تأثیر سرعت رم بر کارایی کامپیوتر

نوشته تأثیر سرعت رم بر کارایی کامپیوتر اولین بار در راهکارهای جامع دیتاسنتر. پدیدار شد.

کارخانه ای که محصول اطلاعات را تولید می نماید دارای سه عضو سخت افزار , نرم افزار و مغز افزار می باشد که فناوری اطلاعات یا Information Technology نامیده شده و بطور مختصر IT گفته می شود

می دانیم که دانشمندان عصر حاضر را ” عصر ارتباطات و اطلاعات” نامیدند و در این دوره جهان آنقدر کوچک به نظر می رسد که به آن دهکده جهانی می گویند. در دهکده جهانی بشر مرزهای مکانی و زمانی را از بین برده و گسترش اطلاعات در سطح جهان بصورت لحظه ای انجام می گیرد. بنابراین برای اینکه ما هم از حرکت رو به جلو بشر در فناوری اطلاعات عقب نمانیم ، بایستی از هم اکنون اطلاعات خویش را افزایش دهیم. در این مقاله بطور ساده این مفاهیم را مطرح خواهیم نمود.

کارخانه ای که محصول “اطلاعات” را تولید می نماید دارای سه عضو سخت افزار ، نرم افزار و مغز افزار می باشد که فناوری اطلاعات یا (Information Technology) نامیده شده و بطور مختصر IT گفته می شود.

کامپیوتر که رکن اصلی این فناوری می باشد از نظر اندازه و قدرت به چهار دسته تقسیم می گردد:

۱) کامپیوتر های بزرگ (Mainframe) : جثه بزرگ و بسیار قوی که تجهیزات آن در سالن های بزرگ قرار می گیرد و قیمت خرید و نگهداری آن بسیار بالاست و جهت سازمانهای بزرگ در سطح کشور فعالیت می نمایند مفید است. لازم به ذکر است که این کامپیوترها توانایی کار همزمان چندین کاربر را دارند.

۲) ابر کامپیوتر ها (Super Computer) : کلیه قابلیت های Main را دارد، از نظر سرعت اجرای برنامه ها ، چند صدبرابر Main بوده و براحتی می تواند پیچیده ترین محاسبات بشری که توسط انسان چندین ماه به طول می انجامد را ظرف چند ثانیه انجام می دهد.

۳) کامپیوتر های شخصی (Personal Computer) : همانطور که از نام این کامپیوتر پیداست در هر لحظه فقط یک شخص می تواند از امکانات آن بهره مند گردد و مورد استفاده در سازمانها ، شرکتها و حتی منازل قرار می گیرد. نوع قابل حمل این کامپیوتر Notebook نامیده می شود که تمام قابلیت های یک PC را داراست و بصورت سیار حتی در اتومبیل قابل استفاده می باشد.

۴) همراه شخصی (Personal Digital Assistant) : ترکیبی از Notebook و تلفن سیار بوده که بصورت بی سیم یا Wireless به اینترنت متصل می گردد. این سیستم معمولا جهت کارشناسان که هر لحظه به منابع اطلاعاتی نیاز دارند، مفید می باشد.

سخت افزار (Hardware) شامل کلیه تجهیزات فیزیکی کامپیوتر که قابل لمس است می باشد.

نرم افزار (Software) شامل کلیه برنامه های قابل اجرا توسط سخت افزار که قابل مشاهده نیست می باشد.

مغزافزار (ManPower) شامل افراد متخصص در زمینه فناوری اطلاعات که توانایی بهره برداری از سخت افزار و نرم افزار موجود را دارند می باشد.

سخت افزار از نظر نوع عملکرد شامل چهار دسته اصلی زیر می باشد:

۱) دستگاههای ورودی (Input Devices) که از طریق آنها اطلاعات به داخل کامپیوتر وارد می گردد مانند صفحه کلید ، ماووس ، اسکنر و…

