ذخیره کردن فایلها و ذخیره در حافظه های جانبی

1. ذخیره کردن فایلها و ذخیره در حافظه های جانبی تهیه شده توسط : عباسی کریمی استاد راهنما : جناب حجت میرزایی

2. نحوه ي ذخيره سازي انواع داده ها در حافظه در زندگي روزمره با انواع مختلف داده از قبيل اعداد ، حروف ، تصوير ، صوت و . . . سروكار داريم ؛ براي مثال اگر بخواهيم فردي دو عدد 2 و 3 را با هم جمع كند ممكن است بگوييم " لطفا اعداد 2 و 3 را با هم جمع كنيد و جواب آن را بر روي يك ورق كاغذ بنويسيد " اما رايانه يك وسيله ي الكتريكي است و نمي تواند مستقيما درخواست ما را پردازش كند . قبل از اين كه رايانه بتواند عملي را انجام دهد ، لازم است درخواست ما از صورتي كه براي ما قابل فهم است به صورتي كه براي رايانه قابل فهم باشد و بتواند به صورت الكتريكي پردازش كند ، تبديل شود . بديهي است براي انجام اين كار بايد از يك روش كدگذاري استفاده كنيم . همه ي ما طي روز بدون آن كه فكر كنيم از چندين سيستم كدگذاري مختلف استفاده مي كنيم (جالب است بدانيم ، غالبا از مطالبي كه در كودكي آموخته ايم بدون فكر كردن استفاده مي كنيم ) . برخي از سيستم هاي كدگذاري كه معمولا به كار مي بريم عبارت اند از : حروف الفبا و علائم سجاوندي براي متن زبان ، سيستم اعداد براي حساب و رياضي ، نت براي موسيقي و ... . بايد بدانيم كه معني و مفهوم كد، ارتباطي با خواص ذاتي آن نداشته و بر اساس قرارداد؛ تعيين شده است .

3. نحوه ي ذخيره سازي انواع داده ها در حافظه در واقع مفهوم يك كد ممكن است با محل و متني كه در آن استفاده مي شود، كاملا متفاوت باشد . براي مثال، اگر فردي در حال صحبت كردن در باره ي هواپيما باشد و بگويد "بال" بي شك ذهن ما متوجه بال هواپيما مي شود. حال اگر صحبت در باره ي پرندگان باشد ، به فكر بال پرنده مي افتيم . به همين ترتيب اگر فرد در حال صحبت به زبان انگليسي باشد ، ذهن ما متوجه معني اين كلمه يعني "توپ" خواهد شد . پس در واقع با كمك محيط و متني كه كد در آن به كار رفته است ، متوجه مفهوم آن مي شويم. * نكته ي مهم ديگر اين است كه رايانه يك وسيله ي الكتريكي است . شايد بنيادي ترين بياني كه مي توان درباره ي الكتريسيته داشت اين باشد كه داراي دو حالت فيزيكي قطع يا وصل ( خاموش يا روشن ) است . در واقع در بسياري از وسايل ، از حالت دوگانه استفاده مي شود ؛ براي مثال يك كليد برق مي تواند خاموش يا روشن باشد . يك مدار الكتريكي ممكن است باز يا بسته باشد . يك نقطه از يك نوار مغناطيسي ممكن است داراي بار مثبت يا منفي باشد. در نتيجه ، در رايانه از سيستم دودويي (باینری) براي نمايش داده استفاده مي شود . سيستم اعداد دهدهي كه همه ي ما با آن آشنا هستيم و از ديرباز مورد استفاده ي بشر بوده است ( شايد به دليل اين كه انسان داراي 10 انگشت در دستان خود است و از آن ها براي انجام محاسبات استفاده مي كرده است ) داراي 10 رقم است (1،2،3،4،5،6،7،8،9،0) . سيستم دودويي داراي دو رقم 0 و1 است . در اين سيستم به هر0 يا 1 يك بيت ( مخفف عدد باينري ) گفته مي شود . در يك وسيله ي الكتريكي مانند رايانه ، 0 مي تواند با قطع بودن الكتريسيته و 1 با وصل شدن آن نشان داده شود .

