Bilgisayarda bulunan bellek türleri

Bilgisayarda bellek tipleri ROM, RAM, PROM, EPROM, EEPROM, Flash Memory, Önbellek olarak sayılabilir.

ROM BELLEK (Read Only Memory – Sadece Okunur Bellek): Programların kalıcı olarak durduğu sadece okunabilen bellek tipidir. Veri sadece ROM bellekten elde edilebilir. Hiçbir bilgi ROM belleğe yazılamaz. ROM yapımcı veya kullanıcı tarafından bir daha değiştirilmemek üzere konulan program komutlarını içerir. Örneğin BIOS ROM belleğe konulur. ROM bellek uçucu (non-volatile) değildir. Yani bilgisayar sisteminin enerjisi kesildiği zaman ROM’da depolanan bilgi kaybedilmez.

RAM BELLEK (Random Access Memory – Rasgele Erişimli Bellek): Çalışma şekli açısından oku/yaz belleği olarak da adlandırılır. Yani bu tür bellekler hem içeriğine bilgi yazmak hem de içeriğindeki bilgiyi okumak için tasarlanmıştır. Rasgele erişimli denmesinin sebebi belleğin herhangi bir yerinde bulunan verilere bir sıra takip edilmeksizin yani rasgele ve aynı sürede erişilmesidir. RAM’de saklanan bilgiler değiştirilebilir. RAM’deki bilgilere erişim, disk ya da disket sürücülerindeki erişimle karıştırılmayacak kadar hızlıdır.

Bellek sığası (kapasitesi) byte cinsinden ölçülür.

Byte; bellek ölçü birimidir, 8 bitten oluşur. Bit ise 1 ve 0 konumu alabilen en küçük hafıza birimidir. Bellek ölçüleri ise büyükten küçüğe doğru:

1 byte 8 Bit

1 Kilo Byte (KB) 1024 Byte

1 Mega Byte (MB) 1024 KB

1 Giga Byte (GB) 1024 MB

1 Tera Byte (TB) 1024 GB’dir

RAM bellekler DRAM (Dynamic RAM) ve SRAM (Statik RAM) olmak üzere iki çeşittir.

DRAM (Dynamic RAM)

Günümüz kişisel bilgisayarlarında kullanılan en popüler bellektir. Bu tür belleklerde bilgileri saklamak için elektrik yükleri kullanılır. Bilgisayarda bellek hücreleri bir kondansatör ve bir transistör ile temsil edilir. Tipik bir kondansatör aralarına yalıtkan madde olan bir çift madde olan plakadan ibarettir. Plakanın birine pozitif yük uygulandığında diğeri negatif olarak yüklenir. Plakaları ayıran yalıtkan zıt yüklerin bir birine karışmasını ya da bir birlerini nötrleştirmesini önler.

Bir kondansatör üzerindeki yük tek bitlik dijital bilgi saklayabilir. Yani kondansatör üzerinde yük var ise bit 1 değerini yoksa 0 değerini alır.

Teorikte kondansatörün plakaları arasındaki yükün sonsuza dek kalacağına inanılır. Oysa gerçekte hiçbir yalıtkan mükemmel değildir ve kondansatör üzerindeki yük zamanla boşalır. Bu yüzden yüklerin sönümlenmesini engellemek için kondansatörü periyodik olarak şarj eden devreler dinamik bellek yongalarına eklenmiştir. Bu devreler bilginin kaybolmasını önlemek için birkaç milisaniyede (50 ms) bir kondansatörleri yeniden şarj ederler. Böylece bellekteki bilgiler tazelenmiş olur.

Bu tip bellekler sürekli değişen yapısından ve periyodik olarak şarj edildiklerinden dolayı dinamik bellek adı verilmiştir. Dinamik bellekler diğer bellek türlerine göre daha ucuz olduğu için günümüz kişisel bilgisayarlarında kullanım ağırlığına sahiptir.

SRAM (Static RAM)

Statik RAM elektrik olduğu sürece içinde veri bitlerini saklayan bir RAM’dir. Hafıza hücrelerini temsil etmek için basit bir set/reset flip flop kullanılır. DRAM’lerden farklı olarak bilgilerin güncellenmesi gerekmemektedir. Bu da SRAM’leri hızlı yapan en önemli özelliktir. Buna karşılık pahalıdırlar. SRAM’ler genellikle bilgisayarın önbelleğinde kullanılırlar.