● مشخصات دستگاههای ورودی

ردیف/ نام/ نام لاتین/ کاربرد تصویر

۱ /صفحه کلید/ Keyboard/ جهت ورود اطلاعات تایپی

۲/ موش/ Mouse /جهت ورود اطلاعات در محیط های گرافیکی بصورت نشانه روی و شلیک

۳ /اسکنر /Scanner/ جهت ورود اطلاعات تصویری

۴ /قلم نوری/ Light Pen /جهت ورود اطلاعات نوشتاری

۵ /دیجیتایزر/ Digitizer /جهت ورود اطلاعات بصورت نقشه

۶ /میکروفون/ Microphone /جهت ورود صدا

۷ /دوربین اینترنتی /Web Cam /جهت ورود فیلم بداخل کامپیوتر و سپس ارسال به اینترنت

۸ /دسته بازی/ Joystick /جهت بازی و سرگرمی

۲) دستگاه پردازشگر (Processing Devices)که کلیه فرمانهای کامپیوتر را اجرا می نماید. در واقع مغز اصلی کامپیوتر همان پردازشگر می باشد که عملیات محاسبات وتصمیم گیری را انجام می دهد.

۳) دستگاههای حافظه (Memory Devices) که مکانی برای نگهداری اطلاعات بصورت موقت یا دائم می باشد. مثل Ram و Hard Disk.

کوچکترین واحد اندازه گیری حافظه بیت (bit) می باشد که تشکیل شده است از یک خانه که می تواند صقر یا یک باشد.

واحد بزرگتر بایت (Byte) بوده که از ۸ بیت تشکیل می شود.

واحد های دیگر کیلو ، مگا ، گیگا ، ترا می باشد که هر کدام ۱۰۲۴ برابر قبلی می باشند.یعنی کیلو بایت ۱۰۲۴ بایت و…

● مشخصات دستگاههای حافظه

ردیف /نام /نام لاتین/ کاربرد تصویر

۱ /رم/ Ram/ محیط استفاده پردازشگر جهت عملیات خویش

۲ /رام/ Rom/ نگهداری برنامه های اولیه جهت اجرا در زمان شروع به کار کامپیوتر

۳ /هارد دیسک/ Hard Disk /جهت نگهداری اطلاعات در زمان خاموش بودن کامپیوتر (بایگانی)

۴ /فلاپی دیسک/ Floppy Disk /جهت حمل اطلاعات (حداکثر ۱.۴ مگا بایت)

۵ /Zip Disk /جهت بایگانی اطلاعات مهم تا ۲۵۰ مگا بایت

۶ /سی دی/ Compact Disk/ جهت انتقال اطلاعات تا ۷۰۰ مگا بایت

۷ /دی وی دی/ Digital Versatile Disk /جهت انتقال اطلاعات تا ۳۰ گیگا بایت

۸ /فلش/ Flash Memory /جهت انتقال اطلاعات تا ۴ گیگا بایت

۴) دستگاههای خروجی/ (Output Devices) /که از طریق آنها اطلاعات از کامپیوتر خارج می گردد مانند صفحه نمایشگر و چاپگر.

● مشخصات دستگاههای خروجی

ردیف/ نام/ نام لاتین/ کاربرد تصویر

۱ /صفحه نمایش/ Monitor /جهت نمایش کلیه اطلاعات

۲ /چاپگر /Printer /جهت تهیه نسخه چاپی اطلاعات

۳ /پلاتر/ Plotter /جهت چاپ نقشه و پوستر با ابعاد بزرگ

۴ /بلند گو/ Speaker /جهت پخش صدا

۵ /ویدئو پروژکتور/ Video Projector /جهت نمایش کلیه اطلاعات بر روی پرده با ابعاد بزرگ

نرم افزار شامل سه دسته اصلی می باشد:

۱) سیستم عامل : که معمولا رابط بین کاربر و کامپیوتر می باشند مانند Windows

۲) زبانهای برنامه نویسی : که معمولا افرادی که توانایی پیاده سازی برنامه های کامپیوتری را دارند از آنها استفاده می نمایند مانند زبان C.

۳. برنامه های کاربردی : که توسط برنامه نویسان جهت کاربرد خاص تهیه و در اختیار مشتریان قرار می گیرد مانند نرم افزار Word و نرم افزار حسابداری.

● تولید نرم افزار :

هر نرم افزار جهت تولید وتوسعه بایستی چهار مرحله آنالیز ، طراحی ، برنامه نویسی و آزمایش را سپری نماید.

در مرحله آنالیز نیازها و روشهای دستی عملیاتی که می خواهیم مکانیزه نماییم را مورد بررسی قرار می دهیم که معمولا توسط متخصصین تجزیه و تحلیل سیستم ها انجام می پذیرد.

