หน่วยความจำภายนอก หน่วยความจำภายนอก หมายถึง สื่อต่าง ๆ ที่ใช้เป็นตัวเก็บข้อมูลเพิ่มจากหน่วยความจำหลัก (main memory) ในคอมพิวเตอร์ เช่น แถบบันทึก (tape) จานบันทึก (disk) เพราะราคาถูกกว่ามาก ถึงจะไม่เปิดไฟ ก็สามารถเก็บข้อมูลไว้ได้ หน่วยความจำหลักในคอมพิวเตอร์นั้นไม่มีที่พอจะนำข้อมูลจำนวนมาก ๆ เข้าไปเก็บไว้ได้หมด (ยิ่งมีขนาดใหญ่ ก็ยิ่งแพงมาก) เพื่อช่วยประหยัด เราอาจเก็บข้อมูลไว้ในหน่วยความจำรอง หรือหน่วยความจำช่วย (auxiliary storage) นี้ก่อน และจะดึงไปไว้ในหน่วยความจำหลักเฉพาะเมื่อเวลาต้องการเรียกใช้มีความหมายเหมือน external storage, secondary memoryและ auxiliary storage ดิสก์แม่เหล็ก ดิสก์สร้างขึ้นมาจากวัสดุที่ไม่มีสนามแม่เหล็ก เป็นรูปจานกลมเรียบ เรียกว่า แกน (substrate) แล้วนำมาเคลือบด้วยสารเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ในปัจจุบันได้หันมาใช้แกนที่ทำจากแก้ว ซึ่งคุณสมบัติที่เหนือกว่า คือ - แก้วมีผิวที่เรียบกว่าโลหะชนิดอื่น จึงช่วยให้การฉาบสารแม่เหล็กนั้นมีความเรียบมากกว่าทำให้แผ่นดิสก์มีความน่าเชื่อถือสูงขึ้น - ช่วยลดความผิดพลาดทางการผลิต ทำให้การบันทึกข้อมูลและการอ่านข้อมูลมีข้อผิดพลาดน้อยลง - สามารถสนับสนุนอุปกรณ์ที่มีคุณสมบัติ fly height ลดลง ทำให้มีความเที่ยงตรงในการทำงานมากขึ้น -มีความแข็งมากกว่า ช่วยในการลดอาการแกว่งตัวของดิสก์ -มีความทนทานต่อแรงสั่นสะเทือน และรอยขูดขีดมากกว่า กลไกในการอ่านและบันทึกข้อมูลบนสื่อแม่เหล็ก ข้อมูลถูกบันทึกลงบนแผ่นดิสก์ และสามารถอ่านกลับมาใช้งานได้ในภายหลัง โดยผ่านอุปกรณ์เรียกว่า หัวอ่าน/เขียนข้อมูล (head) ซึ่งมักจะแยกออกจากกันเป็น หัวอ่านข้อมูล (read head) และหัวบันทึกข้อมูล (write head)ในระหว่างที่มีการอ่านหรือบันทึกข้อมูล หัวอ่านหรือบันทึกข้อมูลจะนิ่งอยู่กับที่ ในขณะที่ แผ่นดิสก์นั้นจะหมุนไปเรื่อย ๆ อยู่ข้างใต้ การจัดโครงสร้างของข้อมูลและการฟอร์แมท หัวอ่าน/บันทึกข้อมูล จัดเป็นอุปกรณ์ขนาดเล็กที่สามารถอ่านข้อมูลหรือบันทึกข้อมูลลงบนแผ่นดิสก์ที่หมุนรอบตัวเองได้ การทำงานในลักษณะนี้ทำให้การบันทึกข้อมูลบนแผ่นดิสก์มีลักษณะเป็นวงแหวนขนาดต่าง ๆ ซึ่ง เรียกว่า ร่องบันทึกข้อมูล (tracks) ซึ่งมีขนาดเท่ากับ หัวอ่าน/บันทึกข้อมูล โดยปกติมีจำนวนร่องบันทึกข้อมูลนับพันร่องต่อแผ่นดิสก์หนึ่งด้าน คุณลักษณะทางกายภาพ แผ่นดิสก์จะถูกยึดติดไว้กับตัวขับดิสก์ (disk drive) ซึ่งประกอบด้วยแขนกลที่มีหัวอ่าน/บันทึกติดอยู่ มีแกนกลางซึ่งใช้เป็นตัวหมุนดิสก์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใช้สำหรับการบันทึกหรืออ่านข้อมูล ดิสก์ที่ติดตั้งแบบถาวร(non-removable disk) นั้นแผ่นดิสก์จะเป็นส่วนหนึ่งของตัวขับดิสก์ ไม่สามารถแยกจากกันได้ สำหรับดิสก์ส่วนใหญ่จะฉาบสารแม่เหล็กไว้ทั้งสองด้านของแผ่นดิสก์ ทำให้สามารถบันทึกข้อมูลได้ทั้งสองด้านซึ่งเรียกว่า “double sided” ในขณะที่ดิสก์รุ่นเก่าบางชนิดจะเป็นแบบด้านเดียวหรือ “single-sided” โดยทั่วไปหัวอ่าน/บันทึกจะถูกวางในตำแหน่งที่คงที่ซึ่งลอยอยู่เหนือแผ่นดิสก์เพียงเล็กน้อย (ช่องว่างนี้เรียกว่าair gap) การที่หัวอ่าน/บันทึก ลอยอยู่เหนือแผ่นดิสก์นั้น ทำให้หัวจะต้องสามารถสร้างสนามแม่เหล็กได้แรงเพียงพอที่จะมีผลต่อการบันทึกข้อมูลลงบนผิวของแผ่นดิสก์ และจะต้องมีความไวเพียงพอในการสัมผัสกับสนามแม่เหล็กที่ผิวได้ในขณะที่อ่านข้อมูล ดังนั้นความสัมพันธ์ ระหว่างความหนาแน่นของข้อมูล และช่องว่าง air gap คือ ถ้าช่องว่างนั้นมีขนาดแคบลงก็จะทำให้ความกว้างของร่องบันทึกแคบลงไปด้วย ทำให้มีปริมาณความจุข้อมูลสูงขึ้น ค่าประกอบประสิทธิภาพของดิสก์ รายละเอียดในการทำงานไอโอของดิสก์นั้น ขึ้นอยู่กับระบบคอมพิวเตอร์ ระบบปฏิบัติการ และคุณลักษณะของช่องสื่อสารไอโอและหน่วยควบคุมดิสก์ รูปแสดงแกนเวลาการทำงานของการถ่ายเทข้อมูล เวลาค้นหา (Seek time) เวลาค้นหา หมายถึง ระยะเวลาที่ตัวขับดิสก์ใช้ในการเคลื่อนหัวอ่าน/บันทึก จากตำแหน่งที่อยู่ในขณะนั้นไปยังตำแหน่งร่องบันทึกข้อมูลที่ต้องการ เวลาค้นหาประกอบด้วยสองส่วนคือระยะเวลาขั้นต้นที่เริ่มขยับแขนกล และระยะเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนหัวอ่าน/บันทึกข้ามร่องบันทึกข้อมูลต่าง ๆ เมื่อแขนกลเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ หน่วยความจำและที่เก็บข้อมูล ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องมีอุปกรณ์ดิสก์ไดรฟ์หนึ่งชุดหรือมากกว่าสำหรับใช้เก็บข้อมูลลงบนดิสก์แบบโลหะหรือแบบพลาสติก ฮาร์ดดิสก์สามารถเก็บข้อมูลได้จำนวนมหาศาล ซึ่งได้แก่ ภาพถ่าย วิดีโอ เพลง เอกสาร โปรแกรม และอื่นๆ ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ของคอมพิวเตอร์คุณจะเก็บข้อมูลไว้แม้ในตอนที่ปิดคอมพิวเตอร์ไปแล้ว สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ ให้ดูที่ ชิ้นส่วนคอมพิวเตอร์ และการติดตั้งหรือเอาฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ออก RAM หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม (RAM) คือพื้นที่การจัดเก็บชั่วคราวที่คอมพิวเตอร์ของคุณใช้ในการเรียกใช้Windows และโปรแกรมอื่นๆ RAM ไม่ได้ใช้ในการจัดเก็บข้อมูลเมื่อปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ RAM คือปริมาณพื้นที่จัดเก็บที่มีอยู่บนฮาร์ดดิสก์ของคอมพิวเตอร์ของคุณ ซึ่งจะต่างกับเนื้อที่ดิสก์ ฮาร์ดดิสก์ภายนอก วิธีที่ง่ายที่สุดที่จะเพิ่มเนื้อที่ฮาร์ดดิสก์ให้กับพีซีของคุณคือ เสียบฮาร์ดดิสก์ภายนอกเข้ากับพีซี ฮาร์ดดิสก์ภายนอกเป็นอุปกรณ์ที่ดีมากสำหรับการจัดเก็บภาพถ่ายดิจิทัล วิดีโอ เพลง และแฟ้มขนาดใหญ่อื่นๆ จำนวนมาก คุณสามารถใช้อุปกรณ์นี้เสริมพื้นที่เก็บข้อมูลของฮาร์ดดิสก์ในคอมพิวเตอร์ โดยเฉพาะในกรณีที่ฮาร์ดดิสก์ภายในของคุณเหลือพื้นที่น้อย นอกจากนี้ ฮาร์ดดิสก์ภายนอกยังเหมาะสำหรับการจัดเก็บสำเนาสำรองของแฟ้มสำคัญๆ อีกด้วย USB แฟลชไดรฟ์ USB (Universal Serial Bus) แฟลชไดรฟ์ คือ อุปกรณ์ขนาดเล็กที่สามารถพกพาและใช้เสียบเข้ากับ USBพอร์ตของเครื่องคอมพิวเตอร์ได้ USB แฟลชไดรฟ์ใช้จัดเก็บข้อมูลเช่นเดียวกับฮาร์ดดิสก์ แต่โดยปกติแล้ว USB แฟลชไดรฟ์จะเก็บข้อมูลได้น้อยกว่าฮาร์ดไดรฟ์มาก USB แฟลชไดรฟ์จะมีขนาดและรูปร่างที่แตกต่างกันไป และเก็บข้อมูลได้หลายกิกะไบต์ บางครั้งอาจมีการเรียกว่า ธัมป์ไดรฟ์ เพราะมีขนาดและรูปร่างคล้ายกับนิ้วโป้งของคน ไดรฟ์ชนิดนี้สามารถพกพาได้ง่าย จึงเหมาะสำหรับถ่ายโอนข้อมูลจากคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่ง USB แฟลชไดรฟ์ หรือเรียกอีกอย่างว่า เพนไดรฟ์ไดรฟ์พวงกุญแจคีย์ไดรฟ์ หรือ การ์ดหน่วยความจำ ซีดีไดรฟ์และดีวีดีไดรฟ์ คอมพิวเตอร์ทุกวันนี้เกือบทุกเครื่องจะมีซีดีไดรฟ์หรือดีวีดีไดรฟ์มากับเครื่องด้วย โดยปกติติดตั้งอยู่ด้านหน้าของหน่วยระบบ ซีดีไดรฟ์ใช้แสงเลเซอร์ในการอ่าน (เรียก) ข้อมูลจากแผ่นซีดี นอกจากนี้ซีดีไดรฟ์หลายตัวยังสามารถเขียน (บันทึก) ข้อมูลลงบนแผ่นซีดีได้ด้วย ถ้าคุณมีดิสก์ไดรฟ์แบบบันทึกได้ คุณสามารถเก็บสำเนาแฟ้มทั้งหลายของคุณลงบนแผ่นซีดีเปล่า และยังใช้ซีดีไดรฟ์เล่นซีดีเพลงจากคอมพิวเตอร์ของคุณได้เช่นกัน ดีวีดีไดรฟ์สามารถทำทุกสิ่งทุกอย่างที่ซีดีไดรฟ์ทำได้ และยังสามารถอ่านแผ่นดีวีดีได้ด้วย ถ้าคุณมีดีวีดีไดรฟ์ คุณสามารถดูภาพยนตร์หรือเล่นซีดีเพลงที่เครื่องคอมพิวเตอร์ได้ ดีวีดีไดรฟ์หลายๆ ตัวบันทึกข้อมูลลงบนแผ่นดีวีดีเปล่าได้ การ์ดหน่วยความจำ การ์ดหน่วยความจำแฟลช จะจัดเก็บข้อมูลต่างๆ ของคอมพิวเตอร์ เช่น ข้อความ รูปภาพ และเพลง คุณสามารถลบและใช้การ์ดหน่วยความจำซ้ำได้หลายครั้ง กล้องดิจิทัลส่วนใหญ่จะเก็บรูปภาพและวิดีโอไว้ที่การ์ดหน่วยความจำ คอมแพ็คแฟลช หรือการ์ด Secure Digital (SD) หน่วยความจำภายใน (Primary Storage Section // Memory) - หน่วยความจำของคอมพิวเตอร์จะใช้ในการเก็บคำสั่งและข้อมูลขณะที่มีการประมวลผล ภายในระบบคอมพิวเตอร์จะมีหน่วยความจำอยู่ 2 ประเภท คือ - ภายใน (Internal) - ภายนอก(External) หน่วยความจำภายในนั้นเราไม่ได้หมายถึงหน่วยความจำหลัก (Main memory) เท่านั้น แต่ยังจะหมายถึงหน่วยความจำที่อยู่ภายในซีพียู (Local memory) นอกจากนี้ภายใน CPU ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ CPU นั้นก็ต้องการที่จะมีหน่วยความจำเป็นของตัวเองด้วย ส่วนหน่วยความจำภายนอกนั้นเราจะหมายถึงอุปกรณ์เก็บข้อมูลอื่น ๆ ที่มักเรียกว่าเป็น peripheral storage devices เช่น ดิสก์ เทป ซึ่งติดต่อกับ CPU ด้วย I/O Controller คุณลักษณะอย่างหนึ่งของหน่วยความจำก็คือ ความจุ (Capacity) ซึ่งจะพูดกันในหน่วยของไบต์ (1 ไบต์ = 8 บิต) หรือคำ (word) ปกติแล้วคำจะมีความยาวขนาด 8, 16 หรือ 32 บิต ข้อมูลทุกประเภทสุดท้ายจะถูกแปลงเป็นบิต 0 หรือ 1 ซึ่งอยู่ในรูปของเลขฐานสองเพื่อเก็บไว้ในหน่วยความจำ เมื่อต้องการใช้ก็จะมีการแปลงจากเลขฐานสองนั้นให้อยู่ในรูปแบบที่ต้องการ แนวคิดอีกอย่างที่เกี่ยวข้องกันคือ จำนวนหน่วยที่จะโอนย้ายได้ (Unit of Transfer) สำหรับหน่วยความจำภายในนั้น unit of transfer จะเท่ากับจำนวนdata lines ที่เข้า-ออก หน่วยความจำ ซึ่งมันมักจะเท่ากับความยาวของคำ (แต่บางครั้งก็อาจจะไม่เท่าก็ได้) หลักการทำงานของหน่วยความจำภายใน วิธีการในการเข้าถึงหน่วยความจำ เราอาจแบ่งได้เป็น 4 แบบตามชนิดของหน่วยความจำ คือ - Sequential Access เช่น การเข้าถึงเทป - Direct Access เช่น การเข้าถึงดิสก์ - Random Access เช่นการเข้าถึงหน่วยความจำหลัก - Associative เช่น การเข้าถึงหน่วยความจำแคช ประสิทธิภาพของหน่วยความจำ พิจารณาถึงตัวแปร 3 ตัวนี้คือ 1. Access Time : หมายถึงเวลาที่ใช้ไปในการทำการอ่านหรือเขียนข้อมูล (เวลาที่จะนำข้อมูลไปไว้ยังตำแหน่งของหน่วยความจำที่ระบุไว้ หรือเวลาที่นำข้อมูลออกจากหน่วยความจำจากตำแหน่งที่ระบุไว้) 2. Memory Cycle Time : เป็นแนวคิดที่พัฒนามาใช้กับ RAM ซึ่งประกอบด้วย เวลาในการเข้าถึงข้อมูล (access time) บวกกับเวลาก่อนที่การเข้าถึงครั้งต่อไปจะเริ่มขึ้น 3.Transfer Rate : เป็นอัตราส่วนที่ข้อมูลสามารถจะถูกเคลื่อนย้ายเข้าหรือออกจากหน่วยความจำได้ใน 1 หน่วยเวลา หน่วยความจำหลัก หน่วยความจำชนิดรอม (ROM : Read Only Memory) เป็นหน่วยความจำชนิดที่จะเก็บข้อมูลหรือโปรแกรมไว้อย่างถาวรไม่สามารถเปลี่ยนแปลงอะไรได้ไม่ว่าจะต้องการหรือไม่ สิ่งที่เก็บไว้จะประกอบด้วยข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการเริ่มสตาร์ทเครื่องคอมพิวเตอร์ และใช้เก็บโปรแกรม BIOS หรือโปรแกรมของคอมพิวเตอร์ที่ฝังอยู่ในฮาร์ดแวร์ของเครื่องที่ทำหน้าที่ตรวจสอบฮาร์ดแวร์และอุปกรณ์ต่าง ๆ ของคอมพิวเตอร์ ชนิดของรอม -Manual ROM ) ข้อมูลทั้งหมดที่อยู่ใน ROM จะถูกโปรแกรม โดยผู้ผลิต (โปรแกรม มาจากโรงงาน) เราจะใช้ ROM ชนิดนี้ เมื่อข้อมูลนั้น ไม่มีการเปลี่ยนแปลง และมีความต้องการใช้งาน เป็นจำนวนมาก ผู้ใช้ไม่สามารถ เปลี่ยนแปลงข้อมูลภายใน ROM ได้ โดย ROM จะมีการใช้ technology ที่แตกต่างกันตัวอย่างเช่น BIPOLAR, CMOS, NMOS, PMOS -PROM (Programmable ROM) PROM (PROGRAMMABLE READ-ONLY MEMORY) ข้อมูลที่ต้องการโปรแกรมจะถูกโปรแกรมโดยผู้ใช้เอง โดยป้อนพัลส์แรงดันสูง ทำให้ METAL STRIPS หรือ POLYCRYSTALINE SILICON ที่อยู่ในตัว IC ขาดออกจากกัน ทำให้เกิดเป็นลอจิก “1”หรือ “0” ตามตำแหน่ง ที่กำหนดในหน่วยความจำนั้นๆ เมื่อ PROM ถูกโปรแกรมแล้ว ข้อมูลภายใน จะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้อีก -EPROM (Erasable Programmable ROM) EPROM (ERASABLE PROGRAMMABLE READ-ONLY MEMORY) ข้อมูลจะถูกโปรแกรม โดยผู้ใช้โดยการให้สัญญาณ ที่มีแรงดันสูง ผ่านเข้าไปในตัว EPROM ซึ่งเป็นวิธีเดียวกับที่ใช้ใน PROM แต่ข้อมูลที่อยู่ใน EPROM เปลี่ยนแปลงได้ โดยการลบข้อมูลเดิมที่อยู่ใน EPROM ออกก่อน แล้วค่อยโปรแกรมเข้าไปใหม่ การลบข้อมูลนี้ทำได้ด้วย การฉายแสง อุลตร้าไวโอเลตเข้าไปในตัว IC โดยผ่าน ทางกระจกใส ที่อยู่บนตัว IC เมื่อฉายแสง หน่วยความจำชนิดแรม (RAM : Random Access Memory) เป็นหน่วยความจำชนิดที่เก็บข้อมูลเอาไว้เพื่อให้โปรแกรมสามารถนำมาใช้งานได้ในทันทีที่ต้องการ ทั้งในส่วนของคำสั่งของโปรแกรมและข้อมูลที่ป้อนเข้าไป เป็นส่วนที่จะมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาระหว่างที่กำลังทำงานกับโปรแกรมอยู่ จะเป็นการเก็บไว้เพียงชั่วคราว และจะหายไปเมื่อปิดเครื่องหรือไฟฟ้าดับ นั่นคือแรมจะต้องมีไฟฟ้าคอยเลี้ยงตลอดเวลา โดยปกติทั่วไปหากบอกว่าคอมพิวเตอร์เครื่องนี้มี Memory 32 MB จะหมายถึงเครื่องคอมพิวเตอร์นั้นมี RAM 32 MB แรมเป็นทรัพยากรที่มีค่ามากของคอมพิวเตอร์ และดูเหมือนว่าเครื่องมีแรมเท่าไรก็มักจะไม่พอต่อความต้องการ (ทั้งของเราและของโปรแกรม application) โดยที่เนื้อที่ของหน่วยความจำหลักแบบแรมนี้ถูกแบ่งออกเป็น 4 ส่วน คือ 1.Input Storage Areaเป็นส่วนที่เก็บข้อมูลนำเข้าที่ได้รับมาจากหน่วยรับข้อมูลเข้าโดย ข้อมูลนี้จะถูกนำไปใช้ในการประมวลผลต่อไป 2.Working Storage Areaเป็นส่วนที่เก็บข้อมูลที่อยู่ในระหว่างการประมวลผล 3.Output Storage Areaเป็นส่วนที่เก็บผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผล ตามความต้องการของผู้ใช้ เพื่อรอที่จะถูกส่งไปแสดงออก ยังหน่วยแสดงผลอื่นที่ผู้ใช้ต้องการ 4.Program Storage Areaเป็นส่วนที่ใช้เก็บชุดคำสั่ง หรือโปรแกรมที่ผู้ใช้ต้องการจะส่งเข้ามา เพื่อใช้คอมพิวเตอร์ปฏิบัติตามคำสั่ง ชุดดังกล่าว หน่วยควบคุมจะทำหน้าที่ดึงคำสั่งจากส่วน นี้ไปที่ละคำสั่งเพื่อทำการแปลความหมาย ว่าคำสั่งนั้นสั่งให้ทำอะไร จากนั้นหน่วยควบคุม จะไปควบคุมฮาร์ดแวร์ที่ต้องการทำงานดังกล่าวให้ทำงานตามคำสั่งนั้นๆ ชนิดของแรมตามรูปร่าง - DIP RAM (Dual In-Line Package RAM) เป็นแรมยุคแรก มีลักษณะสีดำ มีขายื่นออกมาสองแถวคล้ายตะขาบ ยึดติดบน - SIMM RAM (Single In-Line Memory Module RAM) จะมีทั้งแบบ 30 พิน และ 72 พิน ข้อแตกต่างคือ SIMM 30 พินจะมี 9 บิตบนตัวแรม ส่วน SIMM 72 พิน จะมี 36 บิต และ SIMM 30 พินจะมีขนาดเล็กกว่า 72 พิน ชนิดของแรมตามเทคโนโลยี ความเร็วของตัวประมวลผลที่เพิ่มขึ้นย่อมต้องการส่วนประกอบต่าง ๆ ของระบบที่เร็วขึ้นเช่นกัน ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันบัสของหน่วยความจำจะทำงานช้ากว่าตัวประมวลผล จึงมีการพัฒนาเทคโนโลยีหน่วยความจำแบบต่าง ๆ ดังนี้ - DRAM (Dynamic RAM)เป็นมาตรฐานของ Main Memory มีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า Fast Page Mode DRAMนอกจากต้องมีไฟฟ้าเลี้ยงตลอดเวลาแล้ว แรมชนิดนี้จะต้องทำการ Recharge อยู่เสมอ คือจะคอยป้อนไฟเลี้ยงให้กับตัวเก็บประจุที่มีค่าเป็น “1” เป็นระยะ DRAM จะเก็บแต่ละค่าของบิตลงในหน่วยความจำ (Memory Cell) - SRAM (Static RAM)รูปแบบพื้นฐานของ SRAM คือ การใช้โครงสร้างแบบ Asynchronous ค่าของบิตที่เก็บในเซลหน่วยความจำจะถูกแทนด้วยสถานะของการ Flip-Flop แทนการเป็นประจุใน Capacitor การ Flip-Flop เป็นการเรียงตัวของทรานซิสเตอร์และรูปแบบของสวิตช์อิเล็กโทรนิกส์ของรีจิสเตอร์ - EDO DRAM (Extended RAM) หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า Hyper Page Mode DRAM มีพื้นฐานมาจาก FPM DRAM ดังนั้นการทำงานจะคล้ายกัน เริ่มจากการจัดลำดับการค้นหา แล้วจึงเริ่มการค้นหาตามคอลัมน์ เพียงแต่ว่าเมื่อพบข้อมูลที่ต้องการแล้ว แทนที่การค้นหาจะหยุดลงและปิดการทำงานของบัฟเฟอร์ data output หน่วยความจำแบบ EDO จะเก็บบัฟเฟอร์ของ data output ไว้จนกระทั่งการค้นหาข้อมูลเริ่มต้นใหม่อีกครั้งหนึ่ง การเปิดการทำงานของบัฟเฟอร์ไว้ตลอดทำให้ wait state ของ burst transfer rate ของหน่วยความจำแบบ EDO เร็วขึ้น หลักการทำงานและความแตกต่างของ RAM Dynamic Random Access Memory (DRAM) จะทำการเก็บข้อมูลในตัวเก็บประจุ (Capacitor) ซึ่งจำเป็นต้องมีการ refresh เพื่อ เก็บข้อมูล ให้คงอยู่โดยการrefresh นี้ทำให้เกิดการหน่วงเวลาขึ้นในการเข้าถึงข้อมูล และก็เนื่องจากที่มันต้อง refresh ตัวเองอยู่ตลอดเวลานี้เองจึงเป็นเหตุให้ได้ชื่อว่า Dynamic RAM Static Random Access Memory (SRAM) จะต่างจาก DRAM ตรงที่ว่า DRAM ต้องทำการ refresh ข้อมูลอยู่ตลอดเวลา แต่ในขณะที่ SRAM จะเก็บข้อมูล นั้น ๆ ไว้ และจำไม่ทำการ refresh โดยอัตโนมัติ ซึ่งมันจะทำการ refresh ก็ต่อเมื่อ สั่งให้มัน refreshเท่านั้น ซึ่งข้อดีของมันก็คือความเร็ว ซึ่งเร็วกว่า DRAM ปกติมาก แต่ก็ด้วยราคาที่สูงว่ามาก จึงเป็นข้อด้อยของมัน หน่วยความสำรอง หน่วยความจำรองหรือหน่วยเก็บข้อมูล (Storage) มีหน้าที่ในการเก็บข้อมูลทางคอมพิวเตอร์ไว้ และสามารถนำกลับมาใช้งานได้อีกตามต้องการ บางครั้งเรียกว่า หน่วยความจำสำรอง (Secondary Memory) ตัวอย่างหน่วยความจำสำรอง 1.แผ่นบันทึก (floppy disk หรือ diskette) ไมโครคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่มีเครื่องขับแผ่นบันทึกอย่างน้อยหนึ่งตัว แผ่นบันทึกที่ใช้ในปัจจุบันมีขนาด 3.5 นิ้ว ตัวแผ่นบันทึกเป็นแผ่นบางฉาบผิวด้วยสารแม่เหล็กอยู่ในกรอบพลาสติกแข็ง เพื่อป้องกันการขีดข่วน การเก็บข้อมูลจะทำโดยบันทึกลงไปที่ผิวของแผ่น ปกติใช้ได้ทั้งสองด้าน หัวอ่านของเครื่องขับจึงมีสองหัว แผ่นจะหมุนด้วยความเร็วคงที่ หัวอ่านวิ่งเข้าออกเพื่ออ่านข้อมูลในตำแหน่งที่อยู่ที่ต้องการ ผิวที่ใช้เก็บข้อมูลจะแบ่งเป็นวงเรียกว่า แทร็ก (track) แต่ละแทร็กจะแบ่งเป็นช่องเก็บข้อมูลเรียกว่า เซกเตอร์ (sector) แผ่นบันทึกขนาด 3.5 นิ้ว มีความจุ 1.44 เมกะไบต์ 2.ฮาร์ดดิสก์ (harddisk) จะประกอบด้วยแผ่นบันทึกแบบแข็งที่เคลือบสารแม่เหล็กหลายแผ่นเรียงซ้อนกัน หัวอ่านของเครื่องขับจะมีหลายหัว ในขณะที่แผ่นบันทึกแต่ละแผ่นหมุน หัวอ่านจะเคลื่อนที่เข้าออก เพื่ออ่านข้อมูลที่เก็บบนพื้นผิวแผ่น การเก็บข้อมูลในแต่ละแผ่นจะเป็นวง เรียกแต่ละวงของทุกแผ่นว่าไซลินเดอร์ (cylinder) แต่ละไซลินเดอร์จะแบ่งเป็นเซกเตอร์ แต่ละเซกเตอร์เก็บข้อมูลเป็นชุดๆ ฮาร์ดดิสก์เป็นอุปกรณ์เก็บข้อมูลที่มีความจุสูงมาก ขนาดของฮาร์ดดิสก์มีความจุเป็นกิกะไบต์ เช่น ฮาร์ดดิสก์ความจุ 15 กิกะไบต์ การเขียนอ่านข้อมูลบนฮาร์ดดิสก์จะกระทำเป็นเซกเตอร์ และเขียนอ่านได้เร็วมาก เวลาที่ใช้ในการวัดการเข้าถึงข้อมูลมีหน่วยเป็นมิลลิวินาที CMOS CMOS ย่อมาจาก (complementary metal-oxide semiconductor) เป็นหน่วยความจำที่ใช้เก็บข้อสนเทศที่ใช้เป็นประจำของระบบคอมพิวเตอร์ เช่น ประเภทของแป้นพิมพ์ เมาส์ จอภาพ และเครื่องอ่านแผ่นดิสก์ (disk drive) CMOS ใช้กระแสไฟจากแบตเตอรี่ ดังนั้นเมื่อปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ ข้อสนเทศใน CMOS จึงไม่สูญหายลักษณะเด่นของ CMOS อีกอย่างหนึ่งคือ ข้อสนเทศที่บันทึกใน CMOS สามารถเปลี่ยนแปลงได้เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงอุปกรณ์ให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ เช่น การเพิ่ม RAM และฮาร์ดแวร์อื่นๆ BIOS BIOS ย่อมาจาก (Basic Input Output System) ไบออส คือโปรแกรมเล็กๆที่ถูกเก็บไว้ในชิปROM ทำหน้าที่ในการตรวจสอบและควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ บนเมนบอร์ดและมีส่วนสำคัญมากในการบู๊ตเครื่อง เพราะไบออสจะคอยตรวจสอบอุปกรณ์ทั้งหมดหากอุปกรณ์ตัวไหนมีการทำงานผิดพลาด ไบออสก็จะรายงานหรือส่งสัญญาณเสียงให้เราได้ทราบทันที ไบออสจะทำงานหลังจากมีการเปิดสวิทซ์ ทันที ที่มีการใช้งานคอมพิวเตอร์โดยจะทำการตรวจสอบอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ติดตั้งในคอมพิวเตอร์ เช่น harddisk, disk drive,cd-rom, ram เป็นต้น

