سخت افزار (بخش سوم)

 

حافظه ROM

 حافظه ROM یک نوع مدار مجتمع (IC) است  که در زمان ساخت داده هائی در آن ذخیره می گردد. این نوع از حافظه ها علاوه بر استفاده در کامپیوترهای شخصی در سایر دستگاههای الکترونیکی نیز بخدمت گرفته می شوند. حافظه های ROM از لحاظ تکنولوژی استفاده شده، دارای انواع  زیر می باشند:

  •  ROM
  • PROM
  • EPROM
  • EEPROM
  • Flash Memory

 هر یک از مدل های فوق دارای ویژگی های منحصربفرد خود  می باشند . حافظه های فوق در موارد زیردارای ویژگی مشابه می باشند:

  • داد های ذخیره شده در این نوع تراشته ها ” غیر فرار ” بوده و پس از خاموش شدن منبع تامین انرژی اطلاعات خود را از دست نمی دهدند.
  • داده های ذخیره شده در این نوع از حافظه ها غیر قابل تغییر بوده و یا اعمال تغییرات در آنها مستلزم انجام عملیات خاصی است.

 

 مبانی حافظه های  ROM

حافظه ROM از تراشه هائی شامل شبکه ای از سطر و ستون تشکیل شده است ( نظیر حافظه RAM) . هر سطر وستون در یک نقظه یکدیگر را قطع می نمایند. تراشه های ROM دارای تفاوت  اساسی با تراشه های  RAM می باشند. حافظه RAM از ” ترانزیستور ” بمنظور فعال و یا غیرفعال نمودن دستیابی به یک ” خازن ” در نقاط  برخورد سطر و ستون ، استفاده می نمایند.در صورتیکه تراشه های  ROM از یک ” دیود” (Diode) استفاده می نماید. در صورتیکه خطوط مربوطه “یک”  باشند برای اتصال از دیود استفاده شده و اگر مقدار “صفر”  باشد خطوط به یکدیگر متصل نخواهند شد. دیود، صرفا”  امکان حرکت ” جریان ” را در یک جهت ایجاد کرده و دارای یک نفطه آستانه خاص است . این نقطه اصطلاحا” (Forward breakover) نامیده می شود. نقطه فوق میزان جریان مورد نیاز برای عبور توسط دیود را مشخص می کند. در تراشه ای مبتنی بر سیلیکون نظیر پردازنده ها و حافظه ، ولتاژ Forward breakover تقریبا” معادل  شش دهم ولت است .با بهره گیری از ویژگی منحصر بفرد دیود،  یک تراشه ROM قادر به ارسال یک شارژ بالاتر از Forward breakover  و پایین تر از ستون متناسب با سطر انتخابی  ground شده  در یک سلول خاص است .در صورتیکه  دیود در سلول مورد نظر ارائه گردد،  شارژ هدایت  شده (از طریق Ground ) و با توجه به سیستم باینری ( صفر و یک )، سلول یک خوانده می شود ( مقدار آن ۱ خواهد بود) در صورتیکه مقدار سلول صفر باشد در محل برخورد سطر و ستون دیودی وجود نداشته و شارژ در ستون ، به سطر مورد نظر منتقل نخواهد شد.

همانطور که اشاره گردید،  تراشه ROM ، مستلزم برنامه نویسی وذخیره داده در زمان ساخت است . یک تراشه استاندارد ROM را نمی توان برنامه ریزی مجدد  و اطلاعات جدیدی را در آن نوشت . در صورتیکه داده ها درست نبوده و یا مستلزم تغییر و یا ویرایش باشند، می بایست تراشه را دور انداخت و مجددا” از ابتدا عملیات برنامه ریزی یک تراشه جدید را انجام داد.فرآیند  ایجاد تمپلیت اولیه برای تراشه های ROM  دشوار است .اما مزیت حافظه  ROM بر برخی معایب آن غلبه می نماید. زمانیکه تمپلیت تکمیل گردید تراشه آماده شده، می تواند بصورت انبوه و با قیمت ارزان به فروش رسد.این نوع از حافظه ها از برق ناچیزی استفاده کرده  ، قابل اعتماد بوده  و در رابطه با اغلب دستگاههای الکترونیکی کوچک، شامل تمامی دستورالعمل های لازم بمنظور کنترل دستگاه مورد نظر خواهند بود.استفاده از این نوع تراشه ها در برخی از اسباب بازیها برای نواختن موسیقی، آواز و … متداول است .

