ram - پایگاه دانلود رایگان کتاب | دانلود کتاب

ویژگیهای مهم یک کامپیوتر
روند توسعه کامپیوتر در ۱۵۰ سال گذشته منجر به این شده است که تمام کامپیوترها حاوی چند ویژگی اساسی باشند:
کنترل برنامه ذخیره‌شده: برنامه کامپیوتر، که دنباله‌ای از دستوراتی است که برای اجرای پردازش لازم داده‌ها یک به یک اجرا می‌شوند، باید در کامپیوتر ذخیره شود. این (مسئله) امتیازات مهمی نسبت به دخیره خارجی برنامه دارد.
انشعاب شرطی: یک امتیاز ذخیره برنامه به صورت داخلی این است که لازم نیست دستور بعدی که باید اجرا شود از نظر ترتیب ( دستور) بعدی باشد زیرا به هر دستوری می‌توان با با همان سرعت هر (دستور) دیگر دسترسی پیدا‌کرد ( این به دسترسی تصادفی معروف است ). از اینرو انتخاب اینکه کدام دستور بعداً اجرا شود می‌تواند بر مبنای نتیجه عمل یا عملیات قبلی باشد، که به کامپیوتر بر اساس پردازشی که انجام می‌دهد، توانایی تصمیم گیری می‌بخشد.
حلقه‌ها و ساب‌روتین‌ها (زیرروالها): توانایی یک برنامه در اجرای تکراری مجموعه خاصی از دستورات در صورت نیاز، می‌تواند صرفه‌جویی‌های قابل توجهی در ذخیره‌سازی مورد نیاز برنامه ایجاد کند. پرشهای شرطی می‌توانند موجب برگشت حلقه و یا تکرار مجموعه‌ای از دستورات بدفعات شوند. و معمولاً زیر برنامه های مورد نظر در یک برنامه می‌توانند از هر قسمت دیگر برنامه آنگونه که لازم است، فراخوانده شوند بدون اینکه لازم باشد دستورات زیر برنامه هر بار که آن زیربرنامه فراخوانده می‌شود در برنامه های اصلی وجود داشته باشند.
سرعت علم الکترونیک:اگر چه تک‌تک دستورات قابل دسترسی در یک کامپیوتر می‌توانند کاملاً محدود باشند، ولی چون هر دستور می‌تواند بسیار سریع اجرا شود، از اینرو در زمانی که ذهناً خیلی کوتاه به نظر می‌رسد، امکان دارد پردازش نسبتاًقدرتمندتری انجام شود. ( اینرا با قابلیت سرعتی کامپیوتر مکانیکی بابیج مقایسه می‌کند.)
هزینه: هزینه قدرت محاسباتی و خصوصاًهزینه حافظه کامپیوتر دایماً رو به کاهش است. اکنون ذخیره یک دستور کامپیوتری در یک حافظه الکترونیکی از ذخیره آن روی کارت یا یک قطعه نوار کاغذی ارزانتر است.
دستورات می‌توانند خود را تصحیح کنند: اگرچه این (موضوع) یکی از ایده‌های اصلی ون‌نیومان بود که در مفهوم کنترل برنامه ذخیره‌شده تجسم می‌یافت، ولی از آن موقع به بعد خیلی مورد استفاده نبوده‌است. یک دلیل آن این است که به محض آنکه برنامه کامپیوتری نسبت به آنچه که در ابتدا توسط برنامه‌نویس نوشته‌شده است تغییر یافت، اطلاع از آنچه کامپیوتر انجام می‌دهد مشکل است. خصوصاً در میکروپروسسرها از این ایده پرهیز می‌شود.
یک کامپیوتر ساده:
شکل ۱ـ۷ ساختمان یک کامپیوتر ساده را نشان می‌دهد. کامپیوتر می‌تواند به تعدادی از اجزای جداگانه تفکیک شود. گر چه اجزای نشان‌داده‌شده لزوماً معروف تقسیم‌بندی فیزیکی اجزاء در یک کامپیوتر واقعی نیستند. به عنوان مثال در ریزکامپیوترها، واحد کنترل و واحد حساب و منطق (ALU) عموماً به صورت یک تراشه تنها، یک میکروپروسسور، بکار گرفته می‌شوند. بطور مشابه در بعضی از ریزکامپیوترها واحد ورودی و خروجی می‌توانند در یک تراشه تنها ترکیب شوند. با اینحال شکل ۱-۷ نشان‌دهنده ساختمان مفهومی هر کامپیوتر، از کوچکترین ریزکامپیوترها تا بزرگترین کامپیوترها است.
اولین لازمه هر کامپیوتر مکانیزمی برای کار با داده‌ها است.. این کار توسط ALU فراهم می‌شود، که می‌تواند اعمالی مانند جمع یا تقسیم دو عد، انجام عملیات منطقی، برای افزایش و کاهش اعداد و عملیات انتقال چپ و راست را اجرا کند. می‌توان با برنامه‌ریزی، از این مجموعه بسیار اساسی عملیات، عملیات پردازشی پیچیده‌تری بوجود آورد. کامپیوترهای بزرگتر می‌توانند دستورات قویتری (مثلاً ضرب و تقسیم) را در مجموعه دستورات کامپیوتر تدارک ببینند.
به وضوح هر کامپیوتری باید شامل یک واحد ورودی و خروجی نیز باشد. اینها مکانیزمهایی فراهم می‌کنند که کامپیوتر توسط آنها با دنیای خارج ارتباط برقرار می‌نماید. دنیای خارج می‌تواند شامل شخصی باشد که در یک پایانه کامپیوتری مشغول تایپ است و پاسخ را روی یک صفحه تماشا می‌کند، یا می‌تواند یک‌سری تجهیزات، مثلاًیک ماشین‌لباسشویی باشد، که ورودی‌های داده‌ای مانند دمای آب، سطح آب و سرعت چرخش طلبک ارائه می کند و براساس برنامه داخل کامپیوتر، توسط خروجی‌های کامپیوتری که هیتر و شیرهای آب را روشن و خاموش کرده و سرعت موتور را تغییر می‌دهند، کنترل می‌شود.
کامپیوتر باید حاوی یک حافظه داخلی باشد که دو کار انجام می‌دهد. اولاً محل ذخیره‌ای برای برنامه کامپیوتری فراهم می‌کند، ثانیاً محل ذخیره موقتی برای داده هایی فراهم می‌کند که ممکن است در نقطه‌ای طی اجرای برنامه توسط AUL بوجود آیند، ولی تا مدتی بعد لازم نباشند. چنین متغیرهای داده‌ای باید بتوانند توسط کامپیوتر در واحد حافظه نوشته شوند، و بعد هنگامی که داده‌ها لازمند دوباره خوانده‌شون. حافظه بصورت یک آرایه (یا لیست) یک بعدی از کلمات سازمان‌یافته است و هر دستور یا متغیر داده‌ای یک یا چند کلمه را در حافظه اشغال می‌کند. هرکلمه‌از تعدادی بیت (ارقام دودویی) حافظه بصورت موازی ساخته‌شده است.
واحد کنترل کامپیوتر ترتیب عملیات تمام اجزای توضیح‌داده‌شده فوق را طبق دستورات برنامه کامپیوتر کنترل می‌کند. هر دستور از حافظه واکشیده می‌شود و سپس توسط واحد کنترل کدگشایی شده و به مجموعه‌ای از سیگنالهای کنترل سطح پایینتر تبدیل می‌گردد که باعث می‌شوند عمل مشخص‌شده توسط آن دستور انجام شود. هنگامی که اجرای یک دستور کامل شده باشد دستور بعدی واکشیده‌شده و فرآیند کدگشایی و اجرای دستور تکرار می‌شود. این فرآیند برای هر دستور برنامه تکرار می‌شود و فقط زمانی تفاوت می کند که یک دستور انشعاب پیش آید. در این حالت دستور بعدی که باید از حافظه واکشیده‌شود به جای اینکه از نظر ترتیب دستور بعدی باشد، از آن بخش حافظه گرفته می‌شود که با دستور انشعابی تعیین شده‌است.
