BELLEK 

    Bellek bir bilgisayar sisteminin birincil parçasıdır.CPU veya mikroişlemci ile birlikte işlenmiş bilgileri depolamak için bir ikili olarak çalışır.Bellek bir bilgisayar ın işlemesinin merkezidir çünkü yazılım ve CPU arasında kritik bir bağlantı kurar.Kendine has özelliği ve yararları olan bir çok bellek çeşidi vardır. 


    Bu aşamada bilgisayarın açılışı esnasında gerçekleşen olayları kısaca özetleyelim; öncelikle sisteme enerji verildikten sonra ana kart üzerindeki bios yönetimi eline alır ve üzerinde programlandığı gibi bir dizi işlem gerçekleştirir. Bu işlemler : Ana kart üzerine takılı olan tüm birimlerin kontrolü (ram,portlar,tanımlı olan harddisk,floppy vs.),işletim sisteminin yükleneceği sürücünün belirlenmesi ve işletim sisteminin harddisk,disket veya farklı bir ortamdan ana belleğe yüklenmesi,bu aşamalardan sonra yönetim artık işletim sistemindedir ve bilgisayar açık ve kararlı olduğu sürece bu böyle sürer. Dolayısıyla işletim sistemi her an ram üzerinde yüklüdür ve çalıştırılan her programda işletim sistemince (tabii ki bütün bu işlemler en baştan itibaren cpu kontolünde olmaktadır) ana belleğe yüklenir. Çünkü cpu verileri çok hızlı işlerken aynı zamanda çok yüksek sayıda veri bloklarıyla uğraşır,bu veri bloklarını eğer harddisk veya disket sürücüden yüklemek,tekrar yazmak,tekrar yüklemek... zorunda kalsaydı böyle bir hızda çalışmak mümkün olmazdı, nedeni ise bu birimlerin veri aktarım hızlarının işlemciye göre çok düşük olmasıdır. Oysa ana bellek,harddisk veya floppy gibi bilgileri manyetik olarak değil elektik sinyalleri olarak tutar ve onlara göre çok hızlıdır. 

    Herhangi bir uygulama programı çalıştırıldığında öncelikle aktif olması gereken program kodu ana belleğe yüklenir (program çalıştırıldığında harddiskten veya disket sürücünden okuma yapılır) ve daha sonra işlemci programı ana bellek (ram) üzerinde çalıştırır. Ancak sistem kapandığında veya reset edildiğinde ram sıfırlanır(geçici bellek denmesinin sebebi budur). Bilgisayar kapatılmadan önce ram belleğe yüklü olarak yaptığımız tüm çalışmaları bir dosya ismi vererek manyetik ortamlardan birine kaydetmek gerekir.

Modeller ve Çalışma Mantığı

    Bilgisayar teknolojisindeki gelişime paralel olarak bellek teknolojileri de hızlı bir gelişim süreci yaşadı. Bu süreç içinde çalışma mantıklarına göre DRAM (Dynamic Random Access Memory / Dynamic RAM–Dinamik Rasgele Erişimli Hafıza) ),SRAM (Static Ram), FPM DRAM(Fast Page Mode),EDO DRAM (Extended Data Out[put] RAM) ve SDRAM (Synchronous DRAM–Senkronize DRAM) teknolojileri geliştirildi. Paketleme tiplerine göre ise DIP (Dual Inline Package), SIMM (Single Inline Memory Module) ve DIMM (Dual Inline Memory Module) standartları kullanıldı. Bunları kısaca açıklayalım :

RAM (Random Access Memory)  

    Rast gele erişimli bellek anlamına gelir.Üzerinde hem okuma hem de yazma yapılabilen bellektir.İşletim sistemi de dahil olmak üzere bilgisayara yüklenen bütün programlar bu belleğe yüklenir.Bu yüzden RAM belleğe ana bellek adı da verilir.RAM belleğin veriyi tutabilmesi için güce ihtiyacı vardır.Bu yüzden elektrik kesildiğinde RAM’daki bilgiler kaybolur.Bu sebepten bilgilerin silinmesi istenmiyorsa bu bilgiler kapatılmadan önce yardımcı bellek ünitelerinden birine kaydedilmelidir. 

DRAM (Dynamic Random Access Memory / Dinamik Rasgele Erişimli Hafıza)

 

    DRAM bilgisayar belleğinin en genel çeşididir. DRAM chipleri kullanan bellek modeli genellikle bilgisayar ın özünü oluşturur.Sistem işlemciden veya işlemciye taşınan işlenmiş bilgileri ve programları video karta veya diğer çevre birimlerine saklamak için bu belleği kullanır.

Ana yapısında her bit bir transistör ve ona bağlı bir kapasitörden oluşur. Kapasitörün elektrik yüklenmiş hali bit’in 1,boş hali de 0 konumunu oluşturur. Kapasitörlerin boyutu çok küçük olduğu için kısa bir sürede boşalır. Bunun için bilgilerin  saniyede en az 50 kere yenilenmesi gerekir.Bu işi yapan ayrı bir elektronik düzen vardır.bilgisayar a gelen elektrik çok kısa bir süre için de kesilse bu tip belleklerdeki program ve diğer veriler silinir.Çok sık elektrik kesilen yerlerde,bilgisayara belli bir süre akım sağlayan güç kaynakları kullanılır. Bu tip bellekler ucuz olduğundan günümüzdeki bilgisayarlarda kullanılmaktadır.Erişim hızları da   çok hızlı değildir.Ancak gelişen teknoloji sayesinde  hızları artırılarak değişik isimler altında piyasaya sürülmektedir. 

Her hafıza hücresinde 1 bit’lik veri saklanır. Bu 1 bit’lik veri,hafıza hücresinde elektriksel bir yük olarak depolanmaktadır. Bulunduğu konumun satır ve sütun olarak belirtilmesi halinde veriye anında ulaşılması mümkündür. Ne var ki DRAM,geçici (ya da uçucu, volatile) bir hafıza türüdür; yani tutmakta olduğu veriyi elinden kaçırmaması için sürekli elektrik gücüyle beslenmek zorundadır. Güç kesildiği anda RAM’deki veri kaybolur.

    Yukarıda da belirttiğimiz gibi DRAM’e “dinamik” RAM denmesinin sebebi,veriyi elinde tutabilmek için her saniyede yüzlerce kez tazelenmek ya da yeniden enerji ile doldurulmak zorunda olmasıdır. Tazelenmek zorundadır çünkü hafıza hücreleri,elektrik yüklerini depolayan minik kondansatörler içerecek şekilde dizayn edilmiştir. Bu kondansatörler,kendilerine yeniden enerji verilmediği takdirde yüklerini kısa sürede kaybedecek olan çok minik enerji kaynakları olarak görev yaparlar. Aynı zamanda,hafıza dizisinden verinin alınması ya da okunması süreci de bu yüklerin hızla tüketilmesine katkıda bulunur; bu yüzden hafıza hücreleri verinin okunmasından önce elektrikle yüklenmiş olmalıdırlar.

SRAM (Statik RAM) 

    DRAM’den daha hızlı ve daha güvenilir olan (ama onun kadar yaygın olmayan) bir hafıza çeşididir. SRAM’lere statik denmesinin sebebi, DRAM’lerin ihtiyaç duyduğu tazeleme operasyonuna ihtiyaç duymamalarıdır; çünkü elektronik yükü orijinal konumunda tutan bir depolama hücresi esasına (ki bu DRAM’in yöntemidir) dayanmayıp,akımın belli bir yönde sürekli taşınması prensibini esas alarak çalışırlar. SRAM’ler –genellikle– sadece ön hafıza (cache) olarak kullanılır. Bunun altında iki temel sebep yatar. SRAM’lerin üretim maliyetlerinin DRAM’lerinkine oranla çok daha yüksek olması birinci sebebi teşkil eder. İkinci temel sebep olarak ise SRAM’lerin DRAM’lerden çok daha hızlı olması gelir.

CACHE RAM: Cache en sık istenen veri ve komutları depolamak için kullanılan cpu ve ana belleğin arasına yerleştirilen  genellikle SRAM gibi yüksek hızlı bir belleğin küçük bir bloğudur.İşlemci veriye ihtiyaç duyduğunda  önce verinin orda olup olmadığını görmek için  yüksek hızlı cache bakacaktır. Eğer yoksa işlemci veriyi daha yavaş olan nan bellekten bulup getirecektir.

    Cache’in çalışması bir evdeki buzdolabına benzer.Bir buzdolabı yiyecekler için bir cache sayılabilir.Her  acıktığınızda markete gitmek yerine (ana bellek ) önce buzdolabına bakabilirsiniz.Eğer varsa bu size zaman kazandırır.Yoksa marketten almak için zaman harcamak zorunda kalacaksınız. 