حافظه PROM

تولید تراشه های ROM مستلزم صرف وقت و هزینه بالائی است .بدین منظور اغلب تولید کنندگان ، نوع خاصی از این نوع حافظه ها را که PROM )Programmable Read-Only Memory) نامیده می شوند ، تولید می کنند.این نوع از تراشه ها با محتویات خالی با قیمت مناسب عرضه شده و می تواند توسط هر شخص با استفاده از دستگاههای خاصی که Programmer نامیده می شوند ، برنامه ریزی گردند. ساختار این نوع از تراشه ها مشابه ROM بوده با این تفاوت که در محل برخورد هر سطر و ستون از یک فیوز( برای اتصال  به یکدیگر) استفاده می گردد. یک شارژ که از طریق یک ستون ارسال می گردد از طریق فیوز به یک سلول پاس داده شده و بدین ترتیب به یک سطر Grounded که نماینگر مقدار “یک” است ، ارسال خواهد شد. با توجه به اینکه تمام سلول ها دارای یک فیوز می باشند، درحالت اولیه ( خالی )، یک تراشه PROM دارای مقدار اولیه ” یک” است . بمنظور تغییر مقدار یک سلول به صفر، از یک Programmer برای ارسال یک جریان خاص به سلول مورد نظر، استفاده می گردد.ولتاژ بالا، باعث قطع  اتصال بین سطر و ستون (سوختن فیوز) خواهد کرد. فرآیند فوق را ” Burning the PROM ” می گویند. حافظه های PROM صرفا” یک بار قابل برنامه ریزی هستند. حافظه های فوق نسبت به RAM شکننده تر بوده  و یک جریان حاصل  از الکتریسیته ساکن، می تواند باعث سوخته شدن فیور در تراشه شده و مقدار یک را به صفر تغییر نماید. از طرف دیگر ( مزایا ) حافظه ای PROM دارای قیمت مناسب بوده و برای نمونه سازی داده برای یک ROM ، قبل از برنامه ریزی نهائی کارآئی  مطلوبی دارند.

حافظه EPROM

 استفاده کاربردی از  حافظه های ROM و PROM با توجه به نیاز به اعمال تغییرات در آنها قابل تامل است ( ضرورت اعمال تغییرات و اصلاحات در این نوع حافظه ها می تواند به صرف هزینه بالائی منجر گردد)حافظه هایEPROM)Erasable programmable read-only memory) پاسخی مناسب به نیاز های مطح شده است ( نیاز به اعمال تغییرات )  تراشه های EPROM را می توان چندین مرتبه باز نویسی کرد. پاک نمودن محتویات یک تراشه EPROM مشتلزم استفاده از دستگاه خاصی است که باعث ساطع کردن  یک فرکانس خاص ماوراء بنفش  باشد.. پیکربندی این نوع از حافظه ها مستلزم استفاده  از یک Programmer  از نوع EPROM است که یک ولتاژ را در یک سطح خاص ارائه نمایند ( با توجه به نوع EPROM استفاده شده ) این نوع حافظه ها ، نیز دارای شبکه ای مشتمل از سطر و ستون می باشند. در یک EPROM سلول موجود در نقظه برخورد  سطر و ستون دارای دو ترانزیستور است .ترانزیستورهای فوق توسط یک لایه نازک اکسید از یکدیگر جدا شده اند. یکی از ترانزیستورها Floating Gate و دیگری Control Gate نامیده می شود. Floating gate صرفا” از طریق Control gate به سطر مرتبط است. مادامیکه لینک برقرارباشد سلول دارای مقدار یک خواهد بود. بمنظور تغییر مقدار فوق به صفر به فرآیندی با نام Fowler-Nordheim tunneling نیاز خواهد بود .Tunneling بمنظور تغییر محل الکترون های Floating gate استفاده می گردد.یک شارژ الکتریکی  بین ۱۰ تا ۱۳ ولت به floating gate داده  می شود.شارژ از ستون شروع و پس از ورود به floating gate در ground تخلیه خواهد گردید. شارژ فوق باعث می گردد که ترانزیستور floating gate مشابه یک “پخش کننده الکترون  ” رفتار نماید . الکترون های مازاد فشرده شده و در سمت دیگر لایه اکسید به دام افتاد  و یک شارژ منفی را باعث می گردند. الکترون های شارژ شده منفی ، بعنوان یک صفحه عایق  بین control gate و floating gate  رفتار می نمایند.دستگاه خاصی با نام Cell sensor سطح شارژ پاس داده شده به floating gate را مونیتور خواهد کرد. در صورتیکه جریان گیت بیشتر از ۵۰ درصد شارژ باشد  در اینصورت مقدار “یک” را دارا خواهد بود.زمانیکه شارژ پاس داده شده از ۵۰ درصد آستانه عدول نموده مقدار به “صفر” تغییر پیدا خواهد کرد.یک تراشه EPROM دارای گیت هائی است که تمام آنها باز بوده و هر سلول آن مقدار یک را دارا است.