บทที่ 5 หน่วยความจำภายนอก

หน่วยความจำภายนอก

หน่วยความจำภายนอก

หมายถึง สื่อต่าง ๆ ที่ใช้เป็นตัวเก็บข้อมูลเพิ่มจากหน่วยความจำหลัก (main memory) ในคอมพิวเตอร์ เช่น แถบบันทึก (tape) จานบันทึก (disk) เพราะราคาถูกกว่ามาก ถึงจะไม่เปิดไฟ ก็สามารถเก็บข้อมูลไว้ได้ หน่วยความจำหลักในคอมพิวเตอร์นั้นไม่มีที่พอจะนำข้อมูลจำนวนมาก ๆ เข้าไปเก็บไว้ได้หมด (ยิ่งมีขนาดใหญ่ ก็ยิ่งแพงมาก) เพื่อช่วยประหยัด เราอาจเก็บข้อมูลไว้ในหน่วยความจำรอง หรือหน่วยความจำช่วย (auxiliary storage) นี้ก่อน และจะดึงไปไว้ในหน่วยความจำหลักเฉพาะเมื่อเวลาต้องการเรียกใช้มีความหมายเหมือน external storage, secondary memoryและ auxiliary storage

ดิสก์แม่เหล็ก 

    ดิสก์สร้างขึ้นมาจากวัสดุที่ไม่มีสนามแม่เหล็ก เป็นรูปจานกลมเรียบ เรียกว่า แกน (substrate) แล้วนำมาเคลือบด้วยสารเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ในปัจจุบันได้หันมาใช้แกนที่ทำจากแก้ว ซึ่งคุณสมบัติที่เหนือกว่า คือ

 - แก้วมีผิวที่เรียบกว่าโลหะชนิดอื่น จึงช่วยให้การฉาบสารแม่เหล็กนั้นมีความเรียบมากกว่าทำให้แผ่นดิสก์มีความน่าเชื่อถือสูงขึ้น

     - ช่วยลดความผิดพลาดทางการผลิต ทำให้การบันทึกข้อมูลและการอ่านข้อมูลมีข้อผิดพลาดน้อยลง

 - สามารถสนับสนุนอุปกรณ์ที่มีคุณสมบัติ fly height ลดลง ทำให้มีความเที่ยงตรงในการทำงานมากขึ้น

     -มีความแข็งมากกว่า ช่วยในการลดอาการแกว่งตัวของดิสก์

     -มีความทนทานต่อแรงสั่นสะเทือน และรอยขูดขีดมากกว่า

กลไกในการอ่านและบันทึกข้อมูลบนสื่อแม่เหล็ก

    ข้อมูลถูกบันทึกลงบนแผ่นดิสก์ และสามารถอ่านกลับมาใช้งานได้ในภายหลัง โดยผ่านอุปกรณ์เรียกว่า หัวอ่าน/เขียนข้อมูล (head) ซึ่งมักจะแยกออกจากกันเป็น หัวอ่านข้อมูล (read head) และหัวบันทึกข้อมูล (write head)ในระหว่างที่มีการอ่านหรือบันทึกข้อมูล หัวอ่านหรือบันทึกข้อมูลจะนิ่งอยู่กับที่ ในขณะที่   แผ่นดิสก์นั้นจะหมุนไปเรื่อย ๆ อยู่ข้างใต้

การจัดโครงสร้างของข้อมูลและการฟอร์แมท

     หัวอ่าน/บันทึกข้อมูล จัดเป็นอุปกรณ์ขนาดเล็กที่สามารถอ่านข้อมูลหรือบันทึกข้อมูลลงบนแผ่นดิสก์ที่หมุนรอบตัวเองได้ การทำงานในลักษณะนี้ทำให้การบันทึกข้อมูลบนแผ่นดิสก์มีลักษณะเป็นวงแหวนขนาดต่าง ๆ ซึ่ง  เรียกว่า ร่องบันทึกข้อมูล (tracks) ซึ่งมีขนาดเท่ากับ   หัวอ่าน/บันทึกข้อมูล โดยปกติมีจำนวนร่องบันทึกข้อมูลนับพันร่องต่อแผ่นดิสก์หนึ่งด้าน

คุณลักษณะทางกายภาพ

     แผ่นดิสก์จะถูกยึดติดไว้กับตัวขับดิสก์ (disk drive) ซึ่งประกอบด้วยแขนกลที่มีหัวอ่าน/บันทึกติดอยู่ มีแกนกลางซึ่งใช้เป็นตัวหมุนดิสก์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใช้สำหรับการบันทึกหรืออ่านข้อมูล ดิสก์ที่ติดตั้งแบบถาวร(non-removable disk) นั้นแผ่นดิสก์จะเป็นส่วนหนึ่งของตัวขับดิสก์ ไม่สามารถแยกจากกันได้

     สำหรับดิสก์ส่วนใหญ่จะฉาบสารแม่เหล็กไว้ทั้งสองด้านของแผ่นดิสก์ ทำให้สามารถบันทึกข้อมูลได้ทั้งสองด้านซึ่งเรียกว่า “double sided” ในขณะที่ดิสก์รุ่นเก่าบางชนิดจะเป็นแบบด้านเดียวหรือ “single-sided” 

       โดยทั่วไปหัวอ่าน/บันทึกจะถูกวางในตำแหน่งที่คงที่ซึ่งลอยอยู่เหนือแผ่นดิสก์เพียงเล็กน้อย (ช่องว่างนี้เรียกว่าair gap) การที่หัวอ่าน/บันทึก ลอยอยู่เหนือแผ่นดิสก์นั้น ทำให้หัวจะต้องสามารถสร้างสนามแม่เหล็กได้แรงเพียงพอที่จะมีผลต่อการบันทึกข้อมูลลงบนผิวของแผ่นดิสก์ และจะต้องมีความไวเพียงพอในการสัมผัสกับสนามแม่เหล็กที่ผิวได้ในขณะที่อ่านข้อมูล ดังนั้นความสัมพันธ์  ระหว่างความหนาแน่นของข้อมูล และช่องว่าง     air gap คือ ถ้าช่องว่างนั้นมีขนาดแคบลงก็จะทำให้ความกว้างของร่องบันทึกแคบลงไปด้วย ทำให้มีปริมาณความจุข้อมูลสูงขึ้น

ค่าประกอบประสิทธิภาพของดิสก์

      รายละเอียดในการทำงานไอโอของดิสก์นั้น ขึ้นอยู่กับระบบคอมพิวเตอร์ ระบบปฏิบัติการ และคุณลักษณะของช่องสื่อสารไอโอและหน่วยควบคุมดิสก์ 

รูปแสดงแกนเวลาการทำงานของการถ่ายเทข้อมูล 

เวลาค้นหา (Seek time)

      เวลาค้นหา หมายถึง ระยะเวลาที่ตัวขับดิสก์ใช้ในการเคลื่อนหัวอ่าน/บันทึก จากตำแหน่งที่อยู่ในขณะนั้นไปยังตำแหน่งร่องบันทึกข้อมูลที่ต้องการ เวลาค้นหาประกอบด้วยสองส่วนคือระยะเวลาขั้นต้นที่เริ่มขยับแขนกล และระยะเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนหัวอ่าน/บันทึกข้ามร่องบันทึกข้อมูลต่าง ๆ เมื่อแขนกลเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่

หน่วยความจำและที่เก็บข้อมูล

ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์

      คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องมีอุปกรณ์ดิสก์ไดรฟ์หนึ่งชุดหรือมากกว่าสำหรับใช้เก็บข้อมูลลงบนดิสก์แบบโลหะหรือแบบพลาสติก ฮาร์ดดิสก์สามารถเก็บข้อมูลได้จำนวนมหาศาล ซึ่งได้แก่ ภาพถ่าย วิดีโอ เพลง เอกสาร โปรแกรม และอื่นๆ ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ของคอมพิวเตอร์คุณจะเก็บข้อมูลไว้แม้ในตอนที่ปิดคอมพิวเตอร์ไปแล้ว สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ ให้ดูที่ ชิ้นส่วนคอมพิวเตอร์ และการติดตั้งหรือเอาฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ออก

