم خواهد شد.

BIOS از تکنولوژی CMOS بمنظور ذخيره کردن تنظيمات مربوطه استفاده می نمايد . در اين تکنولوژی يک باتری کوچک ليتيوم انرژی(برق) لازم برای نگهداری اطلاعات بمدت چندين سال را فراهم می نمايد
ارتقاء برنامه BIOS
تغيير برنامه BIOS بندرت انجام می گيرد. ولی در موارديکه سيستم قديمی باشد، ارتقاء BIOS ضروری خواهد بود.با توجه به اينکه BIOS در نوع خاصی از حافظه ROM ذخيره می گردد، تغيير و ارتقاء آن مشابه ساير نرم افزارها نخواهد بود. بدين منظور به يک برنامه خاص نياز است . برنامه های فوق از طريق توليد کنندگان کامپيوتر و يا BIOS عرضه می گردند. در زمان راه اندازی سيستم می توان تاريخ ، شماره و نام توليد کننده BIOS را مشاهده نمود. پس از مشخص شدن نام سازنده BIOS ، با مراجعه به وب سايت سازنده ، اطمينان حاصل گردد که برنامه ارتقاء BIOS از طرف شرکت مربوطه عرضه شده است . در صورتيکه برنامه موجود باشد می بايست آن را Download نمود. پس از اخذ فايل( برنامه) مربوطه آن را بر روی ديسکت قرار داده و سيستم را از طريق درايو A ( فلاپی درايو) راه اندازی کرد. در اين حالت برنامه موجود بر روی ديسکت، BIOS قديمی را پاک و اطلاعات جديد را در BIOS می نويسد. در زمان ارتقاء BIOS حتما" می بايست به اين نکته توجه گردد که از نسخه ای که کاملا" با سيستم سازگاری دارد، استفاده گردد در غير اينصورت BIOS با اشکال مواجه شده و امکان راه اندازی سيستم وجود نخواهد داشت .!

hesam

سخت افزار
PDA
امروزه در اغلب کشورهای پيشرفته از notbook و يا organizer در موارد متعددی استفاده بعمل می آيد. با استفاده از دستگاههای فوق هر شخص دارای دفترچه آدرس ، برنامه ريزی روزانه ، ليست کارهائی که می بايست انجام شود ، دفترچه ياداشت ، ماشين حساب ، ليست پروژه ها و ساير گزارشات متنوع و مورد نياز خود بوده در صورت لزوم قادر به استفاده سريع از آنان خواهد بود. دستگاههای فوق دارای تمام امکانات لازم بمنظور برنامه ريزی و سازماندهی فعاليت های رايج زندگی می باشند. طی ساليان اخير دستگاه جديدی با قابليت های بمراتب بيشتر عرضه شده است که با استقبال چشمگير خريداران مواجه شده است . دستگاههای فوق PDA)Personal Digital Assistants) ناميده می شوند. PDA کامپيوترهای قدرتمندی بوده که براحتی در يک دست قرار می گيرند. عملکردPDA دربرخی موارد مشابه Organizer است ، با اين تفاوت که با استفاده از PDA می توان نامه های الکترونيکی خود را دريافت و يا به موسيقی گوش داد. ميزان فروش PDA از زمان عرضه تاکنون يک رکورد تاريخی را ثبت کرده است . تاکنون بيش از نه ميليون کامپيوتر دستی (PDA) فروخته شده است . اکثر PDA فروخته شده متعلق به شرکت Palm می باشند. شرکت های ديگر نيز محصولات خود را در اين زميته توليد و به بازار عرضه نموده اند ، بنابراين با توجه به رقابت موجود می توان نمونه ای را تهيه نمود که دقيقا" منتاسب با خواسته های هر فرد باشد.
مبانی PDA
PDA به دو گروه عمده: کامپيوترهای دستی (Hand-held) و کامپيوترهای Palm-Sized تقسيم می گردند. مهمترين تفاوت بين دو گروه فوق اندازه ، نوع نمايشگر و نحوه ورود اطلاعات است . کامپيوترهای دستی در مقايسه نسبت به کامپيوترهای Palm-Sized ، بزرگتر و سنگين تر می باشند. اين نوع کامپيوترها دارای صفحات نمايشگر LCD بزرگتر ويک صفحه کليد کوچک بهمراه ترکيب تکنولوژی Touch-screen برای ورود اطلاعات می باشند. کامپيوترهای Palm-Sized سبک تر و کوچک تر می باشند. اين نوع از کامپيوترها از صفحات نمايشگر LCD کوچک و تکنولوژی stylus/touch-screen و برنامه های تشخيص تايپ دستی برای ورود اطلاعات استفاده می نمايند.
شکل زير عناصر تشکيل دهنده يک PDA را نشان می دهد.

صرفنظر از نوع PDA ، تمام آنها دارای پتانسيل های سخت افزاری مشابه ای می باشند:
 ريزپردازنده
 سيستم عامل
 حافظه
 باطری
 نمايشگرهای LCD
 دستگاه ورودی ( دکمه هائی بهمراه نمايشگرهای touch-screen و يا صفحه کليد )
 پورت های ورودی و خروجی
 نرم افزارهای کامپيوترهای شخصی
ريزپردازنده
دستگاههای PDA مشابه کامپيوترهای شخصی و يا Laptop از ريزپردازنده استفاده می نمايند. ريزپردازنده بمنزله مغز يک PDA بوده و تمام عمليات مربوطه را بر اساس دستورالعمل های برنامه ريزی شده انجام می دهند. برخلاف کامپيوترهای شخصی ، دستگاههای PDA از ريزپردازنده های کوچکتر و ارزانتر استفاده می نمايند. پردازنده های Motorola Dragonball و هيتاچی SH7709a نمونه هائی در اين زمينه می باشند. با اينکه سرعت پردازنده های فوق در مقايسه با پردازنده های استفاده شده در کامپيوترهای شخصی بمراتب کمتر است ( سرعت پردازنده های فوق بين 16 تا 75 مگاهرتز می باشد ) ولی پردازنده استفاده شده در اين نوع از کامپيوترها متناسب با وظايفی است که بر عهده آنان گذاشته شده است . ابعاد کوچک و قيمت پايين اين نوع از کامپيوترها ، سرعت پايين ( نسبت به کامپيوترهای شخصی) آنها را کم رنگ می نمايد. شکل زير يک نمونه از ريزپردازنده های Motorola Dragonball را نشان می دهد.

سيستم عامل
سيستم عامل شامل دستورات از قبل برنامه نويسی شده ای می باشد که به پردازنده عمليات مربوطه را ديکته خواهد کرد. سيستم های عامل استفاده شده در کامپيوترهای PDA به پيچيدگی سيستم های عامل استفاده شده در کامپيوترهای شخصی نمی باشند. اين نوع از سيستم های عامل دارای مجموعه دستورات کمتری بوده که به حافظه کمتری نياز خواهند داشت . مثلا" سيستمعامل Palm به 100کيلو بايت حافظه بيشتر نياز ندارد.( کمتر از يک درصد نسبت به حافظه مورد نياز برای نصب ويندوز 98 و يا MAC OS ) . کامپيوترهای PDA عمدتا" از دو نوع سيستم عامل استفاده می نمايند : Palm OS)3COM) يا PocketPC . سيستم عامل Palm os ، به حافظه کمتری نياز داشته و دارای سرعت بيشتر می باشد. اغلب کاربران نيز از سادگی استفاده از سيستم عامل Palm ابراز رضايت می نمايند.سيستم عامل PocketPC نمايشگرهای رنگی، گرافيک، نسخه های خاصی از نرم افزارهای Word,Excel و ساير دستگاهها ( نظير Built-in MP3 player,MPEG movie Player ) را حمايت می نمايد. سيستم عامل فوق با توجه به ماهيت خود به فضای بيشتری از حافظه نياز نداشته و سرعت آن نسبت به Palm Os کمتر است . با توجه به گسترش استفاده از اين نوع کامپيوترها در سطح جهان ، شرکت های متعددی در حال پياده سازی نرم افزارهای خاص برای استفاده تحت دو سيستم عامل فوق می باشند.
حافظه
کامپيوترهای PDA دارای هارد ديسک نمی باشند. برنامه های مورد نظر ( دفترچه تلفن ، ماشين حساب ، دفترچه ياداشت و سيستم عامل) در يک نوع حافظه ROM ذخيره می گردند. اطلاعات فوق زمانيکه کامپيوتر خاموش است ، همچنان در حافظه باقی خواهند ماند. داده ها و ساير برنامه هائی که توسط کاربران اضافه می گردد ، در حافظه RAM دستگاه ذخيره می گردند. رويکرد فوق نسبت به کامپيوترهای شخصی دارای چندين مزيت است .زمانيکه PDA روشن می گردد ، تمام برنامه ها بلا فاصله قابل استفاده بوده و نيازی به معطل شدن برای فعال شدن هر يک از برنامه ها نخواهد بود. زمانيکه محتويات يک فايل تغيير داده می شود ، اطلاعات جديدد بصورت اتوماتيک ذخيره خواهند شد و نيازی به استفاده از دستور Save نخواهد بود. زمانيکه دستگاه خاموش می گردد ، اطلاعات همچنان در حافظه باقی خواهند ماند.( چون از باطری استفاده می گردد). تمام کامپيوترهای PDA از حافظه های Solid-state استفاده می نمايند. برخی از حافظه Static RAM و برخی ديگر از حافظه Flash استفاده می نمايند. برخی ديگر نيز از حافظه های قابل حمل ( تعويض ) استفاده می نمايند. حداقل حافظه کامپيوترهای PDA دو مگابايت است . برخی از مدل های پيشرفته PDA دارای حافظه ای بين 5 تا 32 مگابايت می باشند. سيستم عامل PocketPC نسبت به Palm OS فضای بيشتری از حافظه را اشغال خواهند کرد ، بنابراين کامپيوترهای PDA که از سيستم عامل PocketPC استفاده می نمايند ، بين 16 تا 32 مگابايت حافظه استفاده می گردد. در برخی از مدل های PDA امکان ارتقاء حافظه نيز وجود دارد.
شکل زير نمای درون يک PDA را نشان می دهد. درقسمت ميانی برد فوق ، پردازنده قرار گرفته و در سمت چپ و در بخش بالای ريزپردازنده ، تراشه های حافظه قرار گرفته اند.

باطری
برق مورد نياز کامپيوترهای PDA توسط باطری تامين می گردد. برخی از مدل های PDA از باطری الکالاين (AAA) استفاده می نمايند. برخی ديگر از مدل های PDA از باطری های با قالبيت شارژ مجدد( Lithium,nickel-cadmium,nickel-metal hybride) استفاده می نمايند عمر مفيد باطری بستگی به PDA و نوع استفاده از آن دارد. موارد زير باعث مصرف بالای باطری می گردد:
 سيستم عامل
 حافظه بيشتر
 نمايشگرهای LCD رنگی
 ضبط صوت
 Mp3 Player
عمر يک باطری می تواند از دو ساعت تا دو ماه، باتوجه به نوع PDA و امکانات مربوطه باشد . اکثر کامپيوترهای PDA دارای سيستم مديريت Power می باشند. سيستم فوق باعث افزايش عمر مفيد يک باطری می گردد. در صورتيکه عمر باطری بگونه ای باشد که نتوان دستگاه را روشن نمود ( پيشاپيش هشدار خواهد داد) ، به اندازه کافی برای نگهداری اطلاعات موجود در RAM فرصت خواهد بود. در صورتيکه عمر مفيد باطری بطور کامل به اتمام رسيده باشد و يا آنها را از دستگاه خارج کرده باشيد ، تقريبا" يک دقيقه فرصت خواهد بود تا باطری را تعويض نمود ( ترانزيستور موجود در سيستم شارژ خود را ازدست نداده باشد ) در صورت تخليه شارژ ترانزيستور موجود در سيستم و عدم استفاده از زمان يک دقيقه ای بمنظور تعويض باطری ، اکثر دستگاههای PDA اطلاعات خود را از دست خواهند داد. با گرفتن Backup از اطلاعات موجود در PDA بر روی يک کامپيوتر شخصی و يا يک LapTop می توان اثرات جانبی را به حداقل مقدار خود رساند. دستگاههای PDA دارای آداپتورهای AC برای استفاده از برق شهری نيز می باشند.
نمايشگر LCD
کامپيوترهای PDA دارای يک نوع خاص از صفحات نمايشگر LCD می باشند. برخلاف کامپيوترهای شخصی که نمايشگرهای LCD بعنوان دستگاههای خروجی مورد استفاده قرار می گيرند ، دستگاههای PDA از نمايشگرهای خود برای ورودی و خروجی استفاده می نمايند. نمايشگرهای LCD دستگاههای PDA بمراتب کوچکتر از نمايشگرهای laptop است . کامپيوترهای Hand-held ( نوعی خاصی از دستگاههای PDA) از صفحات نمايشگر بزرگتری نسبت به کامپيوترهای Palm-Sized استفاده می نمايند. نمايشگرهای PDA دارای ويژگی های زير می باشند :
 LCD و يا Enhanced LCD و يا CSTN
 دارای وضوح تصوير 160*160 و 320 * 240 می باشند
 سياه و سفيد ( 16 رنگ خاکستری ) و يا رنگی ( 65.536 رنگ )
 ماتريس های Active و يا Passive ( ماتريس های Active شفاف تر و خواندن اطلاعات آسان تر است )
 Reflective و يا Backlit . ( نمايشگرهای Backlit برای استفاده در نور پايين مناسب می باشند)
دستگاه ورودی
در کامپيوترهای PDA ، بمنظور ورود اطلاعات و دستورات از روش های متفاوتی استفاده می شود.کامپيوترهای Hand-held عموما" از يکدستگاه صفحه کليد خيلی کوچک و ظريف همراه با يک touch-screen استفاده می نمايند. کامپيوترهای palm-Sized از يک قلم فولادی و يک touch-screen همراه با يک برنامه تشخيص تايپ دستی استفاده می نمايند. هر يک از مدل های فوق دارای مجموعه ای از دکمه ها بمنظور فعال کردن نمايشگر و يا برنامه ها می باشند.
نمايشگر کامپييوترهای Palm-sized ، يک صفحه بسيار نازک چهار اينچی است که از آن هم بعنوان دستگاه ورودی و هم بعنوان دستگاه خروجی استفاده می گردد.کامپيوترهای فوق بمنظور نمايش اطلاعات از يک LCD استفاده می نمايند. در قسمت بالای LCD يک touch-screen وجود داشته که می توان با استفاده از يک مداد شبه فولادی و يا ورود مستقيم داده ، اطلاعاتی را وارد کرد. زمانيکه مداد فولادی با صفحه تماس برقرار می نمايد ، روکش پلاستيکی موجود بر روی نمايشگر ، به سمت پايين حرکت تا با سطح شيشه ای تماس برقرار نمايد. عمليات فوق باعث می گردد يک ميدان ولتاژ ايجاد گردد ، ميدان فوق توسط درايورtouch-screen ضبط می گردد. با ارسال يک جريان الکتريکی افقی و در ادامه عمودی ، touch-screen مختصات X,Y مربوطه به نقطه مورد نظر را بدست می آورد. درايور در هر ثانيه هزاران مرتبه touch-scrren را پيمايش و اطلاعات مورد نظر را برای هر يک از برنامه هائی که به آنها نياز دارند ، ارسال می دارند.
همانگونه که اشاره گرديد يکی ديگر از روش های ورود اطلاعات در کامپيوترهای Palm-Sized ، استفاده از يک برنامه تشخيص تايپ دستی است . با استفاده از مداد فولادی بر روی نمايشگر کاراکترهائی رسم می گردد. نرم افزارهمراه PDA ، کاراکترهای رسم شده را به حروف و يا ارقام تبديل می نمايد. در دستگاههای Palm ، نرم افزاری که حروف را تشخيص می دهد Graffiti ناميده می شود. بمنظور کمک به تشخيص کاراکترها توسط برنامه فوق ، می بايست حروف در يک بخش صفحه و ارقام در بخش ديگر رسم گردند. هر کاراکتر می بايست با يک حرکت بدون توقف رسم گردد. بدين منظور می بايست از حروف " الفبائی مخصوص " استفاده کرد. مثلا" برای نوشتن حرف "A" می بايست "V" و يا برای حرف "F" از يک L وارونه استفاده گردد.
يکی از اشکالات نرم افزار تشخيص تايپ دستی ، نياز به فراگيری روش های جديد برای نوشتن است . سرعت نوشتن با استفاده از روش فوق نسب به تايپ دستی کند تر است . در صورت تمايل می توان از يک صفحه کليد Onscreen استفاده و از مشکلات اشاره شده برحذر ماند. صفحه کليد فوق مشابه يک صفحه کليد معمولی است . تنها تفاوت موجود استفاده از مداد فولادی برای ضربه زدن و فشردن هر يک از کليدهای مورد نظر بر روی صفحه کليد است . برخی از مدل های کامپيوترهای Palm دارای امکان جانبی صفحه کليد می باشند. استفاده از صفحه کليد فوق بمراتب راحتر از ساير موارد اشاره شده بوده خصوصا" در زمان ارسال E-mail است . اخيرا" برخی از مدل های PDA از تکنولوژی تشخيص صوت نيز استفاده می نمايند. در اين مدل ها می توان با استفاده از ميکروفن اطلاعات خود را بصورت صوتی وارد و توسط نرم افزار مربوطه عمليات تبديل صوت به داده انجام خواهد شد.
دستگاههای ورودی و خروجی
کامپيوترهای PDA بگونه ای طراحی شده اند که تحت هر شرايطی قادر به استفاده از کامپيوترهای شخصی و يا Laptop باشند. مثلا" می توان اطلاعاتی را از کامپيوتر شخصی خود به PDA منتقل و يا اطلاعات را از PDA به کامپيوتر منتقل نمود. بنابراين يک PDA می بايست قادر به ارتباط با يک کامپيوتر شخصی باشد. مبادله اطلاعاتی بين PDA و PC اصطلاحا" data synchronization ناميده می شود. ارتباطات فوق در کامپيوترهای PDA از طريق پورت USB انجام می گيرد. علاوه بر استفاده از کابل ، بمنظور تبادل اطلاعات ، برخی از دستگاههای PDA دارای يک پورت مادون قرمز بوده که از امواج نوری برای تبادل اطلاعات بين يک کامپيوتر شخصی و PDA استفاده می شود. برخی ديگر از مدل های PDA از روش های بدون کابل برای تبادل اطلاعات استفاده می نمايند. استفاده کنندگان PDA بمنظور دريافت و يا ارسال e-mail می بايست از يک ISP که امکان "بدون کابل " را نيز ارائه می دهد ، استفاده گردد. برخی ديگر از مدل های PDA دارای يک امکان جانبی بمنظور استفاده از مودم می باشند. امکان فوق بصورت جداگانه می بايست تهيه گردد.
نرم افزارهای کامپيوترهای شخصی و يا Laptop
بمنظور ارسال اطلاعات از دستگاه PDA به کامپيوتر های شخصی و بالعکس ، می بايست از نرم افزارهای خاصی نظير : HotSync برای کامپيوترهای PDA که از سيستم عامل Palm OS و يا ActiveSync برای کامپيوترهائی که از سيستم عامل PocketPc استفاده می نمايند ، استفاده گردد. نرم افزار فوق می بايست بر روی هارد ديسک کامپيوتر شخصی نصب تا امکان اتصال PDA به کامپيوتر شخصی توسط يکی از روش های : کابل ، اشعه مادون قرمز ، بدون کابل و يا مودم فراهم گردد. با توجه به گسترش دستگاه های PDA شرکت های متعددی در سطح جهان اقدام به طراحی و پياده سازی نرم افزارهای مختص اين نوع از سيستم ها نموده اند.
قابليت های PDA
دستگاههای PDA در ابتدا مشابه organizers رفتار می نمودند. آنها قادر به ذخيره آدرس ، شماره تلفن ، ثبت قرار ملاقات های روزمره و ... بودند. دستگاههای PDA در حال حاضر نيز عمليات فوق را انجام می دهند. پس از گذشت مدت زمانی کوتاه دستگاههای PDA متحول و پتانسيل های متعددی در آنها ايجاد گرديد. امروزه با استفاده از دستگاههای PDA می توان اقدام به ارسال و يا دريافت E-mail و يا بازيابی اطلاعات مورد نياز از اينترنت ، نواختن موزيک ، مشاهده فيلم و بازيهای ويدئويی نمود. برخی از قابليت های PDA بشرح زير می باشند:
 مديريت اطلاعات شخصی ( تمام مدل ها ) .
 ذخيره اطلاعات مربوط به تماس با ديگران شامل : نام ، آدرس ، شماره تلفن ، آدرس E-mail
 ايجاد ليست فعاليت های روزمره
 ياداشت نويسی
 دفترچه ياداشت
 ثبت زمان وتاريخ قرار ملاقات ها
 يادآوری قرار ملاقات
 برنامه ريزی پروژه ها
 ماشين حساب
 ارسال و دريافت e-mail ( برخی از مدل ها )
 استفاده از يک واژه پرداز ( برخی از مدل ها )
 پخش فايل های موزيک mp3 ( برخی از مدل ها )
 پخش فايل های فيلم MPEG ( برخی از مدل ها )
 دريافت اطلاعات دلخواه از اينترنت( برخی از مدل ها )
 بازيهای ويدئويی ( برخی از مدل ها )
 ارتباط با ساير دستگاه ها نظير دوربين های ديجيتال ( برخی از مدل ها )

hesam

پورت موازي

سخت افزار
پورت موازی
در زمان اتصال يک چاپگر به کامپيوتر از پورت موازی استفاده می گردد. با اينکه اخيرا" استفاده از پورت های USB رايج شده است ولی همچنان استفاده از پورت موازی برای اتصال چاپگر به کامپيوتر بسيار متداول است .
از پورت های موازی می توان برای اتصال تجهيزات جانبی زير استفاده کرد
 چاپگر
 اسکنر
 هارد درايوهای خارجی
 کارت های شبکه
 Tape
 درايوهای Removable
 CD burners
مبانی پورت های موازی
پورت موازی ، توسط شرکت IBM و بمنظور اتصال يک چاپگر به کامپيوتر طراحی گرديد. زمانيکه شرکت IBM در انديشه طراحی و ارائه کامپيوترهای شخصی بود، ضرورت استفاده از چاپگرهای شرکت " سنترونيکس" نيز احساس گرديد.شرکت IBM تصميم نداشت که از همان پورتی که توسط چاپگرهای سنترونيک استفاده می گرديد، در طراحی خود استفاده نمايد.