بمنظور باز نویسی یک EPROM می بایست در ابتدا محتویات آن پاک گردد. برای پاک نمودن می بایست یک سطح از انرژی زیاد را بمنظور شکستن الکترون های منفی Floating gate استفاده کرد.در یک EPROM استاندارد ،عملیات فوق از طریق اشعه ماوراء بنفش با فرکانس ۲۵۳/۷ انحام می گردد.فرآیند حذف در EPROM انتخابی نبوده و تمام محتویات آن حذف خواهد شد. برای حذف یک EPROM می بایست آن را از محلی که نصب شده است جدا کرده و به مدت چند دقیقه زیر  اشعه ماوراء بنفش دستگاه پاک کننده EPROM قرار داد.

حافظه های EEPROM و Flash Memory

با اینکه حافظه ای EPROM  یک موفقیت مناسب نسبت به حافظه های PROM از بعد استفاده مجدد می باشند ولی کماکن نیازمند بکارگیری تجهیزات خاص و دنبال نمودن فرآیندهای خسته کننده بمنظور حذف و نصب مجدد آنان در هر زمانی است که به یک شارژ نیاز باشد. در ضمن، فرآیند اعمال تغییرات در یک حافظه EPROM نمی تواند همزمان با نیاز و بصورت تصاعدی صورت پذیرد و در ابتدا می بایست تمام محتویات را پاک نمود.حافظه های Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)EEOPROM)  پاسخی مناسب به نیازهای موجود است . در حافظه های EEPROM تسهیلات زیر ارائه می گردد:

  • برای بازنویسی تراشه نیاز به جدا نمودن تراشه از محل نصب شده  نخواهد بود.
  • برای تغییر بخشی از تراشه نیاز به پاک نمودن تمام محتویات نخواهد بود.
  • اعمال تغییرات در این نوع تراشه ها مستلزم بکارگیری یک دستگاه اختصاصی نخواهد بود.

در عوض استفاده از  اشعه ماوراء بنفش، می توان الکترون های هر سلول را با استفاده از یک برنامه  محلی و بکمک  یک میدان الکتریکی  به وضعیت طبیعی برگرداند. عملیات فوق باعث حذف سلول های مورد نظر شده و می توان مجددا” آنها را بازنویسی نمود.تراشه های فوق در هر لحظه یک بایت را تغییر خواهند داد.فرآیند  اعمال تغییرات در تراشه های فوق  کند بوده و در مواردی که می بایست اطلاعات با سرعت تغییر یابند  ، سرعت لازم را نداشته  و دارای چالش های خاص خود می باشند.

تولیدکنندگان با ارائه Flash Memory که یک نوع خاص از حافظه های EEPROM می باشد به محدودیت اشاره شده پاسخ لازم را  داده اند.در حافظه Falsh از مدارات از قبل پیش بینی شده در زمان طراحی ، بمنظور حذف  استفاده می گردد (  بکمک ایجاد یک میدان الکتریکی).  در این حالت می توان تمام  و یا بخش های خاصی از تراشه را که ” بلاک ” نامیده می شوند، را حذف کرد.این نوع حافظه نسبت به حافظه های EEPROM سریعتر است ، چون داده ها  از طریق بلاک هائی  که معمولا” ۵۱۲ بایت می باشند ( به جای یک بایت در هر لحظه ) نوشته می گردند. شکل زیر حافظه BIOS را که نوع خاصی از حافظه ROM مدل Flash memory است  ، نشان می دهد.