PROM (Programable Read Only Memory Programlanabilir Yalnızca okunur bellek)

PROM’un özellikleri temelde ROM’la aynıdır. Bir kez programlanır ve bir daha programı değiştirilemez ya da silinemez. Ancak Prom’un üstünlüğü yonganın fabrikada yapılırken programlanmak zorunda olmayışıdır. Herkes satın alabileceği PROM programlayıcısı ile amaca göre PROM’a bilgi yazılabilir.

EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory Silinebilir Yalnızca Okunur Bellek)



RAM’lerin elektrik kesildiğinde bilgileri koruyamaması ROM ve PROM’ların yalnızca bir kez programlanabilmeleri bazı uygulamalar için sorun yaratmıştır. Bu sorunların üstesinden gelmek için teknoloji devreye girmiş ve EPROM’lar ortaya çıkmıştır. EPROM programlayıcı aygıt yardımı ile bir EPROM defalarca programlanabilir, silinebilir. EPROM programlayıcı, EPROM’un üzerindeki kodlanmış programı mor ötesi ışınlar göndererek siler. Yonganın üzerindeki pencere, parlak güneş ışığı EPROM’u kolayca silebileceğinden, programlama işleminden sonra EPROM’un üzeri bir bantla kapatılır.

Çok yönlülükleri, kalıcı bellek özellikleri ve kolayca yeniden programlanabilirlikleri, EPROM’u kişisel bilgisayarlarda sıkça kullanılır bir konuma getirmiştir. EPROM’un sık rastlanan pratik uygulamalarından biri de dışarıdan gelen yazıcı ve bilgisayarlara Türkçe karakter seti eklemektir.

EEPROM (Electrically Erasable Read Only Memory Elektiksel olarak silinebilen programlanabilen Yalnızca okunur bellek) ve FLASH MEMORY

Bu bellek türünde bilgilerin yazılması için ve silinmesi için normal elektrik voltajı uygulanır. Diğer ROM türlerinde olduğu gibi içerdiği veriyi elektrik kesilse de saklar. Gene bütün ROM türlerinde olduğu gibi RAM bellek kadar hızlı değildir. Bu tür belleklerin bir kullanımın sınırı vardır. Bu tür bellekler üzerine bilgiler yüzlerce ya da binlerce kere yazılabilir. EEPROM’un özel bir uygulaması FLASH MEMORY’dir. Aralarındaki en önemli fark ise EEPROM’a bilgilerin byte byte yazılması FLASH’lara ise bilgilerin sabit bloklar halinde yazılmasıdır. Bu sabit bloklar 512 bytedan 256 KB’a kadar olan bir aralıkta değişir. Bu sabit bloklar halinde yazılma özelliği FLASH MEMORY’i EEPROM’a daha hızlı yapmıştır. EEPROMlarda olduğu gibi FLASH MEMORY’nin de bir yaşam süresi vardır. Bu 100.000’den 300.000 kez yazmaya kadar değişebilir.

Ön Bellek (Cache Memory)



Günümüz bilgisayarlarında hızı belirleyen en önemli faktörlerden bir tanesi de Ön bellek kullanımıdır. Günümüzde veri okuması yazması ve işlenmesi yapılan çoğu bilgisayar elemanında bulunur. Önbellek aslında SRAMlerden oluşmuş bellek topluluğudur. Çalışma şekli ise işlenecek olan bilgiyi alınmak istendiğinde ilk defa buraya uğranmasıdır. Ön belleğin kullanım amacı işlenecek olan bilgi işlemeden önce buraya getirilerek bilgilerin işlenmeye hazır hale getirilmesidir. Genellikte Mikro işlemcilerde kullanılır ve mikro işlemcinin hızını belirleyen en önemli faktörlerden birisidir. Normalde işlenecek bilgilerin hepsi bilgisayarın ANA BELLEĞİN (RAM) ’de bulunur. İşlemci verileri işlemek için yol sistemleri ile ANA BELLEĞE gidecek ve oradan işleyeceği bilgiyi alacak ve işleyecektir. Ne ANA BELLEĞİN ne de yolların hızı işlemcinin hızına yetişemez. Bu yüzden işlemcinin her veri işleme ihtiyacında ANA BELLEĞE gitmesi zaman kaybına yol açacaktır ve işlemci yeteri kadar verimli kullanılmayacaktır. İşte bu yavaşlığı önlemek için önbellekler kullanılır. Önbellek işlemcinin yakınındadır ve işlemci ile aynı hızda veya işlemcinin yarı hızında çalışır. İşlemci işleyeceği veriyi ilk önce Önbellekte arar. Eğer önbellekte bulmaz ise ANA BELLEĞE gider. İşlenecek bilgiler ise İşlemciye gelmeden önce önbelleğe gelir. İki seviye ön bellek bulunmaktadır. Bunlar L1 (Level 1) ve L2 (Level 2)’dir. L1 işlemciye an yakın olan ve işlenmesi en muhtemel verilerin bulunduğu ebatça daha küçük önbellektir. L1 önbelleğin boyutu işlemci türüne göre 8 KB, 16 KB, 32 KB ve 128 KB boyutlarında olabilir. İşlemci ile aynı hızda çalışır. L2 önbellekler ise işlemciye daha uzak ve ebatça daha büyük belleklerdir. Boyutları gene işlemci türüne göre 128 KB, 256 KB ve 512 KB olabilir. Genellikle işlemci ile aynı hızda işlemcinin yarı ve 1/3 hızında çalışırlar. Önbelleğin bu yararlarından faydalanılarak Sabit Disk, CD-ROM okuyucu, CD Yazıcı gibi diğer aygıtlarda da kullanılmaya başlanmıştır.
BIOS’un Görevini Açıklama