مهندسين شرکت IBM از يک کانکتور 25 پين (DB-25) بهمراه يک کانکتور 36 پين برای ايجاد يک کابل خاص بمنظور اتصال چاپگر به کامپيوتر استفاده کردند. ساير توليد کنندگان چاپگر نيز در ادامه از استاندارد سنترونيک تبعيت و به مرور زمان استاندارد فوق در سطح جهان مطرح و مورد استفاده قرار گرفت .
زمانيکه کامپيوترهای شخصی اطلاعاتی را برای چاپگر و يا هر وسيله ديگری که به پورت موازی متصل است، ارسال می نمايند ، در هر لحظه هشت بيت ارسال خواهد شد.. هشت بيت فوق بصورت موازی برای دستگاه ارسال خواهند شد. پورت موازی استاندارد، قادر به ارسال 50 تا 100 کيلوبايت در هر ثانيه است .نحوه عملکرد چاپگر به شرح زير است :
- پين يک، حامل سيگنال Strobe بوده و دارای ولتاژی بين 2/8 و پنج است . زمانيکه کامپيوتر اطلاعاتی ( يک بايت داده ) ارسال می دارد ولتاژ به نيم ولت افت پيدا خواهد کرد.افت ولتاژ فوق به چاپگر اعلام می نمايد که داده هائی ارسال شده است .
- پين دوتا نه حامل داده است .بمنظور مشخص نمودن اينکه يک بيت دارای مقدار يک است ولتاژ پنج ارسال از طريق پين مربوطه ارسال ( شارژ) خواهد شد.بر روی پينی که شامل مقدار ( داده ) صفر است شارژی ( ولتاژ) قرار نخواهد گرفت .
- پين ده ، اطلاعات لازم در خصوص نحوه عملکرد چاپگر را برای کامپيوتر، ارسال می نمايد . نحوه پياده سازی پين فوق نظير پين "يک" است .زمانيکه ولتاژ موجود بر روی پين فوق به نيم ولت تنزل پيدا نمايد، کامپيوتر اطلاعات لازم در خحصوص فرآيند چاپ را از چاپگر اخذ خواهد کرد .( کامپيوتر به اين اطمينان خواهد رسيد که چاپگر اطلاعات را دريافت نموده است )
- در صورتيکه چاپگر مشغول باشد، پين شماره يازده شارژ می گردد. زمانيکه ولتاژ نيم ولت بر روی پين فوق قرار بگيرد به کامپيوتر اغلام خواهد شد که چاپگر آماده دريافت اطلاعات است .
- در صورتيکه چاپگر دارای کاغذ نباشد ، از طريق پين شماره دوازده به کامپيوتر آگاهی لازم داده خواهد شد.
- زمانيکه بر روی پين شماره سيزده شارژی وجود داشته باشد، آماده بودن چاپگر به کامپيوتر اعلام می گردد.

- کامپيوتر از طريق پين شماره چهارده و با استفاده از يک ولتاژ پنچ ولت سيگنال Auto Feed را برای چاپگر ارسال می دارد.
- در صورتيکه چاپگر دارای مشکلی باشد ولتاژ پين شماره پانزده به نيم ولت کاهش و کامپيوتر از بروز اشکال در چاپگر آگاهی پيدا می نمايد.
- زمانيکه يک کار آماده چاپ باشد، کامپيوتر از پين شماره شانزده برای مقداردهی اوليه چاپگر ( کاهش ولتاژ) استفاده می نمايد.
- کامپيوتر از پين شماره هيفده برای Offline نمودن از راه دور چاپگر استفاده می نمايد، بدين منظور برای چاپگر يک شارژ ارسال خواهد شد.
- پين های شماره هيجده تا بيست و پنج Ground بوده و از آنها بعنوان يک سيگنال مرجع برای شارژ های پايين تر از نيم ولت استفاده می گردد.

همانگونه که در شکل فوق مشاهده می نمائيد، بيست و پنج پين اول سنترونيک دقيقا" مشابه بيست و پنج پين کانکنور DB-25 می باشند.
SPP/EPP/ECP
در چاپگرهای اوليه پورت موازی بصورت يکطرفه بود. در اين حالت داده ها صرفا" در يک جهت قادر به حرکت برای هر يک از پين ها بوند. همزمان با معرفی کامپيوترهای PS/2 توسط شرکت IBM ، يک نوع جديد از پورت های موازی دو طرفه طراحی گرديد. اين طراحی با نام Standard Parallel Port)SPP) مطرح و بسرعت جايگزين استاندارد اوليه گرديد.ارتباط دو طرفه باعث گرديد که هر يک از دستگاهها قادر به ارسال و دريافت اطلاعات باشند.دستگاههای زيادی از پين های دو الی نه ، برای داده استفاده می کردند. استفاده از هشت پين باعث می شد که روش ارسال اطلاعات بصورت half-duplex باشد . در اين حالت اطلاعات در هر لحظه در يک جهت حرکت می کردند.به منظور ارسال و دريافت اطلاعات ( دو طرفه ) از پين های شماره هيجده تا بيست و پنج برای دريافت اطلاعات استفاده گرديد پين های فوق در ابتدا برای Ground در نظر گرفته شده بودند.بدين ترتيب امکان ارتباطلات دو طرفه در هر لحظه فراهم می گردد (Full-duplex) .

استاندارد Enhanced Parallel port)EPP) در سال 1991 توسط شرکت های اينتل زيراکس و زنيت مطرح گرديد. مزيت مهم استاندارد فوق، حجم بالای اطلاعات ارسالی است . ( پانصد کيلو بايت تا دو مگابايت در هر ثانيه) . هدف عمده استاندارد فوق ، امکان اتصال دستگاههائی غير از چاپگر به پورت موازی است . رسانه های ذخيره سازی که نيازمند دارا بودن نرخ انتقال اطلاعات بالائی می باشند نمونه ای از اين نوع دستگاه ها می باشد.

بعد از معرفی استاندارد EPP شرکت های مايکروسافت و هيولت پاکارد در سال 1992 مشخصه جديدی با نام Extended Capabilities port )ECP) را معرفی نمودند.هدف عمده مشخصه فوق بهبود عملکرد و سرعت چاپگرها است .

در سال 1994 استاندارد IEEE 1284 معرفی گرديد. استاندارد فوق برای دستگاههای مرتبط با پورت موازی دو مشخصه را مطرح می نمايد : EPP و ECP . بمنظور صحت عملکرد هر يک از مشخصه های فوق می بايست سيستم عامل و دستگاه متصل شده به پورت موازی ، امکانات لازم در خصوص حمايت از مشخصه های فوق را دارا باشند. امروزه اغلب کامپيوترها، SPP,ECP و EPP را حمايت نموده و قادر به تشخيص استفاده از هر يک از مشخصه های فوق با توجه به دستگاه مرتبط ( متصل ) به چاپگر می باشند.در صورتيکه نياز به تغيير يکی از مشخصه های فوق بصورت دستی ، می توان از برنامه BIOS سيستم استفاده و تنظيمات مربوطه را انجام داد.
سخت افزار
پورت سريال
پورت سريال يکی از متداولترين روش های موجود جهت اتصال يک دستگاه به کامپيوتر است . با اينکه سيستمهای جديدتر سعی در استفاده محدود از پورت سريال را داشته و پورت USB را مورد توجه بيشتر قرار می دهند ولی همچنان دستگاههای متعددی نظير مودم از پورت سريال استفاده می نمايند. پورت های سريال يک کانکتور استاندارد و يک پروتکل را بمنظور اتصال دستگاههائی نظير مودم به کامپيوتر را ارائه می نمايند. اغلب کامپيوترها دارای دو پورت سريال می باشند.

مبانی پورت های سريال
تمام سيستم های عامل از پورت های سريال حمايت می نمايند.پورت های موازی در مقايسه با پورت های سريال دارای سرعت کمتری می باشند.پورت های USB طی چند سال اخير رايج و طی ساليان آينده جايگزينی مناسب برای پورت های سريال و موازی خواهند بود.
پورت سريال، داده ها را بصورت سريال ( دنبال هم ) ارسال و يا دريافت می دارند.در چنين حالتی يک بايت از اطلاعات بصورت هشت بيت يکی پس از ديگری ارسال خواهند گرديد. مزيت عمده روش فوق استفاده از يک سيم(کابل) برای ارسال و دريافت داده است . ايراد روش فوق سرعت پايين ارسال اطلاعات با توجه به ماهيت ارسال داده ها است .
قبل از ارسال هر بايت داده، پورت سريال يک بيت "شروع " را ارسال می دارد. بيت فوق صرفا" شامل يک بيت با مقدار صفر است .پس از ارسال هر بايت، يک بيت " پايان " ارسال می گردد. ارسال بيت فوق بمنزله خاتمه ارسال يک بايت خواهد بود. برای کنترل خطاء ممکن است ازيک بيت اضافه با نام Parity نيز استفاده گردد.
پورت های سريال Communication(COM) port نيز ناميده شده و بصورت دوطرفه می باشند. ويژگی فوق اين امکان را برای هر دستگاه فراهم کرده تا قادر به ارسال و دريافت اطلاعات باشند. دستگاههای سريال از پين های متفاوت برای ارسال و دريافت داده استفاده می نمايند. استفاده از پين های يکسان باعث ارتباطات از نوع half-dublex خواهد شد و اين بدان معنی است که اطلاعات قادر به حرکت صرفا" در يک جهت می باشند. با استفاده از پين های متفاوت امکان ارتباطات Full-duplex فراهم شده و امکان حرکت اطلاعات در دو جهت فراهم خواهد گرديد.
عملکرد صحيح پورت های سريال وابسته به يک کنترل کننده خاص با نام Universal Asynchronous Receiver/Transmitte)UART) است .تراشه فوق خروجی موازی گذرگاه سيستم کامپيوتر را اخذ و آن را بصورت سريال از طريق پورت سريال انتقال خواهد داد. بمنظور افزايش سرعت ، اغلب تراشه های UART دارای يک بافر با ظرفيت شانزده تا شصت و چهار کيلو بايت می باشند. بافر فوق امکان Cache نمودن داده های واصله از گذرگاه سيستم را زمانيکه تراشه مشغول پردازش داده ها و ارسال آنها برای پورت سريال است را فراهم می نمايد. اغلب پورت های سريال دارای نرخ انتقال اطلاعاتی به ميزان 115 کيلو بيت در هر ثانيه می باشند.پورت های سريال با سرعت بالا نظير : Enhanced Serial port)ESP) و Super Enhanced Serial port)Super ESP) دارای نرخ انتقال اطلاعات 460 کيلو بيت در ثانيه می باشند. شکل زير تراشه UART را نشان می دهد.

اتصال سريال
کانکنور خارجی برای يک پورت سريال، نه پين و يا بيست و پنج پين است . با توجه به اينکه موارد استفاده اوليه از پورت های سريال مودم بوده است ، وضعيت عملکرد هر پين نيز متاثر از واقعيت فوق بود.

عملکرد هر يک از پين ها در کانکتورهای نه پين در جدول زير نشان داده شده است .
Pin Function
1-Carrier Detect آيا مودم به يک خط تلفن متصل است ؟
2-Receive Data کامپيوتر اطلاعات ارسال شده توسط مودم را دريافت می نمايد
3-Transmit Data کامپيوتر اطلاعاتی را برای مودم ارسال می دارد.
4-Data Terminal Ready کامپيوتر به مودم آمادگی خود را برای ارتباط اعلام می دارد
5-Signal Ground پين مربوطه Ground شده است .
6-Data Set Ready مودم آمادگی خود را برای ارتباط به کامپيوتر اعلام می دارد.
7-Request To Send کامپيوتر از مودم در رابطه با ارسال اطلاعات سوال می نمايد
8-Clear To Send مودم به کامپيوتر اعلام می نمايد که می تواند اطلاعاتی را ارسال دارد.
9-Ring Indicator زنگ تلفن تشخيص داده خواهد شد.
عملکرد هر يک از پين ها در کانکتورهای بيست و پنج پين در جدول زير نشان داده شده است .
Pin Function
1-Not used استفاده نمی گردد.
2- Transmit Data کامپيوتر اطلاعاتی را برای مودم ارسال می دارد.
3-Receive Data کامپيوتر اطلاعات ارسال شده توسط مودم را دريافت می نمايد
4-Request To Send کامپيوتر از مودم در رابطه با ارسال اطلاعات سوال می نمايد
5-Clear To Send مودم به کامپيوتر اعلام می نمايد که می تواند اطلاعاتی را ارسال دارد.
6-Data Set Ready مودم آمادگی خود را برای ارتباط به کامپيوتر اعلام می دارد.
7-Signal Ground پين مربوطه Ground شده است .
8- Line signal detector آيا مودم به يک خط تلفن متصل است ؟
9 to 19 -Not Used استفاده نمی گردند.
20 -Data termina ready کامپيوتر به مودم آمادگی خود را برای ارتباط اعلام می دارد
21- Not used استفاده نمی گردد.
22 - Ring indicator زنگ تلفن تشخيص داده خواهد شد.
23 to 25 not used استفاده نمی گردد.
ولتاژهای ارسالی برای هريک از پين ها می تواند دو حالت متفاوت را داشته باشد : On و Off . در صورتيکه مقدار On(يک ) باشد پين مربوطه سيگنالی با ولتاژ بين 3 - تا 25 - را ارسال و در صورتيکه مقدار off ( صفر ) باشد سيگنال ارسالی پين مربوطه بين 3 تا 25 ولت ( مثبت ) خواهد بود.
يکی از مهمترين مسائل در ارتباط با مبادله اطلاعات بصورت سريال، مفهوم flow control است . با استفاده از قابليت فوق يک دستگاه قادر به اعلام ( درخواست ) توقف ارسال داده به يک دستگاه خاص ديگر در يک مقطع خاص زمانی است .دستورات زير در اين رابطه مورد استفاده قرار خواهند گرفت :
 دستور Request to Send)RTS)
 دستور Clear to Send)CTS)
 دستور Data Terminal Ready)DTR)
 دستور Data Set Ready)DSR)
سخت افزار
پورت USB
کامپيوترهای جديد دارای يک و يا بيش از يک کانکتور Universal Serial Bus)USB) می باشند. کانکتورهای فوق امکان اتصال تجهيزات جانبی متفاوتی نظير : چاپگر، اسکنر ، دوربين های وب و ... را فراهم می نمايند.سيستم های عامل پورت های USB را حمايت کرده و بدين ترتيب نصب درايور مربوطه بسرعت و بسادگی انجام خواهد يافت .
USB چيست ؟
همواره اتصال يک دستگاه به کامپيوتر و پيکربندی مناسب آن برای استفاده ، يکی از چالش های اصلی در رابطه با بخدمت گرفتن تجهيزات جانبی در کامپيوتر بوده است :
- چاپگرها به پورت موازی متصل شده و اغلب کامپيوترها دارای يک پورت هستند . فرض نمائيد که دارای يک Zip drive باشيم . درايوهای فوق نيازمند يک اتصال با سرعت بالا با کامپيوتر می باشند. در صورت استفاده از پورت موازی، از لحاظ سرعت خواسته يک Zip Drive تامين نخواهد گرديد
- مودم ها از پورت های سريال استفاده می نمايند. اغلب کامپيوترها دارای دو پورت سريال بوده و در اکثر موارد سرعت مناسبی را دارا نمی باشند.
- دستگاههائی که به سرعت بالائی نياز دارند بهمراه کارت های خود عرضه می گردند.اين نوع کارت ها می بايست در يکی از اسلات های برد اصلی نصب گردند.متاسفانه تعداد اسلات های موجود محدود بوده و در برخی حالات نصب نرم افزار مربوط به کارت دردسرآفرين نيز است .
هدف USB خاتمه بخشيدن به تمام موارد و مشکلات موجود در زمينه بخدمت گرفتن تجهيزات جانبی در کامپيوتر است .USB يک روش آسان و استاندارد را برای اتصال 127 دستگاه به کامپيوتر، فراهم می کند. هر دستگاه می تواند شش مگابيت در ثانيه پهنای باند داشته باشد. پهنای باند فوق برای اکثر دستگاههائی که می خواهيم به کامپيوتر متصل نمائيم ، مناسب خواهد بود.
اکثر تجهيزات جانبی که جديدا" توليد می گردند، دارای يک پورت USB می باشند. چاپگر، اسکنر، موس، دوربين های ديجيتال، دوربين های وب ،مودم، بلندگو، تلفن، رسانه های ذخيره سازی، اتصالات شبکه و ... نمونه هائی از اين نوع دستگاهها می باشند.
اتصال يک دستگاه USB به کامپيوتر ساده است . کانکنورهای USB را می توان در پشت سيستم مشاهده و در ادامه کانکنور USB را به آنها متصل کرد. شکل زير کانکنورهای USB را در پشت سيستم نشان می دهد.

در صورتيکه دستگاهی برای اولين مرتبه ( بار اول ) نصب گردد، سيستم عامل مربوطه آن را تشخيص و با نصب درايور ، عملا" زمينه استفاده از دستگاه فراهم خواهد شد. دستگاههای USB را می توان بدفعات به سيستم متصل و يا آنها را از سيستم جدا کرد.اغلب دستگاههای USB بهمراه کابل اختصاصی خود ارائه می گردند . کابل های فوق دارای اتصالی از نوع A می باشند.شکل زير يک کانکنور USB را که از نوع A است نشان می دهد.

در صورتيکه دستگاه USB دارای کانکتور A نباشد بهمراه آن سوکتی ارائه شده که می تواند يک کانکنور از نوع B را قبول نمايد.

از کانکتور نوع A برای اتصال به کامپيوتر و از کانکتور نوع B برای اتصال دستگاههای خاص استفاده می گردد.
اغلب کامپيوترهای جديد بهمراه يک و يا بيش از يک سوکت USB ارائه می گردند. با توجه به وجود دستگاههای متعدد که دارای پورت USB می باشند، می توان بسادگی دستگاه مورد نظر را ازطريق پورت USB به يکی از سوکت های USB کامپيوتر متصل نمود.مثلا" می توان به کامپيوتر يک چاپگر USB ، يک اسکنر USB ، يک دوربين وب USB و يک کارت شبکه USB را متصل نمود. در صورتيکه کامپيونر دارای صرفا" يک کانکتور USB باشد و بخواهيم تجهيزات USB گفته شده را به آن متصل نمائيم چه کار بايد کرد؟ برای حل مشکل فوق می بايست يک USB hub را تهيه کرد. USB استاندارد قادر به حمايت از 127 دستگاه است . هاب USB بخشی از استاندارد فوق محسوب می گردد.

