در علوم رایانه، به هر وسیله که توانایی نگهداری اطلاعات را داشته باشد، حافظه می‌گویند. حافظه یکی از قسمت‌های ضروری و اساسی یک رایانه به شمار می‌رود. همان‌طور که انسان برای نگهداری اطلاعات مورد نیاز خود علاوه بر حافظه درونی خویش از ابزارهای گوناگون دیگری همانند کاغذ، تخته سیاه، نوار ضبط صوت، نوار ویدیو و ... استفاده می‌کند رایانه هم می‌تواند از انواع گوناگون حافظه استفاده کند. به طور کلی دو نوع حافظه داریم:
- «حافظه اصلی» که به آن «حافظه اولیه» یا «حافظه درونی» نیز می‌گویند.
- «حافظه جانبی» که به آن «حافظه ثانویه» یا «حافظه کمکی» نیز می‌گویند.
حافظه اصلی
کلیه دستورالعمل‌ها و داده‌ها، برای این که مورد اجرا و پردازش قرار گیرند، نخست باید به حافظه اصلی رایانه منتقل گردند و نتایج پردازش نیز به آنجا فرستاده شود. حافظه اصلی رایانه از جنس نیمه رسانا (الکترونیکی) است و در نتیجه، سرعت دسترسی به اطلاعات موجود در آنها در مقایسه با انواع حافظه جانبی که بصورت مکانیکی کار می‌کنند مانند دیسک سخت، دیسک‌گردان، و لوح فشردهبالاست و قیمت آن نیز گرانتر است اما در مقابل حافظه‌هایی، که به پردازنده نزدیکتر هستند و از ظرفیت کمتری برخوردارند مانند ثبات (به انگلیسی: Processor Registers) و حافظه نهان سی‌پی‌یو (به انگلیسی:Cachee)گرانتر و از سرعت دسترسی بالاتری بهره می‌برند. حافظه‌های اصلی نیز به دو دسته تبدیل می‌شوند:
- حافظه خواندنی/ نوشتنی (به انگلیسی: RAM)، حافظه دسترسی تصادفی (به انگلیسی: Random Access Memory یا RAM) از این نوع است.
- حافظه فقط خواندنی (به انگلیسی: Read Only Memory یا ROM)
حافظه خواندنی/ نوشتنی
همان‌طور که از نام این حافظه پیداست، پردازنده می‌تواند هم در این نوع حافظه بنویسد و هم از آنها بخواند. به طور کلی، برنامه‌ها (به انگلیسی: Codes)، دستورالعمل‌ها (به انگلیسی: Instructions)، و داده‌هایی (به انگلیسی: Data) در این حافظه قرار می‌گیرند که پردازشگر بخواهد بر روی آنها کاری انجام دهد. به این نوع حافظه‌ها، حافظه فَرّار نیز می‌گویند زیرا با قطع برق، محتویات آنها از بین می‌رود. RAMها غالباً دو نوع اند:
- (DRAM (Dynamic RAM
(RAMدینامیک): در این نوع حافظه اطلاعات به طور اتوماتیک توسط رایانه تازه (به انگلیسی:Refresh) می‌شوند. به دلیل چگالی بیشتر داده‌ها و ارزان بودن RAM دینامیک پراستفاده است و در حافظه دسترسی تصادفی (به انگلیسی: RAMM) از آن بیشتر استفاده می‌شود.
- (SRAM (Static RAM
(RAMاستاتیک): سرعت این نوع حافظه بالاتر از نوع دینامیک است. از این نوع RAM در حافظه نهان (به انگلیس:Cache) که بین حافظه اصلی و پردازنده قرار دارد، استفاده می‌شود.
حافظه فقط خواندنی
همانگونه که از نام حافظه فقط خواندنی (به انگلیسی: ROM) استفاده می‌شود، پردازنده نمی‌تواند به صورت خودکار اطلاعات موجود در این نوع حافظه را تغییر دهد، بلکه فقط می‌تواند آن را بخواند. هنگام خاموش شدن رایانه نیز این اطلاعات از بین نمی‌رود و ثابت می‌ماند. سامانهٔ ورودی/خروجیِ پایه (به انگلیسی: Basic Input/Output System یا BIOSS)که وظیفه تنظیمات ساختاری سخت‌افزاری رایانه و همچنین آزمایش و راه اندازی قسمت‌های گوناگون رایانه را به هنگام روشن شدن سیستم برعهده دارد در این نوع حافظه قرار داده می‌شود.
فهرست مطالب:
- حافظه اصلی
- حافظه ROM
- حافظه RAM
- ساختار سلول حافظه SRAM
- ساختار حافظه DRAM
- بلوک دیاگرام حافظه
- نقشه آدرس حافظه
- ارتباط حافظه با پردازنده
- اهمیت حافظه
- پیشرفت تکنولوژی حافظه
- اصل محلی بودن رجوع به حافظه
- زمان دسترسی به حافظه
- حافظه Cache
- مثالی از سلسله مراتب حافظه
- نحوه عمل Cache
- درصد موفقیت
- Cache, Hit/Miss Rate, and Effective Access Time
- عملکرد Cache دوسطحی
- تاثیر اندازه بلوک های Cache
- حافظه associative
- سخت افزار مربوطه
- نگاشت
- fully associative mapping
- نگاشت مستقیم
- set associative mapping
- Cache address mapping
- الگوریتم های جایگزینی
- نوشتن در حافظه کش
پاورپوینت کامل معماری کامپیوتر با عنوان ساختار حافظه در 50 اسلاید