 هارد دیسک

 بر روی هر کامپیوتر حداقل یک هارد دیسک وجود دارد.برخی از سیستم ها ممکن است دارای بیش از یک هارد دیسک باشند. هارد دیسک یک محیط ذخیره سازی دائم برای اطلاعات را فراهم می نماید . اطلاعات دیجتال در کامییوتر می بایست بگونه ای  تبدیل گردند که بتوان آنها را بصورت دائم بر روی هارد دیسک مغناطیسی  ذخیره کرد.

مبانی هارد دیسک

هارد دیسک در سال ۱۹۵۰ اختراع گردید. هارد دیسک های اولیه شامل دیسک های بزرگ با قطر ۲۰ اینچ ( ۵۰/۸ سانتیمتر) بوده و توان ذخیره سازی چندین مگابایت بیشتر را نداشتند. به این نوع دیسک ها در ابتدا ” دیسک ثابت ”  می گفتند. در ادامه بمنظور تمایز آنها با فلاپی دیسک ها از واژه ” هارد دیسک ” استفاده گردید. هارد دیسک ها دارای یک  Platter ( صفحه ) بمنظور نگهداری محیط مغناطیسی می باشند. عملکرد یک هارد دیسک مشابه یک نوار کاست بوده و از یک روش یکسان برای ضبط مغناطیسی استفاده می نمایند. هارد دیسک ونوار کاست از امکانات ذخیره سازی مغناطیسی یکسانی نیز استفاده می نمایند.در چنین مواردی می توان بسادگی اطلاعاتی را حذف و یا مجددا” بازنویسی کرد. اطلاعات ذخیره شده بر روی هر یک از رسانه های فوق ، سالیان سال باقی خواهند ماند. علیرغم وجود  شباهت های موجود ، رسانه های  فوق در مواردی نیز با یکدیگر متفاوت می باشند:

– لایه مغناطیسی بر روی یک نوار کاست بر روی یک سطح پلاستیکی نازک توزیع می گردد. در هارد دیسک لایه مغناطیسی بر روی یک دیسک شیشه ای ویا یک آلومینیوم اشباح شده قرار خواهد گرفت . در ادامه سطح آنها بخوبی صیقل داده می شود.

– در نوار کاست برای استفاده از هر یک از آیتم های ذخیره شده می بایست بصورت ترتیبی ( سرعت معمولی و یا سرعت بالا) در محل مورد نظر مستقر تا امکان بازیابی ( شنیدن ) آیتم دلخواه فراهم گردد. در رابطه با هارد دیسک ها می توان بسرعت در هر نقظه دلخواه مستفر و اقدام به بازیابی ( خواندن و یا نوشتن ) اطلاعات مورد نظر کرد.

در یک نوار کاست ، هد مربوط به خواندن / نوشتن می بایست سطح  نوار را مستقیما” لمس نماید. در هارد دیسک هد خواندن و نوشتن در روی دیسک به پرواز در می آید! ( هرگز آن را لمس نخواهد کرد )

– نوار کاست  موجود در ضبط صوت در هر ثانیه ۲ اینچ ( ۵/۰۸ سانتیمتر ) جابجا می گردد. گرداننده هارد دیسک می تواند هد مربوط به هارد دیسک را  در هر ثانیه ۳۰۰۰ اینچ  به چرخش در آورد .

 یک هارد دیسک پیشرفته قادر به ذخیره سازی حجم بسیار بالائی از اطلاعات در فضائی اندک و  بازیابی اطلاعات با سرعت بسیار بالا است . اطلاعات ذخیره شده برروی هارد دیسک در قالب مجموعه ای از فایل ها ذخیره می گردند. فایل نامی دیگر برای مجموعه ای از بایت ها است که بنوعی در آنها اطلاعاتی مرتبط به هم ذخیره شده است . زمانیکه برنامه ای اجراء  و در خواست فایلی را داشته باشد، هارد دیسک اطلاعات را بازیابی و آنها برای استفاده  پردازنده ارسال خواهد کرد.