طراحان نرم افزار الگوریتم و نمودار گردش کار سیستم (Flow Chart) را طراحی می نمایند. در این بخش بایستی ورودی ها و کلیه عملیات مورد نظر سیستم و همچنین خروجی های سیستم به صورت نمودار طرح گردد.

بعد از طراحی نمودار گردش کار سیستم عملیات برنامه نویسی نرم افزار آغاز گشته و کدهای مربوطه توسط تیم برنامه نویسی به زبان مورد نظر تهیه می گردد.

آزمایش نرم افزار مرحله بسیار مهمی جهت کنترل نرم افزار می باشد زیرا ممکن است اشکالاتی از دید برنامه نویسان پنهان مانده باشد که در این مرحله رفع می گردد.

بعد از گذشت چهار مرحله بسته نرم افزاری (Package) آماده ارائه به مشتری می باشد.

شبکه های کامپیوتری (Network) :

بطور ساده شبکه ها از نظر وسعت به چهار دسته تقسیم می گردند:

۱) شبکه محلی (LAN: Local Area Network) که در یک محل مثل سالن یا یک ساختمان محدود می گردد.

۲) شبکه دانشگاهی (CAN: Campus Area Network) که از به هم پیوستن چند LAN در یک محوطه اداری که دارای چند ساختمان مجزا می باشد تشکیل می گردد. بدلیل اینکه اولین بار در دانشگاه طراحی واجرا گردیده است نام آن Campus نام گذاری گردیده است.

۳) شبکه استانی ( MAN : Metropolitan Area Network) که از به هم پیوستن LAN ها و CAN ها در سطح یک یا چند استان تشکیل می گردد.

۴) شبکه گسترده ( WAN : Wide Area Network) که شامل کلیه شبکه های قبلی مانند LAN ، CAN ، MAN می گردد که در سطح کل کره زمین گسترده شده است.

● شبکه اینترنت :

در سال ۱۹۶۸ پروژه ای تحت عنوان ارتباط کامپیوتری پایگاه های نظامی امریکا توسط وزارت دفاع این کشور به موسسه تحقیقات پیشرفته امریکا (ARPA : Advanced Research Project Agency) محول گردید و پس از یکسال آنها توانستند پیامها و اطلاعات خویش را از راه دور منتقل نمایند. این شبکه ARPA Net نام گذاری گردید. در ابتدا این تکنولوژی کاربرد نظامی داشت اما پس از چند سال دانشگاهها و موسسات تجاری به این شبکه متصل گردیده و نام آنرا Internet (International Network) نامیدند.

در حال حاضر این شبکه در کلیه بخشهای اداری ، تجاری ، صنعتی و حتی خانگی کشورها گسترده شده است و در بعضی کشورها اگر این پدیده از کار بیافتد کشور را فلج می نماید.

● خدمات اینترنت :

۱) سرویس Web که توسط این سرویس اطلاعات شامل متن ، تصویر ، صدا و حتی فیلم در سطح جهان منتشر می گردد.

۲) سرویس FTP که فایلها با فرمت های مختلف با سرعت و دقت کافی از اینترنت به کامپیوتر ما (Download) یا از کامپیوتر ما به اینترنت (Upload) منتقل می گردند.

۳) سرویس E-Mail که به کمک این سرویس انسانها می توانند پیام الکترونیکی ارسال ودریافت نمایند.

۴) سرویس گفتگو یا (Chat) که افراد علاقمند می توانند در سراسر دنیا با یکدیگر به صورت متنی (Text Chat) ، صحبتی(Voice Chat) ، رو در رو (Face to Face) گفتگو نمایند.

۵) سرویس تجارت الکترونیکی (E-Commerce) که کلیه خدمات تجارتی در محیط اینترنت عرضه گشته که باعث ارائه خدمات بهتر ، بیشتر ، ارزانتر و سریعتر می گردد.

۶) سرویس کتابهای الکترونیکی (E-Book) که کلیه ناشرین به غیر از نسخه چاپی ، نسخه الکترونیکی انتشارات خویش را در وب سایتها بصورت لحظه ای و گسترده منتشر می نمایند.