شکل زير يک هاب USB را بهمراه چهار کانکنور از نوع A نشان می دهد.

يک هاب ممکن است چهار و يا بيش از چهار پورت داشته باشد. هاب به کامپيوتر متصل شده و هر يک از دستگاهها به يکی از پورت های هاب متصل خواهند شد. هاب ها می توانند با برق و يا بدون برق باشند. استاندارد USB اين امکان را فراهم می سازد که دستگاهها برق مورد نياز خود را از طريق اتصال USB مربوطه تامين نمايند. يک دستگاه با مصرف برق بالا نظير اسکنر دارای منبع تغذيه اختصاصی خود است ولی دستگاههای با مصرف برق پايين نظير موس و دوربين های ديجيتال ، برق مورد نياز خود را می توانند از گذرگاه مربوطه تامين نمايند. در صورتيکه از دستگاههائی نظير چاپگر و يا اسکنر استفاده می گردد که خود دارای منبع تغذيه اختصاصی می باشند، نيازی به هاب با برق نخواهد بود در صورتيکه از دستگاههای فاقد منبع تغذيه نظير موس و دوربين استفاده می گردد ، به هاب برق دار نياز خواهد بود. هاب دارای ترانسفورماتور اختصاصی خود بوده و برق مورد نياز گذرگاه را تامين خواهد کرد.
ويژگی های USB
USB دارای ويژگی های زير است :
- حداکثر 127 دستگاه را می توان متصل نمود. ( مستقيما" و يا توسط هاب های USB)
- کابل های USBبتنهائی قادر به حمايت از طول 5 متر می باشند. در صورت استفاده از هاب حداکثر طول 30 متر خواهد بود.
- نرخ انتقال اطلاعات گذرگاه دوازده مگابيت در ثانيه است .
- هر دستگاه قادر به درخواست شش مگابيت در ثانيه است . عملا" بيش از يک دستگاه در هر لحظه نمی تواند درخواست شش مگابيت در ثانيه را داشته باشد چراکه از پهنای باند گذرگاه تجاوز خواهد کرد.
- يک کابل USB دارای دو سيم برای برق ( 5+ ولت و Ground) و يک سيم بهم تابيده برای حمل داده است .
- بر روی سيم برق، کامپيوتر قادر به تامين برق با حداکثر پانصد ميلی آمپر و پنج ولت است .
- دستگاههای با مصرف برق پايين نظير موس می توانند برق مورد نياز خود را مستقيما" از طريق گذرگاه تامين نمايند.
- دستگاههای USB را می توان هر زمان متصل و مجددا" از سيستم جدا کرد.
- اکثر دستگاههای USB می توانند توسط کامپيوتر و در زمان حالت Power-saving ، به خواب ( غيره استفاده گردند) روند.
دستگاههائی که به پورت USB متصل می گردند از يک کابل USB که حامل برق و داده است استفاده می نمايند. دو سيم حامل برق ( قرمز - پنج ولت و قهوه ای ( زمين ) يک زوج کابل بهم تابيده برای حمل داده ( زرد و آبی )

زمانيکه کامپيوتر روشن می گردد ، عمليات پرس و جو در رابطه با دستگاههای متصل به گذرگاه انجام شده و به هر يک از آنها يک آدرس خاص ، نسبت خواهد شد . فرآيند فوق "سرشماری" ناميده می شود. دستگاهها نيز زمانيکه به گذرگاه متصل می گردند شمارش می گردند. کامپيوتر از نحوه انتقال اطلاعات توسط دستگاهها با استناد بر يکی از روشهای زير ، آگاهی می يابد.
- وقفه : دستگاهی نظير موس يا صفحه کليد که داده های کمی را ارسال می دارند از روش " وقفه " استفاده می نمايند.
- Bulk ( توده ای ) . يک دستگاه نظير چاپگر که حجم بالائی از اطلاعات را در يک بسته دريافت می دارد، از روش فوق استفاده می نمايد. يک بلاک از داده ها برای چاپگر ارسال و صحت آنها نيز بررسی می گردد.
- Isochronous ( همزمان ) . دستگاههای نظير بلندگو از روش فوق استفاده می نمايند. جريان پيوسته ای از داده ها بين دستگاه و کامپيوتر برقرار می گردد.
USB پهنای باند موجود را به مجموعه ای از فريم ها تقسيم و کامپيوتر فريم ها را کنترل خواهد کرد. فريم ها شامل 1500 بايت بوده و هر ميلی ثانيه يک فريم جديد، بوجود می آيد
اخيرا" استاندارد USB نسخه دو، مطرح شده است . بر اساس استاندارد فوق ، سرعت ده تا بيست برابر افزايش خواهد يافت . با رسيدن به سرعت های فوق می توان تقريبا" هر نوع دستگاهی را از طريق USB به کامپيوتر متصل کرد. هارد ديسک های خارجی و دوربين های فيلم برداری نمونه هائی در اين زمينه می باشند.

hesam

حافظه مجازي

نرم افزار
حافظه مجازی
حافظه مجازی يکی ازبخش های متداول در اکثر سيستم های عامل کامپيوترهای شخصی است . سيستم فوق با توجه به مزايای عمده، بسرعت متداول و با استقبال کاربران کامپيوتر مواجه شده است .
اکثر کامپيوترها در حال حاضر از حافظه های محدود با ظرفيت 64 ، 128 و يا 256 مگابايت استفاده می نمايند. حافظه موجود در اکثر کامپيوترها بمنظور اجرای چندين برنامه بصورت همزمان توسط کاربر ، پاسخگو نبوده و با کمبود حافظه مواجه خواهيم شد. مثلا" در صورتيکه کاربری بطور همزمان ، سيستم عامل ، يک واژه پرداز ، مرورگر وب و يک برنامه برای ارسال نامه الکترونيکی را فعال نمايد ، 32 و يا 64 مگابايت حافظه، ظرفيت قابل قبولی نبوده و کاربران قادر به استفاده از خدمات ارائه شده توسط هر يک از نرم افزارهای فوق نخواهند بود. يکی از راهکارهای غلبه بر مشکل فوق افزايش و ارتقای حافظه موجود است . با ارتقای حافظه و افزايش آن ممکن است مشکل فوق در محدوده ای ديگر مجددا" بروز نمايد. يکی ديگر از راهکارهای موجود در اين زمينه ، استفاده از حافظه مجازی است .
در تکنولوژی حافظه مجازی از حافظه های جانبی ارزان قيمت نظير هارد ديسک استفاده می گردد. در چنين حالتی اطلاعات موجود در حافظه اصلی که کمتر مورد استفاده قرار گرفته اند ، از حافظه خارج و در محلی خاص بر روی هارد ديسک ذخيره می گردند. بدين ترتيب بخش ی از حافظه اصلی آزاد و زمينه استقرار يک برنامه جديد در حافظه فراهم خواهد شد. عمليات ارسال اطلاعات از حافظه اصلی بر روی هارد ديسک بصورت خودکار انجام می گيرد.
مسئله سرعت
سرعت خواندن و نوشتن اطلاعات بر روی هارد ديسک بمراتب کندتر از حافظه اصلی کامپيوتر است . در صورتيکه سيستم مورد نظر دارای عملياتی حجيم در رابطه با حافظه مجازی باشد ، کارآئی سيستم بشدت تحت تاثير قرار خواهد گرفت . در چنين مواردی لازم است که نسبت به افزايش حافظه موجود در سيستم ، اقدام گردد. در مواردی که سيستم عامل مجبور به جابجائی اطلاعات موجود بين حافظه اصلی و حافظه مجازی باشد ( هارد ديسک ) ، باتوجه به تفاوت محسوس سرعت بين آنها ، مدت زمان زيادی صرف عمليات جايگزينی می گردد. در چنين حالتی سرعت سيستم بشدت افت کرده و عملا" در برخی حالات غيرقابل استفاده می گردد.
محل نگهداری اطلاعات بر روی هارد ديسک را يک Page file می گويند. در فايل فوق ، صفحات مربوط به حافظه اصلی ذخيره و سيستم عامل در زمان مورد نظر اطلاعات فوق را مجددا" به حافظه اصلی منتقل خواهد کرد. در ماشين هائی که از سيستم عامل ويندوز استفاده می نمايند ، فايل فوق دارای انشعاب swp است .

پيکربندی حافظه مجازی
ويندوز 98 دارای يک برنامه هوشمند برای مديريت حافظه مجازی است . در زمان نصب ويندوز ، پيکربندی و تنظيمات پيش فرض برای مديريت حافظه مجازی انجام خواهد شد. تنظيمات انجام شده در اغلب موارد پاسخگو بوده و نيازی به تغيير آنها وجود نخواهد داشت . در برخی موارد لازم است که پيکربندی مديريت حافظه مجازی بصورت دستی انجام گيرد. برای انجام اين کار در ويندوز 98 ، گزينه System را از طريق Control panel انتخاب و در ادامه گزينه Performance را فعال نمائيد. در بخش Advanced setting ، گزينه Virtual memory را انتخاب نمائيد.

با نمايش پنجره مربوط به Virtual Memory ، گزينه "Let me specify my own virtual memory setting" را انتخاب تا زمينه مشخص نمودن مکان و طرفيت حداقل و حداکثر فايل مربوط به حافظه مجازی فراهم گردد..در فيلد Hard disk محل ذخيره نمودن فايل و درفيلد های ديگر حداقل و حداکثر ظرفيت فايل را بر حسب مگابايت مشخص نمائيد. برای مشخص نمودن حداکثر فضای مورد نياز حافظه مجازی می توان هر اندازه ای را مشخص نمود . تعريف اندازه ائی به ميزان دو برابر حافظه اصلی کامپيوتر برای حداکثر ميزان حافظه مجازی توصيه می گردد.
ميزان حافظه موجود هارد ديسک که برای حافظه مجازی در نظر گرفته خواهد شد بسيار حائر اهميت است . در صورتيکه فضای فوق بسيار ناچيز انتخاب گردد ، همواره با پيام خطائی مطابق "Out of Memory" ، مواجه خواهيم شد. پيشنهاد می گردد نسبت حافظه مجازی به حافظه اصلی دو به يک باشد. يعنی در صورتيکه حافظه اصلی موجود 16 مگابايت باشد ، حداکثر حافظه مجازی را 32 مگابايت در نظر گرفت .
يکی از روش هائی که بمنظور بهبود کارائی حافظه مجاری پيشنهاد شده است ، ( مخصوصا" در موارديکه حجم بالائی از حافظه مجازی مورد نياز باشد ) در نظر گرفتن ظرفيت يکسان برای حداقل و حداکثر انداره حافظه مجازی است . در چنين حالتی در زمان راه اندازی کامپيوتر، سيستم عامل تمام فضای مورد نياز را اختصاص و در ادامه نيازی با افزايش آن همزمان با اجرای ساير برنامه ها نخواهد بود. در چنين حالتی کارآئی سيستم بهبود پيدا خواهد کرد .
يکی ديگر از فاکتورهای مهم در کارآئی حافظه مجازی ، محل فايل مربوط به حافظه مجازی است . در صورتيکه سيستم کامپيوتری دارای چندين هارد ديسک فيزيکی باشد ، ( منظور چندين درايو منظقی نيست ) می توان حجم عمليات مربوط به حافظه مجازی را بين هر يک از درايوهای فيزيکی موجود توزيع کرد. روش فوق در موارديکه از حافظه مجازی در مقياس بالائی استفاده می گردد ، کارآئی مطلوبی را بدنبال خواهد داشت .

hesam

اسكنر

سخت افزار
اسکنر
استفاده از اسکنر طی ساليان اخير در اغلب ادارات و موسسات متداول شده است . اسکنرها دارای مدل ها ی متفاوتی می باشند .
- اسکنرهای مسطح : اين نوع اسکنرها ، روميزی نيز ناميده می شوند. اسکنرهای فوق دارای قابليت های فراوانی بوده و از متداولترين اسکنرهای موجود می باشند.
- اسکنرهای Sheet-fed . اين نوع اسکنرها نظير يک چاپگر قابل حمل عمل می نمايند.در اسکنرهای فوق هد اسکنر ثابت بوده و در عوض سند مورد نظر برای اسکن ، حرکت خواهد کرد
- اسکنرهای Handheld . اسکنرهای فوق از تکنولوژی بکار گرفته شده در اسکنرهای مسطح استفاده می نمايند. در اسکنرهای فوق در عوض استفاده از يک موتور برای حرکت از نيروی انسانی استفاده می گردد.
- اسکنرهای استوانه ای . از اسکنرهای عظيم فوق ، مراکز انتشاراتی معتبر و بزرگ استفاده می نمايند. با استفاده از اسکنرهای فوق می توان تصاوير را با کيفيت و جرئيات بالا اسکن نمود.
ايده اوليه تمامی انواع اسکنرها ، تجزيه و تحليل يک تصوير و انجام پردازش های مربوطه است . در ادامه به بررسی اسکنرهای مسطح که متداولترين نوع در اين زمينه می باشند ، خواهيم پرداخت .

مبانی اسکنرها
يک اسکنر مسطح از عناصر زير تشکيل شده است :
 CCD(Charge-Coupled device Array)
 آينه ها
 هد مربوط به اسکن
 صفحه شيشه ای
 لامپ
 لنز
 فيلترها
 روکش
 موتور Stepper
 تثبيت کننده )Stablizer)
 تسمه
 منبع تغذيه
 پورت های اينترفيس
 مدار کنترل کننده
شکل زير CCD را از نمای نزديک نشان می دهد.

هسته اساسی يک اسکنر CCD است . CCD رايج ترين تکنولوژی برای اخذ تصاوير در اسکنرها است . CCD شامل مجموعه ای از ديودهای حساس نوری نازک بوده که عمليات تبديل تصاوير ( نور ) به الکترون ها ( شارژ الکتريکی ) را انجام می دهد. ديودهای فوق ،Photosites ناميده می شوند. هر يک از ديودهای فوق حساس به نور می باشند.
تصوير اسکن شده از طريق مجموعه ای از آينه ها ، فيلتر ها و لنزها به CCD خواهد رسيد پيکربندی واقعی عناصر فوق به مدل اسکنر بستگی دارد ولی اصول اغلب آنها يکسان است .
نحوه اسکن تصاوير
عمليات زير مراحل اسکن نمودن يک تصوير را توضيح می دهد :
- متن ( سند ) مورد نظر را بر روی سينی شيشه ای قرار داده و روکش مربوط را بر روی آن قرار دهيد. درون روکش در اغلب اسکنرها سفيد بوده و در برخی ديگر سياه رنگ است . روکش يک زمينه يکسان را فراهم کرده تا نرم افزار اسکنر قادر به استفاده از يک نقطه مرجع برای تشخيص انداز سندی باشد که اسکن می گردد. در اکثر اسکنرها می توان روکش فوق را در زمان اسکن يک شی حجيم نظير يک کتاب قطور ، استفاده نکرده و عملا" آن را کنار گذاشت . در شکل زير لامپ فلورسنت مشاهده می گردد.

- يک لامپ بمنظور روشن نمودن ( نورانی کردن ) سند استفاده می گردد. در اسکنرهای قديمی لامپ فوق از نوع فلورسنت بوده و در اسکنرهای جديد از لامپ های زنون و يا لامپ های کاتدی فلورسنت استفاده می گردد.
- تمام مکانيزم ( آينه ها ، لنزها ، فيلتر و CCD) هد اسکن را تشکيل می دهند. هد اسکن توسط يک تسمه که به يک موتورStepper متصل است به آرامی در طول سند مورد نظر برای اسکن ، حرکت خواهد کرد. هد اسکن به يک ميله " تثبت کننده " (Stabilizer) متصل بوده تا اين اطمينان بوجود آيد که در زمان اسکن هد مربوطه تکان نخواهد خورد. زمانيکه يک مرتبه بطور کامل سند ، اسکن گردد عملا" يک Pass ( فاز ) سپری شده است . شکل زير ميله تثبيت کننده را نشان می دهد.

- تصوير موجود بر روی سند توسط يک آيينه زاويه ای به آينه ديگر منعکس می گردد. در برخی اسکنرها صرفا" از دو آينه استفاده می گردد ، برخی ديگر از اسکنرها از سه آيينه استفاده می نمايند. هر يک از آيينه ها خميده شده تا امکان نمرکز بهتر بر روی تصوير برای انعکاس فراهم گردد .
- آخرين آيينه ، تصوير را بر روی يک لنز منعکس خواهد کرد. لنز از طريق يک فيلتر بر روی تصوير در CCD متمرکز خواهد شد. در شکل زير آيينه ها ( سه عدد) و لنز مربوطه نشان داده شده است .

سازماندهی فيلتر و لنزها ، متفاوت بوده و بستگی به نوع اسکنر دارد. برخی از اسکنرها برای اسکن يک سند از سه فاز استفاده می نمايند. در هر فاز از يک فيلتر متفاوت ( قرمز ، سبز ، آبی ) بين لنز و CCD استفاده می گردد. در نهايت نرم افزار مربوطه نتايج بدست آمده در هر فاز را با يکديگر ترکيب تا تصوير تمام رنگی نهائی بوجود آيد.
در اکثر اسکنرهای جديد ، سندهای مورد نظر در يک فاز اسکن می گردند. لنز تصوير ( سند ) مورد نظر را به سه بخش تقسيم می نمايد. هر يک ازبخش های فوق از طريق يک فيلتر ( قرمز ، آبی ، سبز ) اسکن و در يک ناحيه مجزا در CCD مستقر می گردند. در ادامه اسکنر داده های هر بخش را با يکديگر ترکيب و تصوير تمام رنگی نهائی ايجاد خواهد شد.
وضوح تصوير و درون يابی
اسکنرها دارای مدل های متفاوت با توجه به دقت وضوح تصوير و شفافيت می باشند. اکثر اسکنرهای مسطح دارای حداقل وضوح تصوير 300 * 300 Dpi )Dot per inch) می باشند . Dpi مربوط به اسکنر توسط تعدادی از سنسورهای موجود در يک سطر ( جهت X نرخ نمونه برداری ) از CCD با دقت مضاعف موتور Stepper ( جهت Y نرخ نمونه برداری ) مشخص می گردد. مثلا" اگر دقت 300*300 dpi باشد ، و اسکنر يک صفحه A4 را اسکن نمايد ، CCD دارای 2550 سنسور بوده که در هر سطر افقی سازماندهی می گردند. يک اسکنر تک فازه دارای سه سطر از سنسورهای فوق و در مجموع 1650 سنسور را دارا خواهد بود. موتور Stepper در مثال فوق قادر به حرکت در گام هائی به اندازه يک سيصدم ، اينچ خواهد بود . يک اسکنر با دقت 300 * 600 دارای يک آرايه CCD به ميزان 5100 سنسور در هر سطر خواهد بود. شکل زير موتور stepper را نشان می دهد.

ميزان شفافيت ارتباط مستقيم با کيفيت لنز و منبع نور دارد. اسکنری که از لامپ زنون و لنزهای با کيفيت بالا استفاده می نمايد ، قطعا" يک تصوير با کيفيت و شفاف تر نسبت به اسکنری که از لامپ های فلورسنت و لنزهای معمولی استفاده می کند ، ايجاد خواهد کرد.
درون يابی (InterPolation) ، فرآيندی است که نرم افزارهای اسکن استفاده تا از طريق آن آگاهی ودانش خود را نسبت به دقت و وضوح تصوير افزايش دهند. بدين متظور از پيکسل های اضافه ای استفاده می گردد. پيکسل های اصافه معدل پيکسل های همجوار می باشند. مثلا" اگر اسکنری از بعد سخت افزاری دارای دقت 300*300 باشد ، دقت درون يابی معادل 300 * 600 خواهد بود. در اين حالت نرم افزار يک پيکسل را بين هر پيکسلی که اسکن می گردد توسط يک سنسور CCD انجام خواهد داد.
Bit Depth ، يکی ديگر از اصطلاحاتی است که در رابطه با اسکنر مطرح می شود. واژه فوق به تعداد رنگ هائی که اسکنر قادر به توليد آنها می باشد ، اطلاق می گردد. هر پيکسل بمنظور توليد رنگ های استاندارد (True color) به 24 بيت نياز دارد.
ارسال تصوير
پس از اسکن يک تصوير ، می بايست تصوير اسکن شده به کامپيوتر منتقل گردد. برای اتصال اسکنر به کامپيوتر سه گزينه متفاوت وجود دارد :
 استفاده از پورت موازی ( کندترين روش ارسال تصوير خواهد بود )
 استفاده از SCSI .اسکنرها از يک کارت اختصاصی SCSI که بر روی برد اصلی نصب می گردد، استفاده می نمايند.
 استفاده از پورت USB . اسکنرمی بايست دارای يک کانکتور از نوع USB باشد.
شکل زير نمونه اتصالات يک اسکنر را نشان می دهد.

