หน่วยความจำหลักหน่วยความจำสำรอง

หน่วยความจำหลัก เครื่องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องต้องอาศัยหน่วยความจำหลักเพื่อใช้เก็บข้อมูลและคำสั่งซีพียูมีการทำงานเป็นวงรอบโดยการคำสั่งจากหน่วยความจำหลักมาแปลความหมายแล้วกระทำตาม เมื่อทำเสร็จก็จะนำผลลัพธ์มาเก็บในหน่วยคำจำหลัก ซีพียูจะกระทำตามขั้นตอนเช่นนี้เรื่อย ๆ ไปอย่างรวดเร็ว เรียกการทำงานลักษณะนี้ว่า วงรอบของคำสั่ง จากการทำงานเป็นวงรอบของซีพียูนี้เอง การอ่างเขียนข้อมูลลงในหน่วยความจำหลักจะต้องทำได้รวดเร็ว เพื่อให้ทันการทำงานของซีพียู โดยปกติถ้าให้ซีพียูทำงานความถี่ของสัญญาณนาฬิกา 33 เมกะเฮิรตซ์ หน่วยความจำหลักที่ใช้ทั่วไปมักจะมีความเร็วไม่ทัน ดังนั้นกลไกของซีพียูจึงต้องชะลอความเร็วลงด้วยการสร้างภาวะรอ (wait state) การเลือกซื้อไมโครคอมพิวเตอร์จึงต้องพิจารณาดูว่ามีภาวะรอในการทำงานด้วยหรือไม่ หน่วยความจำหลักที่ใช้กับไมโครคอมพิวเตอร์จึงต้องกำหนดคุณลักษณะ ในเรื่องช่วงเวลาเข้าถึงข้อมูล (access time) ค่าที่ใช้ทั่วไปอยู่ในช่วงประมาณ 60 นาโนวินาที ถึง 125 นาโนวินาที ( 1 นาโนวินาทีเท่ากับ 10-9 วินาที) แต่อย่างไรก็ตาม มีการพัฒนาให้หน่วยความจำสามารถใช้กับซีพียูที่ทำงานเร็วขนาด 33 เมกะเฮิรตซ์ ได้ โดยการสร้างหน่วยความจำพิเศษมาคั่นกลางไว้ ซึ่งเรียกว่า หน่วยความจำแคช (cache memory) ซึ่งเป็นหน่วยความจำที่เพิ่มเข้ามาเพื่อนำชุดคำสั่ง หรือข้อมูลจากหน่วยความจำหลักมาเก็บไว้ก่อน เพื่อให้ซีพียูเรียกใช้ได้เร็วขึ้น การแบ่งประเภทหน่วยความจำหลัก ถ้าแบ่งตามลักษณะการเก็บข้อมูล กล่าวคือถ้าเป็นหน่วยความจำที่เก็บข้อมูลไว้แล้ว หากไฟฟ้าดับ คือไม่มีไฟฟ้าจ่ายให้กับวงจรหน่วยความจำ ข้อมูลที่เก็บไว้จะหายไปหมด เรียกหน่วยความจำประเภทนี้ว่า หน่วยความจำแบบลบเลือนได้ (volatile memory) แต่ถ้าหน่วยความจำเก็บข้อมูลได้โดยไม่ขึ้นกับไฟฟ้าที่เลี้ยงวงจร ก็เรียกว่า หน่วยความจำไม่ลบเลือน (nonvolatile memory) แต่โดยทั่วไปการแบ่งประเภทของหน่วยความจำจะแบ่งตามสภาพการใช้งาน เช่น ถ้าเป็นหน่วยความจำที่เขียนหรืออ่านข้อมูลได้ การเขียนหรืออ่านจะเลือกที่ตำแหน่งใดก็ได้ เราเรียกหน่วยความจำประเภทนี้ว่า แรม (Random Access Memory: RAM) แรมเป็นหน่วยความจำแบบลบเลือนได้ และหากเป็นหน่วยความจำที่ซีพียูอ่านได้อย่างเดียว ไม่สามารถเขียนลงไปได้ ก็เรียกว่า รอม (Read Only Memory : ROM) รอมจึงเป็นหน่วยความจำที่เก็บข้อมูลหรือโปรแกรมไว้ถาวร เช่นเก็บโปรแกรมควบคุมการจัดการพื้นฐานของระบบไมโครคอมพิวเตอร์ (bios) รอมส่วนใหญ่เป็นหน่วยความจำไม่ลบเลือนแต่อาจยอมให้ผู้พัฒนาระบบลบข้อมูลและเขียนข้อมูลลงไปใหม่ได้ การลบข้อมูลนี้ต้องทำด้วยกรรมวิธีพิเศษ เช่น ใช้แสงอุลตราไวโลเล็ตฉายลงบนผิวซิลิกอน หน่วยความจำประเภทนี้มักจะมีช่องกระจกใสสำหรับฉายแสงขณะลบ และขณะใช้งานจะมีแผ่นกระดาษทึบปิดทับไว้ เรียกหน่วยความจำประเภทนี้ว่า อีพร็อม