4. نحوه ي ذخيره سازي انواع داده ها در حافظه حال سؤالي در اينجا مطرح مي شود : " چگونه مي توان انواع مختلف داده را كه با آن سروكار داريم با استفاده از سيستم دودويي كدگذاري كرد ؟ " در ابتدا بايد به تفاوت نمايش خارجي و داخلي داده و اطلاعات توجه داشته باشيم . نمايش خارجي همان روش معمول انسان براي نمايش داده و اطلاعات است كه در روي صفحه نمايش ظاهر مي شود ، توسط چاپگر چاپ مي شود يا توسط صفحه كليد وارد سيستم مي شود . نمايش داخلي همان روش مورد استفاده در پردازنده است كه براي ذخيره ي داده و اطلاعات در حافظه ي دستگاه به كار مي رود.

5. نحوه ي ذخيره سازي انواع داده ها در حافظه روش كدگذاري اعداد: به طور كلي ، دو روش متفاوت براي نمايش دودويي اعداد در رايانه وجود دارد كه يكي از آن ها براي اعداد صحيح و ديگري براي اعدا اعشاري يا اعداد با مميز شناور به كار مي روند . بزرگي و كوچكي اعداد قابل نمايش در رايانه بستگي به تعداد بيتي دارد كه به آن عدد اختصاص داده شده است . تعداد بيت هر عدد، متناسب با نوع عدد و نرم افزار مورد استفاده متفاوت است و ممكن است 8 ، 16 ، 32 ، 64 يا حتي بيشتر باشد . روش كدگذاري متن : به طور كلي عناصر سازنده ي يك متن عبارت اند از : حروف الفبا ( مثلا در انگليسي حروف بزرگ و كوچك ) ، علايم سجاوندي ( . ، ؛ ! ؟ " و ... ) ، ارقام ( 0 ، 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 5 ، 6 ، 7 ، 8 ، 9 ) ، نمادهاي عملياتي ( + ، - ، * ، / و ... ) برخي علايم ( @ , $ , = , < , > و ... ). فاصله و حروف كنترلي (خط بعد، صفحه ي بعد و ...) حال براي كدگذاري يك متن لازم است نمايش تمام عناصر فوق امكان پذير باشد. مي دانيم با در كنار هم قرار دادن چند بيت مي توان تركيبات مختلفي ايجاد كرد؛ مثلا براي يك بيت تعداد تركيبات موجود 2 ، براي دو بيت 4، و براي سه بيت 8 است. مشخص است كه تعداد تركيبات موجود براي n بيت از طريق رابطه يn 2 به دست مي آيد. حال اگر از 8 بيت (يك بايت) استفاده كنيم، مي توانيم 256 تركيب مختلف بسازيم كه هريك مي تواند نشان دهنده ي يك عضو خاص باشد؛ به عبارت ديگر با قرار دادن چند بيت و ايجاد تركيبات خاص مي توانيم عناصر سازنده ي متن را كدگذاري كنيم.

6. نحوه ي ذخيره سازي انواع داده ها در حافظه برخی از روش های كدگذاری مرسوم عبارتند از: :ASCII اَسكي : يك روش كدگذاري 8 بيتي است كه در ريزرايانه ها مورد استفاده قرار مي گيرد (شكل 2). :EBCDIC يك روش كدگذاري 8 بيتي است كه در رايانه هاي بزرگ كاربرد دارد (شكل 2).

7. نحوه ي ذخيره سازي انواع داده ها در حافظه روش كدگذاري تصوير و صوت : تصاوير گرافيكي و همچنين صوت وصداي ديجيتال شده را نيز مي توان با استفاده از 0 و 1 كدگذاري كرد. براي درك ساده از نحوه ي نمايش تصوير، يك صفحه ي شطرنجي مانند يك كاغذ ميليمتري را در نظر بگيريد. فرض كنيد هر ضلع يك ماتريس داراي 10 مربع (جمعا 100 مربع) باشد. براي ترسيم حروف اول نام خود، برخي از اين مربع ها را سياه كنيد (شكل 3). سپس خواهيد ديد برخي از مربع هاي اين مجموعه ي 100 تايي، سياه وبرخي ديگر سفيد هستند. (در اينجا منظور حرف A است.) حال اگر بخواهيد تمام ماتريس 10*10 را در رايانه ذخيره كنيد، براي هر مربع يا نقطه، نياز به يك بيت داريد. مقدار بيت براي يك مربع سياه شده، 1 و براي يك مربع سفيد، 0 خواهد بود.در نهايت تمام ماتريس به صورت مقادير متوالي از بيت ها در حافظه ي رايانه ذخيره مي شود.