 برای اندازه گیری کارآئی یک هارد دیسک از دو روش عمده استفاده می گردد:

 – میزان داده (Data rate) . تعداد بایت هائی ارسالی  در هر ثانیه برای پردازنده است . اندازه فوق بین ۵ تا ۴۰ مگابایت در هر ثانیه است .

– زمان جتسجو (Seek Time) . مدت زمان بین درخواست یک فایل توسط پردازنده  تا ارسال اولین بایت فایل مورد نظربرای پردازنده را می گویند.

کالبد شکافی هارد دیسک

بهترین روش شناخت نحوه عملکرد هارد دیسک کالبد شکافی آن است .شکل زیر یک هارد دیسک را نشان می دهد.

یک پوسته ( قاب ) آلومینیومی که کنترل کننده هارد دیسک در درون آن ( یک سمت دیگر ) قرار دارد. کنترل کننده فوق مکانیزمهای خواندن ، نوشتن و موتوری که باعث چرخش صفحات هارد دیسک می شود  را کنترل می نماید.

در نزدیکی برد کنترل کننده کانکتورهای مربوط به موتوری که باعث چرخش صفحات هارد می شود قرار دارد.

در صورتیکه روکش مربوطه را از روی درایو برداریم با وضعیتی مشابه شکل زیر برخورد خواهیم کرد.

در تصویر فوق موارد زیر مشاهده می گردد:

– Platters ( صفحات ) این صفحات می توانند با سرعت ۳۶۰۰ تا ۷۲۰۰ دور در دقیقه چرخش نمایند.

– بازوئی که هد  خواندن و نوشتن را نگاه داشته است . این بازو با سرعتی معادل ۵۰ بار در ثانیه قادر به حرکت در طول هر یک از صفحات است ( حرکت شعاعی )

بمنظور افزایش ظرفیت هارد دیسک می توان تعدادی از صفحات را استفاده کرد . شکل زیر هارد دیسکی با سه صفحه و شش هد خواندن / نوشتن را نشان می دهد.

مکانیزمی که باعث حرکت بازوها بر روی  هارد دیسک می گردد ، سرعت و دقت را تضمین می نماید.در این راستا از یک موتور خطی با سرعت بالا استفاده می گردد.

ذخیره سازی داده ها

اطلاعات بر روی سطح هر یک از صفحات هارد دیسک در مجموعه هائی با نام سکتور و شیار ذخیره می گردد. شیارها دوایرمتحدالمرکزی می باشند ( نواحی زرد) که بر روی هر یک از آنها تعداد محدودی سکتور(نواحی آبی ) با ظرفیت بین ۲۵۶ ، ۵۱۲ بایت ایجاد می گردد. سکتورهای فوق در ادامه و همزمان با آغاز فعالیت سیستم عامل در واحد های دیگر با نام ” کلاستر ” سازماندهی می گردند. زمانیکه یک درایو تحت عملیاتی با نام Low level format قرار می گیرد، شیارها و سکتورها ایجاد می گردند. درادامه و زمانیکه درایو High level format  گردید، با توجه به نوع سیستم عامل و سیاست های راهبردی مربوطه ساختارهائی نظیر :  جدول اختصاص فایل ها،   جدول آدرس دهی فایل ها و…  ایجاد، تا بستر مناسب برای استقرار فایل های اطلاعاتی فراهم گردد.

  فلاپی درایو

فلاپی دیسک ، یک نوع  وسیله  ذخیره سازی اطلاعات  در کامپیوتر است . درایوهای موجود در کامپیوتر مسئول خواندن و نوشتن اطلاعات بر روی فلاپی دیسک ها بر اساس یک ساختار مشخص شده ، می باشند. جنس فلاپی دیسک ها از  پلاستیک نرم بوده که بر روی آن  یک لایه ( غشاء ) مغناطیسی وجود دارد .