آخرین جزء کامپیوتر یک ساعت یا نوسانگر فرکانس ثابت است که کارکرد تمام اجزای کامپیوتر را همزمان می‌سازد و تضمین می‌کند که تمام عملیات با ترتیب صحیح رخ می‌دهند. فرکانس ساعت سرعت اجرای دستور کامپیوتر را تعیین‌کرده و با سرعت کاری مدارات نیمه رسانایی که کامپیوتر را تشکیل می‌دهند، محدود می‌شود.
اجزای حافظه اولیه:
در هر کامپیوتری، هم دستورات و هم داده‌ها به صورت اعداد دودویی بطور داخلی در حافظه ذخیره می‌شوند. این به آن علت است که کامپیوتر می‌تواند فقط دستوراتی را فهمیده و اجرا کند که در کد زبان ماشین دودویی متناسب با آن نوع خاص کامپیوتر کدبندی شده‌باشند. ممکن است به نظر کاربر برسد که کامپیوتر در حال اجرای برنامه‌ای است که به زبان برنامه‌نویسی دیگری، مانند بیسیک، پاسکال، نوشته شده‌است. در حقیقت برای اجرای یک برنامه نوشته شده به ر زبان دیگری، آن برنامه باید ابتدا به زبان ماشین خود کامپیوتر تبدیل شود. اینکار می‌تواند یا با استفاده از یک کامپایلر و یکبار و برای همه انجام شود، یا حین اجرای برنمهیا استفاده از یک مفسر انجام شود .
هر دستور در مجموعه دستورات کد ماشین به طور عادی با یک یا چند کلمه در حافظه کامپیوتر نمایش‌داده می‌شود.هر کلمه بطور فیزیکی با تعدادی رقم دودویی (بیت) به صورت موازی معرفی می‌گردد. همچنین داده‌ها بصورت کلمات در حافظه کامپیوتر ذخیره می‌شوند و از اینرو طول کلمه کامپیوتر تعداد ارقام دودویی‌ای را تعریف می‌کند که کامپیوتر می‌تواند همزمان بکار برد. زیرا عملیات حسابی عموماً بر مبنای یک کلمه حافظه در یک زمان انجام می شوند تعداد بیت بر کلمه توسط طراح کامپیوتر انتخاب می‌شود و معیاری از قدرت پردازش کامپیوتر است در حال حاضر میکروپروسسورها نوعاً از ۸،۱۶ یا ۳۲ بیت بر کلمه، مینی‌کامپیوترها از ۳۲-۱۶ بیت بر کلمه و کامپیوترهای بزرگ از ۶۴-۳۲ بیت بر کلمه یا بیشتر، استفاده می‌کنند.
حافظه کامپیوتر به چندین روش مختلف بکارگرفته می‌شود در حال حاظر حافظه نیمه‌هادی تکنولوژی غالب است . اجزای ذخیره‌سازی نیمه هادی مدارات مجتمع ریزی هستند. هم مدارات سلول ذخیره‌سازی و هم مدارگان پشتیبانی لازم برای نوشتن و خواندن داده‌ها روی تراشه‌های سیلیکونی بسته‌بندی شده‌اند. در حال حاضر چندین تکنولوژی ذخیره‌سازی نیمه هادی مورد استفاده‌اند. لازم نیست فیزیک این روشهای مختلف به تفضیل مورد ملاحضه قرار گیرد. فقط کافیست یادآوری شود که تراشه‌های گرانتر و سریعتر نیمه هادی دوقطبی اغلب در بخشهای حسابی / منطقی و بخشهای مشخص دیگر پروسسور بکار می روند در حالیکه تراشه‌های کندتر و ارزانتر که از تکنولوژی نیمه هادی اکسید – فلزی (MOS  ) استفاده می‌کنند معمولاً در بخش حافظه اولیه بکار می‌روند. اغلب از این اجزای ذخیره‌سازی اولیه تحت عنوان تراشه‌های حافظه دسترسی تصادفی ( RAM) نام‌برده می‌شود زیرا هر مکان روی یک تراشه می‌تواند ذخیره‌سازی و بازیابی مستقیم داده‌ها و دستورات بطور تصادفی و انتخاب و بکارگرفته شود.
