หน่วยความจำของคอมพิวเตอร์

หนว่ ยความจา ของคอมพวิ เตอร์

หน่วยความจาหลกั (Main Memory) เป็นหนว่ ยความจาพน้ื ฐานในคอมพวิ เตอรท์ กุ เครอื่ ง เปน็ หวั ใจของ การทางานในรปู แบบอตั โนมตั ิ มีหนา้ ทเ่ี กบ็ ขอ้ มลู ตา่ งๆ ท่ปี อ้ นเข้ามา เพ่ือใหห้ นว่ ยประมวลผลนาไปใช้ และเกบ็ ขอ้ มลู ทเี่ กีย่ วกับคณุ สมบตั ิ และระบบการทางานของเครือ่ งคอมพวิ เตอร์

หนว่ ยความจาหลกั หน่วยของขอ้ มลู ทจ่ี ดั เก็บในหนว่ ยความจาเรยี กวา่ ไบต์ (byte) 1 ไบต์ จะประกอบไปด้วย 8 บติ นอกจากนยี้ ังมหี น่วยเปน็ กิโลไบต์ (Kilobyte หรอื KB ) ซึง่ มีค่าเทา่ กับ 1,024 ไบต์ , เมกะไบต์ (megabyte หรือ MB) มคี า่ โดยประมาณหนงึ่ ลา้ นไบต์ หรอื 1,024 KB , กิกะไบต์ ( gigabyte หรือ GB ) มีคา่ ประมาณหนงึ่ พนั ลา้ นไบตห์ รอื หนง่ึ ลา้ นกิโลไบตแ์ ละเทราไบต์ ( terabyte หรอื TB ) มคี า่ ประมาณหน่งึ ลา้ นลา้ นไบต์

หน่วยความจุของขอ้ มลู หน่วยความจุของขอ้ มูลในหนว่ ยความจาสรุปได้ดงั นี้ 8 bits = 1 byte 1024 bytes = 1 kilobyte (KB) 1024 KB = 1 megabyte (MB) 1024 MB = 1 gigabyte (GB) 1024 GB = 1 terabyte (TB)

หน่วยความจาหลกั มี 3 ประเภท หน่วยความจาหลกั ท่เี ปน็ ทร่ี จู้ กั แรม (RAM) กันอยา่ งกวา้ งขวางมี 3 (ROM) ประเภท คอื ซีมอส (CMOS) รอม

แรม (RAM) Random access memory หรอื RAM เปน็ อปุ กรณห์ รอื แผงวงจรทีท่ าหนา้ ทเี่ ก็บขอ้ มลู และโปรแกรม คอมพวิ เตอร์ หนว่ ยความจาแรม บางครงั้ เรยี กวา่ หนว่ ยความจา ช่วั คราว (volatile) ทัง้ นีเ้ นอ่ื งจากโปรแกรมและขอ้ มลู ทถ่ี ูกเก็บใน หนว่ ยความจาแรมจะถูกลบหายไป เมื่อปิดเครอ่ื งคอมพวิ เตอร์ ดังนน้ั ถา้ ต้องการเกบ็ ขอ้ มลู และโปรแกรมทีอ่ ยใู่ นแรมไวใ้ ชง้ านในอนาคตจะตอ้ ง บันทกึ ขอ้ มูลเหลา่ นน้ั ลงในหนว่ ยความจาสารอง (secondary storage)

รอม (ROM) Read – 0nly memory หรือ ROM เปน็ หนว่ ยความจาทบ่ี ันทกึ ขอ้ สนเทศและคาสงั่ เรมิ่ ตน้ (start -up) ของระบบ คณุ สมบตั เิ ดน่ ของรอมคอื ขอ้ มูลและคาสง่ั จะไมถ่ กู ลบหายไป ถงึ แมว้ า่ จะปดิ เครอ่ื งคอมพวิ เตอร์ หรือไมม่ ี กระแสไฟฟา้ หลอ่ เลย้ี งแลว้ กต็ าม