FPM DRAM: Geçmişte birçok bilgisayar FPM DRAM kullanırdı. Bu çeşit bellek eski tip DRAM’lerin üzerine  aynı satır veya sayfadaki veriye ulaşımı daha hızlandırarak yapılmış bir düzeltmedir. Eğer istenilen veri bir önceki ile aynı satırdaysa bellek denetleyicisi satır konumlarını tekrarlamak zorunda değildir.Sadece bir sonraki sütun konumunu belirlemeye ihtiyaç duyar . Bu bellek işlemini biraz daha hızlandırır. 

    FPM bellek kullanmak sözlüğe bakmaya benzer.Eğer istediğiniz kelime aynı sayfada ise listeyi aşağı doğru takip ederek açıklamayı bulmak kolay olacaktır. 

EDO DRAM (Genişletilmiş veri çıkışı – Extended data Out) : EDO DRAM FPM ile hemen hemen aynıdır.Ufak bir değişiklikle  daha hızlı olmayı sağlayan arka arkaya bellek erişimlerine izin verir.SDRAM dönemine kadar en çok kullanılan RAM çeşidi idi. 

    FPM destekleyen bir sistemde  EDO bellek çalışır ancak performans artışı olmaz.Pentium grubuna giren bilgisayarların çoğunluğu bu tür RAM’i kullanmaktadır.8 bit çalıştıkları için çift takılmaları gerekmekte idi. EDO bazen Hiper sayfa mod RAM (Hiper Page Mode RAM) olarak da adlandırılır. 

BEDO DRAM (Burst EDO) : Burst EDO standart EDO ya bellekten tek bir istekle gönderilen verinin seriler ya da burst olmasına izin veren bir yeniliktir.Bu özelliğin arkasındaki CPU tarafından istenen veri adresi genellikle doğru olup sonuncuya kadar sıralı olacaktır. BEDO DRAM de bütün bellek erişimleri burstlerde olur.

SDRAM (senkronize DRAM): SDRAM,EDO’dan kısa bir süre sonra geliştirilmiş bir bellek şeklidir.Bu teknolojiyi CPU’yu kontrol eden bir sistem saati ile kendini senkronize eden daha kökten bir yeniliktir.İşlemci ile aynı zamanlı olması  zamanlama gecikmelerini ortadan kaldırır ve bellek erişim işlemini çok daha verimli kılar.SDRAM kullanabilmesi için bir bilgisayarın bu belleği destekleyecek şekilde dizayn edilmiş olması gerekir.Şu anda üretilmekte olan bilgisayarlarda  SDRAM teknolojisi standart olarak kullanılmaktadır. 

DDRAM (Double Data Rate RAM): SDRAM’in özel bir halidir.Sistem saatinin hem açılışında hem de kapanışında bilgi gönderir.Buna göre 100MHz’lik bir SDRAM’in bu tür çalışanı teorik olarak saniyede 12600 MB bilgi gönderebilir. 

DRDRAM (Diract Rambus Dynamic RAM) :Rambus firması tarafından geliştirilen değişik ve hızlı  bir bellek teknolojisidir. Kullanılması için bellek deneticisinde ve bellek/sistem arabiriminde önemli değişiklikler gerektirir.Standart DRAM’den yaklaşık on kez fazla hızda veri göndermek için dar ve yüksek bant genişlikli kanal kullanır.Bugun bazı oyun makinalarında ve serverlarda ,krafik uygulamalarında kullanılmaya başlanmıştır.DRDRAM’in pahalılığı yanında bant genişliğinin 16 bit olması ve bilgi iletimi arasında geçen zamanın (latency time) fazla olması gibi iki teknolojik problemi vardır.Fiyat ve teknolojik problemler aşıldığı takdirde SDRAM’lere önemli bir rakiptir. 

SGRAM (Senkronize Grafik RAM): SGRAM,SDRAM’in grafik özellikli okuma-yazma niteliklerini içeren bir uzantısıdır.SGRAM verinin tek tek yerine bloklar halinde alınıp değiştirilmesine izin verir.Bu da belleğin yapması gereken okuma ve yazma sayısını azaltır ve işlemi daha verimli kılarak grafik denetçisinin performansını arttırır. 

VRAM (Video RAM): Grafik bellek ekran titremesini önlemek için ekranı çok çabuk çalışarak yenilemelidir.(saniyede 60-70 kez). Aynı anda grafik bellek  CPU’ya da grafik denetçisine ekrandaki şekli değiştirmek için çok çabuk cevap vermek zorundadır.Bu da veri trafiğinin sıkışmasına neden olur. 

    VRAM iki ayrı portu kullanarak bu sorunu çözen bir dual-port bellektir.Bir port ekrandaki görüntüyü tazelemek ve yenilemek için  CRT’ye ayrılmıştır. İkinci port bellekte saklı olan şekil verisinin değiştirilmesi için  CPU’ya grafik ya da grafik deneticisine ayrılmıştır.