مبانی فلاپی درایوها

فلاپی درایو در سال ۱۹۶۷ توسط شرکت IBM ابداع گردید. در اولین فلاپی درایو از یک دیسک ( دیسکت )  ۸ اینچی استفاده شده بود. همزمان با ارائه اولین کامپیوترهای شخصی در سال ۱۹۸۱ توسط شرکت IBM ، از فلاپی درایوهای ۵/۲۵ اینچ استفاده بعمل آمد. این نوع دیسک ها قادر به نگهداری ۳۶۰ کیلو بایت اطلاعات بودند. در اواسط دهه ۱۹۸۰ دیسک های ۳/۵ اینج با ظرفیت ۱/۴۴ مگابایت مطرح گردیدند. در آن زمان اغلب کامپیوترها دارای دو درایو برای استفاده از دو نوع فلاپی دیسک ( ۵/۲۵ و ۳/۵ ) بودند ولی از اواسط دهه ۱۹۹۰  دیسک های ۵/۲۵  بندرت مورد استفاده قرار گرفته  و بتدریج از رده خارج گردیدند.

 – فلاپی دیسک  را ” دیسکت ”  نیز  می گویند. رایج ترین نوع دیسکت ۳/۵ اینچ است .

فلاپی دیسک درایو یک دستگاه الکترومکانیکی برای خواند ن و نوشتن اطلاعات بر روی فلاپی دیسک ها است .

شیار دوایر متحدالمرکز موجود بر روی یک فلاپی دیسک را می گویند.

سکتور زیرمجموعه ای از یک شیار بوده و تعداد سکتور در هر شیار بستگی به نوع دیسک دارد.

اجزای یک فلاپی دیسک  درایو

دیسک :

یک فلاپی دیسک در موارد متعددی مشابه نوار کاست است :

–  از یک نوع پلاستیک نازک که با اکسید آهن آغشته شده است استفاده می گردد. اکسید فوق از نوع ”  فرومانیتیک  ” بوده و اگر  تحت تاثیر یک میدان مغناطیسی قرار گیرد،  قادر به نگهداری ( ذخیره ) دائم اطلاعات خواهد بود.

–  قابلیت ضبط اطلاعات را دارا می باشند.

–  قابلیت پاک کردن اطلاعات و استفاده مجدد را دارا می باشند.

–  ارزان قیمت بوده و بسادگی قابل استفاده می باشند.

نوارهای کاست دارای یک اشکال بزرگ می باشند . اشکال اساسی نوارهای کاست روش بازیابی “ترتیبی” در آنان است . مثلا” برای شنیدن آهنگ خاصی می بایست بصورت ترتیبی بر روی نوار حرکت و پس از استقرار بر روی آهنگ دلخواه آن را گوش داد. بهرحال پیدا نمودن یک آهنگ و استفاده سریع از آن همواره  فرآیندی ترتیبی و کند خواهد بود.

یک فلاپی دیسک همانند نوار کاست از یک نوع پلاستیک نرم آغشته به مواد مغناطیسی( درهردو طرف) استفاده می نماید. اطلاعات بر روی دوایر متحدالمرکزی که “شیار”  نامیده  می شوند، ذخیره خواهند شد. هر شیار خود به مجموعه ای از سکتورها تقسیم می گردد. همزمان با چرخش دیسک، هد  بر روی شیار استقرار و زمینه بازیابی مستقیم اطلاعات  فراهم می گردد.

درایو :

اجزای اصلی یک فلاپی درایو شامل موارد ذیل است :

هد خواندن و نوشتن . هد  در دو طرف دیسکت وجود داشته و حرکت آنها در طول دیسکت با یکدیگر خواهد بود . از هد های یکسان برای خواندن و نوشتن استفاده می گردد.

موتور درایو . یک موتور بسیار کوچک با توان چرخش  ۳۰۰ تا ۳۶۰ دور در دقیقه

موتور Stepper . وظیفه موتور فوق ، استقرار هد خواندن و نوشتن در محل شیار مورد نظر است.

فریم مکانیکال . سیستم فوق شامل یک برابرکننده بوده  که پنجره کوچک حفاظت( قاب فلزی موجود بر روی فلاپی دیسک ) را برروی دیسکت باز نموده تا بدین طریق امکان تماس هد  خواندن و نوشتن دردو طرف سطح دیسک فراهم گردد.