۷ سرویس دولت الکترونیک (E-Government) که کلیه خدمات دولتی مانند خدمات بانکی در محیط اینترنت ارائه می گردد.

نوشته مفاهیم پایه ای کامپیوتر اولین بار در راهکارهای جامع دیتاسنتر. پدیدار شد.

1. تعریف

• Caching:
  • Caching به فرایند ذخیره موقت داده‌ها در یک مکان سریع (معمولاً در حافظه) اشاره دارد تا دسترسی به آن‌ها سریع‌تر شود. هدف اصلی cache کاهش زمان دسترسی به داده‌ها و بهبود عملکرد سیستم است.
  • داده‌ها معمولاً از یک منبع اصلی (مثل دیسک سخت یا سرور) به cache منتقل می‌شوند تا در آینده سریع‌تر به آن‌ها دسترسی پیدا شود.
• Buffering:
  • Buffering به فرایند ذخیره موقت داده‌ها در یک بافر (مکانی برای ذخیره موقت داده‌ها) اشاره دارد تا داده‌ها به تدریج پردازش شوند. هدف اصلی buffer جلوگیری از از بین رفتن داده‌ها و افزایش کارایی در انتقال داده‌ها بین سیستم‌ها یا اجزاء مختلف است.
  • داده‌ها معمولاً از یک منبع (مثل ورودی کاربر یا شبکه) به buffer منتقل می‌شوند تا در صورت نیاز به طور منظم پردازش شوند.

2. هدف

• Caching:
  • هدف از caching بهینه‌سازی سرعت دسترسی به داده‌ها و کاهش زمان تأخیر است. این فرایند معمولاً در جایی انجام می‌شود که دسترسی به داده‌های تکراری یا پرکاربرد وجود داشته باشد.
• Buffering:
  • هدف از buffering مدیریت جریان داده‌ها و جلوگیری از از دست رفتن داده‌ها در هنگام انتقال است. این فرایند معمولاً در مواردی که داده‌ها باید به تدریج پردازش شوند (مثل پخش ویدیو یا خواندن/نوشتن از دیسک) استفاده می‌شود.

3. مکانیزم

• Caching:
  • Cache معمولاً از الگوریتم‌هایی مانند Least Recently Used (LRU) یا First In First Out (FIFO) برای مدیریت داده‌های ذخیره‌شده استفاده می‌کند. وقتی که cache پر می‌شود، داده‌های قدیمی‌تر از cache حذف می‌شوند تا فضای بیشتری برای داده‌های جدید ایجاد شود.
• Buffering:
  • Buffer معمولاً به صورت یک صف (queue) یا آرایه (array) عمل می‌کند که داده‌ها در آن ذخیره می‌شوند تا به تدریج پردازش شوند. داده‌ها معمولاً زمانی پردازش می‌شوند که buffer پر شده باشد یا شرایط خاصی رخ دهد.

4. مثال‌ها

• Caching:
  • مرورگر وب از caching برای ذخیره موقت صفحات وب، تصاویر و منابع استفاده می‌کند تا بارگذاری صفحات بعدی سریع‌تر شود.
  • CPU Cache: برای ذخیره داده‌ها و دستورات پرکاربرد به منظور کاهش زمان دسترسی به حافظه اصلی.
• Buffering:
  • در پخش ویدیو، داده‌ها به یک buffer منتقل می‌شوند تا پیش از شروع پخش، تعدادی از فریم‌ها ذخیره شوند و از قطع شدن پخش جلوگیری شود.
  • هنگام خواندن و نوشتن فایل‌ها، داده‌ها به buffer منتقل می‌شوند تا از دیسک به RAM یا بالعکس انتقال یابند.

نتیجه‌گیری

در کل، caching و buffering هر دو به بهبود عملکرد و کارایی سیستم‌ها کمک می‌کنند، اما با اهداف و مکانیزم‌های متفاوتی عمل می‌کنند. caching بیشتر بر روی بهینه‌سازی زمان دسترسی و کاهش تأخیر متمرکز است، در حالی که buffering بر روی مدیریت داده‌ها در جریان انتقال و جلوگیری از از دست رفتن داده‌ها تمرکز دارد.

نوشته تفاوت Caching و Buffering در چیست؟ اولین بار در راهکارهای جامع دیتاسنتر. پدیدار شد.