8. نحوه ي ذخيره سازي انواع داده ها در حافظه حال اگر اندازه ي اين ماتريس را چندين هزار نقطه يا مربع افزايش دهيد، وضوح تصوير بسيار بهتر خواهد شد. به هركدام از اين نقطه ها يك پيكسل مي گويند. پس پيكسل ها در واقع اجزاي سازنده ي تصوير هستند و در تصويري با وضوح 350*640 (يعني 640 رديف و در هر رديف 350 پيكسل)، تعداد آن ها به 224000 مي رسد. تصوير در رايانه به صورت ركوردي از بيت هايي كه 1(سياه) و 0(سفيد) هستند، نگه داشته مي شود. حال اگر براي نمايش هرپيكسل از بيش از يك بيت (مثلا 4، 8، 16 يا 24 بيت) استفاده كنيم، هر پيكسل مي تواتند يك رنگ از مجموع 16، 256، 65000 يا چندين ميليون رنگ را داشته باشد. براي مثال اگر براي نمايش هر پيكسل از يك بايت (8 بيت) استفاده كنيم، مي توان به هر پيكسل يك تركيب از 256 تركيب مختلف را نسبت داد كه مي تواند نشان دهنده ي يك رنگ به خصوص از بين 256 رنگ مختلف باشد.

9. نحوه ي ذخيره سازي انواع داده ها در حافظه روش ذخيره سازي صوت در رايانه كاملا شبيه به ضبط صوت ديجيتال ، بر روي سی دی هاي صوتي است. تمام صوت ها، از جمله موسيقي و صداي انسان داراي شكل فيزيكي موج صوتي هستند كه با واحد هرتز يا كيلوهرتز اندازه گيري مي شوند. وقتي صوت ساخته مي شود، رايانه از موج صوتي مربوطه نمونه برداري مي كند( شكل5 ).سپس نمونه هاي برداشته شده براي ساخت تقريبي صوت اصلي دركنار يكديگر قرار مي گيرند.هرقدر تعداد نمونه ها در ثانيه ( مثلا 22000 يا 44000 ) بيشتر باشد، صوت ساخته شده به صورت اصلي نزديك تر و شبيه تر است ( شكل 6 ). نمونه هاي گرفته شده در واقع تصاويرعددي دامنه ي موج در لحظات مختلف هستند و در نتيجه به راحتي به اعداد دودويي تبديل و در حافظه ي رايانه ذخيره مي شوند.

10. نحوه ي ذخيره سازي انواع داده ها در حافظه در زمان پخش، یك وسیله ی تولید صوت ( Synthesizer ) با استفاده از اطلاعات دیجیتال ذخیره شده ( نمونه ها ) ، صوت خروجی را با كیفیت قابل قبول تولید می كند . شكل 6- تولید صوت اولیه با استفاده از اطلاعات دیجیتال

11. حافظه های جانبی

12. حافظه های جانبی تعریف حافظه: هر دستگاهی که قادر به نگهداری اطلاعات باشد به نحوی که استفاده کننده از آن بتواند، در هر لحظه که لازم باشد دستیابی داشته باشد. حافظه به دو دسته تقسیم میگردند: حافظه‌های درون ماشینی حافظه‌های برون ماشینی ويژگي هاي كلي حافظه: 1) خواندن و نوشتن : هر حافظه بايد اين قابليت را داشته باشد كه در آن بتواند اطلاعات را نوشت (درج كرد) و يا بتوان آن اطلاعات را خواند (بازيابي كرد) مانند هارد ديسك. 2) قابليت آدرس پذيري : (به هر قسمتي از حافظه بتوانيم دستيابي داشته باشيم) هر حافظه را مي توان با استفاده ازمكانيزم آدرس دهي مورد دستيابي قرار داد. دستيابي ممكن است به منظور خواندن يا نوشتن در حافظه صورت گيرد.مدت زماني را بين لحظه دستور خواندن يا نوشتن در حافظه و زماني كه داده دستيابي مي شود را زمان دستيابي گفته مي شود.