برد مدار الکترونیکی . برد فوق شامل تمام عناصر الکترونیکی لازم برای خواندن و یا نوشتن اطلاعات برروی دیسکت است .  این برد، مدار کنترلی  موتور stepper را نیز کنترل خواهد کرد.( حرکت هدهای خواندن و نوشتن بسمت دیسکت )

زمانیکه هد در طول  شیارها حرکت می کند ،  با سطح دیسکت  تماسی ایجاد  نخواهند شد.از نور الکترونیکی  بمنظور تشخیص حفاظت دیسک در مقابل نوشتن استفاده می گردد.( زبانه کوچک پشت دیسکت که بصورت کشوئی بوده  و  دیسکت را در مقابل عمل نوشتن  حفاظت می کند )

نوشتن اطلاعات بر روی یک فلاپی دیسک

مراحل زیر نحوه نوشتن اطلاعات بر روی فلاپی دیسک را تشان می دهد.( عملیات خواندن مشابه است ) :

– یک برنامه کامپیوتری  ، دستورالعملی را برای سخت افزار کامپیوتر ارسال تا اطلاعاتی  بر روی  فلاپی دیسک نوشته گردد.

–  کنترل کننده فلاپی دیسک درایو ” موتور” دیسکت را بحرکت درآورده تا از این طریق فلاپی دیسک چرخش نماید.

– موتور دوم ( Stepper)  باعث چرخش یک  میله دنده مارپیج ، خواهد شد.  مدت زمانی که طول خواهد کشید تا شیار مورد نظر بدست آید را ” زمان دستیابی ” می نامند. سخت افزار فلاپی دیسک درایودارای دانش لازم در خصوص نحوه استقرار بر شیار موردنطر با توجه به تعداد Step مورد نظر است .

– هد خواندن و نوشتن در شیار مورد نظر متوقف خواهد شد.

– قبل از اینکه داده خاصی بر روی دیسک نوشته گردد یک بوبین ،  انرژی لازم را برای پاک کردن یک سکتور فراهم می نماید.

– اطلاعات مورد نظر بر روی دیسکت نوشته خواهند شد.

  منبع  تغذیه

 منبع تغذیه  یکی از عناصر حیاتی درکامپیوتراست. فعالیت سایر عناصر  به عملکرد منبع تغذیه بستگی دارد. منبع فوق تامین کننده  جریان الکتریسیته مورد نیاز هر یک از عناصر سخت افزازی است . بدون وجود منبع تغذیه ، کامپیوتر مشابه  جعبه ای مملو از فلز و پلاستیک  خواهد بود. منبع تغذیه جریان ( AC (  Alternating Current  را به جریان   ( DC ( Direct Current تبدیل می کند.

در کامپیوترهای شخصی ، منبع تغذیه یک جعبه فلزی است که در گوشه Case قرار می گیرد. در اغلب سیستم ها در صورتیکه در پشت سیستم قرار گرفته باشید ،  می توان منبع تغذیه را مشاهده کرد.

شکل زیر یک منبع تغذیه را نشان می دهد.

شکل زیر نمای داخل یک منبع تغذیه را نشان می دهد.

منبع تغذیه را Switching power supplies نیز می گویند. با استفاده از نکنولوژی سوئیچینگ می توان ورودی AC را به ولتاژهای پایین تر DC تبدیل کرد. ولتاژهای ۳/۳ ، ۵ و ۱۲ ولتاژهای رایج می باشند. ولتاژهای ۳/۳ و پنج ولت عمدتا” توسط مدارات دیجیتال استفاده شده و ولتاژ دوازده ولت برای حرکت  موتورهائی  نظیر درایو دیسک ها و یا خنک کننده ها استفاده می گردد. شاخص اصلی یک منبع تغذیه ” وات ” است. وات معادل  حاضلرب  ولتاژ ( بر حسب ولت ) در جریان ( بر حسب آمپر ) است .

تکنولوژی سوئیچ کننده

تا قبل از سال ۱۹۸۰ منبع تغذیه ها سنگین و در انها از ترانزیستور و خازن های بزرگ و سنگین استفاده می گردید. این نوع از منبع تغذیه ها ولتاژ ورودی ۱۲۰ ولت و ۶۰ هرتز را به جریان DC با ۱۲ و ۵ ولت تبدیل می کردند. امروزه از تکنولوژی سوئیچ کننده ها استفاده می گردد. بکمک تکنولوژی فوق ، جریان با فرکانس ۶۰ هرتز ( هرتز معادل تعداد سیکل در ثانیه است) به یک جریان با فرکانس بالاتر تبدیل می گردد. با استفاده از تبدیل فوق این امکان بوجود خواهد آمد که یک ترانسفورمر کوچک قادر به کاهش ولتاژ ورودی از ۲۲۰ ( برخی کشورها ۱۱۰ ) ولت به ولتاژ مورد نیار در یک عنصر خاص در کامپیوتر باشد.