تراشه‌های RAM‌ می‌توانند به صورت استاتیکی و دینامیکی طبقه‌بندی شوند. مدارات سلول‌ ذخیره‌سازی در تراشه‌های دینامیکی RAMشامل (این موارد) هستند: (۱) یک ترازیستور که عمدتاً به همان صورت یک کلید نوری روشن ـ خاموش مکانیکی عمل می‌کند و (۲) خازنی که قادر به ذخیره‌سازی یک بار الکتریکی است، خازن، بسته به عمل کلیدزنی ترانزیستور، یا هیچ باری ندارد ( ۰ بیت) یا قطعاً بار دارد (۱ بیت). چون بار روی خازن تمایل به نشت کردن دارد شرایطی بارای بازتولید دوره‌ای یا تجدید بار ذخیره فراهم می‌شود. بدینسان تراشه دینامیکی RAM نیز قطعات ذخیره‌سازی فرار هستند، ولی تا هنگامیکه برق آنها تأمین باشد برای نگهداری داده‌های ذخیره‌شده نیاز به هیچ مدار بازسازی خاصی ندارند. از آنجا که ذخیره یک بیت در یک RAmاستاتیکی به تعداد بیشتری ترانزیستور و سایر قطعات نیاز دارد، این تراشه‌ها نسبت به RAMهای دینامیکی پیچیده‌ترند و برای یک ظرفیت ذخیره‌سازی مفروض فضای بیشتری اشغال می‌کنند. از اینرو RAMهای استاتیکی در کاربردهای خاصی بکار می‌روند در حالیکه RAM های دینامیکی در بخشهای حافظه اولیه اکثر کامپیوترها بکار می‌روند. به دلیل طبیعت فرار این اجزای حافظه، اغلب در دستگاههای کامپیوتری بزرگتر یک سیستم تغذیه قطعی‌ناپذیر (UPS) پشتیبان یافت می‌شود. بعلاوه کاربران کامپیوترهای شخصی می‌توانند چنددرصد دلار خرج کرده و یک UPSکوچک با توان باتری تهیه نمایند. این دستگاه جریان را برای مدت‌زمانی تأمین می‌کند که برای‌انکه کاربران داده‌ها را روی یک دیسک ذخیره کرده و سپس دستگاه را به صورتی مرتب متوقف کنند کافی است.
اجزای حافظه خاص در واحد پردازشگر
می‌دانید که هر پردازشگر یک بخش حافظه اولیه دارد که برنامه‌(های) فعال و داده های در حال پردازش را نگه می‌دارد. با اینحال خیلی از پردازشگرها علاوه بر این بخش حافظه همه منظوره، دارای اجزای درون‌ساختی حافظه اختصاصی نیز هستند که برای مقاصد خاص پردازش و کنترل مورد استفاده قرار می‌گیرند.
یک جزء مورد استفاده حین عملیات پردازش یک بافر (یا حافظه پنهان)پر سرعت است که به ازای هر کارتر ذخیره‌شده هم سریعتر و هم گرانتر از حافظه اولیه است. این مجموعه مدارات پرسرعت بعنوان یک حافظه دم‌دستی برای ذخیره موقت داده ها و دستوراتی بکار می‌رود که محتملاً طی پردازش بارها بازیابی می‌شوند. بدینسان می‌توان سرعت پردازش را بهتر کرد. داده ها می‌توانند به طور خودکار بین بافر و حافظه اولیه انتقال یابند به گونه‌ای که برنامه‌نویس های کاربردی از کاربرد آن آگاه نیستند. حافظه پنهانی، که زمانی فقط در سیستمهای بزرگتر یافت می‌شد، اکنون در بعضی از تراشه‌های میکروپروسسوری کوچک بکاررفته در کامپیوترهای شخصی موجود است.