13. حافظه های جانبی 3) آدرس پذير بودن: هر حافظه مجهز به يك مكانيزم آدرس است به تعبير ديگر مي توان به كمك اين قابليت به مكاني ازحافظه دستيابي پيدا كرد. 4) نرخ انتقال یا سرعت انتقال: به ميزان اطلاعاتي كه در واحد زمان در حافظه قابل انتقال است نرخ انتقال گفته مي شود. 5) ظرفيت: هر حافظه داراي ظرفيتي است كه با بيت يا بايت يا با آدرس پارامترهاي وابسته بيان مي شود. 6) مانا یا نامانا بودن اطلاعات: برخي از حافظه ها اطلاعات را به صورت دائمي نگهداري مي كنند (مانا) و برخي حافظه ها اطلاعات را به صورت موقت در خود نگهداري مي كنند (نامانا).

14. حافظه های جانبی سلسله مراتب حافظه: حافظه هاي درون ماشین : ثبات ، حافظه نهان،Ram حافظه هاي برون ماشین : ديسك سخت ، ديسك نوري ، ديسك مغناطيسي هرچه از پايين به بالا مي رويم سرعت دستيابي افزايش و هزينه يك بيت نيز افزايش پيدا مي كند. هر چه از بالا به پايين مي آييم ظرفيت ها بيشتر مي شود. نوار مغناطیسی : رسانايي است از جنس پلاستيك يا غشاي مغناطيسي ؛ اطلاعات بر روي شيارهايي كه بر سطح نوار قرار گرفته اند ذخيره میشود. اين نوار توسط دستگاه نوار خوان به حركت در مي آيد . هر دستگاه نوار خوان داراي يك نوك خواندن و نوشتن head) )مي باشد. نوار مغناطيسي اصولا براي پردازش ترتيبي يا پي در پي اطلاعات استفاده مي گردد. -اطلاعات در عرض نوار قرار مي گيرند.

15. حافظه های جانبی :(D) چگالي نوار تعداد بيت هاي قابل ضبط در هر اينچ را چگالي نوار مي گويند و آن را با واحد بيت بر اينچ(bpi) تعريف مي كند. : GAP فضای بلا استفاده(هرز-wast)بین دو رکورد یا دو بلاک که برای تنظیم سرعت حرکت هد خواندن و نوشتن استفاده می شود به فضای بین دو رکورد(IRG (Inter Record Gap به فضای هرز بین دو بلاک IBG(Inter Block Gap) گفته میشود

16. حافظه های جانبی پارامترهاي اصلی نوار: سرعت : مسافت طي شده در واحد زمان (اينچ بر ثانيه) چگالي : ميزان اطلاعات ذخيره شده در ايچ طول نوار : بر حسب ايچ يا فوت نرخ انتقال : ميزان اطلاعات منتقل شده در واحد زمان ظرفيت اسمي : ميزان گنجايش اعلام شده توسط كارخانه سازنده نوار كه روي بسته قيد شده است.

17. حافظه های جانبی دیسک مغناطیسی : نوار مغناطيس داراي محدوديت هايي است ، يكي از آن ها نوع قرار گرفتن داده ها بر روي نوار به صورت ترتيبي مي باشد كه امكان دسترسي مستقيم به اطلاعات را مقدور نمي سازد. ديسك مغناطيس رسانه اي است با امكان دستيابي مستقيم به داده هاي ذخيره شده. ديسك مغناطيس شامل صفحه اي است دوار حول يك محور عمودي ، بر روي اين صفحه دواير با شيارهاي متحدالمركزي وجود دارد كه داده ها به صورت سريالي در اين شيارها قرار مي گيرند. اطلاعات بر روي اين شيارها توسط بازوي خواندن ونوشتن نوشته و يا از آن خوانده مي شود. تقسیمات دیسک: استوانه يا سيلندر: شيارهاي هم شعاع بر روي صفحه هاي هم مركز بر روي رويه هاي مختلف را سيلندر گويند. شيار يا track : به دوائر متحدالمركز كه اطلاعات بر روي آن ها در قالب صفر و يك ذخيره مي شود شيار گفته مي شود. مي شود.

