حافظه اصلی در سیستم رایانه

در هر كامپیوتر از مجموعه ای منابع سخت افزاری و نرم افزاری استفاده می شود كه هر یك دارای جایگاه مختص به خود است. سیستم عامل، مسوولیت مدیریت منابع موجود در یك كامپیوتر را برعهده د ارد. مجموعه پتانسیل های سخت افزاری و نرم افزاری موجود و نحوه مدیریت آنان توسط سیستم عامل، میزان مفید بودن و كارایی یك كامپیوتر را مشخص می نماید.
حافظه اصلی (RAM) یكی از مهمترین منابع سخت افزاری موجود در كامپیوتر است كه با توجه به نقش محوری آن در اجرای برنامه های كامپیوتری، همواره در معرض پرسش های فراوانی از جانب كاربران كامپیوتر است. به عنوان نمونه، شاید این سوال برای شما نیز مطرح شده باشد كه تاثیر افزایش حافظه اصلی بر سرعت كامپیوتر چیست و در صورت افزایش حافظه اصلی، آیا كارایی سیستم نیز به همان میزان افزایش خواهد یافت؟
در این مطلب به بررسی این موضوع خواهیم پرداخت كه چرا حافظه اصلی دارای یك نقش مهم و غیرقابل انكار در كارایی سیستم است. ادامه بحث را با در نظر گرفتن دو فرضیه دنبال می نماییم. اول این كه بر روی كامپیوتر از یكی از نسخه های سیستم عامل ویندوز ۲۰۰۰ XP و یا ۲۰۰۳ سی و دو بیتی استفاده می گردد و دوم این كه از یك كامپیوتر مدل جدید با پتانسیل های سخت افزاری مناسب استفاده می شود.هر سیستم عامل از یك مدل خاص برای مدیریت منبع ارزشمند حافظه اصلی استفاده می نماید.
نحوه مدیریت حافظه توسط سیستم عامل، یكی از شاخص های مهم ارزیابی موفقیت یك سیستم عامل محسوب می گردد. ویندوز نیز به عنوان یك سیستم عامل از این قاعده مستنثی نمی باشد.زمانی كه اولین نسخه ویندوز ارایه شده بود، امكان مدیریت حافظه اندكی توسط آن وجود داشت. در آن زمان حافظه گران بود و حتی در صورتی كه استفاده كنندگان توان مالی تهیه آن را داشتند، كامپیوترهای آن دوره قادر به استفاده از آن نبودند. این وضعیت تا اواسط دهه ۹۰ میلادی ادامه داشت و بسیاری از افرادی كه دارای كامپیوتر بودند، صرفا از ۸ مگابایت حافظه اصلی استفاده می كردند كه امكان ارتقا آن به حداكثر ۶۴ مگابایت وجود داشت.
● قیمت كالا و ظرفیت بردهای اصلی سیستم (مادربرد):
از جمله محدودیت های اساسی كامپیوترها در گذشته ای نه چندان دور است كه قطعا هم اینك این وضعیت بهبود یافته است و استفاده كنندگان كامپیوتر از این بابت كمتر دچار مشكل می گردند.در اكثر نسخه های ویندوز امكان استفاده از حافظه مجازی وجود دارد. با توجه به اینكه قیمت حافظه هارد دیسك نسبت به حافظه اصلی به مراتب كمتر است، ویندوز از فضای ذخیره سازی هارددیسك به منظور جبران كمبود حافظه اصلی سیستم استفاده می نماید.حافظه مجازی، یك راه حل مناسب به منظور غلبه بر محدودیت حافظه اصلی است كه دارای چالش های مختص به خود نیز می باشد.
● كند بودن سرعت هارددیسك نسبت به حافظه اصلی:
هارد دیسك دارای سرعتی به مراتب پایین تر (كندتر) نسبت به حافظه اصلی است. دستیابی به حافظه اصلی بر اساس نانو ثانیه و سرعت هارد دیسك بر اساس میلی ثانیه اندازه گیری می شود.
● عدم امكان استفاده مستقیم از حافظه مجازی:
یكی دیگر از مسایل در ارتباط با حافظه مجازی، عدم امكان استفاده مستقیم از آن است. مثلا فرض كنید كه یك صفحه اطلاعات از حافظه اصلی برروی هارد دیسك (حافظه مجازی) نوشته گردد. در صورتی كه در ادامه به اطلاعات موجود در این صفحه نیاز باشد، كامپیوتر نمی تواند مستقیما به آن دستیابی داشته باشد.
در چنین مواردی، می بایست قبل از این كه كامپیوتر بتواند از داده استفاده نماید، داده درون حافظه اصلی مستقر گردد. به فرآیند فوق paging گفته می شود.Paging باعث كند شدن یك سیستم می گردد چراكه كامپیوتر مجبور است در زمانی كه داده از هارد دیسك به درون حافظه اصلی منتقل می گردد، عملیات جاری خود را متوقف و منتظر بماند. در واقع، علت اصلی استفاده از حافظه مجازی نیاز كامپیوتر به حافظه و عدم وجود ظرفیت لازم برای تامین خواسته های سیستم عامل است. در صورتی كه حافظه سیستم تكمیل شده باشد، كامپیوتر نمی تواند یك نسخه از صفحه داده ها از هارد دیسك به درون حافظه اصلی منتقل نماید.
در چنین مواردی فضایی برای استقرار داده در حافظه اصلی وجود نداشته و سیستم عامل می بایست یك صفحه داده موجود در حافظه اصلی را به حافظه مجازی منتقل نماید تا فضای لازم برای داده ای كه به وجود آن نیاز است، ایجاد گردد. (داده ای كه می بایست از هارد دیسك به درون حافظه اصلی كامپیوتر منتقل شود).Paging فرآیندی است كه می بایست مدیریت گردد. كامپیوتر می بایست از مكانی در حافظه اصلی به منظور ثبت وضعیت استفاده از حافظه استفاده نماید. بنابراین، سیستم می بایست قسمتی از حافظه خود را برای ثبت وضعیت صفحات و این كه كدام صفحه در حافظه اصلی و كدام صفحه در حافظه مجازی است، در نظر بگیرد.
علاوه بر این، سیستم از سیكل های متعدد پردازنده (cpu) به منظور انتقال داده بین حافظه اصلی و حافظه مجازی استفاده می نماید. در صورتی كه نگرانی خاصی در رابطه با paging وجود نداشته باشد، كامپیوتر به سرعت وظایف خود را انجام خواهد داد.حافظه بیشتر، كاهش وابستگی ویندوز به حافظه مجازی، عدم استفاده از زمان پردازنده و منابع دیگری نظیر هارددیسك را به دنبال خواهد داشت.

منبع : روزنامه ابرار