Bellek (hafıza)

Bellek; bilgisayarda çalışır haldeki programların içerdiği komut dizilerinin, aygıtlara ait yapısal bilgilerin depolandığı, işlem sırasında oluşan ara değerlerin ve ileride kullanılmak üzere saklanmış verilerin depolandıkları kayıt ortamlarıdır. Temel olarak iki tür bellek vardır.

Kalıcı Bellekler: İçerdiği veriler üzerine kaydedilmiş, elektrik kesintilerinden etkilenmeksizin taşıdığı verileri koruyabilen belleklerdir. Bu tip bellek içeren devreler üretici firmalar tarafından aygıtların üzerine monte edilirler.

Geçici Bellekler: Yapı, çalışma sistemi ve kullanıldıkları amaçlara göre çok fazla çeşitlilik gösteren bu bellek türlerinin hepsi elektriğe bağlı olarak çalışırlar. Sisteme enerji geldiği sürece bilgi depolar ve depolanan bu bilgilerin gerektiğinde kullanılmasını sağlar.

Sabit diskler ve floppy Disketler veri depolama alanları oldukları için bellek ünitelerine benzetilerek “Yan bellek” veya “İkincil Bellek” olarak adlandırılmaktadır. Gerçekte bunun doğruluk payı yoktur. Zira disklerin kayıt ve erişim sistemi ile belleklerinden çok farklıdır. Benzerlik taşıdıkları tek nokta verilerin depolanması ve gerektiğinde bu depoladıkları yerden alınıp işlenmesidir.

1- Rom Bellekler

Rom bellekler yüksek gerilim altında çıkışların yakılması mantığıyla programlanırlar. Bir ayak üzerinden gelen veri + veya – konumundan çıkış yapar. +1’e, -0’a karşılık geldiğini düşünürsek bir transistör’ün + çıkışı yakılarak tıkandığında bu ayak üzerinden çıkan bit değeri 0 olacaktır. Bu şekilde programlanmış bir rom belleğin programının silinmesi veya değiştirilmesi mümkün değildir.

2- Prom (Programable Rom)

Bu tür romlarda sadece bir kez veri kaydedilebilir. veri kaydedildikten sonra değiştirilemezler.

3- Eprom (Erasable Programmable Rom)

Bu tür romların ultraviole ışınıyla içerdiği veriler silinerek tekrar yazılabilmeleri mümkündür. Bu tür rom chiplerinin üzerinde bir yalıtkanla kapatılmış silme merceği vardır. PCI görüntü kartlarının bir çoğu üzerinde bu tip Rom içeren video bios mevcuttur.

4- Flash Rom Bellekler

Bir rom belleğe ilave olarak çalışan sürekli enerji ile desteklenerek verilerin kalıcılığının sağlandığı yeniden yazılabilen bellek türleridir. Özellikle Sistem Biosları bu tip belleklerle desteklenerek bir kısım değişken bilgiler bu bellekte tutularak biosun içerdiği veri oranının hem çokluğu hem de değiştirilebilirlik özelliği kazanmıştır.

5- Ram Bellekler

Random Acsess Memory ‘nin (Rasgele erişimli hafıza) kısıtlamasıyla oluşturulmuş olan bu isim bilgisayarın açıldığı andan itibaren işlemcinin ihtiyaç duyduğu tüm verileri, çalışan programların saklandıkları temel depodur. Bu belleğe depolanan veriler gerektikçe değiştirilir, eklenir veya çıkartılır.

Ram bellekler bir birinden bağımsız hücrelerden oluşurlar. Her hücrenin bir sayısal adresi vardır. Bu adres sayesinde depolanan verilerin bir birinden bağımsız olmaları ve gerektiğinde hızlı bir şekilde ulaşılmasını sağlar. Ram hücrelerinin veri çıkış noktaları veri yoluna, veri yolu da aradaki bellek denetleyicileri ile bağlantılı olarak işlemciye bağlanmıştır.