بمنظور استفاده از اسکنر ، می بايست درايور مربوطه نصب گردد. درايور فوق مسئول تبين نحوه ارتباط با اسکنر خواهد بود. اکثر اسکنرها از زبان TWAIN برای صحبت کردن استفاده می نمايند. درايور TWAIN نظير يک اينترفيس بين برنامه ها( برنامه هائی که استاندارد TWAIN را حمايت می نمايند ) و اسکنر عمل می نمايد. در اين راستا برنامه ها نيازی به آگاهی از جزئيات عملکرد يک اسکنر بمنظور ايجاد ارتباط با آن نخواهند داشت. مثلا" با استفاده از برنامه فتوشاپ ( نرم افزار فوق استاندارد TWAIN را حمايت می نمايد) می توان بسادگی فرمان اسکن يک تصوير را صادر و از نتايج بدست آمده در محيط فتوشاپ استفاده کرد.
نحوه انتخاب يک اسکنر
اسکنر يکی از تجهيزات جانبی مهم در کامپيوتر محسوب می گردد . کاربرانی که با تصاوير سروکار داشته و تمايل به نشر حرفه ای آنان را دارند، می توانند با استفاده از اسکنر تصاوير مورد نظر خود را اسکن و در ادامه پس از ايجاد محتوی ديجتال ، با بکارگيری نرم افزارهای ويرايش تصاوير،عمليات دلخواه خود را بر روی تصاوير انجام دهند . در صورتيکه قصد ارسال يک عکس که توسط دوربين های معمولی ( غيرديجيتال ) گرفته شده است را برای دوستان خود از طريق يک نامه الکترونيکی داشته باشيم ، می بايست در ابتدا عکس مورد نظر را بکمک اسکنر ، پويش و پس از تبديل به محتوی ديجيتال ، آن را بعنوان يک فايل ضميمه همراه نامه الکترونيکی ارسال نمود. در موارديکه قصد ايجاد يک نسخه ديجيتال از اطلاعات را داشته باشيم ( مثلا" جزوات درسی ، کتب و ... ) ، می توان از اسکنر استفاده نمود. ( پس از اسکن متون و تبديل آن به محتوی ديجيتال ، امکان ويرايش آنان نيز فراهم می گردد ). در این مقاله قصد داریم به برخی از پرسش های متداول در زمینه انتخاب یک اسکنر پاسخ داده و از این رهگذر با ضوابط و معيارهای انتخاب مناسب يک اسکنر بيشتر آشنا شويم .
جايگاه اسکنر
انتخاب يک اسکنر به عواملی متفاوتی نظير : کيفيت خروجی ، سرعت و قيمت بستگی دارد. خوشبختانه اکثر اسکنرهائی که دارای قيمت متعادل و مناسبی می باشند از امکانات پيشرفته ای نظير: دقت 2400 نقطه در اينچ ( dpi ) ، آداپتورهای transparency و پورت های USB 2.0 بهره می گيرند . اغلب اسکنرهائی که با کاربرد خانگی و غيرحرفه ای طراحی شده اند، دارای دقت تصويری معادل 2400 نقطه در اينچ بوده که کاربران را قادر می سازد با کيفيت مناسب، تصاوير مورد نظر خود را اسکن نمايند. توليد کنندگان در مقابل ايجاد تغييرات در عناصر سخت افزاری استفاده شده در اسکنرها( عناصر کليدی ) ، سعی می نمايند با ارائه امکانات جانبی، زمينه استفاده آسان از آنان را فراهم نمايند . مثلا" شرکت HP ، با افزودن يک تغذيه کننده عکس 4 در 6 اينچ ، امکان اسکن سريع تصاوير را در اختيار کاربران قرار داده است . اکثر سيستم های عامل جديد ، دارای امکانات مناسب نرم افزاری بمنظور حمايت و بکارگيری پتانسيل های ارائه شده توسط اسکنرها می باشند .
ويژگی ها ی مهم
از مهمترين ويژگی های مرتبط با اسکنر ، می توان به موارد زير اشاره نمود :
• دقت لامپ تصوير : بمنظور اسکن و استفاده از تصاوير در صفحات وب و يا چاپ تصاوير 3 در 5 و يا 4 در 6 ، دقت 100 نقطه در اينچ کافی خواهد بود. برای اسکن متن با استفاده از OCR)Optical character recognition ) ، دقت 300 نقطه در اينچ استاندارد بوده و کفايت خواهد کرد .در صورتيکه قصد ايجاد تصاوير بزرگتر ( 8 در 10 اينچ ) و يا بزرگنمائی تصاوير کوچکتر وجود داشته باشد ، می بايست اسکنری با دقت 1200 يا 2400 نقطه در اينچ انتخاب گردد . تصاويری که دارای دقت بيشتری می باشند ، از انعطاف مناسبی در زمان ويرايش برخوردار بوده و فضای بمراتب بيشتری را در زمان ذخيره شدن بر روی هارد ديسک، اشغال خواهند کرد. مثلا" يک تصوير 4 در 6 اينچ که دارای دقت 1200 نقطه در اينچ می باشد ، فضائی معادل 25 مگابايت را اشغال خواهد کرد . بمنظور اسکن اينگونه تصاوير، زمان زيادی نيز صرف خواهد شد .
• آداپتور transparency . در زمان اسکن اسلايد و يا فيلم به يک آداپتور transparency نياز خواهد بود ( يک منبع نور که در بين فيلم تابانده می شود ). آداپتورهای فوق ، می توانند بهمراه اسکنر( جزء لاينفک در زمان ساخت ) و يا بعنوان يک ماژول جداگانه ارائه گردند .
• تغذيه کننده اتوماتيک سند ( ADF ) : بمنظوراسکن متون با حجم بالا و يا تصاويری که طول آنان زياد می باشد( بيش از سطح اسکنر ) ، استفاده از يک تغذيه کننده اتوماتيک سند ، مفيد خواهد بود. شرکت های HP و ميکروتک ، در برخی از مدل های جديد خود از ADF)Automatic document feeder) استفاده نموده اند .
• اينترفيس : بموازات ارائه مادربردهائی که دارای پورت USB 2.0 می باشند ، توليد کنندگان اسکنر نيز اقدام به ارائه اسکنرهائی نموده اند که از پورت فوق بمنظور ارتباط با کامپيوتر استفاده می نمايند . ( در صورت عدم وجود پورت USB 2.0 می توان از پورت USB 1.0 استفاده نمود ) . در آزمايشات انجام شده بر روی برخی از اسکنرهائی که از پورت USB 2.0 جهت ارتباط با کامپيوتر استفاده می نمايند ، تفاوت سرعت مشهودی ، ملاحظه نگريده است . سرعت و قيمت اسکنرهائی که امکان استفاده از پورت های Firewire را دارا می باشند ، بمراتب بيشتر می باشد.
• عمق رنگ : تعداد رنگ داده که اسکنر قادر به تشخيص و ذخيره سازی آنان می باشد را عمق رنگ گفته و بر حسب بيت در هر پيکسل ، اندازه گيری می گردد . با توجه به اينکه ، اسکنر معمولا" قادر به اخذ داده ئی بمرابت بيش از ميزانی است که درايو آن می تواند ذخيره نمايد ،يک شناسه ديگر به مشخصه عمق بيت اضافه می شود . نظير : 48 بيت داخلی و يا رنگ سخت افزاری ، که مشخص کننده ميزان داده ئی است که اسکنر قادر به تشخيص آنان می باشد و خارجی يا True Color که مشخص کننده ميزان داده ئی است که درايو اسکنر قادر به ذخيره سازی آنان می باشد. در اکثر موارد ، استفاده از 24 بيت خارجی عمق رنگ ، کفايت خواهد کرد.
• تکنولوژی سنسور : اسکنرهای صفحه تخت ، دارای يکی از دو نوع تکنولوژی سنسور می باشند : تکنولوژی اول ، Charge couple device)CCD) و تکنولوژی دوم Contact Image sensor)CIS) ، ناميده می شود . CCD يک تکنولوژی قديمی تر بوده که از آن در دوربين های ديجتال نيز استفاده می گردد . تکنولوژی CIS اخيرا" در اسکنرها استفاده و يک رويکرد جديد در اين زمينه می باشد .کيفيت تصاوير اسکن شده توسط تکنولوژی CIS ، پائين تر است بوده ولی در مقابل ، اسکنرهائی که از تکنولوژی فوق استفاده می نمايند ، کوچکتر شده و ميزان برق مصرفی آنان بمراتب کمتر از اسکنرهائی است که از تکنولوژی CCD استفاده می نمايند.
• نوع اسکنر : اکثر اسکنرهای موجود ،از نوع تخت می باشند . علت اين نامگذاری بدليل اين است که سطح اسکن بصورت تخت می باشد . در اسکنرهای فوق ، تصوير مورد نظر برای اسکن بر روی سطحی تخت و بين صفحه ای شيشه ای و درب اسکنر قرار می گيرد . ( نظير دستگاه کپی ) . علاوه بر اسکنرهای تخت ، اسکنرهای ديگری نيز وجود دارد . اسکنرهای Sheet-fed ، اسکنرهای دستی ، اسکنرهای عکس و تجهيزات جانبی چندکاره شامل ترکيب چاپگر ، اسکنر و فاکس درون يک دستگاه ، نمونه هائی از ساير اسکنرهای موجود می باشد . اسکنرهای Sheet-fed با توجه به نياز کاربران مطرح و بسرعت متداول گرديدند. کاربرد اصلی اسکنرهای فوق ، اسکن متون می باشد .
• نرم افزار : تمامی اسکنرها بهمراه نرم افزارهای لازم بمنظور خواندن يک شی ، گرفتن تصوير و انتقال آن به درون کامپيوتر عرضه می گردند . پس از ارسال يک تصوير به درون کامپيوتر ، ممکن است با توجه به نوع نياز خود ( تغيير اندازه ، ويرايش ، افکت ، تنظيم نور و رنگ ) ، به نرم افزارهای ديگری نياز باشد . اکثر اسکنرها بهمراه نسخه هائی از نرم افزارهای ويرايش تصاوير ارائه شده اند. تعداد زيادی از اسکنرها نيز بهمراه يک نرم افزار OCR ارائه می گردند . با استفاده از نرم افزار فوق ، می توان يک متن نوشته شده را اسکن و آن را به متن مورد نظر بمنظور ويرايش در کامپيوتر تبديل نمود .
تشریح مشخصات
پارامترهای زير را می توان در زمان انتخاب يک اسکنر در نظر گرفت :
• دقت و وضوح تصوير
حداقل : 600 در 1200 نقطه در اينچ پيشنهادی : 1200 در 2400 تا 2400 در 4800 حداکثر : 1200 در 2400 تا 2400 در 4800
دقت ، نشاندهنده جزئيات محتوی ديجيتال می باشد . ميزان دقت هر اندازه که بيشتر باشد ، تصوير از کيفيت و شفافيت بيشتری برخوردار خواهد بود. اهميت دقت در يک تصوير ، زمانی بيشتر هويدا می گردد که قصد بزرگ نمودن يک تصوير وجود داشته باشد .
• ناحيه اسکن
حداقل : 5 / 8 در 7 /11 اينچ پيشنهادی : 5 / 8 در 7 / 11تا 5 / 8 در 14 ا ينچ حداکثر : 5 / 8 در 7 /11 تا 5 / 8 در 14 اينچ
اکثر کاربران حرفه ای ممکن است نيازمند اسکن تصاوير بزرگتر باشند. بديهی است که وجود يک ناحيه بزرگتر اسکن ، امکان اسکن کتب بزرگتر ، نقشه ها ، روزنامه ها و ساير موارد مشابه را فراهم می نمايد
• تکنولوژی هد اسکن
حداقل : CIS يا CCD پيشنهادی : CCD حداکثر : CCD
اسکنرهائی که از تکنولوژی CCD استفاده می نمايند ، متداولتر بوده و کيفيت تصاوير اسکن شده توسط آنان نيز بمراتب بهتر می باشد . اسکنرهائی که از تکنولوژی CIS استفاده می نمايند ، کوچکتر از اسکنرهای CCD بوده و اغلب دارای کابل جداگانه برق نبوده و از کابل USB برای ارتباط با کامپيوتر استفاده می نمايند . در صورتيکه اسکنرهای فوق را از طريق يک کابل جداگانه و مختص اين کار به کامپيوتر متصل نمائيم ، سرعت آنان بيشتر بوده و شفافيت تصوير نيز بهبود خواهد يافت . اين نوع اسکنرها دارای تغديه کننده اتوماتيک نيز می باشند.
• پورت های اسکنر
حداقل : USB1.1, Parallel پيشنهادی : USB1.1, USB 2.0 Parallel, IEEE1394 حداکثر : USB2.0, IEEE 1394, SCSI
کامپيوترهای شخصی می بايست دارای يک پورت سازگار بمنظور اتصال به اسکنر می باشند . اکثر اسکنرها بهمراه يک پورت USB 1.1 عرضه می گردند( پورت فوق سرعت مناسب برای کارهای با حجم کوچک را دارا می باشد ) . برخی ديگر از اسکنرها ، دو نوع اينترفيس پورت USB و موازی را حمايت می نمايند( بمنظور امکان کار با کامپيوترهای قديمی ) . صرفا" کامپيوترهائی که دارای مادربردهائی با پورت USB 2.0 می باشند ، می توانند از اسکنرهای شامل پورت USB 2.0 استفاده نمايند ( سرعت پورت های USB 2.0 بمراتب بيشتر از USB 1.1 است ) .
نکاتی دررابطه با تهيه اسکنر
• اسکنرهای نخت پاسخگوی اکثر کارها می باشند . استفاده از اسکنرهای تخت آسانتر بوده و دارای قابليت لازم در رابطه با اکثر کاربردها ،می باشند .
• استفاده از اسکنرهای دستی در جايگاه خاص خود . اسکنرهای دستی برای کاربرانی که قصد اسکن مطالب کوتاه خود را دارند، بسيار مناسب می باشند. مثلا" دانشجويان و وکلا می توانند با استفاده از اين نوع از اسکنرها ،اطلاعات مورد نظر خود را بسرعت اسکن نمايند.
• استفاده از اسکنرهائی با دقت 1200 نقطه در اينچ . قيمت اين نوع اسکنرها در مقايسه با ساير اسکنرهای اندکی بيشتر بوده ولی قابليت آنان زمانی مشخص می گردد که قصد اسکن نمودن تصاوير و در ادامه چاپ آنان وجود داشته باشد. در چنين مواردی رنگ ها ی استفاده شده در تصاوير دارای کيفيت بسيار مناسبی خواهند بود.
• بررسی لازم در خصوص پورت های USB . تقريبا" تمامی اسکنرها قادر به برقراری ارتباط با کامپيوتر از طريق پورت USB می باشند . تمامی کامپيوترهای عرضه شده در دو سال اخير ، دارای يکی از انواع پورت های USB می باشند . در کامپيوترهای قديمی اين نوع پورت ها وجود ندارد. در صورتيکه کامپيوتر دارای پورت USB نباشد ، می بايست از اسکنرهائی استفاده نمود که از طريق پورت موازی به کامپيوتر متصل می گردند. بديهی است که در چنين مواردی سرعت اسکنرها نسبت به اسکنرهائی که از پورت USB استفاده می نمايند ، کمتر خواهد بود. اسکنرهائی که دارای پورت USB 2.0 می باشند ، دارای سرعت بمراتب بالاتری می باشند . در صورتيکه سيستم موجود قابليت استفاده از پورت USB 2.0 را دارا نمی باشد ، می توان در صورت امکان اقدام به تهيه يک سيستم جديد نمود و در صورتيکه شرايط فوق عملی نمی باشد ، می توان از کارت های USB 2.0 موجود استفاده تا شرايط استفاده از اسکنرهای شامل پورت USB 2.0 فراهم گردد .
• استفاده از اسکنرهائی که دارای دکمه کنترلی اسکن می باشند . استفاده از اسکنرهائی که دارای قابليت فوق ( دکمه از قبل برنامه نويسی شده ) می باشند، صرفه جوئی در زمان را بدنبال خواهند داشت . ( در موارديکه تعداد اسناد مورد نظر برای اسکن زياد می باشد ) .
• مشخصات پيشرفته يک اسکنر زمينه تحقق کارهای بزرگ را فراهم می نمايد . وجود مشخصات پيشرفته ای نظير: تغذيه کننده اسناد ، تعديل کننده شفافيت ، ابعاد مناسب صفحه اسکن، برای کاربرانی که از اسکنر بعنوان يک ابزار حياتی در جهت انجام کارهای خود استفاده می نمايند، امری ضروری است . با استفاده از اسکنرهائی که دارای ابعاد بزرگتر می باشند ( ابعاد اسکن ) ، می توان تصاوير بزرگ ، روزنامه ها و ساير موارد مشابه را براحتی اسکن نمود . بنابراين لازم است با توجه به نوع استفاده ، اقدام به تهيه اسکنری نمود که تامين کننده تمامی اهداف حرفه ای باشد . بديهی است بمنظور انجام کارهای بزرگ ، می بايست اسکنر پتاسيل های لازم را دارا باشد .

hesam

مادربرد

سخت افزار
برد اصلی
برد اصلی (MotherBoard) يکی ازاجزای اساسی و مهم کامپيوترهای شخصی محسوب می گردد.در سال 1982 همزمان با ارائه اولين کامپيوترهای شخصی از برد اصلی استفاده گرديد. اولين برد اصلی از لحاظ اندازه نسبتا" بزرگ و بر روی آن ريزپردازنده 8080 نصب گرديد. اين برد شامل BIOS ، سوکت هائی برای حافظه مربوط به CPU و مجموعه ای از اسلات ها بود که کارت هائی از طريق آنها به برد اصلی متصل می گرديدند. در صورتيکه قصد استفاده از فلاپی درايو و يا يک پورت موازی و ... وجود داشت، می بايست يک برد جداگانه تهيه و آن را از طريق يکی از اسلات های موجود، به برد اصلی متصل کرد. وضعيت فوق سرگذشت اولين بردهای اصلی استفاده شده در کامپيوترهای شخصی بود. شرکت های آی . بی .ام و اپل با ايجاد تغييرات اساسی، بردهائی را طراحی نمودند که امکان اضافه کردن پتانسيل های دلخواه و جديد در هر زمان ميسر بوده و توليد کنندگان متعدد بتوانند محصولات خود را بر اساس استانداردهای فوق طراحی و به بازار عرضه نمايند.
برداصلی يک مدار چاپی چند لايه است . مسيرهای مسی که Traces ناميده می گردند، امکان حرکت سيگنال و ولتاژ را بر روی برد اصلی فراهم می نمايند. ازتکنولوژی چند لايه استفاده شده تا بدين طريق برخی از لايه های برد ، قادر به حمل داده برای BIOS ، پردازنده و حافظه بوده در حاليکه لايه های ديگر ولتاژ و Ground را بدون نگرانی از اتصال کوتاه جابجا نمايند.
شکل زير يک برد اصلی را نشان می دهد. برد فوق دارای دو اسلات برای نصب پردازنده (Dual Processor)، پنج اسلات PCI ، چهار پورت USB ، يک اسلات Communication network riser)CNR ) است .

شکل زير يک نمونه برد اصلی را که دارای يک اسلات ISA ، يک اسلات AGP و پنج اسلات PCI است را نشان می دهد.

شکل زير نمونه ديگری از يک برد اصلی را که دارای يک اسلات ISA ، دو اسلات PCI ، يک اسلات ( AMR: (Audio Modem Driver و يک اسلات AGP است را نشان می دهد .

شکل زير BIOS موجود بر روی يک برد اصلی را نشان می دهد.