RAM

      หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม (RAM) คือพื้นที่การจัดเก็บชั่วคราวที่คอมพิวเตอร์ของคุณใช้ในการเรียกใช้Windows และโปรแกรมอื่นๆ RAM ไม่ได้ใช้ในการจัดเก็บข้อมูลเมื่อปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ RAM คือปริมาณพื้นที่จัดเก็บที่มีอยู่บนฮาร์ดดิสก์ของคอมพิวเตอร์ของคุณ ซึ่งจะต่างกับเนื้อที่ดิสก์

ฮาร์ดดิสก์ภายนอก

      วิธีที่ง่ายที่สุดที่จะเพิ่มเนื้อที่ฮาร์ดดิสก์ให้กับพีซีของคุณคือ เสียบฮาร์ดดิสก์ภายนอกเข้ากับพีซี ฮาร์ดดิสก์ภายนอกเป็นอุปกรณ์ที่ดีมากสำหรับการจัดเก็บภาพถ่ายดิจิทัล วิดีโอ เพลง และแฟ้มขนาดใหญ่อื่นๆ จำนวนมาก คุณสามารถใช้อุปกรณ์นี้เสริมพื้นที่เก็บข้อมูลของฮาร์ดดิสก์ในคอมพิวเตอร์ โดยเฉพาะในกรณีที่ฮาร์ดดิสก์ภายในของคุณเหลือพื้นที่น้อย นอกจากนี้ ฮาร์ดดิสก์ภายนอกยังเหมาะสำหรับการจัดเก็บสำเนาสำรองของแฟ้มสำคัญๆ อีกด้วย

USB แฟลชไดรฟ์

      USB (Universal Serial Bus) แฟลชไดรฟ์ คือ อุปกรณ์ขนาดเล็กที่สามารถพกพาและใช้เสียบเข้ากับ USBพอร์ตของเครื่องคอมพิวเตอร์ได้ USB แฟลชไดรฟ์ใช้จัดเก็บข้อมูลเช่นเดียวกับฮาร์ดดิสก์ แต่โดยปกติแล้ว USB แฟลชไดรฟ์จะเก็บข้อมูลได้น้อยกว่าฮาร์ดไดรฟ์มาก USB แฟลชไดรฟ์จะมีขนาดและรูปร่างที่แตกต่างกันไป และเก็บข้อมูลได้หลายกิกะไบต์ บางครั้งอาจมีการเรียกว่า ธัมป์ไดรฟ์ เพราะมีขนาดและรูปร่างคล้ายกับนิ้วโป้งของคน ไดรฟ์ชนิดนี้สามารถพกพาได้ง่าย จึงเหมาะสำหรับถ่ายโอนข้อมูลจากคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่ง USB แฟลชไดรฟ์ หรือเรียกอีกอย่างว่า เพนไดรฟ์ไดรฟ์พวงกุญแจคีย์ไดรฟ์ หรือ การ์ดหน่วยความจำ

ซีดีไดรฟ์และดีวีดีไดรฟ์

      คอมพิวเตอร์ทุกวันนี้เกือบทุกเครื่องจะมีซีดีไดรฟ์หรือดีวีดีไดรฟ์มากับเครื่องด้วย โดยปกติติดตั้งอยู่ด้านหน้าของหน่วยระบบ ซีดีไดรฟ์ใช้แสงเลเซอร์ในการอ่าน (เรียก) ข้อมูลจากแผ่นซีดี นอกจากนี้ซีดีไดรฟ์หลายตัวยังสามารถเขียน (บันทึก) ข้อมูลลงบนแผ่นซีดีได้ด้วย ถ้าคุณมีดิสก์ไดรฟ์แบบบันทึกได้ คุณสามารถเก็บสำเนาแฟ้มทั้งหลายของคุณลงบนแผ่นซีดีเปล่า และยังใช้ซีดีไดรฟ์เล่นซีดีเพลงจากคอมพิวเตอร์ของคุณได้เช่นกัน

ดีวีดีไดรฟ์สามารถทำทุกสิ่งทุกอย่างที่ซีดีไดรฟ์ทำได้ และยังสามารถอ่านแผ่นดีวีดีได้ด้วย ถ้าคุณมีดีวีดีไดรฟ์ คุณสามารถดูภาพยนตร์หรือเล่นซีดีเพลงที่เครื่องคอมพิวเตอร์ได้ ดีวีดีไดรฟ์หลายๆ ตัวบันทึกข้อมูลลงบนแผ่นดีวีดีเปล่าได้

การ์ดหน่วยความจำ

      การ์ดหน่วยความจำแฟลช จะจัดเก็บข้อมูลต่างๆ ของคอมพิวเตอร์ เช่น ข้อความ รูปภาพ และเพลง คุณสามารถลบและใช้การ์ดหน่วยความจำซ้ำได้หลายครั้ง กล้องดิจิทัลส่วนใหญ่จะเก็บรูปภาพและวิดีโอไว้ที่การ์ดหน่วยความจำ คอมแพ็คแฟลช หรือการ์ด Secure Digital (SD)

หน่วยความจำภายใน (Primary Storage Section // Memory)

- หน่วยความจำของคอมพิวเตอร์จะใช้ในการเก็บคำสั่งและข้อมูลขณะที่มีการประมวลผล ภายในระบบคอมพิวเตอร์จะมีหน่วยความจำอยู่ 2 ประเภท คือ

- ภายใน (Internal)

- ภายนอก(External)

        หน่วยความจำภายในนั้นเราไม่ได้หมายถึงหน่วยความจำหลัก (Main memory) เท่านั้น 

แต่ยังจะหมายถึงหน่วยความจำที่อยู่ภายในซีพียู (Local memory)   นอกจากนี้ภายใน CPU  ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ CPU นั้นก็ต้องการที่จะมีหน่วยความจำเป็นของตัวเองด้วย  ส่วนหน่วยความจำภายนอกนั้นเราจะหมายถึงอุปกรณ์เก็บข้อมูลอื่น ๆ ที่มักเรียกว่าเป็น peripheral storage devices เช่น ดิสก์ เทป ซึ่งติดต่อกับ CPU ด้วย I/O Controller

        คุณลักษณะอย่างหนึ่งของหน่วยความจำก็คือ ความจุ (Capacity) ซึ่งจะพูดกันในหน่วยของไบต์ (1 ไบต์ = 8 บิต)  หรือคำ (word)  ปกติแล้วคำจะมีความยาวขนาด 8, 16 หรือ 32 บิต  ข้อมูลทุกประเภทสุดท้ายจะถูกแปลงเป็นบิต 0 หรือ 1 ซึ่งอยู่ในรูปของเลขฐานสองเพื่อเก็บไว้ในหน่วยความจำ เมื่อต้องการใช้ก็จะมีการแปลงจากเลขฐานสองนั้นให้อยู่ในรูปแบบที่ต้องการ

          แนวคิดอีกอย่างที่เกี่ยวข้องกันคือ จำนวนหน่วยที่จะโอนย้ายได้ (Unit of Transfer) สำหรับหน่วยความจำภายในนั้น unit of transfer จะเท่ากับจำนวนdata lines ที่เข้า-ออก หน่วยความจำ ซึ่งมันมักจะเท่ากับความยาวของคำ (แต่บางครั้งก็อาจจะไม่เท่าก็ได้)

หลักการทำงานของหน่วยความจำภายใน

วิธีการในการเข้าถึงหน่วยความจำ

เราอาจแบ่งได้เป็น 4 แบบตามชนิดของหน่วยความจำ คือ 

- Sequential Access   เช่น การเข้าถึงเทป

 - Direct Access เช่น การเข้าถึงดิสก์

 - Random Access เช่นการเข้าถึงหน่วยความจำหลัก

 - Associative เช่น การเข้าถึงหน่วยความจำแคช

ประสิทธิภาพของหน่วยความจำ

พิจารณาถึงตัวแปร 3 ตัวนี้คือ

      1. Access Time : หมายถึงเวลาที่ใช้ไปในการทำการอ่านหรือเขียนข้อมูล (เวลาที่จะนำข้อมูลไปไว้ยังตำแหน่งของหน่วยความจำที่ระบุไว้ หรือเวลาที่นำข้อมูลออกจากหน่วยความจำจากตำแหน่งที่ระบุไว้)