18. حافظه های جانبی سكتور يا قطاع : تقسيمات از شيار به اندازه هاي مساوري را سكتور مي گويند. دو نوع سکتور وجود دارد: 1- سكتور سخت افزاري : توسط خود سيستم تعيين مي شوند و ما دسترسي به آن ها نداريم. 2- سكتور نرم افزاري : ضريب صحيحي از سكتورهاي سخت افزاري هستند كه توسط كاربر و برنامه نويس تعيين دسته بندي دیسک ها : از نظر جا به جا شدن : ديسك هاي ثابت و ديسك هاي جا به جا شدني. از نظر ثابت بودن يا متحرك بودن : هد خواندن و نوشتن كه به دو دسته ي ديسك ها با نوك ثابت و ديسك ها با نوك متحرك تقسيم مي شوند. از نظر تعداد صفحات كه روي صفحه عمود قرار مي گيرند به دو دسته تقسيم مي شوند : ديسك هاي تك صفحه اي و ديسك هاي چند صفحه اي ، به ديسك هاي چند صفحه اي اصطلاحا پك مي گويند. یک پک (pack)با n صفحه رویه دارای 2n رویه است . که 2n-2 رویه برای ذخیره سازی و دو رویه بالایی برای حافظت و كنترل بيت ها استفاده مي شود. .

19. حافظه های جانبی از نظر جنس صفحه : )floppy disk) )و ديسك انعطاف پذيريا نرم (hard disk) ديسك سختبه دو دسته تقسیم میشوند. پارامترهاي دیسک: زمان ستوانه جویی: S(seek time) زماني است كه جهت رسيدن نوك خواندن و نوشتن و قرار گرفتن بر روي استوانه ای کهاطلاعات مورد نظر ما بر روي آن قرار دارد صرف مي شود و آن را باS نشان مي دهند و واحد آن ميلي ثانيه است. زمان انتظار دورانی: زماني است كه پس از رسيدن نوك خواندن و نوشتن بر روي استوانه مورد نظر بايد سپري شود تا داد ه ي مورد نظر به زير نوك خواندن و نوشتن برسد و واحد آن ميلي ثانيه است. (0≤r<2r). مي باشد 2r نشان مي دهيم كه نصف زمان لازم براي يك دور ديسك r متوسط آن را با )نشان داده میشودRotation per minute)rpmو باسرعت گردش دیسک:مقدار دورهاي ديسك در دقيقه میباشد و واحد آن دور به دقیقه است. نرخ انتقال : تعدادبايتي است كه در يك ثانيه به رسانه منتقل و يا از رسانه به سيستم منتقل مي شود. سرعت خواندن دسترسي مستقيم با نرخ انتقال دارد

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

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

22. حافظه های جانبی ديسكهاي نوري Optical disk) ): در اين ديسكها به جاي مغناطيس از نور ليزر جهت ذخيره سازي اطلاعات استفاده مي شود . در اين تكنولوژي فضاي لازم جهت ذخيره سازي يك بيت خيلي كمتر بوده و بدين دليل استفاده از ديسكهاي نوري باعث كاهش فضاي ذخيره سازي مي گردد . اين ديسكها انواع متفاوتي دارند . CD_ROM داراي ظرفيتي از 500 مگا تا چند گيگا بايت است . اين ديسكها فقط خواندني بوده و از اين نظر به آن WORMنيز مي گويند . اغلب اين ديسك جهت ذخيره سازي فايلهائي كه تغيير نمي كند مثل برنامه استفاده مي شود . مزيت CD_ROM ها ظرفيت بالا و بها ي كم و دوام آنها است . ولي نقطه ضعف آنها زماناستوانه جويي و نرخ انتقال پايين است . زمان جستجو در CD_ROM كمتر از ديسك مغناطيسي بوده و غالبا هر جست و جو نيم تا يك ثانيه طول مي كشد و نرخ انتقال استاندارد نيز حدود 150 كيلو بايت در ثانيه است . به دليل سرعت كم CD ها طراحي ساختار فايل در آنها نسبت به ديسك مشكل تر بوده و امروزه اغلب جهت آرشيو و پشتيبان گيري و تكثير و ارائه برنامه استفاده مي شود . در ابتدا CDها جهت اجراي موسيقي طراحي شده بودند و نه براي دستيابي سريع و مستقيم به داده ها . در واقع به اين دليل است كه CDها ظرفيت بالا و سرعت متوسطي را دارند . وجود فضاي زياد بر روي CDها امكان ساخت انديسها و يا ساختارهاي ديگري را جهت جستجوي سريع پديد آورده و بدين ترتيب تا حدي برخي از محدوديتهاي مربوط به بالا بودن زمان جستجو كاهش مي يابد .

