Bellek | Bellek | Sanal bellek | Bellek Sorunları | Kusursuz bellek |

Bilgisayarın en önemli bölümlerinden biri içine program komutlarının yüklendiği ve verilerin işlem sırasında saklandığı alandır.
Buna bellek ya da ana saklama yeri adı verilir. Bilgiler ikili sayılar (bit) biçiminde ("0" ya da "1") saklanır. Bitler. genellikle gruplar ya da bayt lar (örneğin: her biri 8 bit) halinde düzenlenir. Saklama büyüklüğü saklayabildiği"bit" ya da "bayt" sayısıcinsinden belirtilir.
Bu bağlamda sık sık "K" deyimi kullanılır. 1-K bayt (sanıldığı gibi 1000 bayt değil). 1024 bayt'a (2 üzeri 10) eşittir. 1 megabayt ise, 1000 000 bayt değil. 1048 576 bayt'tır. (2 üzeri 20) .
Bellek kapasitesi modern makinalarda 4 megabayt ya da daha çok olabilir.

İlk bellek türleri;
katot ışını tüplü bellekler, gecikme hatlı bellekler ve diyot-kapasitör bellekleridir. Magnetik çekirdekli bellekler 1950 lerin ortalarında geliştirildi. Bunlar günümüzde de ince film ve bütünleşik yapılı bellekler ile birlikte en yakın kullanılan bellek biçimleridir. Gelecekte belleklerin HOLOGRAFİ'ye, kriyojenik (süper iletken) devrelere ya da ışığa duyarlı PİEZOELEKTRİK MADDELER'e dayandırılacağı sanılmaktadır.

Gecikme hattı:
İlk gecikme hatlı bellekler, yaklaşık 1,5 m uzunluğunda, cıvayla doldurulmuş bir tüpten oluşmakta, tüpün her iki ucunda da birer kuvars billuru bulunmaktaydı. Vurular zinciri halinde saklanacak bilgiler, billurlardan birine verilirdi. Bunlar, elektrik sinyallerini, cıva içinde 1 ya da 2 milisaniyede geçen ve öteki uçtaki kuvars billuru tarafından yeniden elektriksel vuruya çevrilecek olan mekanik titreşimlere dönüştürürdü.
Vurular zincirinin normal uzunluğu, 1 024 bit'di ve bir «1», vurunun varlığıyla; bir «0» ise vurunun yoklu-ğuylaı gösterilirdi. Vuruların gecikme hattı içinde ilerlemesi sırasında, dalga yapısının düzgün kare dalga biçimi bozulmakta, bu nedenle de bazı yeni düzeltmeler yapmak gerekmekteydi.
Bu düzeltmeler bir «saat» devresiyle sağlanıyordu. Saat devresi, hattın sonundaki zayıflamış vuru tarafından uyarıldığı zaman, gecikme hattına yeni ve düzgün bir vuru veriyordu. Veriler, bir çıkış yükselticisini uyaran vurular kullanılarak okunmaktaydı.
Gecikme hattının öteki türlerinde nikel teller' ve cıva yerine ,eritilmjş kuvars ya da alkol kullanılırdı. Nikel ya da kuvars gecikme hatları, hâlâ, bazı büyük elektronik hesaplayıcılarda kullanılmaktadır.