سایر اجزای اختصاصی حافظه که در بسیاری از پروسسورها یافت می‌شوند، برای مقاصد کنترلی بکار می‌روند. اصلی‌ترین وظایف کامپیوتر توسط مدارات سیم‌کشی شده انجام می‌شوند. سپس می توان برای ترکیب این وظایف پایه‌ای با عملیاتی که تا حدی سطح بالاتر هستند (تفریق مقادیر، انتقال داده‌ها، و غیره) مدارات بیشتری بکار برد. با این حال امکان انجام این عملیات سطح بالاتر با یک سری برنامه های خاص وجود دارد.از اینرو این برنامه‌ها به نام ریزبرنامه، به این علت که با توابع سطح پایین ماشین سر و کار دارند اساساً جایگزین‌هایی برای سخت‌افزار اضافی هستند.
ریزبرنامه‌ها نوعاً در واحد پردازشگر در اجزای ذخیره‌سازی کنترلی خاصی نگه داشته می‌شوند که به تراشه‌های حافظه فقط‌خواندنی (ROM) معروفند. تراشه های ROM، بر خلاف تراشه های RAM که فرار هستند، داده‌های ذخیره‌شده را هنگام قطع برق نگه می‌دارند. دستورات کنترلی ریز برنامه، که باعث می‌شوند ماشین عملیات خاصی را انجام دهد، می‌توانند به صورت لازم مکرراً از یک تراشه ROM خوانده‌شوند، ولی تراشه هیچ‌دستور یا داده ورودی را از کاربران کامپیوتر نخواهد‌پذیرفت.
مقدماتی‌ترین نوع تراشه ROMتوسط سازنده کامپیوتر به صورت جزئی از سیستم کامپیوتر تهیه می‌شود و نمی‌تواند توسط کاربران تغییر یافته یا تعویض شود. چنین تراشه‌هاییبه عنوان یک محیط ذخیره‌سازی برنامه در بازیهای تلویزیونی و کامپیوترهای شخصی کاربرد وسیعی یافته‌اند. البته برای یک کاربر این امکان وجود دارد که با انتخاب وظایفی از ماشین که توسط ریزبرنامه‌ها اجرا خواهندشد و سپس با استفاده از یک نوع دوم تراشه ROM ، یک سیستم سفارش دهد. بعنوان مثال، عملیات حساس یا طولانی که توسط نرم‌افزار به آرامی انجام‌شده‌اند می‌توانند به ریزبرنامه‌ها تبدیل‌شده و در یک تراشه حافظه فقط‌خواندنی قابل برنامه‌نویسی (PROM) وارد شوند. معمولاً اینها به محض اینکه به شکل سخت افزاری درآمدند، می‌توانند در کسری از زمان لازم قبلی اجرا شوند.
تراشه‌های PROM توسط تولید‌کنندگان کامپیوتر و فروشندگان معمولی ROM عرضه می‌شوند. عملیات به محض نوشته شدن در یک تراشه PROM، دایمی‌شده و نمی‌توانند تعویض شوند. با اینحال انواع دیگری از تراشه‌های کنتل ROM وجود دارند که می‌توانند پاک‌شده و دوباره برنامه ریزی شوند. از آنجا که یک نوع تراشه حافظه فقط خواندنی برنامه‌پذیر پاک‌شدنی (EPROM) قبل از آنکه بتواند محتویات جدید بپذیرد لازم است که از پردازشگر برداشته‌شده و مدتی در معرض نور فرابنفش قرارگیرد، لذا بسختی برای استفاده برنامه‌نویسان کاربردی مناسب است. نوع دیکری تراشه حافظه فقط ‌خواندنی برنامه‌پذیر پاک‌شدنی بصورت الکتریکی (EEPROM) نیز وجود دارد که می‌تواند با پالسهای الکتریکی خاص مجدداً برنامه‌ریزی شود.
با اینحال همه آنها بی ارتباط به نوع تراشه ROM مورد استفاده، برای افزایش کارایی پردازشگر با کنترل عملکرد تعداد کمی از اعمال خاص بدرد می‌خورند.

