ב-Online
 
 
 
 
 
 
 
 
איך עובד זיכרון המחשב 

איך עובד זיכרון המחשב

 
 
בלדד השוחי
 
 
 
 
 
 
 
 
 

מִסְפָּרִים מְסַפְּרִים

GTA סאן-אנדראס, המחשב רואה מספרים, אתה רואה בחורות
 GTA סאן-אנדראס, המחשב רואה מספרים, אתה רואה בחורות   
מחשבים - בשורה התחתונה - הם כלים לביצוע פעולות על מספרים. המספרים האלה יכולים לייצג כל-מני דברים: טקסט, סרטים, קבצי מערכת-הפעלה, צורת הסמן על המסך, או אפילו מיקום של דמות וירטואלית עם רובה גדול במשחק-וידאו; אבל בתוך המחשב כל הדברים הללו הם רק מספרים.
 
המחשב מקבל מספרים דרך אמצעי קלט: מקלדת או ג'ויסטיק שמעבירים לו מספרים ישר מהמשתמש, דיסקים-קשיחים ותקליטורים שמעבירים לו מספרים שהוקלטו עליהם מראש, מודמים שמקבלים מספרים ממחשבים אחרים דרך קו-הטלפון וכו'. הוא מוציא את המספרים דרך אמצעי פלט: המסך והמדפסת הופכים מספרים לתמונות, צורב תקליטורים יכול להקליט את המספרים על תקליטור, מודם יכול להעביר את המספרים למחשבים אחרים וכיו"ב.

אבל המחשב לא רק מעביר מספרים ממקום למקום, המעבד שלו צריך לשחק קצת עם המספרים האלה ולשנות אותם. הוא צריך, לדוגמא, לבדוק את המספרים שהוא מקבל מהג'ויסטיק כדי לשנות את המספרים שמייצגים מיקום של דמות וירטואלית במשחק, לחשב אילו מפלצות יתקיפו אותה במיקום החדש שלה, ולשלוח את תוצאות החישוב למסך שיציג את המפלצות האלה למשתמש. כדי לעשות את כל החישובים האלה במהירות המחשב זקוק למקום בו ניתן לאחסן הרבה מספרים ולקרוא אותם בזריזות. הוא זקוק לזכרון.
 
DRAM
 DRAM   
יש כל-מני דרכים לאחסן מספרים ומחשב ממוצע משתמש בכמה וכמה מהן. דיסק-קשיח, לדוגמא, יכול להחזיק המון מספרים, אבל הקריאה והכתיבה ממנו עדיין איטיות מדי בשביל מחשב בן-זמננו. בשביל הפעולות המהירות באמת מחשבים משתמשים במשהו שנקרא RAM, ראשי-תיבות של Random Access Memory, או בעברית: זכרון גישה אקראית.

השם המוזר הזה אומר שאפשר לגשת לכל מקום בזכרון בערך באותה מהירות. אולי זה נשמע מובן מאליו, אבל זה לא. חשוב על קלטת, לדוגמא. כדי לשמוע שיר מסוים אתה חייב להריץ את הקלטת למקום הנכון. אפילו בפטיפון אתה לפעמים חייב לחכות חלקיק שניה עד שהתקליט יסתובב והחלק הרצוי ימצא בדיוק מתחת למחט. זכרון גישה אקראית עובד יותר כמו טלפון, לפחות בתאוריה, אתה רק צריך לחייג את ה"כתובת" הנכונה ואתה שם.

יש יותר מדרך אחת לבנות זכרונות כאלו, אבל רוב המחשבים משתמשים במשהו שנקרא DRAM. האות D מייצגת את המלה דינאמי, כלומר פעיל, ותיכף תבין בדיוק למה הכוונה.
 
 

זכרון בן-חיל אשר איננו נח

שרטוט של המעגל-החשמלי ב-DRAM בעת פעולת קריאה (תודה לויקיפדיה על התמונה)
 שרטוט של המעגל-החשמלי ב-DRAM בעת פעולת קריאה (תודה לויקיפדיה על התמונה)   
בעיקרו, לוח ה-DRAM בנוי מהמון קבלים זערוריים המסודרים שתי-וערב. קבל הוא רכיב אלקטרוני שמסוגל להכיל מטען חשמלי. אפשר לחשוב עליו כעל דלי קטן של חשמל. אתה יכול למלא אותו בחשמל, ואתה יכול לרוקן אותו. אפילו בכרטיס זכרון קטן של 128MB יש יותר מבליון (1,000,000,000) דליים כאלה.

מחשבים משתמשים בשיטת ספירה בינארית שמאפשרת להם לכתוב מספרים בתור סדרות של אפסים ואחדות - או בתור סדרות של דליים ריקים ודליים מלאים - אז כשהמחשב רוצה לכתוב מספר בזכרון הוא רק צריך להחליט איפה הוא רוצה לעשות את זה, ולהשפריץ קצת חשמל לקבלים הנכונים. את המטען-החשמלי שמצטבר בכל קבל אפשר אחר-כך לקרוא.

אם נדייק, המחשב תמיד כותב לתוך שורה שלמה של קבלים. כדי לשנות ערך של קבל אחד בלבד הוא קורא את כל השורה בה הקבל הזה נמצא, ואז כותב עליה שורה זהה לחלוטין מלבד הערך האחד שרצינו לשנות. גם כשהמחשב רוצה לקרוא מספר מהזכרון הוא קורא את המטען בשורה שלמה של קבלים ואז בוחר מתוכה ערך אחד.
 
הצרה היא שהקבלים הקטנים לא מסוגלים להכיל מטען חשמלי למשך זמן רב, החשמל "דולף" מהם, ואם תעזוב את הזכרון בשקט אפילו לחלקיק שניה המידע האצור בו יתפוגג. אז אפילו כשהמחשב לא קורא או כותב לזכרון באופן רשמי, הוא עדיין חייב לרענן אותו ללא-הרף באמצעות מנגנון אוטומאטי שסורק את השורות ובאופן שיטתי קורא כל ערך וכותב אותו מחדש. קצב הרענון של כל תא נמדד בבליוניות השניה, ואם הרענון נפסק (כמו שקורה כאשר מכבים את המחשב) המידע שהיה גלום בזכרון הולך לאיבוד.

הקריאה והכתיבה הבלתי-פוסקת הזו היא שנתנה לסוג הזכרון הזה את שמו: “זכרון דינאמי". קצת כמו בן-אדם שמנסה לזכור מספר טלפון על-ידי חזרה בלתי-פוסקת עליו - בלי להפקיד אותו בזכרון לטווח-ארוך, רק לרשום אותו בזכרון לטווח-קצר שוב ושוב.

די מדהים לחשוב כמה דברים קורים שם, מאחורי הקלעים, רק כדי שאתה ואני נוכל לשחק Doom ולקרוא שטויות באינטרנט כל היום.
 
 
 
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ ilan @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
 
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ ilan @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
 
 
תגובות
הוסף תגובה0 תגובות
הוספת תגובה
מאת
 
נושא
 
תוכן
 
 
 
 
תודה! תגובתך התקבלה.
התגובה תתפרסם בכפוף לתנאי האתר.
 
 
 
 
 

כל הזכויות שמורות 2011 © נענע 10 בע"מ
 
 
 
 
כל הזכויות שמורות © Nana10 בע"מ
Video powered by