اندازه گذرگاه داده (Data Bus)
برد های اصلی جديد دارای يک گذرگاه داده ئی شصت و چهار بيتی می باشند. گذرگاه فوق عرض بزرگراهی را نشان می دهد که داده ها در طول آن حرکت و در احتيار پردازنده گذاشته شده و يا پردازنده نتايج عمليات خود را از طريق آنها ارسال می نمايد. سرعت و عرض گذرگاه داده ، تاثير مستقيم بر عملکرد پردازنده دارد . انواع متفاوت گذرگاه ها بشرح ذيل است :
اندازه ( بيت ) مشخصات
8/16 Industry Standard Architecture ( ISA )
8/16 Extended Industry Standard Architecture( EISA)
16/32 MicroChannel Architecture(MCA)
32 VESA Local Bus (VLB)
32/64 Peripheral Component InterConnect (PCI)
32 Accelerated Graphics Port ( AGP)
ChipSets
Chipsets ، امکانات و پتانسيل های خاصی را برای تراشه پردازنده بر روی برد اصلی فراهم می نمايند. Chipset بمنزله قلب کامپيوتر بوده و مسئوليت کنترل و مشخص نمودن سرعت ، نوع پردازنده ، حافظه و اسلات های استفاده شده را برعهده دارد. يکی از تراشه های موجود بر روی برد اصلی Super I/o Controller ناميده شده و مهمترين وظيفه آن کنترل فلاپی ديسک درايو ، صفحه کليد، موس و پورت های سريال و موازی است . بردهای اصلی جديد دارای تراشه هائی بمنظور حمايت USB ، کارت صدا ، کارت شبکه و ... می باشند.
نحوه انتخاب یک مادربرد
انتخاب مادربرد ، يکی از تصميمات مهم در زمان تهيه و يا ارتقاء يک کامپيوتر است .انتخاب فوق ، علاوه بر تاثير مستقيم بر عملکرد فعلی سيستم ، بيانگر انعطاف سيستم در زمان ارتقاء نيز می باشد . قابليت های فعلی يک کامپيوتر و پتانسيل های ارتقاء آن در آينده ، جملگی به نوع مادربرد انتخابی بستگی خواهد داشت . امروزه بر روی مادربردها ، پورت های پیشرفته ای نظیر( Fireware(IEEE 1394و یا USB 2.0 و حتی کارت های ( تراشه ) صدای شش کاناله و کنترل های RAID وجود داشته که می توان از آنان در زمان ارتقاء سیستم و بدون نياز به نصب امکانات جانبی ديگر ، استفاده بعمل آورد.
درزمان انتخاب یک مادربرد همواره سوالات متعددی در ذهن تهیه کننده ( خريدار ) مطرح می گردد: مادربردها چگونه با يکديگر مقايسه می گردند؟ پارامترها ی سنجش و وزن هر کدام چیست؟ ( پردازنده ها ، نوع تراشه ها ، نحوه ارتباط با دستگاههای ذخیره سازی ). معيار انتخاب یک مادربرد چیست ؟ Chip set های يک مادربرد بيانگر چه واقعيت هائی می باشند ؟ امکانات یک مادربرد چه تاثیراتی را در حیات فعلی و آتی سيستم بدنبال خواهد داشت؟ميزان کارایی و کيفيت یک سیستم تا چه میزان وابسته به پتانسیل های مادربرد می باشد ؟ موارد فوق ، نمونه سوالاتی است که در زمان انتخاب يک مادربرد در ذهن تهيه کنندگان مطرح می گردد. در این مقاله قصد داریم به برخی از پرسش های متداول در زمینه انتخاب یک مادربرد پاسخ داده و از این رهگذر با ضوابط و معيارهای انتخاب صحيح يک مادربرد بيشتر آشنا شويم .
جایگاه مادربرد
مادربرد ، پردازنده و حافظه سه عنصرحیاتی در کامپیوتر بوده که در زمان انتخاب مادربرد، سرنوشت پردازنده و حافظه نیز بنوعی رقم خواهد خورد.انتخاب مناسب یک مادربرد از جمله تصمیمات مهمی است که دامنه آن گريبانگير تجهيزات سخت افزاری ديگر نيز خواهد شد. انتخاب یک مادربرد قديمی و از رده خارج ( ولو اینکه در حال حاضر پاسخگوی نیازها و خواسته ها باشد ) می تواند زمينه بروز مسائل متعددی در ارتباط با ارتقاء و افزايش توان عملياتی کامپيوتر در آينده را بدنبال داشته باشد . فراموش نکنيم ما کامپيوتر را نه بخاطر خود بلکه بخاطر اجرای برنامه ها ( در حال حاضر و آينده ) تهيه می نمائيم .
ویژگی ها ی مهم
از مهمترین ویژگی های مرتبط با مادربرد، می توان به موارد زیر اشاره نمود :
• Chip Set مادربرد ، عملياتی حياتی و مهم نظير روتينگ داده از هارد ديسک به حافظه و پردازنده را انجام و اين اطمينان را بوجود می آورد که تمامی دستگاههای جانبی و کارت های الحاقی ، قادر به گفتگو ( ارتباط ) با پردازنده می باشند . تولید کنندگان مادربردها ، با افزدون چیپ ست های متفاوت بر روی مادر برد تولیدی خود نظير کنترلر RAID و پورت های Fireware ، قابليت ها ی مادربرد توليدی خود نسبت به ساير محصولات مشابه را نشان می دهند .
چیپ ست های موجود بر روی یک مادربرد ، باعث اعمال محدودیت در رابطه با انتخاب نوع پردازنده ، حافظه و ساير تجهيزات جانبی ديگر نظیر کارت گرافیک ، کارت صدا و پورت های USB 2.0 می گردد. ( برخی از امکانات فوق نظير کارت صدا ، می تواند بعنوان پتانسيل های ذاتی همراه مادربرد ارائه گردد). اغلب مادر بردهائی که از یک نوع مشابه Chip set استفاده می نمایند ، ویژگی های متعارفی را به اشتراک گذاشته ( به ارث رسیده از Chip set) و کارآئی آنان در اکثرموارد مشابه می باشد. آگاهی از نوع پردازنده ، حافظه ، سرعت کنترل کننده IDE ، کارت گرافیک و صدا ، می تواند کمک مناسبی در خصوص انتخاب مادربرد را ارائه نمايد (خصوصا" در موارديکه از Chip set مشابه استفاده می گردد ) .
• پردازنده :تولید کنندگان مادربرد در برخی حالات ، فهرست مادربردهای تولیدی خود را بر اساس نوع سوکتی که مادربرد حمایت می نماید ، ارائه می نمایند. مثلا" سوکت 478 برای P4 و سوکت A برای Athlon . در اکثر کاربردهای تجاری ، کاربران تفاوت مشهودی را در ارتباط با سرعت بین دو پردازنده Athlon و P4 مشاهده نمی نمایند در حاليکه ممکن است تفاوت قيمت آنان مشهود باشد.بهرحال نوع و سرعت پردازنده ای که می تواند همراه يک مادر برد استفاده شود ، يکی از نکات مهم در رابطه با انتخاب مادربرد است .
• حافظه : امروزه اکثر مادربردها از حافظه های SDRam DDR )Double Date Rate) استفاده می نمایند . البته هنوز مادر بردهائی نیز وجود دارد که از RDRAM یا Rambus استفاده می نمایند. ( تعداد این نوع از مادربردها اندک است ).حافظه های DDR دارای سرعت های مختلفی بوده و پیشنهاد می شود که سریعترین نوعی را که مادربرد حمایت می نماید ، انتخاب گردد . تولید کنندگان مادربرد ،حافظه های DDR را بر اساس سرعت Clock و یا پهنای باند تقسیم می نمایند . سرعت این نوع از حافظه ها ( DDR ) به ترتیب از کندترین به سریعترین نوع ، بصورت زیر می باشد :
DDR200 ( aka PC1600) , DDR266 ( PC2100) , DDR333(PC2700) , DDR400(PC3200)
بردهایی كه از RDRAM استفاده می نمايند دارای Chip set اینتل 850 یا 850E می باشند. این نوع از حافظه ها ( RDRAM ) می بایست بمنظور افزایش کارآئی ، بصورت زوج بر روی مادربرد استفاده شده و اسلات های خالی توسط CRIMM تکميل ( پر) گردند.حافظه ها ی RDRAM، قادر به تامین پهنای باند بالای مورد نياز برنامه هائی با حجم عملیات سنگین در ارتباط با حافظه، می باشند.( برنامه های ویرایش فیلم های ویديوئی و یا بازیهای سه بعدی گرافیکی) . قیمت حافظه های RDRAM نسبت به حافظه های DDR دو برابر است .حافظه های RDRAM در حال حاضر با دو سرعت متفاوت ارائه می گردند : PC800 و PC1066 . در صورت انتخاب پردازنده ای از نوع P4 که بر روی BUS با سرعت 533 مگاهرتز اجراء می گردد، سرعت بيشتر پردازنده معيار اصلی انتخاب قرار گيرد . در زمان انتخاب حافظه ، می بايست تعداد سوکت های DIMM و RIMM موجود بر روی مادربرد بهمراه حداکثر حافظه قابل نصب بر روی آن دقيقا" بررسی گردد.
• صدا و گرافیک :اكثر مادربردهای موجود دارای كارت صدا بوده و بندرت می توان مادربردی را يافت که فاقد اين قابليت باشد. آخرین مدل مادر بردها دارای چیپ ست دیجیتالی صدای 6 كاناله بوده كه برای بازی ها و فايل های MP3 مناسب تر می باشد. در صورتيکه قصد نصب يک کارت صدا بر روی مادر برد بمنظور افزايش کيفيت صدا وجود داشته باشد ، می توان با استفاده از Jumper و يا BIOS سيستم ، کارت صدای موجود بر روی مادربرد ( OnBoard ) را غير فعال و از کارت صدای مورد نظر خود استفاده نمود .در صورتيکه بخواهيم از بازی های کامپيوتری استفاده نمائيم که دارای گرافيک سه بعدی می باشند ، می بايست كارت گرافیك موجود بر روی مادربرد را غيرفعال و يک کارت گرافيک متناسب با نوع نياز را بر روی مادر برد نصب نمود.در اين رابطه لازم است به اين نکته دقت شود که مادربرد انتخابی دارای اسلات AGP باشد .امروزه اکثر كارت های گرافیكی موجود از اسلات AGP بمنظور ارتباط با كامپیوتر استفاده می نمایند.
• نحوه ارتباط با دستگاههای ذخیره سازی : اكثر مادربردها، با استفاده از یك كنترلر IDE از درایوهای ATA/100 یا ATA/133 پشتیبانی می نمایند. بر اساس مطالعات انجام شده، تفاوت بین دو استاندارد فوق ، بسیار ناچیز بوده و اين امر نمی تواند تاثیر چندانی در رابطه با انتخاب يک مادربرد را داشته باشد.انتخاب مادربردهایی كه توانایی پشتیبانی از RAID را دارند بسیار حائز اهميت است . با استفاده از كنترلر فوق ، می توان بر روی یك كامپیوتر از دو هارددیسك بطور همزمان استفاده نمود. بدين ترتيب ، اطلاعات بر روی دو هارددیسك ذخيره و در صورت خرابی يک هارد ديسک ،می توان از هارددیسك دیگر استفاده نمود. (تهیه یك كنترلر RAID بتنهائی مقرون بصرفه نبوده و لازم است درزمان انتخاب ، مادربردی برگزيده شود که از RAID حمايت می نمايد).
• ارتباطات ( اتصالات ) : اکثر مادربردها دارای پورت هایی نظير : اترنت،‌USB2.0 و FireWire می باشند .برخی از مادربردهای جديد ، دارای امکاناتی بمنظور خواندن Flash Memory می باشند. اخیرا"‌ مادر بردهایی به نام Legacy free مطرح شده اند که نیازی به پورت های جداگانه نداشته و تمامی پورت ها بطور مختصر در یك پورت تعبیه شده اند.
تشریح مشخصات
در اكثر موارد تهیه یك مادربردجديدهمراه با خرید پردازنده و حافظه اصلی نیز می باشد. بدين دليل لازم است بررسی لازم در خصوص تاثير اين قطعات بر کارآئی مادربرد نيز مورد بررسی و توجه قرار گيرد .فراموش نکنيم که همواره پردازنده های جديد و با سرعت بالا دارای قيمت بمراتب بالاتری نسبت به نمونه های قبل از خود بوده و در صورتيکه ضرورتی به استفاده از پردازنده های جديد ، سريع و در عين حال گران وجود ندارد ، می توان با توجه به نوع نياز خود از پردازنده های ديگر( با سرعت کمتر نسبت به آخرين مدل های موجود ) که با مادربرد انتخابی نيز مطابقت می نمايند، استفاده نمود.
يکی از اجزاء مهم هر مادربرد ، Chip set می باشد که اطلاعات متنوعی را در ارتباط با توانائی مادربرد مشخص می نمايد . نوع پردازنده و حافظه ای که مادربرد می تواند حمايت نمايد ، برخاسته از نوع Chip set يک مادربرد است . در برخی حالات نوع Chip set موجود بر روی يک مادربرد ، بيانگر نوع پورت های صدا، ويدئو و کارت شبکه نيز می باشد ( عناصر فوق بصورت onboard بر روی مادربرد تعبيه می شوند ) . در زمان انتخاب يک مادربرد لازم است به اين نکته دقت شود که تفاوت بسيار بالائی بين مادربردها از لحاظ قيمت وجود نداشته و می توان با در نظر گرفتن تمامی جوانب مادربردی را انتخاب نمود که دارای امکانات جانبی نظير کارت شبکه و کنترلر RAID باشد. ( تفاوت قيمت بين اين نوع از مادربردها با مادربردهائی که فاقد امکانات فوق ، می باشند زياد نمی باشد) .
پارامترهای زير را می توان در زمان انتخاب يک مادربرد در نظر گرفت :
• حمایت از پردازنده :
حداقل : قادر به حمایت از پردازنده های رایج نمی باشد .
پیشنهادی : قادر به حمایت از پردازنده های AMD و يا اینتل باشد .
حداکثر : قادر به حمایت از پردازنده های AMD و يا اینتل باشد.
توانائی مادربرد انتخابی در رابطه با حمايت از پردازنده های موجود ، يکی از تصميمات مهم در زمينه انتخاب يک مادربرد است ( حمايت ازپردازنده های خانواده AMD و يا اينتل ) .
• نوع حافظه :
حداقل : DDR 200/266
پیشنهادی : DDR266/333 یا PC800/1066 Rambus
حداکثر : DDR333/400 یاPC1066Rambus
نوع و سرعت حافظه ای که بهمراه يک مادربرد نصب می گردد ، تاثير مستقيمی بر کارآئی و در عين حال قيمت يک کامپيوتر دارد. حافظه های Rambus ، قابل استفاده بر روی تعداد اندکی از مادربردها بوده و قيمت آنان بمراتب بيشتر از حافظه های SDRAM می باشد .
• اتصالات جانبی :
حداقل : USB 1.1
پیشنهادی : USB 2.0 در صورت امكان FireWire
حداکثر : USB 2.0 و FireWire
در صورتيکه تصميم به تهيه تجهيزات جانبی نظير چاپگر، دوربين های ديجيتال و درايوهای خارجی CD-RW وجود داشته باشد ( درآينده ) ، پيشنهاد می گردد مادربردی تهيه گردد که دارای پورت های USB2.0 و Firewire باشد .
• عناصر مجتمع و پیوسته :
حداقل : كارت صدا
پیشنهادی : كارت صدای دیجیتالی، كارت شبكه و در صورت امكان پشتیبانی ازویدئو
حداکثر : كارت صدای دیجیتالی و كارت شبكه
اكثر مادربردها دارای امکانات از قبل تعبيه شده ای در رابطه با کارت صدا می باشند ( Onboard ) . در مادربردهای پيشرفته تر امکانات لازم در خصوص كارت های صدای 6 كاناله دیجیتال و كارت شبكه نيز پيش بينی شده است .برخی از مادربردها دارای تراشه های لازم بمنظور حمايت از گرافیك بوده که كه باعث کاهش هزينه ها خصوصا" در رابطه با کاربرانی می گردد که نوع استفاده آنان از کامپيوتر ، ضرورت وجود کارت های گرافيک قدرتمند را کم رنگ می نمايد .
• نحوه ارتباط با دستگاههای ذخیره سازی :
حداقل : ATA /100
پیشنهادی : ATA/133 در صورت امكان RAID
حداکثر : ATA/133. RAID در صورت امكان Serial ATA
سرعت اينترفيس هارد ديسک و ساير دستگاههای IDE استفاده شده را مشخص می نمايد.استاندارد جدید Serial ATA در مادربردهای جدید استفاده می شود(افزايش سرعت اينترفيس ).برخی از مادربردها امکان استفاده از RAID را فراهم می نمايند. در چنين مواردی می توان از دو هارددیسك در یك سیستم استفاده بعمل آورد. بدين ترتيب کارآئی سيستم افزايش و در موارديکه يکی از هاردديسک ها با مشکل مواجه شود ، امکان استفاده از هارد ديسک دوم وجود خواهد داشت .
نکاتی دررابطه با تهیه مادربرد
• بررسی Chip sets . تولید كنندگان متعددی اقدام به توليد Chip set می نمايند .شركت هائی مانند Intel، Via،‌SIS، و NVida اكثر چیپ های موجود در بازار را تولید نموده و می توان تمامی آنان را به دو گروه عمده تقسیم نمود: چیپ هائی كه از پردازنده های اينتل حمايت می نمايند و چیپ هائی كه از پردازنده های AMD پشتیبانی می نمایند.Chip sets ، مشخص كننده نوع حافظه ،‌ سرعت پردازنده و نوع تجهیزات جانبی نظیر صدا و ويدئو می باشد که مادربرد قادر به حمايت از آنان می باشد.
• عدم تهيه سريعترين پردازنده :تهيه سریعترین پردازنده موجود، مستلزم پرداخت هزينه بالائی خواهد بود . سرعت آخرين پردازنده با يک و يا دو مدل پائين تر، تفاوت محسوسی نخواهد داشت .
• تهيه سريعترين حافظه ای که ماربرد قادر به حمايت از آن می باشد . تفاوت مشهودی در ارتباط با کارآئی سيستم و در موارديکه از حافظه های با سرعت پائين تر استفاده می شود ، وجود نخواهد داشت ولی در صورتيکه تصميم به افزايش حافظه در آينده گرفته شود ، پیدا نمودن حافظه ای با همان ظرفیت بسیار راحت تر خواهد بود( با توجه به اين واقعيت که ممکن است در زمان افزايش حافظه ، پيدا نمودن حافظه های قديمی مشکلات خاص خود را دارا باشد ).
• توجه به بروز برخی از مشکلات مرتبط با کارت های گرافيک همراه مادربرد . چیپ ست هائی كه امکانات گرافيک را بهمراه مادربرد ارائه می نمايند ( Onboard ) ، بخشی از حافظه سیستم را جهت ذخیره اطلاعات گرافیكی ، استفاده نموده که همين موضوع می تواند کاهش کارآئی سيستم را بدنبال داشته باشد. پیشنهاد می گردد در صورت تهيه مادربردی با قابليت فوق ، چیپ گرافیكی آنرا غیر فعال و از یك كارت گرافیكی ارزان قیمت استفاده گردد. درصورتيکه در آینده قصد استفاده از گرافیك بالا وجود داشته باشد ، می توان مادربردی را انتخاب که دارای ايننترفيس AGP باشد.
• تهيه مادربردی با مشخصات بيش از نياز فعلی . در زمان انتخاب يک مادربرد سعی گردد ، مادربردی انتخاب گردد که امکان حمايت از RAID ،‌ كارت شبكه ،پورت USB2 و FireWire را دارا باشد. استفاده از چنين مادربردهائی از لحاظ اقتصادی نيز مقرون بصرفه بوده و در صورت نياز به استفاده از قابليت های فوق ، می توان از پتانسيل های مادربرداستفاده نمود( بدون هزينه مجدد) .

hesam

حافظه

سخت افزار
حافظه
حافظه با هدف ذخيره سازی اطلاعات ( دائم ، موقت ) در کامپيوتر استفاده می گردد. از انواع متفاوتی حافظه درکامپيوتر استفاده می گردد .
 RAM
 ROM
 Cache
 Dynamic RAM
 Static RAM
 Flash Memory
 Virtual Memory
 Video Memory
 BIOS
استفاده از حافظه صرفا" محدود به کامپيوترهای شخصی نبوده و در دستگاههای متفاوتی نظير : تلفن های سلولی، PDA ، راديوهای اتومبيل ، VCR ، تلويزيون و ... نيز در ابعاد وسيعی از آنها استفاده بعمل می آيد.هر يک از دستگاههای فوق مدل های متفاوتی از حافظه را استفاده می نمايند.
مبانی اوليه حافظه
با اينکه می توان واژه " حافظه " را بر هر نوع وسيله ذخيره سازی الکترونيکی اطلاق کرد، ولی اغلب از واژه فوق برای مشخص نمودن حافظه های سريع با قابليت ذخيره سازی موقت استفاده بعمل می آيد. در صورتيکه پردازنده مجبور باشد برای بازيابی اطلاعات مورد نياز خود بصورت دائم از هارد ديسک استفاده نمائد، قطعا" سرعت عمليات پردازنده ( با آن سرعت بالا) کند خواهد گرديد. زمانيکه اطلاعات مورد نياز پردازنده در حافظه ذخيره گردند، سرعت عمليات پردازنده از بعد دستيابی به داده های مورد نياز بيشتر خواهد گرديد. از حافظه های متعددی بمنظور نگهداری موقت اطلاعات استفاده می گردد.