بایوس اصطلاحی است که به عبارت (BASIC INPUT/ OUTPUT) اطلاق می گردد

بایوس در واقع پیوند بین سخت افزار و نرم افزار در یک سیستم کامپیوتری محسوب میگردد. اغلب مردم اصطلاح بایوس را با نام دیگری تحت عنوان درایورهای دستگاه یا فقط درایور میشناسد. بایوس عبارت واحدی است که همه درایوهای داخل یک سیستم را که با همکاری یکدیگر به عنوان یک اینترفیس بین سخت افزار و نرم افزار سیستم عامل عمل می نمایند، تشریح میکند. نکته گمراه کننده آن است که مقداری از برنامه بایوس،روی تراشه ROM که یک حافظه دائمی بوده و از نوع فقط خواندنی است ضبط میگردد.این قسمت، بخش مرکزی بایوس میباشد اما همه بایوس محسوب نمی شود.همچنین بایوس به برنامه موجود روی تراشه ROM نصب شده روی کارتهای آداپتور و نیز همه درایوهای دیگر که هنگام راه اندازی سیستم از روی دیسک سخت بار می شوند،اطلاق میگردد.

به مجموعه بایوس مادربرد،بایوس کارت آداپتور و درایوهای بارشده از دیسک سخت،در مجموع بایوس گفته میشود.بخشی از بایوس موجود در تراشه ROM روی مادربرد و کارتهای آداپتور،FIRM WARE نام دارند.این نام به نرم افزارهای ذخیره شده در تراشه های غیر از دیسک سخت اطلاق میگردد.این مسئله سبب میگرددکه برخی کاربران به غلط بایوس را بعنوان یک عنصر سخت افزاری تلقی کنند.

یک سیستم PC میتواند بعنوان یک مجموع از لایه ها(برخی سخت افزاری و برخی نرم افزاری)تشریح گردد که با یکدیگر ارتباط دارند.در ساده ترین شکل ممکن، شما میتوانید یک کامپیوتر شخصی را به ۴ لایه اصلی تقسیم کنید که هر یک از آنها به نوبه خود به زیر مجموعه های کوچکتری تقسیم میشوند.شکل(۱)چهار لایه مذکور را در یک کامپیوتر شخصی معمولی نشان میدهد.

هدف از طرح لایه بندی،امکان دادن به سیستم عامل و نرم افزارها برای اجرا روی یک سخت افزار متفاوت میباشد.شکل (۱) نشان میدهد که چگونه دو سیستم با سخت افزار های مختلف، می توانند از یک بایوس اختصاصی برای ارتباط این سخت افزار منحصر به فرد با یک سیستم عامل و نرم افزار های عمومی استفاده کنند.بدین گونه دو کامپیوتر با پردازنده ها،حافظه،صفحه نمایش وسایر اجزای سخت افزاری مختلف میتوانند نرم افزار یکسانی را اجرا کنند.

در این معماری لایه لایه،برنامه های نرم افزاری،باسیستم عامل از طریق اینترفیس برنامه کاربردی(API)گفتگو می کنند.APIوابسته به نوع سیستم عاملی که شما استفاده میکنید با یک دیگر متفاوت بوده و شامل فرمانها و توابع گوناگونی است که سیستم عامل میتواند از آنها برای ارتباط با نرم افزار کاربردی استفاده کند.برای مثال یک نرم افزار کاربردی میتواند از سیستم عامل بخواهد تا یک فایل را بار گذاری یا ذخیره نماید.در این روش لازم نیست نرم افزار کاربردی،از نحوه خواندن اطلاعات از روی دیسک،ارسال داده ها به یک چاپگر یا اجرای هر نوع دیگری از فرمانهای سیستم عامل اگاه باشد.از آن جایی که این نرم افزار بطور کامل از سخت افزار ایزوله میگردد،شما می توانید همین نرم افزار را روی سیستمهای دیگر اجرا کنید. چرا که نرم افزار فقط سیستم عامل ارتباط دارد تا با سخت افزار.

سپس سیستم عامل با بایوس ارتباط بر قرار مینماید.بایوس دارای همه برنامه های درایوری که بین سیستم عامل و سخت افزار عمل میکنند،می باشد.بنابر این سیستم عامل هرگز مستقیما با سخت افزار ارتباط بر قرار نمیکند در عوض سیستم عامل می بایست همیشه درایور مناسب را بیابد این یک روش مناسب برای ارتباط با سخت افزار میباشد.سازنده سخت افزار ،مسئولیت تهیه درایورهای مناسب برای سخت افزار خود را بعهده دارد.از آنجایی که درایورها می بایست بین سخت افزار و سیستم عامل قرار گیرند،معمولا هر درایور، مخصوص یک سیستم عامل معین میباشد.بدین گونه سازنده سخت افزار می بایست درایورهای مختلفی را ارائه نمایند،به طوری که سخت افزار وی تحت سیستمهای عاملDOS،ویندوز۲۰۰۰،OS/2،لینوکس و غیره کار کند.