BIOS her PC’de bulunan bilgisayarımızın donanım özelliklerini denetleyen, işletim sisteminden bağımsız bir yazılımdır. BIOS’un açılımı “Basic Input/Output System”, yani “Temel Giriş/Çıkış sistemidir”. Anakartımız üzerinde bir bellek yongası üzerinde yer alan bu yazılım, henüz sabit diskimize erişmeden bilgisayarımızın yapabileceklerini belirler. PC’ler BIOS, klavyeyi, monitör ekranındaki görüntüyü, disk ve disket sürücüleri, seri bağlantıları denetlemek ve donanımla ilgili pek çok işlevi yerine getirmek için gerekli kodları içerir. PC’nizi kapasanız da BIOS yongasında bu bilgiler silinmez. BIOS’un bir diğer temel görevi ise; ön başlatmayı sağlamak yani bilgisayarı ilk açan program BIOS’tur. BIOS bilgisayarı açtıktan, temel bilgisayar donanımı ile ilgili kontrolleri yaptıktan sonra görevi işletim sistemine devreder. Ayrıca BIOS İşletim sistemi ile donanım arasında aracılık yapar.

Birkaç yıl önceki PC’lerde BIOS anakart üzerindeki bir ROM yongası üzerinde yüklü idi. Bu yüzden de sık sık ROM BIOS olarak anılır. Böylece BIOS sabit diskteki hatalardan etkilenmez, herhangi bir hataya olanak tanımazdı. Son yıllarda ise bir PC’ye bağlanabilen aygıtlar arttıkça, donanım aygıtları karmaşıklaştıkça, anakartlarda bazı BIOS kökenli uyumsuzluklar ortaya çıkmaya başladı ve BIOS’ un güncellenmesi gereği doğdu. Yeni PC’lerdeki flash BIOS’lar güncellenebilme özelliğine sahiptirler. Böylece BIOS yazılımı buglardan (hata) arındırılmış ya da belirli sorunların giderilebildiği daha yeni bir sürüme yükseltilebiliyor. Bu tür BIOS lar EEPROM bellek yongası üzerine kaydedilirler. Diğer yandan winCIH gibi bazı yeni virüsler, sabit diskteki dosyalara zarar vermekle kalmayıp BIOS’un güncellenme özelliğini istismar ederek BIOS’u silebilmektedir. Bu tür sorunlar teknik servislerde BIOS yazılımı yüklemesi veya BIOS değişimi ile giderilebilmektedir.

BIOS’lar çok az standarttadır. Bu yüzden her PC birbirine benzer özellikler taşır. Ama elbette farklı BIOS türleri olduğu gibi anakart üzerinde farklı BIOS türleri olabildiği gibi farklı özellikler içeren BIOS’lar da olabilir. BIOS’ların en yaygını Award BIOS’tur. Award firması tarafından geliştirilen Award BIOS’un yanında, anakartların artık %5-6’sında kullanılan AMI BIOS, bazı yabancı markalı bilgisayarlarda bulunan Phoneix BIOS gibi BIOS türleri de vardır.