หน่วยความจำสำรอง ส่วนความจำรอง (secondary memory) ใช้เป็นส่วนเพิ่มความจำให้มีขนาดใหญ่มากขึ้น ทำงานติดต่อยู่กับส่วนความจำหลัก ส่วนความจำรองมีความจุมากและมีราคาถูก แต่เรียกหาข้อมูลได้ช้ากว่าส่วนความจำหลัก คือ ทำงานได้ในเวลาเศษหนึ่งส่วนพันวินาที ข่าวสารหรือข้อมูลที่จะเก็บไว้ในส่วนความจำนั้นเป็นรหัสแทนเลขฐานสอง (binary) คือ ๐ กับ ๑ ซึ่งต้องเก็บไว้เป็นกลุ่ม ๆ และมีแอดเดรสตามที่กำหนด เพื่อความสะดอกขอนิยามไว้ดังนี้ บิต (bit) เป็นชื่อที่เขียนย่อจาก binary digit ซึ่งหมายถึงตัวเลขฐานสองคือ ๐ กับ ๑ ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่เล็กที่สุดของหน่วยความจำ ไบต์ (byte) เป็นชื่อที่ใช้เรียกกลุ่มของบิต ซึ่งขึ้นอยู่กับการเลือกใช้ เช่น ๖ บิต ๘ บิต .ก็ได้ ซึ่งเรียกว่า ๖ บิตไบต์ ๘ บิตไบต์ ๑๖ บิตไบต์ ..ตามลำดับ เป็นต้น ขนาดของส่วนความจำบอกเป็นจำนวน K คำ ซึ่ง K ย่อมาจากคำว่า kilo อันหมายถึง 1,000 แต่ค่าที่แท้จริงคือ 2 10 = 1,024 หน่วยของส่วนความจำหน่าวยหนึ่งอาจจะมีจำนวนต่ำสุด 4K จึงถึงใหญ่สุด 128K (ชนิดของแกนแม่เหล็ก) หรือใหญ่สุด 4,000K (ชนิดของวงจรเบ็ดเสร็จชนิดใหญ่) ในยุคสังคมสารสนเทศทุกวันนี้ ข้อมูลและโปรแกรมคอมพิวเตอร์จะมีจำนวนหรือขนาดใหญ่มาก ตามความ เจริญก้าวหน้าของเทคโนโลยีและความซับซ้อนของปัญหาที่พบในงานต่างๆ หน่วยความจำหลักที่ใช้เก็บข้อ มูลในคอมพิวเตอร์จึงต้องมีขนาดใหญ่ตามไปด้วย โดยทั่วไปหน่วยความจำหลักจะมีขนาดจำกัด ทำให้ไม่พอเพียงสำหรับการเก็บข้อมูลจำนวนมาก ในระบบคอมพิวเตอร์จึงมักติดตั้งหน่วยความจำรอง เพื่อนำมาใช้ เก็บข้อมูลจำนวนมาก เป็นการเพิ่มขีดความสามารถด้านจดจำของคอมพิวเตอร์ให้มากยิ่งขึ้น นอกจากนี้ถ้า มีการปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ในขณะทำงานข้อมูลและโปรแกรมที่เก็บไว้ในหน่วยความจำหลักหรือแรมจะสูญหายไปหมด หากมีข้อมูลส่วนใดที่ต้องการเก็บไว้ใช้งานในภายหลังก็สามารถเก็บไว้ในหน่วยความจำรอง หน่วยความจำรองที่ นิยมใช้กันมากจะเป็นจานแม่เหล็กซึ่งจะมีทั้งแผ่นบันทึกและฮาร์ดดิสก์

การใช้คอมพิวเตอร์มีทั้งคุณและโทษ เราควรรู้จักให้เป็น เพื่อประโยชน์ในการใช้งาน ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- นายเอกฃัย สาระสิทธิ์ ม.4/15 โรงเรียนนารีนุกูล เสนอ อาจารย์ สมปอง ตจุวรรณ์

โดย : นาย เอกชัย สาระสิทธิ์, โรงเรียนนารีนุกูล อุบลราชธานี, วันที่ 22 ธันวาคม 2544