از آنجایی که لایه بایوس فقط سیستم عامل را میبیند و کاری با سخت افزار سیستم ندارد،شما میتوانید سیستم عامل یکسانی را روی مجموعه ای از کامپیترهای شخصی پیاده سازی کنید.برای مثال شما میتوانید ویندوز۹۸را روی دو سیستم با پردازنده های مختلف،دیسکهای سخت،کارتهای تصویر و غیره اجرا کنید و ویندوز ۹۸ روی هر دو آنها به طور یکسان عمل میکند.این بدان دلیل است که درایورها بدون توجه به سخت افزار سیستم،عملیات یکسانی را انجام میدهند.

همانطور که در شکل (۱) ملاحظه می کنید،لایه های نرم افزار کاربردی و سیستمهای عامل از سیستمی به سیستم دیگر می توانند مشابه باشند.اما سخت افزار بین سیستمهای مختلف ممکن است تفاوت زیادی داشته باشند.از آنجایی که بایوس دارای درایورهای نرم افزاری است،برای برقراری ارتباط بین سخت افزار و نرم افزار بکار میرود.لایه بایوس در یک سمت خود،با یک سخت افزار منحصر به فرد و در انتهای دیگر،با سیستم عامل واحدی سازگار میباشد.لایه سخت افزار،جایی است که اغلب تفاوتها بین سیستمهای گوناگون در آنجا ظاهر می گردد.

سخت افزار/ نرم افزار بایوس

خود بایوس،نرم افزاری است که در حافظه اجرا گشته و شامل همه درایورهای گوناگونی است که ارتباط بین ارتباط سخت افزار و سیستم عامل را برقرار می کنند بایوس در یک سیستمPCاز سه منبع مختلف حاصل می گردد:

۱٫ROMمادربرد

۲٫ROMکارت تصویر

۳٫برنامه بار گذاری شده از دیسک سخت به حافظهRAM (درایوهای سخت افزاری)بایوس موجود در ROMقرار داشته و درایور های نرم افزاری اولیه مورد نیاز برای راه اندازی سیستم را در اختیار دارد.سالها پیش هنگام اجرای فقط سیستم عامل DOSروی PCهای اولیه،این تراشه ROM(روی مادربرد)کافی بود بطوریکه به هیچ درایور دیگری نیاز نبود.بایوس مادر برد همه اطلاعات لازم را در اختیار داشت.بایوس مادربرد معمولا دارای درایورهایی برای همه مولفه های اصلی سیستم شامل صفحه کلید،درایور،فلاپی،دیسک سخت،پورتهای سریالو پارالل و غیره…میباشد.همچنان که سیستم ها پیچیده تر شدند،سخت افزارهای جدیدی مطرح گشته که برای آنها هیچگونه درایوری روی بایوس مادربرد وجود نداشت.این قطعات سخت افزاری شامل آداپتورهای ویدئویی،درایورهایCD-ROM،دیسک های سخت ،اسکازی،درگاههایUSBو غیره…بود.

علاوه بر نیاز به یک بایوس جدید مادربرد که بطور ویژه ای از قطعات سخت افزاری جدید پشتیبانی نماید،راه حل ساده تر و عملی تر ،کپی نمودن هر یک از درایورهای جدید روی دیسک سخت سیستم و پیکر بندی سیستم عامل برای بار گذاری در زمان راه اندازی سیستم میباشد.حالت دومروشی است که اغلب درایوهای CD-ROM،کارت های صوتی،اسکنر ،پرینتر،کارتهایPC-MCIA و غیره پشتیبانی میشود.از آنجایی که این قطعات سخت افزاری در طی زمان BOOT سیستم الزامی به فعال بودن ندارد،سیستم می تواند از رویهارد دیسک عملیات راه اندازی سیستم را انجام داده و برای بار گذاری درایورها در زمان بار گذاری سیستم عامل اولیه این کار صورت پذیرد.