    VRAM’in çalışması iki penceresi olan yol üstü arabalar içim fast fooda benzer Siparişinizi verdikten sonra bir pencereye ödemenizi yapar diğer pencereye aracınızı sürüp yiyeceğinizi oradan alırsınız.Bu işlemi daha hızlı ve verimli kılar. 

WRAM  (Window RAM-Pencere RAM): WRAM da grafik yoğunluklu sistemlerde kullanılan bir dual port bellek çeşididir.VRAM ‘den küçük bir farkı vardır:Görüntü portu daha küçüktür.Bu da EDO özelliklerini destekler.

    30 ve 72 pinlik modeller vardır. 1,4,8,16,32 Mb’lık moduller halinde olabilirler. Üzerlerinde 60,70,80 nano saniyelik erişim hızlarında bellek çipleri taşıyabilirler (en hızlısı 60 ns olandır). Ana kart üzerine belli kombinasyonlarda takılırlar.

    Ram’lerin hata kontrolü özelliği olan tiplerine “pariteli ram” denmektedir. Bu özellik genellikle sunucu türü hata toleransının düşük olduğu sistemlerde kullanılır. 

ROM  (Read Only Memory) BELLEK

    Sadece okunabilir bellek türüdür.Genelde uzun süre üzerinde sadece okumak için bilgi saklayan birimlere denir.Bundan dolayı da üzerine sadece bir kere bilgi kaydedilen fakat sadece okunabilen optik disklere CD-ROM denmektedir. üzerindeki bilgiler kalıcıdır. Bilgisayarınızı kapatsanız bile üzerindeki bilgiler gitmeyecektir. BIOS gibi bilgisayarınız için önemli bilgilerin tutulduğu bir yapıda, ROM kullanılır. BIOS üzerinde kullanılan bilgiler oldukça önemli olduğundan, ROM , habersiz olarak yapılan kopyalama ya da silme işlemlerinin önüne geçmiş oluyor.  Değişik yapı ve özellikte ROM bellekler vardır. 

1-PROM (Programmable ROM): Programlanabilir sadece okunabilir bellek demektir.Özel bir düzenekle bir kere programlanır ve sonra değiştirilmez.PROM’lar boş olarak üretilir.Kullanım amacına göre üzerine bilgi veya program kaydedilir.Bu bilgiler bilgisayar aracılığı ile okunabilir fakat silinemez veya değiştirilemez.

2-EPROM (Eraseble Programmable ROM): Silinebilen programlanabilen sadece okunur bellek demektir.Üzerindeki bilgiler silinip tekrar kaydedilebilen elektronik elemanlardır. Çok değişik kullanım yerleri vardır. Bu elemanlar bilgi kaydetme ve silme işlemi ultraviole  (mor ötesi) ışıkla yapılır. Üzerinde bir pencere vardır. Buradan mor ötesi ışık verilerek silme ve kayıt işlemi yapılır. Pencere ışık geçirmeyen bir etiketle kapatılır. Bu elemanları  programlamak için EPROM programlayıcısı denen aletler vardır. 

3-EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM): Elektriksel olarak silinebilen programlanabilen sadece okunur bellek anlamındadır.Bunlara bilgiler elektrik sinyalleri ile kaydedilir. Bilgileri silmek veya kaydetmek için anakartta bulunan elektrik gerilimi yeterli olmaktadır. 

    Flash memory (hızlı bellek) EEPROM’un özel bir çeşididir.Bilgiler her bayta diğerlerinden bağımsız olarak kaydedilir ve okunur.Bu belleğin hızlı olması da bu özelliğinden kaynaklanmaktadır. 

    Günümüzde hızlı belleğin diğer önemli bir kullanım yeri de sayısal fotoğraf makineleridir.Bu cihazlarda hızlı bellek film yerine kullanılmaktadır.Objektiften algılanan görüntüler cihazın kalitesine göre değişik  yoğunlukta noktacıklara (pixel)  ayrılarak ve sayısal verilere dönüştürülerek hızlı bellekte saklanmaktadır.Bu tür fotoğraf makinelerinde kullanılan hızlı bellek 8,16 ve 32 MB büyüklüğünde olmaktadır. Çekilen resimler bilgisayara kablo ve uygun yazılım aracılığıyla aktarıldıktan sonra silinip tekrar yeni resimler çekmek üzere hazır hale getirilmektedir. 

Geri