همانگونه که در شکل فوق مشاهده می گردد ، محموعه متنوعی ازانواع حافظه ها وجود دارد . پردازنده با توجه به ساختار سلسله مراتبی فوق به آنها دستيابی پيدا خواهد کرد. زمانيکه در سطح حافظه های دائمی نظير هارد و يا حافظه دستگاههائی نظير صفحه کليد، اطلاعاتی موحود باشد که پردازنده قصد استفاده از آنان را داشته باشد ، می بايست اطلاعات فوق از طريق حافظه RAM در اختيار پردازنده قرار گيرند. در ادامه پردازنده اطلاعات و داده های مورد نياز خود را در حافظه Cache و دستورالعمل های خاص عملياتی خود را در ريجسترها ذخيره می نمايد.
تمام عناصر سخت افزاری ( پردازنده، هارد ديسک ، حافظه و ...) و عناصر نرم افزاری ( سيستم عامل و...) بصورت يک گروه عملياتی بکمک يکديگر وظايف محوله را انجام می دهند . بدون شک در اين گروه " حافظه " دارای جايگاهی خاص است . از زمانيکه کامپيوتر روشن تا زمانيکه خاموش می گردد ، پردازنده بصورت پيوسته و دائم از حافظه استفاده می نمايد. بلافاصله پس از روشن نمودن کامپيوتر اطلاعات اوليه ( برنامه POST) از حافظه ROM فعال شده و در ادامه وضعيت حافظه از نظر سالم بودن بررسی می گردد ( عمليات سريع خواندن ، نوشتن ) .در مرحله بعد کامپيوتر BIOS را ازطريق ROM فعال خواهد کرد. BIOS اطلاعات اوليه و ضروری در رابطه با دستگاههای ذخيره سازی، وضعيت درايوی که می بايست فرآيند بوت از آنجا آغاز گردد، امنيت و ... را مشخص می نمايد. در مرحله بعد سيستم عامل از هارد به درون حافظه RAM استفرار خواهد يافت . بخش های مهم و حياتی سيستم عامل تا زمانيکه سيستم روشن است در حافظه ماندگار خواهند بود. در ادامه و زمانيکه يک برنامه توسط کاربر فعال می گردد، برنامه فوق در حافظه RAM مستقر خواهد شد. پس از استقرار يک برنامه در حافظه و آغاز سرويس دهی توسط برنامه مورد نظر در صورت ضرورت فايل های مورد نياز برنامه فوق، در حافظه مستفر خواهند شد.و در نهايت زمانيکه به حيات يک برنامه خاتمه داده می شود (Close) و يا يک فايل ذخيره می گردد ، اطلاعات بر روی يک رسانه ذخيره سازی دائم ذخيره و نهايتا" حافظه از وجود برنامه و فايل های مرتبط ، پاکسازی ! می گردد.
همانگونه که اشاره گرديد در هر زمان که اطلاعاتی ، مورد نياز پردازنده باشد، می بايست اطلاعات درخواستی در حافظه RAM مستقر تا زمينه استفاده از آنان توسط پردازنده فراهم گردد. چرخه درخواست اطلاعات موجود درRAM توسط پردازنده ، پردازش اطلاعات توسط پردازنده و نوشتن اطلاعات جديد در حافظه يک سيکل کاملا" پيوسته بوده و در اکثر کامپيوترها سيکل فوق ممکن است در هر ثانيه ميليون ها مرتبه تکرار گردد.
نياز به سرعت دليلی بر وجود حافظه های متنوع
چرا حافظه در کامپيوتر تا بدين ميزان متنوع و متفاوت است ؟ در پاسخ می توان به موارد ذيل اشاره نمود:
پردازنده های با سرعت بالا نيازمند دستيابی سريع و آسان به حجم بالائی از داده ها بمنظور افزايش بهره وری و کارآئی خود می باشند.. در صورتيکه پردازنده قادر به تامين و دستيابی به داده های مورد نياز در زمان مورد نظر نباشد، می بايست عمليات خود را متوقف و در انتظار تامين داده های مورد نياز باشد. پردازند ه های جديد وبا سرعت يک گيگا هرتز به حجم بالائی از داده ها ( ميليارد بايت در هر ثانيه ) نياز خواهند داشت . پردازنده هائی با سرعت اشاره شده گران قيمت بوده و قطعا" اتلاف زمان مفيد آنان مطلوب و قابل قبول نخواهد بود. طراحان کامپيوتر بمنظور حل مشکل فوق ايده " لايه بندی حافظه " را مطرح نموده اند. در اين راستا از حافظه های گران قيمت با ميزان اندک استفاده و از حافظه های ارزان تر در حجم بيشتری استفاده بعمل می آيد. ارزانترين حافظه متدواول ، هارد ديسک است . هارد ديسک يک رسانه ذخيره سازی ارزان قيمت با توان ذخيره سازی حجم بالائی از اطلاعات است . با توجه به ارزان بودن فضای ذخيره سازی اطلاعات بر روی هارد، اطلاعات مورد نظر بر روی آنها ذخيره و با استفاده از روش های متفاوتی نظير : حافظه مجازی می توان بسادگی و بسرعت بدون نگرانی از فضای فيزيکی حافظه RAM ، از آنها استفاده نمود.
حافظه RAM سطح دستيابی بعدی در ساختار سلسله مراتبی حافظه است . اندازه بيت يک پردازنده نشاندهنده تعداد بايت هائی از حافظه است که در يک لحظه می توان به آنها دستيابی داشت. مثلا" يک پردازنده شانزده بيتی ، قادر به پردازش دو بايت در هر لحظه است . مگاهرتز واحد سنجش سرعت پردازش در پردازنده ها است و معادل "ميليون در هر ثانيه" است . مثلا" يک کامپيوتر 32 بيتی پنتيوم iii با سرعت 800-MHz ، قادر به پردازش چهار بايت بصورت همزمان و 800 ميليون بار در ثانيه است . حافظه RAM بتنهائی دارای سرعت مناسب برای همسنگ شدن با سرعت پردازنده نيست . بهمين دليل است که از حافظه های Cache استفاده می گردد. بديهی است هر اندازه که سرعت حافظه RAM بالا باشد مطلوب تر خواهد بود.اغلب تراشه های مربوطه امروزه دارای سرعتی بين 50 تا 70 Nanoseconds می باشند. سرعت خواندن و يا نوشتن در حافظه ارتباط مستقيم با نوع حافظه استفاده شده دارد .در اين راستا ممکن است از حافظه های DRAM,SDRAM,RAMBUS استفاده گردد. سرعت RAM توسط پهنا و سرعت Bus ، کنترل می گردد. پهنای Bus ، تعداد بايتی که می تواند بطور همزمان برای پردازنده ارسال گردد را مشخص و سرعت BUS به تعداد دفعاتی که می توان يک گروه از بيت ها را در هر ثانيه ارسال کرد اطلاق می گردد. سيکل منظم حرکت داده ها از حافظه بسمت پردازنده را Bus Cycle می گويند مثلا" يک Bus با وضعيت : 100MHz و 32 بيت، بصورت تئوری قادر به ارسال چهار بايت به پردازنده و يکصد ميليون مرتبه در هر ثانيه است . در حاليکه يک BUS شانرده بيتی 66MHZ بصورت تئوری قادر به ارسال دو بايت و 66 ميليون مرتبه در هر ثانيه است . با توجه به مثال فوق مشاهده می گردد که با تغيير پهنای BUS از شانزده به سي و دو و سرعت از 66MHz به 100MHz سرعت ارسال داده برای پردازنده سه برابر گرديد.
ريجستر و Cache
با توجه به سرعت بسيار بالای پردازنده حتی در صورت استفاده از Bus عريض وسريع همچنان مدت زمانی طول خواهد کشيد تا داده ها از حافظه RAM برای پردازنده ارسال گردند. Cache با اين هدف طراحی شده است که داده های مورد نياز پردازنده را که احتمال استفاده از آنان بيشتر است ، در دسترس تر قرار دهد . عمليات فوق از طريق بکارگيری مقدار اندکی از حافظه Cache که Primary و يا Level 1 ناميده می شود صورت می پذيرد. ظرفيت حافظه های فوق بسيار اندک بوده و از دو کيلو بايت تا شصت و چهار کيلو بايت را، شامل می گردد. نوع دوم Cache که Secodray و يا level 2 ناميده می شود بر روی يک کارت حافظه و در مجاورت پردازنده قرار می گيرد. اين نوع Cache دارای يک ارتباط مستقيم با پردازنده است. يک مدار کنترل کننده اختصاصی بر روی برد اصلی که " کنترل کننده L2 " ناميده می شود مسئوليت عمليات مربوطه را برعهده خواهد گرفت . با توجه به نوع پردازنده ، اندازه حافظه فوق متغير بوده و دارای دامنه ای بين 256Kb تا 2MB است. برخی از پردازنده های با کارائی بالا اخيرا" اين نوع Cache را بعنوان جزئی جداناپذير در کنار خود دارند. ( بخشی از تراشه پردازنده ) در اين نوع پردازنده ها با توجه به اينکه Cache بخشی از پردازنده محسوب می گردد، اندازه آن متغير بوده و بعنوان يکی از مهمترين شاخص ها در کارائی پردازنده مطرح است.
نوع ديگری از RAM با نام SRAM ( حافظ های با دستيابی تصادفی ايستا ) نيز وجود داشته که در آغاز برای Cache استفاده می گرديد. اين نوع حافظه ها از چندين ترانزيستور ( معمولا" چهار تا شش ) برای هر يک از سلول های حافظه خود استفاده می نمايند. حافظه های فوق دارای مجموعه ای از فليپ فلاپ ها با دو وضعيت خواهند بود. بنابراين حافظه های فوق قادر به بازخوانی اطلاعات بصورت پيوسته نظير حافظه های DRAM نخواهند بود. هر يک از سلول های حافظه ماداميکه منبع تامين انرژی آنها فعال (On) باشد داده های خود را ذخيره نگاه خواهند داشت . در اين حالت ضرورتی به بازخوانی اطلاعات بصورت پريوديک نخواهد بود . سرعت حافظه های فوق بسيار بالا است ، ولی بدليل قيمت بالا ، در حال حاضر بعنوان جايگزينی استاندارد برای حافظه های RAM مطرح نمی باشند.
انواع حافظه
حافظه ها را می توان بر اساس شاخص های متفاوتی تقسيم بندی کرد . Volatile و Nonvolatile نمونه ای از اين تقسيم بندی ها است . حافظه های volatile بلافاصله پس از خاموش شدن سيستم اطلاعات خود را از دست می دهند. و همواره برای نگهداری اطلاعات خود به منبع تامين انرژی نياز خواهند داشت . اغلب حافظه های RAM در اين گروه قرار می گيرند. حافظه های Nonvolatile داده های خود را همچنان پس از خاموش شدن سيستم حفظ خواهند کرد. حافظه ROM نمونه ای از اين نوع حافظه ها است .
سخت افزار
حافظه RAM
حافظه (RAM(Random Access Memory شناخته ترين نوع حافظه در دنيای کامپيوتر است . روش دستيابی به اين نوع از حافظه ها تصادفی است . چون می توان به هر سلول حافظه مستقيما" دستيابی پيدا کرد . در مقابل حافظه های RAM ، حافظه های(SAM(Serial Access Memory وجود دارند. حافظه های SAM اطلاعات را در مجموعه ای از سلول های حافظه ذخيره و صرفا" امکان دستيابی به آنها بصورت ترتيبی وجود خواهد داشت. ( نظير نوار کاست ) در صورتيکه داده مورد نظر در محل جاری نباشد هر يک از سلول های حافظه به ترتيب بررسی شده تا داده مورد نظر پيدا گردد. حافظه های SAM در موارديکه پردازش داده ها الزاما" بصورت ترتيبی خواهد بود مفيد می باشند ( نظير حافظه موجود بر روی کارت های گرافيک ). داده های ذخيره شده در حافظه RAM با هر اولويت دلخواه قابل دستيابی خواهند بود.
مبانی حافظه های RAM
حافظه RAM ، يک تراشه مدار مجتمع (IC) بوده که از ميليون ها ترانزيستور و خازن تشکيل شده است .در اغلب حافظه ها با استفاده و بکارگيری يک خازن و يک ترانزيستور می توان يک سلول را ايجاد کرد. سلول فوق قادر به نگهداری يک بيت داده خواهد بود. خازن اطلاعات مربوط به بيت را که يک و يا صفر است ، در خود نگهداری خواهد کرد.عملکرد ترانزيستور مشابه يک سوييچ بوده که امکان کنترل مدارات موجود بر روی تراشه حافظه را بمنظور خواندن مقدار ذخيره شده در خازن و يا تغيير وضعيت مربوط به آن ، فراهم می نمايد.خازن مشابه يک ظرف ( سطل) بوده که قادر به نگهداری الکترون ها است . بمنظور ذخيره سازی مقدار" يک" در حافظه، ظرف فوق می بايست از الکترونها پر گردد. برای ذخيره سازی مقدار صفر، می بايست ظرف فوق خالی گردد.مسئله مهم در رابطه با خازن، نشت اطلاعات است ( وجود سوراخ در ظرف ) بدين ترتيب پس از گذشت چندين ميلی ثانيه يک ظرف مملو از الکترون تخليه می گردد. بنابراين بمنظور اينکه حافظه بصورت پويا اطلاعات خود را نگهداری نمايد ، می بايست پردازنده و يا " کنترل کننده حافظه " قبل از تخليه شدن خازن، مکلف به شارژ مجدد آن بمنظور نگهداری مقدار "يک" باشند.بدين منظور کنترل کننده حافظه اطلاعات حافظه را خوانده و مجددا" اطلاعات را بازنويسی می نمايد.عمليات فوق (Refresh)، هزاران مرتبه در يک ثانيه تکرار خواهد شد.علت نامگذاری DRAM بدين دليل است که اين نوع حافظه ها مجبور به بازخوانی اطلاعات بصورت پويا خواهند بود. فرآيند تکراری " بازخوانی / بازنويسی اطلاعات" در اين نوع حافظه ها باعث می شود که زمان تلف و سرعت حافظه کند گردد.
سلول های حافظه بر روی يک تراشه سيليکون و بصورت آرائه ای مشتمل از ستون ها ( خطوط بيت ) و سطرها ( خطوط کلمات) تشکيل می گردند. نقطه تلاقی يک سطر و ستون بيانگر آدرس سلول حافظه است .
حافظه های DRAM با ارسال يک شارژ به ستون مورد نظر باعث فعال شدن ترانزيستور در هر بيت ستون، خواهند شد.در زمان نوشتن خطوط سطر شامل وضعيتی خواهند شد که خازن می بايست به آن وضغيت تبديل گردد. در زمان خواندن Sense-amplifier ، سطح شارژ موجود در خازن را اندازه گيری می نمايد. در صورتيکه سطح فوق بيش از پنجاه درصد باشد مقدار "يک" خوانده شده و در غيراينصورت مقدار "صفر" خوانده خواهد شد. مدت زمان انجام عمليات فوق بسيار کوتاه بوده و بر حسب نانوثانيه ( يک ميلياردم ثانيه ) اندازه گيری می گردد. تراشه حافظه ای که دارای سرعت 70 نانوثانيه است ، 70 نانو ثانيه طول خواهد کشيد تا عمليات خواندن و بازنويسی هر سلول را انجام دهد.
سلول های حافظه در صورتيکه از روش هائی بمنظور اخذ اطلاعات موجود در سلول ها استفاده ننمايند، بتنهائی فاقد ارزش خواهند بود. بنابراين لازم است سلول های حافظه دارای يک زيرساخت کامل حمايتی از مدارات خاص ديگر باشند.مدارات فوق عمليات زير را انجام خواهند داد :
 مشخص نمودن هر سطر و ستون (انتخاب آدرس سطر و انتخاب آدرس ستون )
 نگهداری وضعيت بازخوانی و باز نويسی داده ها ( شمارنده )
 خواندن و برگرداندن سيگنال از يک سلول ( Sense amplifier)
 اعلام خبر به يک سلول که می بايست شارژ گردد و يا ضرورتی به شارژ وجود ندارد ( Write enable)
ساير عمليات مربوط به "کنترل کننده حافظه" شامل مواردی نظير : مشخص نمودن نوع سرعت ، ميزان حافظه و بررسی خطاء است .
حافظه های SRAM دارای يک تکنولوژی کاملا" متفاوت می باشند. در اين نوع از حافظه ها از فليپ فلاپ برای ذخيره سازی هر بيت حافظه استفاده می گردد. يک فليپ فلاپ برای يک سلول حافظه، از چهار تا شش ترانزيستور استفاده می کند . حافظه های SRAM نيازمند بازخوانی / بازنويسی اطلاعات نخواهند بود، بنابراين سرعت اين نوع از حافظه ها بمراتب از حافظه های DRAM بيشتر است .با توجه به اينکه حافظه های SRAM از بخش های متعددی تشکيل می گردد، فضای استفاده شده آنها بر روی يک تراشه بمراتب بيشتر از يک سلول حافظه از نوع DRAM خواهد بود. در چنين مواردی ميزان حافظه بر روی يک تراشه کاهش پيدا کرده و همين امر می تواند باعث افزايش قيمت اين نوع از حافظه ها گردد. بنابراين حافظه های SRAM سريع و گران و حافظه های DRAM ارزان و کند می باشند . با توجه به موضوع فوق ، از حافظه های SRAM بمنظور افزايش سرعت پردازنده ( استفاده از Cache) و از حافظه های DRAM برای فضای حافظه RAM در کامپيوتر استفاده می گردد.
ما ژول های حافظه
تراشه های حافظه در کامييوترهای شخصی در آغاز از يک پيکربندی مبتنی بر Pin با نام (DIP(Dual line Package استفاده می کردند. اين پيکربندی مبتنی بر پين، می توانست لحيم کاری درون حفره هائی برروی برداصلی کامپيوتر و يا اتصال به يک سوکت بوده که خود به برد اصلی لحيم شده است .همزمان با افزايش حافظه ، تعداد تراشه های مورد نياز، فضای زيادی از برد اصلی را اشغال می کردند.از روش فوق تا زمانيکه ميزان حافظه حداکثر دو مگابايت بود ، استقاده می گرديد.
راه حل مشکل فوق، استقرار تراشه های حافظه بهمراه تمام عناصر و اجزای حمايتی در يک برد مدار چاپی مجزا (Printed circut Board) بود. برد فوق در ادامه با استفاده از يک نوع خاص از کانکنور ( بانک حافظه ) به برد اصلی متصل می گرديد. اين نوع تراشه ها اغلب از يک پيکربندی pin با نام Small Outline J-lead ) soj ) استفاده می کردند . برخی از توليدکنندگان ديگر که تعداد آنها اندک است از پيکربندی ديگری با نام Thin Small Outline Package )tsop) استفاده می نمايند. تفاوت اساسی بين اين نوع پين های جديد و پيکربندی DIP اوليه در اين است که تراشه های SOJ و TSOR بصورت surface-mounted در PCB هستند. به عبارت ديگر پين ها مستقيما" به سطح برد لحيم خواهند شد . ( نه داخل حفره ها و يا سوکت ) .
تراشه ها ی حافظه از طريق کارت هائی که " ماژول " ناميده می شوند قابل دستيابی و استفاده می باشند.. شايد تاکنون با مشخصات يک سيستم که ميزان حافظه خود را بصورت 32 * 8 , يا 16 * 4 اعلام می نمايد ، برخورده کرده باشيد.اعداد فوق تعداد تراشه ها ضربدر ظرفيت هر يک از تراشه ها را که بر حسب مگابيت اندازه گيری می گردند، نشان می دهد. بمنظور محاسبه ظرفيت ، می توان با تقسيم نمودن آن بر هشت ميزان مگابايت را بر روی هر ماژول مشخص کرد.مثلا" يک ماژول 32 * 4 ، بدين معنی است که ماژول دارای چهار تراشه 32 مگابيتی است .با ضرب 4 در 32 عدد 128 ( مگابيت) بدست می آيد . اگر عدد فوق را بر هشت تقسيم نمائيم به ظرفيت 16 مگابايت خواهيم رسيد.
نوع برد و کانکتور استفاده شده در حافظه های RAM ، طی پنج سال اخير تفاوت کرده است . نمونه های اوليه اغلب بصورت اختصاصی توليد می گرديدند . توليد کنندگان متفاوت کامپيوتر بردهای حافظه را بگونه ای طراحی می کردند که صرفا" امکان استفاده از آنان در سيستم های خاصی وجود داشت . در ادامه (SIMM (Single in-line memory مطرح گرديد. اين نوع از بردهای حافظه از 30 پين کانکتور استفاده کرده و طول آن حدود 3/5 اينچ و عرض آن يک اينچ بود ( يازده سانتيمتر در 2/5 سانتيمتر ) .در اغلب کامپيوترها می بايست بردهای SIMM بصورت زوج هائی که دارای ظرفيت و سرعت يکسان باشند، استفاده گردد. علت اين است که پهنای گذرگاه داده بيشتر از يک SIMM است . مثلا" از دو SIMM هشت مگابايتی برای داشتن 16 مگابايت حافظه بر روی سيستم استفاده می گردد. هر SIMM قادر به ارسال هشت بيت داده در هر لحظه خواهد بود با توجه به اين موضوع که گذرگاه داده شانزده بيتی است از نصف پهنای باند استفاده شده و اين امر منطقی بنظر نمی آيد.در ادامه بردهای SIMM بزرگتر شده و دارای ابعاد 25 / 4 * 1 شدند( 11 سانتيمتر در 2/5 سانتيمتر ) و از 72 پين برای افزايش پهنای باند و امکان افزايش حافظه تا ميزان 256 مگابايت بدست آمد.