23. حافظه های جانبی حافظه های اصلی : دیکته دستور العمل ها و داده ها ، برای این که مورد اجرا و پردازش قرار گیرند اول باید به حافظه اصلی رایانه منتقل گردند و نتایج پردازش نیز به آنجا فرستاده شود حافظه اصلی رایانه از جنس نیمه هادی ( الکترونیکی ) است و در نتیجه سرعت دسترسی به اطلاعات موجود در آنها در مقایسه با انواع حافظه بالاست و قیمت آن ها نیز گران تر است . حافظه های اصلی نیز به دو دسته تقسیم می شوند . حافظه های فقط خواندنی ROM) ) : CPU معمولا اطلاعات موجود در این نوع حافظه ها را تغییر نمی دهد بلکه فقط می تواند اطلاعات آن را بخواند . هنگام خاموش شدن نیز این اطلاعات از بین نمی رود و ثابت می ماند . برنامه BIOS که وظیفه آزمایش و راه اندازی قسمت های مختلف رایانه را به هنگام روشن شدن سیستم بر عهده دارد در این نوع حافظه ها قرار داده می شود حافظه های فقط خواندنی انواع مختلفی دارد .

24. حافظه های جانبی PROM :در این نوع حافظه فقط خواندنی ، داده ها و دستورالعمل ها را می توانیم روی آن فقط یکبار به وسیله دستگاه مخصوص ذخیره کنیم اما بعد از آن اطلاعات قابل تغییر نیستند . EPROM :این حافظه در واقع PROM قابل پاک شدن است . به کمک اشعه فرا بنفش می توان اطلاعات روی آن را پاک کرد و سپس مانند PROM ، آن را برنامه ریزی نمود . این عمل می تواند بارها تکرار شود . Flash Rom / EEPRom:نوع جدیدی از EPRomاست با این تفاوت که پاک کردن آن به وسیله اعمال پالس الکتریکی صورت می گیرد . و مزیت آن نسبت به انواع دیگر این است که پاک کردن و برنامه ریزی آن بدون جدا کردن تراشه (LC)از برد اصلی رایانه صورت می گیرد . اکثر romهای مورد استفاده در قسمت های مختلف رایانه های امروزی از این نوع هستند .

25. حافظه های جانبی حافظه های خواندنی / نوشتنی (Ram R/wm ): همان طور که از نام این نوع حافظه پیداست واحد پردازش گر می تواند هم در این نوع حافظه ها بنویسد و هم از آنها بخواند . به طور کلی ، برنامه ها و دستورالعمل ها و داده هایی در این حافظه قرار می گیرند که پردازش گر بخواهد روی آنها کاری انجام دهد . به این نوع حافظه ها ، « حافظه های فرار » نیز می گویند . زیرا با با قطع برق محتویات آن ها از بین می رود .پس باید قبل از خاموش کردن رایانه اطلاعات و اده های مورد نیاز را در حافظه های کمکی که می تواند اطلاعات را بعد از قطع جریان برق نیز در خود نگهداری کنند ، ذخیره کرد . RAMها اغلب به دو نوع عمده تقسیم می شوند . « پویا » یا دینامیک ( DRAM )و « ایستا » یا استاتیک(SRAM) RAM دینامیکی DRAM) ) : در این نوع حافظه اطلاعات باید به طور مرتب تجدید refresh) )شود وگرنه از بین خواهند رفت ( البته رایانه خود به صورت اتوماتیک اطلاعات را تجدید می کند ) به دلیل چگالی بیشتر داده ها وارزان تر بودن RAM دینامیک نسبت به RAM استاتیک از این نوع RAM به عنوان حافظه اصلی رایانه استفاده می کنند .