البته برخی از درایورها می بایست در طی زمان BOOTسیستم،فعال باشند.برای مثال اگر درایور های مورد نیاز برای رابط دیسک سخت از روی دیسک سخت بار شود،چگونه میتوان عملیات BOOTرا از روی این دیسک سخت انجام داد.واضح است که درایورهای دیسک سخت میبایست از قبل در داخل حافظهROMمادربرد یا کارت آداپتور ذخیره شده باشد.

برای مشاهده اطلاعات،هنگام راه اندازی سیستم روی مانیتور،اگر کارت ویدیئویی دارای یک مجموعه درایور در داخل حافظهROMنباشد چگونه این کار میسر خواهد بود.یک راه حل ایجاد یکROMمادربرد با درایورهای ویدئویی مناسب داخل آن میباشد البته این کار غیر عملی است زیرا تعداد بسیار متنوعی از کارتهای ویدئویی وجود دارد که هر یک به درایورهایخاص خود نیازدارد در نتیجه شما با صدها تراشهROMمادربرد متفاوت روبرو خواهید شد که هر کدام درایور یک کارت ویدئویی مخصوص را در خود دارد در عوض هنگامی که شرکت IBM کامپیوتر شخصی اولیهرا طراحی نمود یک راه حل بهتر را ارائه نمود.IBMحافظهROM مادربردPC را به گونه ای طراحی کرد که برنامه داخل آن هنگام راه اندازی سیستم،شکافهای توسعه را اسکن نموده و به دنبال کارتهای آداپتور با حافظهROM روی آنها میگردد.اگر یک کارت آداپتور با حافظهROMیافت شود،محتویات ROMدر طی فاز اولیه راه اندازی سیستم(قبل از آنکه سیستم شروع به بار گذاری سیستم عامل،از دیسک سخت بنماید)اجرا میشود.با قرار دادن درایورها داخل حافظهROM کارت آداپتور،شما مجبور به تغییر تراشه ROM مادربرد خود نخواهد بود.یک تعداد کارت آداپتورکه اغلب دارای تراشه ROMروی خود میباشند عبارتند از:

کارتهای تصویر :همه این کارتها یک حافظه بایوس روی خود میباشند.

آداپتورهایSCSI:این آداپتورها امکان بوت سیستم از درایوهای سخت SCSI یا CD-ROM که دارای یک بایوس روی برد میباشند فراهم میکنند.توجه کنید که در اغلب موارد،بایوس اسکازی از هیچ دستگاه اسکازی غیر از یک دیسک سخت پشتیبانی نمی کند.اگرشما از یک CD-ROM اسکازی، اسکنر،زیپ درایو و غیره…استفاده می کنید،مجبور به بار گذاری درایوهای مناسب برای این دستگاهها ازدیسک سخت خود میباشید.اغلب آداپتورهای جدیدتر اسکازی امکان،بوت سیستم از

CD-ROM اسکازی را فراهم میکنند اما درایورهای CD-ROM برای دسترسی به CD-ROM(هنگام راه اندازی سیستم از درایو یا دستگاه سخت افزاری دیگر ) مورد نیاز میباشند.

کارتهای شبکه

آنهایی که امکان بوت سیستم را مستقیما از روی یک سرور فایل فراهم می نمایند دارای یکBOOT ROM یاAPLROM می باشند،این سیستم امکان می دهد تا PC ها روی یک شبکه LAN بعنوان ایستگاههای کاری بدون دیسک پیکره بندی شوند از این ایستگاههای کاری گاهی اوقاتNETPC،NET PC (کامپیوترهای شبکه) یا حتی ترمینالهای هوشمند یاد می شود.

مدارهای الکترونیIDE یا فلاپی:برد های الکترونیکی که امکان میدهد تا شما تعداد بیشتری از انواع درایوها را نسبت به آنچه که معمولا توسط خود مادر برد پشتیبانی میشود به سیستم متصل کنید.این کارت های الکترونی برای اینکه بتوانند در زمان بوت سیستم فعال باشند،به یک بایوس داخلی نیاز دارند.