بموازات افزايش سرعت و ظرفيت پهنای باند پردازنده ها، توليدکنندگان از استاندارد جديد ديگری با نام dual in-line memory module)DIMM) استفاده کردند.اين نوع بردهای حافظه دارای 168 پين و ابعاد 1 * 5/4 اينچ ( تقريبا" 14 سانتيمتر در 2/5 سانتيمتر ) بودند.ظرفيت بردهای فوق در هر ماژول از هشت تا 128 مگابايت را شامل و می توان آنها را بصورت تک ( زوج الزامی نيست ) استفاده کرد. اغلب ماژول های حافظه با 3/3 ولت کار می کنند. در سيستم های مکينتاش از 5 ولت استفاده می نمايند. يک استاندارد جديد ديگر با نام Rambus in-line memory module ، RIMM از نظر اندازه و پين با DIMM قابل مقايسه است ولی بردهای فوق ، از يک نوع خاص گذرگاه داده حافظه برای افزايش سرعت استفاده می نمايند.

اغلب بردهای حافظه در کامپيوترهای دستی (notebook) از ماژول های حافظه کاملا" اختصاصی استفاده می نمايند ولی برخی از توليدکنندگان حافظه از استاندارد small outline dual in-line memory module) SODIMM استفاده می نمايند. بردهای حافظه SODIMM دارای ابعاد 1* 2 اينچ ( 5 سانتيمنتر در 5 /2 سانتيمنتر ) بوده و از 144 پين استفاده می نمايند. ظرفيت اين نوع بردها ی حافظه در هر ماژول از 16 مگابايت تا 256 مگابايت می تواند باشد.

بررسی خطاء
اکثر حافظه هائی که امروزه در کامپيوتر استفاده می گردند دارای ضريب اعتماد بالائی می باشند.در اکثر سيستم ها ،" کنترل کننده حافظه " درزمان روشن کردن سيستم عمليات بررسی صحت عملکرد حافظه را انجام می دهد. تراشه های حافظه با استفاده از روشی با نام Parity ، عمليات بررسی خطاء را انحام می دهند. تراشه های Parity دارای يک بيت اضافه برای هشت بيت داده می باشند.روشی که Parity بر اساس آن کار می کند بسيار ساده است . در ابتداParity زوج بررسی می گردد. زمانيکه هشت بيت ( يک بايت) داده ئی را دريافت می دارند، تراشه تعداد يک های موجود در آن را محاسبه می نمايد.در صورتيکه تعداد يک های موجود فرد باشد مقدار بيت Parity يک خواهد شد. در صورتيکه تعداد يک های موجود زوج باشد مقدار بيت parity صفر خواهد شد. زمانيکه داده از بيت های مورد نظر خوانده می شود ، مجددا" تعداد يک های موجود محاسبه و با بيت parity مقايسه می گردد.درصورتيکه مجموع فرد و بيت Parity مقدار يک باشد داده مورد نظر درست بوده و برای پردازنده ارسال می گردد. اما در صورتيکه مجموع فرد بوده و بيت parity صفر باشد تراشه متوجه بروز يک خطاء در بيت ها شده و داده مورد نظر کنار گذاشته می شود. parity فرد نيز به همين روش کار می کند در روش فوق زمانی بيت parity يک خواهد شد که تعداد يک های موجود در بايت زوج باشد.
مسئله مهم در رابطه با Parity عدم تصحيح خطاء پس از تشخيص است . در صورتيکه يک بايت از داده ها با بيت Parity خود مطابقت ننمايد داده دور انداخته شده سيستم مجددا" سعی خود را انجام خواهد داد. کامپيوترها نيازمند يک سطح بالاتربرای برخورد با خطاء می باشند.برخی از سيستم ها از روشی با نام به error correction code)ECC) استفاده می نمايند. در روش فوق از بيت های اضافه برای کنترل داده در هر يک از بايت ها استفاده می گردد. اختلاف روش فوق با روش Parity در اين است که از چندين بيت برای بررسی خطاء استفاده می گردد. ( تعداد بيت های استفاده شده بستگی به پهنای گذرگاه دارد ) حافظه های مبتنی بر روش فوق با استفاده از الگوريتم مورد نظر نه تنها قادر به تشخيص خطا بوده بلکه امکان تصحيح خطاهای بوجود آمده نيز فراهم می گردد. ECCهمچنين قادر به تشخيص خطاها در مواردي است که يک يا چندين بيت در يک بايت با مشکل مواجه گردند .
انواح حافظه RAM
Static random access memory)SRAM) . اين نوع حافظه ها از چندين ترانزيستور ( چهار تا شش ) برای هر سلول حافظه استفاده می نمايند. برای هر سلول از خازن استفاده نمی گردد. اين نوع حافظه در ابتدا بمنظور cache استفاده می شدند.
Dynamic random access memory)DRAM) . در اين نوع حافظه ها برای سلول های حافظه از يک زوج ترانزيستورو خازن استفاده می گردد .
Fast page mode dynamic random access memory)FPM DRAM) . شکل اوليه ای از حافظه های DRAM می باشند.در تراشه ای فوق تا زمان تکميل فرآيند استقرار يک بيت داده توسط سطر و ستون مورد نظر، می بايست منتظر و در ادامه بيت خوانده خواهد شد.( قبل از اينکه عمليات مربوط به بيت بعدی آغاز گردد) .حداکثر سرعت ارسال داده به L2 cache معادل 176 مگابايت در هر ثانيه است .
Extended data-out dynamic random access memory)EDO DRAM) . اين نوع حافظه ها در انتظار تکميل و اتمام پردازش های لازم برای اولين بيت نشده و عمليات مورد نظر خود را در رابطه با بيت بعد بلافاصله آغاز خواهند کرد. پس از اينکه آدرس اولين بيت مشخص گرديد EDO DRAM عمليات مربوط به جستجو برای بيت بعدی را آغاز خواهد کرد. سرعت عمليات فوق پنج برابر سريعتر نسبت به حافظه های FPM است . حداکثر سرعت ارسال داده به L2 cache معادل 176 مگابايت در هر ثانيه است .
Synchronous dynamic random access memory)SDRM) از ويژگی "حالت پيوسته " بمنظور افزايش و بهبود کارائی استفاده می نمايد .بدين منظور زمانيکه سطر شامل داده مورد نظر باشد ، بسرعت در بين ستون ها حرکت و بلافاصله پس از تامين داده ،آن را خواهد خواند. SDRAM دارای سرعتی معادل پنج برابر سرعت حافظه های EDO بوده و امروزه در اکثر کامپيوترها استفاده می گردد.حداکثر سرعت ارسال داده به L2 cache معادل 528 مگابايت در ثانيه است .
Rambus dynamic random access memory )RDRAM) يک رويکرد کاملا" جديد نسبت به معماری قبلی DRAM است. اين نوع حافظه ها از Rambus in-line memory module)RIMM) استفاده کرده که از لحاظ اندازه و پيکربندی مشابه يک DIMM استاندارد است. وجه تمايز اين نوع حافظه ها استفاده از يک گذرگاه داده با سرعت بالا با نام "کانال Rambus " است . تراشه های حافظه RDRAM بصورت موازی کار کرده تا بتوانند به سرعت 800 مگاهرتز دست پيدا نمايند.
Credit card memory يک نمونه کاملا" اختصاصی از توليدکنندگان خاص بوده و شامل ماژول های DRAM بوده که دريک نوع خاص اسلات ، در کامپيوترهای noteBook استفاده می گردد .
PCMCIA memory card .نوع ديگر از حافظه شامل ماژول های DRAM بوده که در notebook استفاده می شود.
FlashRam نوع خاصی از حافظه با ظرفيت کم برای استفاده در دستگاههائی نظير تلويزيون، VCR بوده و از آن به منظور نگهداری اطلاعات خاص مربوط به هر دستگاه استفاده می گردد. زمانيکه اين نوع دستگاهها خاموش باشند همچنان به ميزان اندکی برق مصرف خواهند کرد. در کامپيوتر نيز از اين نوع حافظه ها برای نگهداری اطلاعاتی در رابطه با تنظيمات هارد ديسک و ... استفاده می گردد.
VideoRam)VRAM) يک نوع خاص از حافظه های RAM بوده که برای موارد خاص نظير : آداپتورهای ويدئو و يا شتا ب دهندگان سه بعدی استفاده می شود. به اين نوع از حافظه ها multiport dynamic random access memory) MPDRAM) نيز گفته می شود.علت نامگذاری فوق بدين دليل است که اين نوع از حافظه ها دارای امکان دستيابی به اطلاعات، بصورت تصادفی و سريال می باشند . VRAM بر روی کارت گرافيک قرار داشته و دارای فرمت های متفاوتی است. ميزان حافظه فوق به عوامل متفاوتی نظير : " وضوح تصوير " و " وضعيت رنگ ها " بستگی دارد.
به چه ميزان حافظه نياز است ؟
حافظه RAM يکی از مهمترين فاکتورهای موجود در زمينه ارتقاء کارآئی يک کامپيوتر است . افزايش حافظه بر روی يک کامپيوتر با توجه به نوع استفاده می تواند در مقاطع زمانی متفاوتی انجام گيرد. در صورتيکه از سيستم های عامل ويندوز 95 و يا 98 استفاده می گردد حداقل به 32 مگابايت حافظه نياز خواهد بود. ( 64 مگابايت توصيه می گردد) .اگر از سيستم عامل ويندوز 2000 استفاده می گردد حداقل به 64 مگابايت حافظه نياز خواهد بود.( 128 مگابايت توصيه می گردد) .سيستم عامل لينوکس صرفا" به 4 مگابايت حافظه نياز دارد. در صورتيکه از سيستم عامل اپل استفاده می گردد به 16 مگابايت حافظه نياز خواهد بود.( 64 مگابايت توصيه می گردد). ميزان حافظه اشاره شده برای هر يک از سيستم های فوق بر اساس کاربردهای معمولی ارائه شده است . دستيابی به اينترنت ، استفاده از برنامه های کاربردی خاص و سرگرم کننده ، نرم افزارهای خاص طراحی، انيميشن سه بعدی و... مستلزم استفاده از حافظه بمراتب بيشتری خواهد بود .
سخت افزار
حافظه Flash
حافظه ها ی الکترونيکی با اهداف متفاوت و به اشکال گوناگون تاکنون طراحی و عرضه شده اند. حافظه فلش ، يک نمونه از حافظه های الکترونيکی بوده که برای ذخيره سازی آسان و سريع اطلاعات در دستگاههائی نظير : دوربين های ديجيتال ، کنسول بازيهای کامپيوتری و ... استفاده می گردد. حافظه فلش اغلب مشابه يک هارد استفاده می گردد تا حافظه اصلی .
در تجهيزات زير از حافظه فلش استفاده می گردد :
 تراشه BIOS موجود در کامپيوتر
 CompactFlash که در دوربين های ديجيتال استفاده می گردد .
 SmartMedia که اغلب در دوربين های ديجيتال استفاده می گردد
 Memory Stick که اغلب در دوربين های ديجيتال استفاده می گردد .
 کارت های حافظه PCMCIA نوع I و II
 کارت های حافظه برای کنسول های بازيهای ويدئويی
مبانی حافظه فلش
حافظه فلاش يک نوع خاص از تراشه های EEPROM است . حافظه فوق شامل شبکه ای مشتمل بر سطر و ستون است . در محل تقاطع هر سطر و يا ستون از دو ترانزيستور استفاده می گردد. دو ترانزيستور فوق توسط يک لايه نازک اکسيد از يکديگر جدا شده اند. يکی از ترانزيستورها Floating gate و ديگری Control gate خواهد بود. Floatino gate صرفا" به سطر (WordLine) متصل است . تا زمانيکه لينک فوق وجود داشته باشد در سلول مربوطه مقدار يک ذخيره خواهد بود. بمنظور تغيير مقدار يک به صفر از فرآيندی با نام Fowler-Nordheim tunneling استفاده می گردد. از Tunneling بمنظور تغيير محل الکترون ها در Floating gate استفاد می شود. يک شارژ الکتريکی حدود 10 تا 13 ولت به floating gate داده می شود. شارژ از ستون شروع ( bitline) و سپس به floating gate خواهد رسيد .در نهايت شارژ فوق تخليه می گردد( زمين ) .شارژ فوق باعث می گردد که ترانزيستور floating gate مشابه يک "پخش کننده الکترون " رفتار نمايد . الکترون های مازاد فشرده شده و در سمت ديگر لايه اکسيد به دام افتاد و يک شارژ منفی را باعث می گردند. الکترون های شارژ شده منفی ، بعنوان يک صفحه عايق بين control gate و floating gate رفتار می نمايند.دستگاه خاصی با نام Cell sensor سطح شارژ پاس داده شده به floating gate را مونيتور خواهد کرد. در صورتيکه جريان گيت بيشتر از 50 درصد شارژ باشد ، در اينصورت مقدار يک را دارا خواهد بود.زمانيکه شارژ پاس داده شده از 50 درصد آستانه عدول نموده مقدار به صفر تغيير پيدا خواهد کرد.يک تراشه EEPROM دارای گيت هائی است که تمام آنها باز بوده و هر سلول آن مقدار يک را دارا است.
در اين نوع حافظه ها ( فلش) ، بمنظور حذف از مدارات پيش بينی شده در زمان طراحی ( بکمک ايجاد يک ميدان الکتريکی) استفاده می گردد. در اين حالت می توان تمام و يا بخش های خاصی از تراشه را که " بلاک " ناميده می شوند، را حذف کرد.اين نوع حافظه نسبت به حافظه های EEPROM سريعتر است ، چون داده ها از طريق بلاک هائی که معمولا" 512 بايت می باشند ( به جای يک بايت در هر لحظه ) نوشته می گردند.
کارت های حافظه فلش
تراشه BIOS در کامپيوتر، متداولترين نوع حافظه فلش است . کارت های SmartMedia و ComapctFlash نيز نمونه های ديگری از حافظه های فلش بوده که اخيرا" متداول شده اند. از کارت های فوق بعنوان "فيلم های الکترونيکی" در دوربين های ديجيتال، استفاده می گردد .کارتهای حافظه برای بازيهای کامپيوتری نظير Sega و PlayStation نمونه های ديگری از حافظه های فلش می باشند. استفاده از حافظه فلش نسبت به هارد دارای مزايای زير است :
 حافظه های فلش نويز پذير نمی باشند.
 سرعت دستيابی به حافظه های فلش بالا است .
 حافظه های فلش دارای اندازه کوچک هستند.
 حافظه فلش دارای عناصر قابل حرکت ( نظير هارد ) نمی باشند.
قيمت حافظه های فلش نسبت به هارد بيشتر است .
سخت افزار
Caching
اگر تا کنون برای خود کامپيوتری تهيه کرده باشيد ، واژه " Cache" برای شما آشنا خواهد بود. کامپيوترهای جديد دارای Cache از نوع L1 و L2 می باشند. شايد در هنگام خريد يک کامپيوتر از طرف دوستانتان توصيه هائی به شما شده باشد مثلا" : " سعی کن از تراشه های Celeron استفاده نکنی چون دارای Cache نمی باشند! "
Cache يک مفهوم کامپيوتری است که بر روی هر نوع کامپيوتر با يک شکل خاص وجود دارد. حافظه های Cache ، نرم افزارهای با قابليت Cache هارد ديسک و صفحات Cache همه بنوعی از مفهوم Caching استفاده می نمايند. حافظه مجازی که توسط سيستم های عامل ارائه می گردد نيز از مفهوم فوق استفاده می نمايد.
مبانی Caching
Caching يک نکنولوژی استفاده شده برای زير سيستم های حافظه ، در کامپيوتر است . مهمترين هدف يک Cache افزايش سرعت و عملکرد کامپيوتر بدون تحميل هزينه های اضافی برای تهيه سيستم است . با استفاده از Cache عمليات کاربران با سرعت بيشتری انجام خواهد شد.
کتابداری را در نظر بگيريد که در يک کتابخانه مسئول تحويل کتاب به متقاضيان است . فرض کنيد در سيستم فوق ( درخواست و تحويل کتاب ) از مفهوم Cache استفاده نمی گردد. اولين متقاصی کتابی را درخواست می نمايد( فرض شده است که متقاضی خود نمی تواند مستقيما" کتاب مورد نظر را از قفسه مربوطه ،بردارد) ، کتابدار، کتاب مورد نظر را از قفسه مربوطه پيدا و در ادامه آن را تحويل متقاضی می نمايد. متقاضی پس از ساعاتی مراجعه و کتاب را تحويل می دهد. کتابدار، کتاب تحويلی را مجددا" در قفسه مربوطه قرار می دهد. پس از لحظاتی يک متقاضی ديگر مراجعه و همان کتاب قبلی را درخواست می نمايد ، کتابدار مجددا" می بايست به بخش مربوطه در کتابخانه مراجعه و پس از بازيابی کتاب ، آن را در اختيار متقاضی دوم قرار دهد.همانگونه که ملاحظه می گردد ، کتابدار مکلف است برای تحويل هر کتاب ( ولو کتاب هائی که فرکانس استفاده از آنان توسط متقاضيان زياد باشد ) به بخش مربوطه مراجعه و پس از يافتن کتاب آن را در اختيار متقاضيان قرار دهد. آيا روشی وجود دارد که با استناد به آن بتوان عملکرد و کارآئی کتابدار را بهبود بخشيد ؟
در پاسخ به سوال فوق می توان با ايجاد يک سيستم Cache برای کتابدار ، کارآئی آن را افزايش داد. فرض کنيد بخشی را با ظرفيت حداکثر ده کتاب در مجاورت ( نزديکی ) کتابدار آماده نمائيم . کتاب هائی که توسط متقاضيان برگردانده می شود، در بخش فوق ذخيره خواهند شد. مثال فوق را با در نظر گرفتن سيستم Cache ايجاد شده برای کتابدار مجددا" دنبال می نمائيم . در ابتدای فعاليت روزانه ، بخش Cache خالی بوده و هنوز در آن کتابی قرار نگرفته است . اولين متفقاصی مراجعه و کتابی را درخواست می نمايد . کتابدار می بايست به بخش مربوطه مراجعه و کتاب را از قفسه مربوطه براشته و در اختيار متقاضی قرار دهد. متقاضی پس از تحويل کتاب ، چند ساعت بعد مراجعه و کتاب را تجويل کتابدار خواهد داد. کتابدار، کتاب تحويلی را در بخش پيش بينی شده برای Cache قرار می دهد. لحظاتی بعد متقاضی ديگر مراجعه و درخواست همان کتاب را می نمايد .کتابدار در ابتدا بخش مربوط به Cache را جستجو و در صورت يافتن کتاب ، آن را به متقاضی تحويل خواهد داد. در اين حالت ضرورتی به مراجعه کتابدار به بخش و قفسه های مربوطه نخواهد بود. در روش فوق زمان تحويل کتاب به متقاضی بهبود چشمگيری پيدا خواهد کرد. در صورتيکه کتاب درخواستی توسط متقاضی در بخش Cache کتابخانه نباشد ، چه اتفاقی خواهد افتاد؟ در ابتدا مدت زمانی صرف خواهد شد که کتابدار به اين اطمينان برسد که کتاب درخواستی در بخش Cache موجود نمی باشد ( جستجو) يکی از چالش های اصلی در رابطه با طراحی Cache به حداقل رساندن زمان جستجو در Cache است .سخت افزارهای جديد ، زمان فوق را به صفر نزديک کرده اند. پس از حصول اطمينان از عدم وجود کتاب در بخش Cache ، کتابدار می بايست با مراجعه به بخش مربوطه آن را انتخاب و در ادامه در اختيار متقاضی قرار دهد.
با توجه به مثال فوق ، چندين نکته مهم در رابطه با Cache استنباط می گردد:
- تکنولوژی Cache ، استفاده از حافظه های سريع ولی کوچک ، بمنظور افزايش سرعت يک حافظه کند ولی با حجم بالا است
- زمانيکه از Cache استفاده می گردد ، در ابتدا می بايست محتويات آن بمنظور يافتن اطلاعات مورد نظر بررسی گردد. فرآيند فوق را Cache hit می گويند. در صورتيکه اطلاعات مورد نظر در Cache موجود نباشند (Cache miss) ، کامپيوتر می بايست در انتظار تامين داده های خود از حافظه اصلی سيستم باشد ( حافظه ای کند ولی با حجم بالا )
- اندازه Cache محدود بوده وسعی می گردد که ظرفيت فوق حتی المقدور زياد باشد ، ولی بهرحال اندازه آن نسبت به رسانه های ذخيره سازی ديگر بسيار کم است .
- اين امکان وجود خواهد داشت که از چندين لايه Cache استفاده گردد.
Cache در کامپيوتر
کامپيوتر، ماشينی است که زمان انجام کارها توسط آن با واحدهای خيلی کوچک اندازه گيری می گردد.زمانيکه ريزپردازنده قصد دستيابی به حافظه اصلی را داشته باشد، می بايست مدت زمانی معادل 60 نانوثانيه را برای اين کار در نظر بگيرد. سرعت فوق بسيار بالا است ولی سرعت ريزپردازنده بمراتب بيشتر است . ريزپردازنده قادر به داشتن سيکل هائی به اندازه دو نانوثانيه است . تفاوت سرعت بين پردازنده و حافظه کاملا" مشهود بوده و قطعا" رضايت پردازنده در اين خصوص کسب نخواهد شد. پردازنده می بايست تاوان کند بودن حافظه را خود بپردازد . انتظار پردازنده و هرز رفتن زمان مفيد وی کوچکترين تاوانی است که می بايست پردازنده پذيرای آن باشد.
بمنظور حل مشکل فوق ، فرض کنيد از يک نوع حاص حافظه، با ظرفيت کم ولی با سرعت بالا ( 30 نانوثانيه ) ، استفاده گردد . سرعت دستيابی به حافظه فوق دو مرتبه سريعتر نسبت به حافظه اصلی است .اين نوع حافظه راL2 Cache می نامند. فرض کنيد از يک حافظه بمراتب سريعتر ولی با حجم کمتر استفاده و آن را مستقيما" با پردازنده اصلی درگير نمود. سرعت دستيابی به حافظه فوق می بايست در حد و اندازه سرعت پردازنده باشد .اين نوع حافظه ها را L1 Cache می گويند.
در کامپيوتر از زيرسيستمهای متفاوتی استفاده می گردد.از Cache می توان در رابطه با اکثر زير سيستمهای فوق استفاده تا کارآئی آنان افزايش يابد.
تکنولوژی Cache
يکی از سوالاتی که ممکن است در ذهن خواننده اين بخش خطور پيدا کند اين است که " چرا تمام حافظه کامپيوترها از نوع L1 Cache نمی باشند تا ديگر ضرورتی به استفاده از Cache وجود نداشته باشد؟" در پاسخ می بايست گفت که اشکالی ندارد وهمه چيز هم بخوبی کار خواهد کرد ولی قيمت کامپيوتر بطرز قابل ملاحظه ای افزايش خواهد يافت . ايده Cache ، استفاده از يک مقدار کم حافظه ولی با سرعت بالا( قيمت بالا) برای افزايش سرعت و کارآئی ميزان زيادی حافظه ولی با سرعت پايين ( قيمت ارزان ) است .
در طراحی يک کامپيوتر هدف فراهم کردن شرايط لازم برای فعاليت پردازنده با حداکثر توان و در سريعترين زمان است . يک تراشه 500 مگاهرتزی ، در يک ثانيه پانصد ميليون مرتبه سيکل خود را خواهد داشت ( هر سيکل در دونانوثانيه ) . بدون استفاده از L1 و L2 Cache ، دستيابی به حافظه حدودا" 60 نانوثانيه طول خواهد کشيد. بهرحال استفاده از Cache اثرات مثبت خود را بدنبال داشته و باعث بهبود کارآئی پردازنده می گردد.اگر مقدار L2 Cache معادل 256 کيلو بايت و ظرفيت حافظه اصلی معادل 64 مگابايت باشد ، 256000 بايت مربوط به Cache با استفاده از روش های موجود قادر به Cache نمودن 64000000 بايت حافظه اصلی خواهند بود.
سخت افزار
حافظه ROM
حافظه ROM يک نوع مدار مجتمع (IC) است که در زمان ساخت داده هائی در آن ذخيره می گردد. اين نوع از حافظه ها علاوه بر استفاده در کامپيوترهای شخصی در ساير دستگاههای الکترونيکی نيز بخدمت گرفته می شوند. حافظه های ROM از لحاظ تکنولوژی استفاده شده، دارای انواع زير می باشند:
 ROM
 PROM
 EPROM
 EEPROM
 Flash Memory
هر يک از مدل های فوق دارای ويژگی های منحصربفرد خود می باشند . حافظه های فوق در موارد زيردارای ويژگی مشابه می باشند:
 داد های ذخيره شده در اين نوع تراشته ها " غير فرار " بوده و پس از خاموش شدن منبع تامين انرژی اطلاعات خود را از دست نمی دهدند.
 داده های ذخيره شده در اين نوع از حافظه ها غير قابل تغيير بوده و يا اعمال تغييرات در آنها مستلزم انجام عمليات خاصی است.