ซมี อส (CMOS) Complimentary metal oxide semiconductor CMOS คอื ซปิ หนว่ ยความจา (Memory chip) ประเภทหนง่ึ ซึง่ จัดเกบ็ ขอ้ มลู ทส่ี าคญั ของเครอื่ ง เช่น วันเวลา รายการฮารด์ ดสิ ก์ หน่วยความจา เปน็ ตน้ เป็นหนว่ ยความจาสาหรบั ไบออส (BIOS) เพราะเปน็ ขอ้ มลู ในการสตารท์ ระบบ (Startup configuration)

หนว่ ยความจาแคช Cache memory ในระบบคอมพวิ เตอรจ์ ะมอี ปุ กรณบ์ างสว่ นท่ีทางานชา้ จงึ มี การใช้วธี ีหนว่ ยความจาแบบแรมมาเพมิ่ ความเรว็ ของอปุ กรณเ์ หลา่ นนั้ อันจะทาใหก้ ารทางานของคอมพวิ เตอรโ์ ดยรวมเรว็ ขน้ึ เรยี ก หนว่ ยความจาสว่ นนว้ี า่ หน่วยความจาแคช (Cache memory) ซงึ่ สามารถแบง่ ไดเ้ ปน็ 2 แบบ คอื แคชสาหรบั หนว่ ยความจา (Memory cache) และ แคชสาหรบั อปุ กรณ์ (Device cache)

แคชสาหรบั หนว่ ยความจา Memory cache จะเปน็ การใชห้ นว่ ยความจาแรมชนดิ ความเร็วสงู เปน็ พเิ ศษมาเกบ็ คาสงั่ และขอ้ มูลท่ใี ช้บอ่ ย ๆ จากหน่วยความจา แรมปกตขิ องระบบ เพ่อื ลดเวลาทซ่ี พี ียใู ชใ้ นการอา่ น หน่วยความจาแรมของระบบ ซึ่งมีความเรว็ ในการทางานชา้ กว่าการทางานของซพี ยี มู าก

แคชสาหรบั อุปกรณ์ Device cache เป็นการออกแบบเพอื่ เพม่ิ ความเรว็ ในการเขา้ ถงึ ขอ้ มลู ในอุปกรณ์อนื่ ๆ เชน่ หนว่ ยความจาสารอง โดยจดั สรรแรม มาใชเ้ กบ็ ขอ้ มูลและคาสัง่ ตา่ ง ๆ ที่ใชบ้ ่อย ๆ จากอปุ กรณ์ทีม่ ี ความเร็วตา่ เช่น ฮาร์ดดสิ ก์ มาไวใ้ นแคช ทาให้จานวนคร้งั ที่ ตอ้ งทาการเรียกใชข้ ้อมลู จากอปุ กรณ์เหลา่ น้นั ลดลง จึง ทางานได้รวดเร็วขนึ้

หน่วยความจาเสมอื น Virtual Memory จะเปน็ วีธีในการนาพน้ื ทข่ี องหน่วยเกบ็ ขอ้ มูลสารอง (สว่ นมากจะเปน็ ฮารด์ สิ ก์ ) มาจาลองเปน็ หนว่ ยความจา เน่ืองจากหน่วยความจาของระบบมีจากดั และมรี าคาสงู การ ใชห้ นว่ ยความจาเสมอื นจะทาใหส้ ามารถทางานกบั โปรแกรม ขนาดใหญม่ าก ๆ ได้ โดยไม่มปี ญั หาเร่อื งหน่วยความจาไม่ เพียงพอ

หน่วยความจาสารอง Secondary Storage เปน็ หนว่ ยเก็บขอ้ มูลถาวรที่ผใู้ ชส้ ามารถย้ายข้อมลู และ คาสงั่ ที่อยใู่ นแรมขณะที่เครอื่ งคอมพิวเตอร์ทางาน มาจดั เกบ็ ไว้ไดด้ ว้ ยคาสง่ั บนั ทกึ ของโปรแกรมตา่ งๆ ทาใหผ้ ใู้ ชส้ ามารถ เรียกขอ้ มลู และคาสงั่ มาใชภ้ ายหลงั ได้ ซ่งึ หน่วยความจารอง มคี วามจุขอ้ มลู ไดม้ ากกวา่ หนว่ ยความจาหลกั และมรี าคาถกู กว่า แตเ่ ขา้ ถึงขอ้ มูลไดช้ า้ กวา่ หนว่ ยความจาหลกั