26. حافظه های جانبی RAM استاتیک SRAM) ): سرعت این نوع حافظه بیشتر از نوع دینامیک است . از این نوع RAM در حافظه پنهان یا کش (cache) که بین حافظه اصلی و پردازشگر قرار دارد به منظور بالا بردن سرعت انتقال داده ها و دستورالعمل ها ، استفاده می کنند . وقتی پردازشگر درخواست داده و دستور العملمی نماید آنها ( چون در کش موجود نیستند ) از حافظه اصلی در مقایسه با سرعت پردازشگر بسیار کند است آورده می شوند این اطلاعات و مقداری از اطلاعات بعد از آن در حافظه پنهان (cache) هم ذخیره می شوند . در مواقعی که پردازشگر نیاز به داده ها و دستورالعمل پیدا می کند اول کش جستجو می شود و در صورت موجود بودن می تواند آنها را با سرعتی که بسیار بالاتر از برداشتن آنها از حافظه اصلی است بردارد البته کش ، آن قدر بزرگ نیست که که بتواند همه چیز را نگه دارد . اما شانس بسیار زیادی وجود دارد که اقلام مورد استفاده تکراری بوده و در کش وجود داشته باشد

27. حافظه های جانبی ساختار فايل: منظور از ساختار فايل سازماندهي داده ها روي دستگاههاي ذخيره سازي ثانويه است . به عبارت ديگر نحوه ذخيره داده ها در فايل ها و عمليات لازم براي دستيابي به داده ها بر روي حافظه هاي جانبي . بهينه كردن طراحي ساختار فايل ها ممكن است باعث گردد تا برنامه ها صدها بار سريعتر اجرا گردند . امروزه اغلب براي ذخيره و بازيابي از حافظه ديسك استفاده مي گردد و مشكل اصلي در طراحي ساختار فايل زمان نسبتا زيادي است كه براي بازيابي اطلاعات از ديسك لازم است . مهمترين فاكتور در طراحي ساختار فايلها به حداقل رساندن تعداد دستيابي به ديسك و به حداكثر رساندن احتمال وجود اطلاعات مورد نياز در حافظه اصلي است . در اين طراحي سعي بر آن است كه اطلاعات مورد نياز را در صورت امكان تنها با يك بار مراجعه به ديسك بدست آوريم . زماني كه محتويات فايلها تغيير نمي كند رسيدن به اين هدف چندان سخت نيست ولي هنگامي كه فايلها بر اثر حذف و اضافه كوچك و بزرگ مي شوند حفظ اين ويژگي مشكل مي گردد . بديهي است كه قبل از بررسي انواع ساختار فايلها لازم است كه شناخت كافي از حافظه هاي مورد نياز براي فايلها را داشته باشيم .

28. حافظه های جانبی اگر فايلها فقط در حافظه اصلي نگهداري مي شدند نيازي به علم ساختار فايلها نبود . اين نياز از آنجا ناشي مي شود كه زمان دستيابي در حافظه جانبي بسيار بيشتر از زمان دستيابي به حافظه اصلي است و از طرف ديگر زمان دستيابي براي همه داده ها در حافظه جانبي يكسان نمي باشد تاريخچه طراحي ساختار فايل: در ابتدا فايلها بر روي رسانه نوار ذخيره مي شدند و بدين دليل دستيابي به صورت ترتيبي بود و زمان دستيابي متناسب با اندازه فايل زياد مي شد . امروزه با گسترش ديسكها از نوارها تنها جهت بايگاني استفاده مي گردد . يكي از روشهاي بهبود زمان دستيابي استفاده از انديسهايي بود كه به فايلها اضافه مي شدند . بدين ترتيب ليستي از كليدها و يا اشاره گر ها در يك فايل كوچك ذخيره مي شوند كه جستجو در آن با سرعت بيشتري انجام مي پذيرد . اين انديسها ساده مشابه فايل هاي داده اي طبيعي ترتيبي داشته و با رشد فايله انديسها نيز رشد كرده و مديريت آنها مشكل مي گردد . در دهه 1960 ساختار درختي مطرح و استفاده گرديد . ولي درخت ها با حذف و اضافه شدن ركوردها ممكن است به صورت نا مناسبي رشد كرده و در نتيجه باعث گردد كه جستجوي يك ركورد به دستيابي هاي متعددي به ديسك نياز داشته باشد .