İlk başlangıçta bellek üniteleri chip şeklinde ama ana kart üzerinde ayrılmış yuvalara ayrı ayrı yerleştirilirken günümüzde bir kart (PCB-Printed Circuit Board) üzerine dizilerek slot yuvalara takılmaktadır. Bu bellek chiplerinin takıldığı ilk kartlarla oluşturulan bellek bloklarına SIMM (Single İnlıne Memory Module) adı verildi. Bunlar tek yönlü giriş hattına sahiptirler yani bellek Chipleri kartın bir yüzüne yerleştirilmiştir. Bunları DIMM (Dual İnline Memory module) izledi, bu bellek chipleri kartın her iki tarafında birden bulunduğu için çift yönlü unvanına hak kazandırırlar.

Bellek ihtiyacı büyüdükçe bellek modüllerinin boyu uzadı bu da veri yolu ile iletişim kurdukları kapı (Pin) sayılarının artmasına neden oldu. Pin sayıları sırasıyla 30, 72 ve 168 şeklinde gelişti. Ram bellekler adresleme ve erişimlerine göre değişik türler ayrıldılar.

a. DRAM (Dynamıc Ram)

Ram üzerindeki verilere sıralı olarak erişen bellek türüdür. Bu nedenle erişim süresi düşüktür. Veriye ilk adresten başlanarak ulaşılmaya çalışıldığı için yavaş fakat maliyeti düşük bir bellek türüdür. Veriler 1 ve 0 olarak saklanır. Bilgisayar sisteminin ana belleği oluşturur. Bellekte tutulan 1 ve 0 değerleri akümülatörlerin yüklenmesiyle sağlandığı için belli bir süre sonra kayıplara neden olmaktadır. Bu nedenle dram’lerde veriler sürekli yenilerek yani yeniden yüklenerek kalıcılığı sağlanır. Bu yenileme /tazeleme (Refresh) işlemi bir bellek denetleyicisi tarafından yürütülür.

b. SRAM (Static Ram)

Veriye erişim bellek haritası üzerinde verilerin bir adres düzenine bakılarak erişildiği için, yani verinin bulunduğu adrese doğrudan gidildiği için DRAM’dan daha hızlıdır.

c. EDO (Extended Data Out) Ram

Sıralı erişimde okunan verinin bitişiğindeki hücrede tutulan veriyi hatırlama ve bu bitişikteki veri istendiğinde doğrudan bu veriye ulaşma şeklinde çalışır. Bu, dinamik ram’ in hızlı kullanımı için geliştirilmiştir. 50-66 MHZ Bus hızında çalışmaktadırlar. Bu ramlar ikili olarak kullanılırlar. Yani bank üzerindeki en az iki tam slotu dolu olmalıdır. İkiden fazla olması halinde ram sayısı çift olmak zorundadır.

d. SDRAM(Senkronize Dynamic Ram)

Bu bellek tipi veri yolu hızı ile eş değer hızda çalışabilmektedir. Temel olarak veri yolu hızı ile eş zamanlılık gerçekte veri alış verişindeki bant genişliğine bağlıdır. Bu 512 MB/sn ile 1100 MB/sn aralığındadır.

e. DDR SDRAM (Double Data Rate Sdram)

Bu bellek türü geleceğin bellek teknolojisinin başlangıçı olarak ifade edilir. RdRam 333, 266, 200 MHZ bant genişliği sağlayabilmektedir.

f. DRDRAM (Direct Rambus Dram)

DDR SDRAM den farklı olarak 16 bitlik bir veri yoluna sahip olan bu Ram’ler DIMM modülü yerine RIMM (Rambus İnline Memory Module) kullanarak 800 MHZ gibi yüksek bir çalışma frekansına ulaşmakta ve veri transferinde 1. 6 GB Gibi büyük bir miktara ulaşılabilmektedir. Ancak bir dezavantajı var ki oda çok pahalı olması. 533 Mhz veri yolu üzerinde çalışabilen bu ram türü belki gelecekte güçlü sistemlerin ayrılmaz parçası olarak yer bulacak, Ancak şimdilik Pazar payı çok düşük.

g. VRAM, WRAM, SGRAM

Görüntü karları üzerinde kullanılan ram türleridir. Temel olarak Ram bellek sadece bir tek chip tarafından kullanılır. (Örn. CPU) yani aynı anda iki birim birden kullanılmaz. Bu nedenle görüntü işlemleri için ayrıca ram ayrılmıştır. Görüntü ile ilgili veriler video kartı belleğine aktarılarak buradan işlenmesi sağlanır.