Çekirdek bellek:
Magnetik çekirdek bellekte ikili sayılar, küçük ferrit halkaların mıknatıslanma yönü ile, bir doğrultu «l»i, öteki doğrultu ise «0»ı belirtecek biçimde gösterilir. Ana bellek düzleminde, bir küme aşağıdan yukarıya, bir küme de soldan sağa çekilmiş teller vardır. Tellerin her kesişme noktasına ferrit halkalar geçirilmiştir. Böylece, 64 düşey ve 64 yatay telin bulunduğu düzlemde, 4 096 (64 x 64) tane çekirdek olacaktır. Çekirdeklerin çapı 0,5 mm'den daha küçük olabilir.
Çekirdeklerin mıknatıslanma yönü, tellerin kesişme noktasındaki akımın yönüne bağlıdır. Bir çekirdeği «0» yönünde mıknatıslamak için.koordinatlarındaki tellerden bir yönde akım (eksi) ; «1» yönünde mıknatıslamak için de öteki yönde akım (artı) geçirilir. Bir teldeki akım, bir çekirdeği tek başına mıknatıslamaya yetecek kadar kuvetli değildir. İki teldeki akımın birlikte etki etmesi gerekir ve böylece teldeki öteki çekirdekler akımdan etkilenmezler.
Bellekten bilgi okuyabilmek için, köşelerdeki bütün çekirdeklerden bir algılama teli geçirilir. Tek bir çekirdeğin okunması, onun Koordinatındaki tellerden «0» durumuna getirecek akımların geçirilmesiyle sağlanır. Zaten tO» ise,mıknatıslanma yönünde bir değişme olmayacak ve algılama devresinde hiç bir sinyal indüklenmeyecektir. Sözkonusu çekirdek «1» İse, «0» haline gelecek ve değişim algılama devresinde küçük bir indüklenme sinyali oluşturacaktır. Bu okuma işlemi sırasında, algılama devresinde bir sinyalin oluşması, o çekirdeğin «1» olduğunu, bir sinyalin olmaması da tO» olduğunu gösterir.
Bu düzenlemede, bir çekirdek okunduktan sonra eski değeri göz önüne alınmaksızın «0» durumuna gelir. Böylece, bellekteki bilgi, okumadan sonra tümüyle silinmiş'olur. Ancak bu silici okuma, birçok iş için uygun değildir ve bu nedenle okumadan sonra, verileri yeniden belleğe yazmayı sağlayan başka devreler kullanılır.
Her okumadan sonra makina, çekirdeği «1» yapmak için koordinat tellerinden artı yüklü akımlar geçirir. Eğer çekirdek eskiden «0» idiyse, bütün çekirdeklerden geçen ve engelleyici tel denilen başka bir telden ieksi yüklü bir akım geçirilir.Bu akım,herhangi bir çekirdeğin durumunu değiştirmeğe yetecek kadar kuvvetli değildir; ama yeniden -yazma akımlarının artı mag-netlk alan oluşturmasına engel olabilir. Böylece, akımların, çekirdek «0» olması gerekirken «1» konumuna getirilmesini engeller ve silmeden okuma elde edilir. Bazı çekirdek bellek düzenlemelerinde, algılama teline engelleme işlemlerini de yapacak bir biçim verilmiştir. Böylece, her çekirdeğin merkezinde üç tel olacak ve daha küçük çekirdekler kullanılabilecektir.