29. حافظه های جانبی در سال 1963 درخت دودويي خود تنظيم (AVL)براي اطلاعات موجود در حافظه ابداع شد . بعد ازآن سعي شد اين ساختار به نحوي براي فايلها نيز استفاده گردد . مشكل اصلي آن بود كه حتي با يك درخت AVL دها دستيابي براي جست و جوي يك ركورد حتي در يك فايل با اندازه متوسط مورد نياز است . ده سال بعد اين مشكل با ابداع درخت B (B-tree ) بر طرف گرديد . هر چند كه سرعت دستيابي درخت B خيلي خوب است ولي دستيابي ترتيبي در آن كارآمد نمي باشد . اين مشكل با اضافه كردن يك ليست پيوندي به سطح پاييني درخت B بر طرف گرديد . تركيب درخت B و ليست پيوندي را درخت B مي گويند . سيستم هاي تجاري زيادي بر مبناي درختهاي B و B+ پديد آمدند . استفاده از درخت B تضمين مي كند كه جستجوي يك ركورد از ميان ميليون ها ركورد تنها با سه يا چهار بار مراجعه به ديسك امكان پذير است . همچنين با استفاده از درخت B با حذف و اضافه ركوردها كارآيي تغيير نمي كند . با آنكه توانايي جستجوي اطلاعات با 3 يا 4 بار دستيابي خيلي خوب است ولي اگر بخواهيم داده ها را با يك دستيابي بدست آوريم از روش در هم سازي hashing ) )استفاده مي كنيم . روش درهم سازي براي فايلهايي كه چندان تغيير نمي كنند مناسب است . البته با در هم سازي پويا مي توان اطلاعات را با يك يا حداكثر دو بار دستيابي به ديسك بدست آورد و اين ربطي به اندازه فايل ندارد .

30. سوالات انتخاب شده • روش ذخيره سازي صوت در رايانه ؟روش ذخيره سازي صوت در رايانه كاملا شبيه به ضبط صوت ديجيتال ، بر روي سی دی هاي صوتي است. تمام صوت ها، از جمله موسيقي و صداي انسان داراي شكل فيزيكي موج صوتي هستند كه با واحد هرتز يا كيلوهرتز اندازه گيري مي شوند. وقتي صوت ساخته مي شود، رايانه از موج صوتي مربوطه نمونه برداري مي كند.سپس نمونه هاي برداشته شده براي ساخت تقريبي صوت اصلي دركنار يكديگر قرار مي گيرند.هرقدر تعداد نمونه ها در ثانيه ( مثلا 22000 يا 44000 ) بيشتر باشد، صوت ساخته شده به صورت اصلي نزديك تر و شبيه تر است . نمونه هاي گرفته شده در واقع تصاويرعددي دامنه ي موج در لحظات مختلف هستند و در نتيجه به راحتي به اعداد دودويي تبديل و در حافظه ي رايانه ذخيره مي شوند. _____________________________________________________________________ 2.چگالي نوار(D)؟تعداد بيت هاي قابل ضبط در هر اينچ را چگالي نوار مي گويند و آن را با واحد بيت بر اينچ(bpi) تعريف مي كند _____________________________________________________________________ 3. GAP ؟فضای بلا استفاده(هرز-wast)بین دو رکورد یا دو بلاک که برای تنظیم سرعت حرکت هد خواندن و نوشتن استفاده می شود به فضای بین دو رکورد(IRG (Inter Record Gap به فضای هرز بین دو بلاک IBG(Inter Block Gap) گفته میشود.

31. پایان