อุปกรณ์หนว่ ยความจาสารอง หนว่ ยความจาสารอง (Secondary Memory) ประกอบดว้ ย แผ่นบนั ทกึ (floppy disk หรือ diskette) ไมโครคอมพวิ เตอรส์ ว่ นใหญม่ เี ครอ่ื งขบั แผน่ บันทึกอยา่ งนอ้ ยหนง่ึ ตวั การเก็บขอ้ มลู จะทาโดย บนั ทึกลงไปทผี่ วิ ของแผน่ จะแบ่งเปน็ วงเรยี กวา่ แทรก็ (track) แต่ละแทรก็ จะแบง่ เปน็ ชอ่ งเก็บ ขอ้ มลู เรยี กวา่ เซกเตอร์ (sector) แผน่ บนั ทึก ขนาด 3.5 นิ้ว มีความจุ 1.44 เมกะไบต์

อุปกรณ์หนว่ ยความจาสารอง ฮารด์ ดิสก์ (harddisk) ฮารด์ ดสิ ก์เป็นอปุ กรณเ์ ก็บขอ้ มลู ทมี่ ี ความจสุ งู มาก ขนาดของฮารด์ ดิสกม์ คี วามจเุ ปน็ กกิ ะไบต์ เช่น ฮารด์ ดิสกค์ วามจุ 15 กกิ ะไบต์ การ เขียนอา่ นขอ้ มลู บนฮารด์ ดสิ กจ์ ะกระทาเปน็ เซกเตอร์ และเขยี นอา่ นไดเ้ รว็ มาก เวลาทใ่ี ช้ในการ วัดการเขา้ ถงึ ขอ้ มลู มหี นว่ ยเปน็ มลิ ลวิ นิ าที

อุปกรณห์ นว่ ยความจาสารอง เทปแม่เหลก็ (magnetic tape) ใชส้ าหรบั เกบ็ ขอ้ มลู จานวนมาก มีการจดั เกบ็ และ เรียกคน้ ขอ้ มลู แบบเปน็ ลาดบั เชน่ ถา้ ต้องการหาข้อมลู ทอ่ี ยูใ่ นลาดบั ท่ี 5 เราจะตอ้ งอา่ นขอ้ มลู ลาดบั ตน้ ๆ กอ่ นจน ถงึ ข้อมลู ทเี่ ราตอ้ งการ ส่วนการประยกุ ตน์ น้ั เนน้ สาหรบั ใช้ สารองข้อมลู เพอ่ื ความมน่ั ใจ เชน่ ถ้าฮารด์ ดิสกเ์ สยี หาย ข้อมูลในฮารด์ ดสิ ก์อาจสญู หายได้ จงึ จาเปน็ ตอ้ งเกบ็ สารองขอ้ มลู ไว้

อุปกรณ์หนว่ ยความจาสารอง แผ่นซดี ี (Compact Disk : CD การเกบ็ ขอ้ มูลบนแผน่ ซีดใี ชห้ ลักการทางแสง แผ่นซีดที อี่ า่ นไดอ้ ยา่ งเดยี ว เรียกกนั วา่ ซดี ีรอม (CD- ROM) สามารถเกบ็ ขอ้ มลู หรอื โปรแกรมได้มากกวา่ 750 เมกะ ไบตต์ อ่ แผน่ แผ่นซดี มี ีเสน้ ผา่ นศนู ย์กลางประมาณ 5 นวิ้ ใน ปัจจุบันแผ่นซดี ไี ด้กา้ วหนา้ ขึ้นจนสามารถเขยี นขอ้ มลู บนแผน่ ซีดไี ดเ้ หมอื นฮารด์ ดสิ ก์ เรียกวา่ ออปตคิ ลั ดสิ ก์ (optical disk)