İnce film bellekler:
Tipik bir ince film bellek, parlatılmış bif cam ya da magnetik olmayan bir metal (bakır gibi) alt tabakanın bir yüzü üstüne, mıknatıs-lanabilen ince bir alaşımın (örneğin % 80 nikel, % 17
demir, ve % 3 kobalt) Kaplanmasından oluşur; 750 ve 1000 angström (0,000075 ve 0,0001 mm) arası kalınlıktaki film, magnetik olması istenen yüzey üstüne kaplanır. Bu, onu magnetik olarak anizotropik hale getirir; yani, bir eksen boyunca mıknatıslanması kolay, buna 90° dik olan Öteki eksen boyunca mıknatıslanması zor olur.
Biri «kolay» yöne paralel, öteki «zor» yöne paralel olan iki takım iletim hattı, birbirinden ince silis tabakalarıyla: yalıtılmış olarak filmin üstüne yerleştirilir. Bit elemanları,iletim çizgilerinin kesiştikleri noktaların altındaki alanlardır. Zor doğrultuya paralel çizgilere sözcük hatları, kolay doğrultu boyunca olanlara da sayı hatları adı verilir.
Bit elemanlarından birine bir sayı yazmak İçin. onun sözcük hattı boyunca magnetik vektörü'nü zor doğrultuya çekme amacıyla; bir akım geçirilir. Sözcük hattında tutulan akımla birlikte sayı hattı boyunca («0»için soldan sağa; «1» için sağdan sola) magnetik vektörü, kolay ve zor doğrultuların arasında bir konuma getirmek için. bir akım geçirilir. Saat ibreleri yönündeki hareket «0»ı, saat ibrelerinin tersi yönündeki hareket ise «l»i gösterir.
Sözcük akımı kesilir, vektör, «0» için sağı, «l» için solu gösterecek biçimde kolay doğrultunun yakınında sapma yaparak kalır,Biti okumak için. sözcük hattı boyunca, magnetik vektörü zor doğrultuya döndürecek bir akım geçirilir.. Bu dönme, sayı hattında küçük bir akım m dikleyecek ve akımın yönü vektörün hareket yönüne bağlı olacaktır. Böylece,makina için saklanan sayının değeri ni belirlemek kolay olur. Bu, bir silici okuma olduğu için, genellikle yeniden yazma düzenleri kullanılır.
Magnetik çekirdek bellekler ve ince film bellekler, kendi kendine silinmeyen iki bellek türüdür. Yani, makinanın güç kaynağı kesilse bile, bilgiler saklı tutulur. Gecikme hatlı, katot ışını tüplü bellekler ve bütünleşik yapılı bellekler gibi kendi kendini silen bellekler, güç beslemesi durursa, sakladıkları bilgiyi yokederler.

Bütünleşik yapılı bellekler:
Diyot-kondansatör bellek, 1 için +2V, 0 için —2V yüklenen bir KONDANSATÖR depolama elemanı kullanır. Kondansatörün bir ucuna, her birinin uçlarında—2 ve +2V bulunan bir çift DİYOT, öteki ucuna ise bir topraklanmış direnç bağlanır. Kondansatör - direnç birleşme noktasına,bir okuma yükselticisi bağlanmıştır.
Bellek, diyot uçlarındaki gerilimleri «0»a indirerek okunur. Bu İndirme sonucunda kondansatör boşalır ve direnç üstünden, yükseltici tarafından okunan bir .gerilim geçirilir. Saklama, okumadan sonra, yükseltici çıkışını dirence geri besleyerek ve diyot kilitlenme gerilimini yazma gerilimi kalkana kadar +4V ve —4V'de tutarak, yeniden sağlanır.
Bellek okuma ve yeniden saklama süresi, 10 mikrosaniyedir ve bellek kendi gerilimini, yeniden yük-lenmeksizin birkaç saniye tutabilir.
Günümüzdeki en hızlı.ama aynı zamanda en pahalı bellek türü iki konumlu anahtar'a (Bk. MANTIK DEVRELERİ) dayanır ve yekpare ENTEGRE DEVRE'ler kullanarak çok yüksek saklama olanağı sağlanabilir. 4 mm'lik bir kareden daha küçük bir tiek pul-cuk, 1000 bit saklayabilir ve erişim zamanı (verilen herhangi bir bilgiyi okumak için geçen süre) birkaç yüz nanosaniye (saniyenin milyarda biri) düzeyindedir. Yekpare bellek aygıtlarından okuma, silinmeye yolaçmaz. Bu, çok hızlı erişim zamanını olanaklı kılar: çünkü verilerin okunduktan sonra yeniden yazılması gerekmez.
Ana bellek alanları, büyüklükleri ve maliyetleri nedeniyle, depolama denetimleri ve adres listesi gibi büyük bilgi dosyaları için kullanılmaz. Bu çeşit geri saklama tipleri için, BİLGİ SAKLAMA'nın bir başka biçimi, yani temel olarak magnetik şeritler, diskler ve
tamburlar kullanılır.

Nüve Forum » kütüphane » Bilim ve Teknoloji » Bilgisayar » Veri Depolama

Kaynak:4
1.cilt / s.219-223