      2. Memory Cycle Time : เป็นแนวคิดที่พัฒนามาใช้กับ RAM ซึ่งประกอบด้วย เวลาในการเข้าถึงข้อมูล (access time) บวกกับเวลาก่อนที่การเข้าถึงครั้งต่อไปจะเริ่มขึ้น

 3.Transfer Rate : เป็นอัตราส่วนที่ข้อมูลสามารถจะถูกเคลื่อนย้ายเข้าหรือออกจากหน่วยความจำได้ใน 1 หน่วยเวลา

หน่วยความจำหลัก

หน่วยความจำชนิดรอม (ROM : Read Only Memory)

        เป็นหน่วยความจำชนิดที่จะเก็บข้อมูลหรือโปรแกรมไว้อย่างถาวรไม่สามารถเปลี่ยนแปลงอะไรได้ไม่ว่าจะต้องการหรือไม่ สิ่งที่เก็บไว้จะประกอบด้วยข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการเริ่มสตาร์ทเครื่องคอมพิวเตอร์ และใช้เก็บโปรแกรม  BIOS หรือโปรแกรมของคอมพิวเตอร์ที่ฝังอยู่ในฮาร์ดแวร์ของเครื่องที่ทำหน้าที่ตรวจสอบฮาร์ดแวร์และอุปกรณ์ต่าง ๆ ของคอมพิวเตอร์   

ชนิดของรอม

-Manual ROM )

         ข้อมูลทั้งหมดที่อยู่ใน ROM จะถูกโปรแกรม โดยผู้ผลิต (โปรแกรม มาจากโรงงาน) เราจะใช้ ROM ชนิดนี้ เมื่อข้อมูลนั้น ไม่มีการเปลี่ยนแปลง และมีความต้องการใช้งาน เป็นจำนวนมาก ผู้ใช้ไม่สามารถ เปลี่ยนแปลงข้อมูลภายใน ROM ได้

        โดย ROM จะมีการใช้ technology ที่แตกต่างกันตัวอย่างเช่น BIPOLAR, CMOS, 

NMOS, PMOS

-PROM (Programmable ROM)

PROM (PROGRAMMABLE READ-ONLY MEMORY)

         ข้อมูลที่ต้องการโปรแกรมจะถูกโปรแกรมโดยผู้ใช้เอง โดยป้อนพัลส์แรงดันสูง

ทำให้ METAL STRIPS หรือ POLYCRYSTALINE SILICON ที่อยู่ในตัว IC ขาดออกจากกัน ทำให้เกิดเป็นลอจิก “1”หรือ “0” ตามตำแหน่ง ที่กำหนดในหน่วยความจำนั้นๆ เมื่อ PROM ถูกโปรแกรมแล้ว ข้อมูลภายใน จะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้อีก

-EPROM (Erasable Programmable ROM)

EPROM (ERASABLE PROGRAMMABLE READ-ONLY MEMORY)

         ข้อมูลจะถูกโปรแกรม โดยผู้ใช้โดยการให้สัญญาณ ที่มีแรงดันสูง ผ่านเข้าไปในตัว EPROM ซึ่งเป็นวิธีเดียวกับที่ใช้ใน PROM แต่ข้อมูลที่อยู่ใน EPROM เปลี่ยนแปลงได้ โดยการลบข้อมูลเดิมที่อยู่ใน EPROM ออกก่อน แล้วค่อยโปรแกรมเข้าไปใหม่ การลบข้อมูลนี้ทำได้ด้วย การฉายแสง อุลตร้าไวโอเลตเข้าไปในตัว IC โดยผ่าน ทางกระจกใส ที่อยู่บนตัว IC เมื่อฉายแสง

หน่วยความจำชนิดแรม (RAM : Random Access Memory)

     

         เป็นหน่วยความจำชนิดที่เก็บข้อมูลเอาไว้เพื่อให้โปรแกรมสามารถนำมาใช้งานได้ในทันทีที่ต้องการ ทั้งในส่วนของคำสั่งของโปรแกรมและข้อมูลที่ป้อนเข้าไป เป็นส่วนที่จะมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาระหว่างที่กำลังทำงานกับโปรแกรมอยู่ จะเป็นการเก็บไว้เพียงชั่วคราว และจะหายไปเมื่อปิดเครื่องหรือไฟฟ้าดับ นั่นคือแรมจะต้องมีไฟฟ้าคอยเลี้ยงตลอดเวลา โดยปกติทั่วไปหากบอกว่าคอมพิวเตอร์เครื่องนี้มี Memory 32 MB จะหมายถึงเครื่องคอมพิวเตอร์นั้นมี RAM 32 MB    แรมเป็นทรัพยากรที่มีค่ามากของคอมพิวเตอร์ และดูเหมือนว่าเครื่องมีแรมเท่าไรก็มักจะไม่พอต่อความต้องการ (ทั้งของเราและของโปรแกรม application)

โดยที่เนื้อที่ของหน่วยความจำหลักแบบแรมนี้ถูกแบ่งออกเป็น 4 ส่วน คือ

          1.Input Storage Areaเป็นส่วนที่เก็บข้อมูลนำเข้าที่ได้รับมาจากหน่วยรับข้อมูลเข้าโดย ข้อมูลนี้จะถูกนำไปใช้ในการประมวลผลต่อไป

          2.Working Storage Areaเป็นส่วนที่เก็บข้อมูลที่อยู่ในระหว่างการประมวลผล

          3.Output Storage Areaเป็นส่วนที่เก็บผลลัพธ์ที่ได้จากการประมวลผล ตามความต้องการของผู้ใช้ เพื่อรอที่จะถูกส่งไปแสดงออก ยังหน่วยแสดงผลอื่นที่ผู้ใช้ต้องการ 

          4.Program Storage Areaเป็นส่วนที่ใช้เก็บชุดคำสั่ง หรือโปรแกรมที่ผู้ใช้ต้องการจะส่งเข้ามา เพื่อใช้คอมพิวเตอร์ปฏิบัติตามคำสั่ง ชุดดังกล่าว หน่วยควบคุมจะทำหน้าที่ดึงคำสั่งจากส่วน นี้ไปที่ละคำสั่งเพื่อทำการแปลความหมาย ว่าคำสั่งนั้นสั่งให้ทำอะไร จากนั้นหน่วยควบคุม จะไปควบคุมฮาร์ดแวร์ที่ต้องการทำงานดังกล่าวให้ทำงานตามคำสั่งนั้นๆ

ชนิดของแรมตามรูปร่าง

           - DIP RAM (Dual In-Line Package RAM)  เป็นแรมยุคแรก มีลักษณะสีดำ มีขายื่นออกมาสองแถวคล้ายตะขาบ ยึดติดบน

           - SIMM RAM (Single In-Line Memory Module RAM) จะมีทั้งแบบ 30 พิน และ 72 พิน ข้อแตกต่างคือ SIMM 30  พินจะมี 9 บิตบนตัวแรม ส่วน SIMM 72  พิน จะมี 36 บิต และ  SIMM 30  พินจะมีขนาดเล็กกว่า 72 พิน

ชนิดของแรมตามเทคโนโลยี

          ความเร็วของตัวประมวลผลที่เพิ่มขึ้นย่อมต้องการส่วนประกอบต่าง ๆ ของระบบที่เร็วขึ้นเช่นกัน ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันบัสของหน่วยความจำจะทำงานช้ากว่าตัวประมวลผล จึงมีการพัฒนาเทคโนโลยีหน่วยความจำแบบต่าง ๆ ดังนี้

         - DRAM (Dynamic RAM)เป็นมาตรฐานของ Main Memory มีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า Fast Page Mode DRAMนอกจากต้องมีไฟฟ้าเลี้ยงตลอดเวลาแล้ว แรมชนิดนี้จะต้องทำการ Recharge อยู่เสมอ คือจะคอยป้อนไฟเลี้ยงให้กับตัวเก็บประจุที่มีค่าเป็น “1” เป็นระยะ DRAM จะเก็บแต่ละค่าของบิตลงในหน่วยความจำ (Memory Cell)  