مبانی حافظه های ROM
حافظه ROM از تراشه هائی شامل شبکه ای از سطر و ستون تشکيل شده است ( نظير حافظه RAM) . هر سطر وستون در يک نقظه يکديگر را قطع می نمايند. تراشه های ROM دارای تفاوت اساسی با تراشه های RAM می باشند. حافظه RAM از " ترانزيستور " بمنظور فعال و يا غيرفعال نمودن دستيابی به يک " خازن " در نقاط برخورد سطر و ستون ، استفاده می نمايند.در صورتيکه تراشه های ROM از يک " ديود" (Diode) استفاده می نمايد. در صورتيکه خطوط مربوطه "يک" باشند برای اتصال از ديود استفاده شده و اگر مقدار "صفر" باشد خطوط به يکديگر متصل نخواهند شد. ديود، صرفا" امکان حرکت " جريان " را در يک جهت ايجاد کرده و دارای يک نفطه آستانه خاص است . اين نقطه اصطلاحا" (Forward breakover) ناميده می شود. نقطه فوق ميزان جريان مورد نياز برای عبور توسط ديود را مشخص می کند. در تراشه ای مبتنی بر سيليکون نظير پردازنده ها و حافظه ، ولتاژ Forward breakover تقريبا" معادل شش دهم ولت است .با بهره گيری از ويژگی منحصر بفرد ديود، يک تراشه ROM قادر به ارسال يک شارژ بالاتر از Forward breakover و پايين تر از ستون متناسب با سطر انتخابی ground شده در يک سلول خاص است .در صورتيکه ديود در سلول مورد نظر ارائه گردد، شارژ هدايت شده (از طريق Ground ) و با توجه به سيستم باينری ( صفر و يک )، سلول يک خوانده می شود ( مقدار آن 1 خواهد بود) در صورتيکه مقدار سلول صفر باشد در محل برخورد سطر و ستون ديودی وجود نداشته و شارژ در ستون ، به سطر مورد نظر منتقل نخواهد شد.
همانطور که اشاره گرديد، تراشه ROM ، مستلزم برنامه نويسی وذخيره داده در زمان ساخت است . يک تراشه استاندارد ROM را نمی توان برنامه ريزی مجدد و اطلاعات جديدی را در آن نوشت . در صورتيکه داده ها درست نبوده و يا مستلزم تغيير و يا ويرايش باشند، می بايست تراشه را دور انداخت و مجددا" از ابتدا عمليات برنامه ريزی يک تراشه جديد را انجام داد.فرآيند ايجاد تمپليت اوليه برای تراشه های ROM دشوار است .اما مزيت حافظه ROM بر برخی معايب آن غلبه می نمايد. زمانيکه تمپليت تکميل گرديد تراشه آماده شده، می تواند بصورت انبوه و با قيمت ارزان به فروش رسد.اين نوع از حافظه ها از برق ناچيزی استفاده کرده ، قابل اعتماد بوده و در رابطه با اغلب دستگاههای الکترونيکی کوچک، شامل تمامی دستورالعمل های لازم بمنظور کنترل دستگاه مورد نظر خواهند بود.استفاده از اين نوع تراشه ها در برخی از اسباب بازيها برای نواختن موسيقی، آواز و ... متداول است .
حافظه PROM
توليد تراشه های ROM مستلزم صرف وقت و هزينه بالائی است .بدين منظور اغلب توليد کنندگان ، نوع خاصی از اين نوع حافظه ها را که PROM )Programmable Read-Only Memory) ناميده می شوند ، توليد می کنند.اين نوع از تراشه ها با محتويات خالی با قيمت مناسب عرضه شده و می تواند توسط هر شخص با استفاده از دستگاههای خاصی که Programmer ناميده می شوند ، برنامه ريزی گردند. ساختار اين نوع از تراشه ها مشابه ROM بوده با اين تفاوت که در محل برخورد هر سطر و ستون از يک فيوز( برای اتصال به يکديگر) استفاده می گردد. يک شارژ که از طريق يک ستون ارسال می گردد از طريق فيوز به يک سلول پاس داده شده و بدين ترتيب به يک سطر Grounded که نماينگر مقدار "يک" است ، ارسال خواهد شد. با توجه به اينکه تمام سلول ها دارای يک فيوز می باشند، درحالت اوليه ( خالی )، يک تراشه PROM دارای مقدار اوليه " يک" است . بمنظور تغيير مقدار يک سلول به صفر، از يک Programmer برای ارسال يک جريان خاص به سلول مورد نظر، استفاده می گردد.ولتاژ بالا، باعث قطع اتصال بين سطر و ستون (سوختن فيوز) خواهد کرد. فرآيند فوق را " Burning the PROM " می گويند. حافظه های PROM صرفا" يک بار قابل برنامه ريزی هستند. حافظه های فوق نسبت به RAM شکننده تر بوده و يک جريان حاصل از الکتريسيته ساکن، می تواند باعث سوخته شدن فيور در تراشه شده و مقدار يک را به صفر تغيير نمايد. از طرف ديگر ( مزايا ) حافظه ای PROM دارای قيمت مناسب بوده و برای نمونه سازی داده برای يک ROM ، قبل از برنامه ريزی نهائی کارآئی مطلوبی دارند.
حافظه EPROM
استفاده کاربردی از حافظه های ROM و PROM با توجه به نياز به اعمال تغييرات در آنها قابل تامل است ( ضرورت اعمال تغييرات و اصلاحات در اين نوع حافظه ها می تواند به صرف هزينه بالائی منجر گردد)حافظه هایEPROM)Erasable programmable read-only memory) پاسخی مناسب به نياز های مطح شده است ( نياز به اعمال تغييرات ) تراشه های EPROM را می توان چندين مرتبه باز نويسی کرد. پاک نمودن محتويات يک تراشه EPROM مشتلزم استفاده از دستگاه خاصی است که باعث ساطع کردن يک فرکانس خاص ماوراء بنفش باشد.. پيکربندی اين نوع از حافظه ها مستلزم استفاده از يک Programmer از نوع EPROM است که يک ولتاژ را در يک سطح خاص ارائه نمايند ( با توجه به نوع EPROM استفاده شده ) اين نوع حافظه ها ، نيز دارای شبکه ای مشتمل از سطر و ستون می باشند. در يک EPROM سلول موجود در نقظه برخورد سطر و ستون دارای دو ترانزيستور است .ترانزيستورهای فوق توسط يک لايه نازک اکسيد از يکديگر جدا شده اند. يکی از ترانزيستورها Floating Gate و ديگری Control Gate ناميده می شود. Floating gate صرفا" از طريق Control gate به سطر مرتبط است. ماداميکه لينک برقرارباشد سلول دارای مقدار يک خواهد بود. بمنظور تغيير مقدار فوق به صفر به فرآيندی با نام Fowler-Nordheim tunneling نياز خواهد بود .Tunneling بمنظور تغيير محل الکترون های Floating gate استفاده می گردد.يک شارژ الکتريکی بين 10 تا 13 ولت به floating gate داده می شود.شارژ از ستون شروع و پس از ورود به floating gate در ground تخليه خواهد گرديد. شارژ فوق باعث می گردد که ترانزيستور floating gate مشابه يک "پخش کننده الکترون " رفتار نمايد . الکترون های مازاد فشرده شده و در سمت ديگر لايه اکسيد به دام افتاد و يک ش�

hesam

كارت صوتي

سخت افزار
کارت صدا
کارت صدا يکی از عناصر سخت افزاری استفاده شده در کامپيوتر است که باعث پخش و ضبط صدا( صوت) می گردد. قبل از مطرح شدن کارت های صدا ، کامپيوترهای شخصی برای پخش صدا ، صرفا" قادر به استفاده از يک بلندگوی داخلی بودند که از برد اصلی توان خود را می گرفت . در اواخر سال 1980 استفاده از کارت صدا در کامپيوتر شروع و همزمان با آن تحولات گسترده ای در زمينه کامپيوترهای چند رسانه ای ايجاد گرديد. در سال 1989 شرکت Creative labs کارت صدای خود را با نام Creative Labs soundBlaster Card عرضه نمود. در ادامه شرکت های متعدد ديگری توليدات خود را در اين زمينه عرضه نمودند.
مبانی کارت صدا
يک کارت صدا دارای بخش های متفاوت زير است :
 يک پردازنده سيگنال های ديجيتال (DSP) که مسئول انجام اغلب عمليات( محاسبات ) مورد نظر است .
 يک مبدل ديجتيال به آنالوگ (DAC)
 يک مبدل آنالوگ به ديجيتال(ADC) برای صوت ورودی به کامپيوتر
 حافظه ROM و يا Flash برای ذخيره سازی داده
 يک اينترفيس دستگاههای موزيکال ديجيتالی (MIDI) برای اتصال دستگاه های موزيک خارجی
 کانکنورهای لازم برای اتصال به ميکروفن و يا بلندگو
 يک پورت خاص " بازی" برای اتصال Joystick
اغلب کارت های صدا که امروره استفاده می گردد از نوع PCI بوده و در يکی از اسلات های آزاد برد اصلی نصب می گردند. کارت های صدای قديمی عمدتا" از نوع ISA بودند. اکثر کامپيوتر های جديد کارت صدا را بصورت يک تراشه و بر روی برد اصلی دارند. در اين نوع کامپيوترهای اسلاتی برروی برد اصلی استفاده نشده وبدين ترتيب يک اسلات صرفه جوئی شده است ! SoundBlaster Pro بعنوان يک استاندارد در دنيای کارت های صدا مطرح است . شکل زير يک نمونه از اين نوع را نشان می دهد.

اغلب توليد کنندگان کارت صدا از مجموعه تراشه های مشابه استفاده می نمايند.پس از طراحی تراشه های فوق توسط شرکت های مربوطه توليد کنندگان کارت صدا، امکانات و قابليت های دلخواه خود را به آنها اضافه می نمايند.
کارت صدا را می توان به يکی از دستگاههای زير متصل نمود :
 هدفون
 بلندگو (Speaker)
 يک منبع ورودی آنالوگ نظير : ميکروفن راديوضبط صوت و CD player
 يک منبع ورودی ديجيتال نظير CD-Rom
 يک منبع آنالوگ خروجی نظير ظبط صوت
 يک منبع ديجيتال خروجی نظير CD-R
عمليات کارت صدا
يک کارت صدا قادر به انجام چهار عمليات خاص در رابطه با صدا است :
 پخش موزيک های از قبل ضبط شده ( از CD فايل های صوتی نظير mp3 و يا Wav ) بازی ويا DVD
 ضبط صدا با حالات متفاوت
 ترکيب نمودن صداها
 پردازش صوت های موجود
عمليات دريافت و ارسال صوت (صدا) برای کارت صدا از طريق بخش های DAC و ADC انجام می گيرد. پردازش های لازم و مورد نياز بر روی صوت توسط DSP انجام می گيرد و بدين ترتيب عمليات اضافه ای برای پردازنده اصلی کامپيوتر بوجود نخواهد آمد.
توليد صوت
فرض کنيد، قصد داشته باشيم که از طريق ميکروفن صدای خود را به کامپيوتر انتقال دهيم . در اين حالت کارت صدا يک فايل صوتی با فرمت wav را ايجاد و داده های ارسالی توسط ميکروفن در آن ذخيره گردند.فرآيند فوق شامل مراحل زير است :
1 - کارت صدا از طريق کانکنور ميکروفن سيگنال های پيوسته و آنالوگی را دريافت می دارد.
2 - از طريق نرم افزار مربوطه نوع دستگاه ورودی برای ضبط صدا را مشخص می نمائيم .
3 - سيگنال آنالوگ ارسالی توسط ميکروفن بلافاصله توسط تراشه مبدل آنالوگ به ديجيتال (ADC) تبديل و يک فايل حاوی صفر و يک توليد می گردد.
4 - خروجی توليد شده توسط ADC در اختيار تراشه DSP برای انجام پردازش های لازم گذاشته می شود. DSP توسط مجموعه دستوراتی که در تراشه ديگر است برنامه ريزی برای انجام عمليات خاص می گردد. يکی از عملياتی که DSP انجام می دهد فشرده سازی داده های ديجيتال بمنظور ذخيره سازی است .
5 - خروجی DSP با توجه به نوع اتصالات کارت صدا در اختيار گذرگاه داده کامپيوتر قرار می گيرد.
6 - داده های ديجيتال توسط پردازنده اصلی کامپيوتر پردازش و در ادامه برای ذخيره سازی در اختيار کنترل کننده هارد ديسک گذاشته می شوند.. کنترل کننده هارد ديسک اطلاعات را بر روی هارد و بعنوان يک فايل ضبط شده صوتی ذخيره خواهد کرد.
شنيدن صوت
مراحل شنيدن ( گوش دادن ) به صوت بشرح زير می باشد ( برعکس روش گفته شده در ارتباط باضبط صوت)
1 - داده های ديجيتال از هارد ديسک خوانده شده و در اختيار پردازنده اصلی قرار می گيرند.
2 - پردازنده اصلی داده ها را برای DSP موجود بر روی کارت صدا ارسال می دارد.
3 - DSP داده های ديجيتال را ازحالت فشرده خارج می نمايد.
4 - داده های ديجيتال غيرفشرده شده توسط DSP بلافاصله توسط مبدل ديجيتال به آنالوگ(DAC) پردازش و يک سيگنال آنالوگ ايجاد می گردد. سيگنال های فوق از طريق هدفوق و يا بلندگو قابل شنيدن خواهند بود.