در شکل زیر سه ترانسفورماتور کوچک ( زرد رنگ ) در قسمت وسط  ، دو خازن سیلندری در سمت چپ نشان داده شده است .

ولتاژ و جریانی را که یک منبع تغذیه ارائه می نماید معمولا” بصورت یک ” برچسب” برروی آن چسبانده می شود.

استاندارد منبع تغذیه ها

تاکنون شش استاندارد متفاوت برای منبع تغذیه های استفاده شده در کامپیوتر مطرح شده است . اخیرا” استاندارد ATX مطرح شده است .ATX یک استاندارد صنعتی است که مشخص می کند منبع تغذیه دارای خصایص فیزیکی بمنظور مطابقت و استفاده در یک Case استاندارد ATX و همچنین دارای خصایص الکتریکی لازم برای کار و استفاده توسط یک برد اصلی ATX است .

کابل های منبع تغذیه ها استاندارد بوده و بگونه ای طراحی می گردنند که احتمال  نصب اشتباه آنان کاهش  یابد. اغلب تولیدکنندگان نیز از کا نکتورهای مشابه  برای محصولات تولیدی خود نظیر دیسک درایوها ، خنک کننده ها ( تامین ۱۲ ولت ) استفاده می نمایند.

 استفاده از منبع تغذیه

 برای انتخاب نوع منبع تغذیه ( مهمترین شاخص میزان وات است ) می بایست مشخص گردد که بر روی سیستم چه امکانات سخت افزاری نصب می گردد. با توجه به عناصر سخت افزاری نصب شده و میزان مصرف هر یک می توان به عدد واقعی ( وات منبع تغذیه ) دست پیدا کرد . جدول زیر برخی از عناصر سخت افزاری را بهمراه میزان مصرف مربوطه نشان می دهد.

PC Item

Watts

Accelerated Graphics Port (AGP) card

۲۰ to 30W

Peripheral Component Interconnect (PCI) card

۵W

small computer system interface (SCSI) PCI card

۲۰ to 25W

floppy disk drive

۵W

network interface card

۴W

۵۰X CD-ROM drive

۱۰ to 25W

RAM

۱۰W per 128M

۵۲۰۰ RPM Intelligent Drive Electronics (IDE) hard disk drive

۵ to 11W

۷۲۰۰ RPM IDE hard disk drive

۵ to 15W

Motherboard (without CPU or RAM)

۲۰ to 30W

۵۵۰ MHz Pentium III

۳۰W

۷۳۳ MHz Pentium III

۲۳٫۵W

۳۰۰ MHz Celeron

۱۸W

۶۰۰ MHz Athlon

۴۵W

مشکلات منبع تغذیه

منبع تغذیه  بیشترین میزان خرابی ( نسبت به سایر عناصر )  در کامییوتر را دارد  زمانیک کامپیوتر روشن می گردد، عملیات منبع تغذیه آغاز( گرم شدن ) و زمانیکه سیستم خاموش می گردد ، وظایف منبع تغذیه به اتمام می رسد ( خنک  می گردد) با توجه به تکرار عملیات فوق و نوسانات برق همواره منبع تغذیه می تواند عامل اولیه برای بروز اشکال در سیستم باشد. حساس بودن نسبت به بوی سوختگی و اطمینان از عملکرد صحیح خنک کننده منبع تغذیه ساده ترین روش  برای پیشگیری از بروز اشکال در منبع تغذیه است . تولیدکنندگان برد اصلی  اخیرا” امکاناتی را ارائه داده اند که با استفاده از آنها می توان در هر لحظه عملکرد خنک کننده منبع تغذیه و یا پردازنده را مشاهده و در صورت عدول  از استانداردهای موجود ( تعداد دور در دقیقه خنک کننده )  سریعا”  به کاربر اعلام ( پیام های هشداردهنده صوتی ) تا در اسرع وقت اشکال بوجود آمده برطرف گردد.