           - SRAM (Static RAM)รูปแบบพื้นฐานของ SRAM คือ การใช้โครงสร้างแบบ Asynchronous ค่าของบิตที่เก็บในเซลหน่วยความจำจะถูกแทนด้วยสถานะของการ Flip-Flop  แทนการเป็นประจุใน Capacitor  การ  Flip-Flop เป็นการเรียงตัวของทรานซิสเตอร์และรูปแบบของสวิตช์อิเล็กโทรนิกส์ของรีจิสเตอร์

           

             - EDO DRAM (Extended RAM) หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า Hyper Page Mode DRAM  มีพื้นฐานมาจาก FPM DRAM  ดังนั้นการทำงานจะคล้ายกัน เริ่มจากการจัดลำดับการค้นหา แล้วจึงเริ่มการค้นหาตามคอลัมน์ เพียงแต่ว่าเมื่อพบข้อมูลที่ต้องการแล้ว

             แทนที่การค้นหาจะหยุดลงและปิดการทำงานของบัฟเฟอร์ data output  หน่วยความจำแบบ EDO จะเก็บบัฟเฟอร์ของ data output ไว้จนกระทั่งการค้นหาข้อมูลเริ่มต้นใหม่อีกครั้งหนึ่ง การเปิดการทำงานของบัฟเฟอร์ไว้ตลอดทำให้ wait state ของ burst transfer rate ของหน่วยความจำแบบ EDO เร็วขึ้น

หลักการทำงานและความแตกต่างของ RAM

Dynamic Random Access Memory (DRAM) 

          จะทำการเก็บข้อมูลในตัวเก็บประจุ (Capacitor) ซึ่งจำเป็นต้องมีการ refresh เพื่อ เก็บข้อมูล ให้คงอยู่โดยการrefresh นี้ทำให้เกิดการหน่วงเวลาขึ้นในการเข้าถึงข้อมูล และก็เนื่องจากที่มันต้อง refresh ตัวเองอยู่ตลอดเวลานี้เองจึงเป็นเหตุให้ได้ชื่อว่า Dynamic RAM

Static Random Access Memory (SRAM) 

          จะต่างจาก DRAM ตรงที่ว่า DRAM ต้องทำการ refresh ข้อมูลอยู่ตลอดเวลา แต่ในขณะที่ SRAM จะเก็บข้อมูล นั้น ๆ ไว้ และจำไม่ทำการ refresh โดยอัตโนมัติ ซึ่งมันจะทำการ refresh ก็ต่อเมื่อ สั่งให้มัน refreshเท่านั้น ซึ่งข้อดีของมันก็คือความเร็ว ซึ่งเร็วกว่า DRAM ปกติมาก แต่ก็ด้วยราคาที่สูงว่ามาก จึงเป็นข้อด้อยของมัน

หน่วยความสำรอง

          หน่วยความจำรองหรือหน่วยเก็บข้อมูล (Storage) มีหน้าที่ในการเก็บข้อมูลทางคอมพิวเตอร์ไว้ และสามารถนำกลับมาใช้งานได้อีกตามต้องการ บางครั้งเรียกว่า หน่วยความจำสำรอง (Secondary Memory) 

ตัวอย่างหน่วยความจำสำรอง

          1.แผ่นบันทึก (floppy disk หรือ diskette) ไมโครคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่มีเครื่องขับแผ่นบันทึกอย่างน้อยหนึ่งตัว แผ่นบันทึกที่ใช้ในปัจจุบันมีขนาด 3.5 นิ้ว ตัวแผ่นบันทึกเป็นแผ่นบางฉาบผิวด้วยสารแม่เหล็กอยู่ในกรอบพลาสติกแข็ง เพื่อป้องกันการขีดข่วน  

การเก็บข้อมูลจะทำโดยบันทึกลงไปที่ผิวของแผ่น ปกติใช้ได้ทั้งสองด้าน หัวอ่านของเครื่องขับจึงมีสองหัว แผ่นจะหมุนด้วยความเร็วคงที่ หัวอ่านวิ่งเข้าออกเพื่ออ่านข้อมูลในตำแหน่งที่อยู่ที่ต้องการ ผิวที่ใช้เก็บข้อมูลจะแบ่งเป็นวงเรียกว่า แทร็ก (track) แต่ละแทร็กจะแบ่งเป็นช่องเก็บข้อมูลเรียกว่า เซกเตอร์ (sector) แผ่นบันทึกขนาด 3.5 นิ้ว มีความจุ 1.44 เมกะไบต์ 

         2.ฮาร์ดดิสก์ (harddisk) จะประกอบด้วยแผ่นบันทึกแบบแข็งที่เคลือบสารแม่เหล็กหลายแผ่นเรียงซ้อนกัน  หัวอ่านของเครื่องขับจะมีหลายหัว ในขณะที่แผ่นบันทึกแต่ละแผ่นหมุน หัวอ่านจะเคลื่อนที่เข้าออก เพื่ออ่านข้อมูลที่เก็บบนพื้นผิวแผ่น การเก็บข้อมูลในแต่ละแผ่นจะเป็นวง เรียกแต่ละวงของทุกแผ่นว่าไซลินเดอร์  (cylinder)  แต่ละไซลินเดอร์จะแบ่งเป็นเซกเตอร์ แต่ละเซกเตอร์เก็บข้อมูลเป็นชุดๆ  

ฮาร์ดดิสก์เป็นอุปกรณ์เก็บข้อมูลที่มีความจุสูงมาก ขนาดของฮาร์ดดิสก์มีความจุเป็นกิกะไบต์ เช่น ฮาร์ดดิสก์ความจุ 15 กิกะไบต์ การเขียนอ่านข้อมูลบนฮาร์ดดิสก์จะกระทำเป็นเซกเตอร์ 

และเขียนอ่านได้เร็วมาก เวลาที่ใช้ในการวัดการเข้าถึงข้อมูลมีหน่วยเป็นมิลลิวินาที 

CMOS

CMOS ย่อมาจาก (complementary metal-oxide semiconductor)

          เป็นหน่วยความจำที่ใช้เก็บข้อสนเทศที่ใช้เป็นประจำของระบบคอมพิวเตอร์ เช่น ประเภทของแป้นพิมพ์ เมาส์ จอภาพ และเครื่องอ่านแผ่นดิสก์ (disk drive) CMOS ใช้กระแสไฟจากแบตเตอรี่ ดังนั้นเมื่อปิดเครื่องคอมพิวเตอร์ ข้อสนเทศใน CMOS จึงไม่สูญหายลักษณะเด่นของ CMOS อีกอย่างหนึ่งคือ ข้อสนเทศที่บันทึกใน CMOS สามารถเปลี่ยนแปลงได้เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงอุปกรณ์ให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ เช่น การเพิ่ม RAM และฮาร์ดแวร์อื่นๆ

BIOS

BIOS ย่อมาจาก (Basic  Input Output System)

          ไบออส คือโปรแกรมเล็กๆที่ถูกเก็บไว้ในชิปROM ทำหน้าที่ในการตรวจสอบและควบคุมอุปกรณ์ต่างๆ บนเมนบอร์ดและมีส่วนสำคัญมากในการบู๊ตเครื่อง  เพราะไบออสจะคอยตรวจสอบอุปกรณ์ทั้งหมดหากอุปกรณ์ตัวไหนมีการทำงานผิดพลาด  ไบออสก็จะรายงานหรือส่งสัญญาณเสียงให้เราได้ทราบทันที ไบออสจะทำงานหลังจากมีการเปิดสวิทซ์ ทันที ที่มีการใช้งานคอมพิวเตอร์โดยจะทำการตรวจสอบอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ติดตั้งในคอมพิวเตอร์ เช่น harddisk, disk drive,cd-rom, ram เป็นต้น