පරිගණක පද්ධතිය තුල භාවිතා වන විවිධ මතක උපාංග සහ ඒවායේ ගතිගුණ (Different types of memories and their characteristics)
මෙම ලිපියේ මුලික අරමුණ වනුයේ පරිගණක පද්ධතියේ ක්‍රියාකාරිත්වයට අත්‍යවශ්‍යම උපාංගයක් වන මතක උපාංග(memories) පිලිබඳ හැඳින්වීමක් උසස් පෙළ හදාරන ඔබට ලබා දීම වේ. මෙහිදී අපි පරිගණක පද්ධතිය තුල පවතින විවිද මතක උපාංග, ඒවායේ වර්ගීකරණය හා ඒවායේ පවතින මුලික ගති ලක්ෂණ පිලිබඳ කරුණු විමසා බලන්නෙමු. එසේනම් අපි පළමුකොටම මතක උපාංගයක් යනු කුමක්ද කියා සොයා බලමු.
*පරිගණක පද්ධතියක් තුල දත්ත (data), තොරතුරු (Information) සහ උපදෙස් (instructions) තාවකාලිකව හෝ ස්ථිරව ගබඩා කර තැබීම සඳහා යොදා ගනු ලබන උපාංග හඳුන්වනුයේ මතක උපාංග ලෙස වේ.*
මෙම අර්ථදැක්වීම දෙස බලන විට ඔබට හඳුනාගත හැකියි පරිගණකය තුල තාවකාලික හා ස්ථිර වශයෙන් මතක ගබඩා වර්ග දෙකක් තිබෙන බව. කුමක්ද මේ තාවකාලික හා ස්ථිර මතක යන දෙවර්ගයෙන් අදහස් වනුයේ? අපි මෙය සරල උදාහරණයකින් පැහැදිලි කර ගනිමු. මෙම උදාහරණය මිනිසාගේ මතකය හා සම්බන්ධ දෙයකි.එය මෙසේය,
“මම ඔබගෙන් අසුවොහොත් ඔබ අද උදැසනට අහාරයට ගත්තේ මොනවද කියා නිසැකයෙන්ම ඔබ නිවරදිව එයට පිළිතුර ලබාදෙනවා,
උදා: මම උදේට කැවේ බත් නැත් නම් මම කැවේ පාන් ලෙස
නමුත් මම ඔබගෙන් අසුවොහොත් ඔබ ගිය සතියේ මේ වගේ දවසක උදේට කැවේ මොනවද කියාල, ඇත්තෙන්ම ඔබට මේ සඳහා ක්ෂණිකවම පිලිතුරක් ලබා දෙන්න නොහැකි වෙවී. මන්ද යත් ඔබට ඔබගේ පෙර මතකයන් විමසීමට සිදුවෙන බැවිනි. නමුත් බොහෝවිට ඔබට නිවැරදි පිළිතුර ලබා දීමට නොහැකි වේ. මොකද ඒ මතකය ඔබගේ මතකෙන් ඉවත් වී ඇති නිසා. එසේ නම් එවැනි අපගේ එදිනෙදා පුරුදු හෝ එදිනෙදා සිදුකල සියලු දේ අපේ මතකයේ නොරැදේ. බොහෝ කරුණු එම දිනයේ අපි නින්දට ගිය පසු නැති වී යයි. මෙවැනි මතකයන් අපි තවකාලික මතකය(temporary memory) නැත නම් නශ්‍ය මතකය(volatile memory) ලෙස හනුන්වන්වෙමු.
නමුත් ඔබ සිතන්න ඔබට කෙදිනක හෝ ඔබගේ නම, ඔබගේ උපන් දිනය, ඔබගේ මවගේ නම නැත්නම් හොදම යාළුවගේ නම අමතක වී ඇත්ද කියා? පිළිතුර “නැහැ” නේද? (කිසිදු රෝගී තත්වයක් නොමැතිව). එයට හේතුව නම් එවැනි අපට ඉතා වැදගත් කරුණු අපගේ ස්ථිර මතකයේ(permanent) නැත්නම් නශ්‍ය නොවන මතකයේ (non-volatile memory) ගබඩා වී ඇති නිසාවෙනි. “
ඉතින් මෙම උදාහරණයේ සඳහන් මිනිස් මොළයත් පරිගනකෙයේ මතක උපාංගත් අතර ඇති සම්බන්ධය කුමක්ද? ඇත්තවශයෙන්ම මේ උදාහරණයේ පවතින මිනිස් මොලයේ ස්වභාවය මෙන්ම පරිගනකයේ මතක උපාංගයන්ද නශ්‍ය(volatile) හා නශ්‍ය නොවන(non-volatile) මතකයන් ලෙස වර්ග කල හැක. නැතිනම් තාවකාලික හා ස්ථිර මතක ලෙස කාණ්ඩ කලහැක.උසස් පෙළ හදාරන ඔබට මෙම මතක වර්ග පිළිබඳව ගැබුරින් විමසීමට ඇත. එබැවින් අපි මෙම මතක් වර්ග දෙකෙහි ගති ලක්ෂණ පිලිබන්දව නිදසුන් සමග විමසා බලමු.
පරිගනකයේ මතක උපාංග දෙවර්ගයකට වර්ග කල හැක. ඒවා නම්,
නශ්‍ය මතකය (volatile memory)නශ්‍ය නොවන මතකය (non-volatile memory)
මේ එක් එක් මතකය පිලිබඳ හැදෑරීමට ප්‍රථම අපි ඔබට මෙම මතක වර්ගීකරනය පහත රූප සටහන මගින් සරලව ඉදිරි පත් කරන්නෙමු. එය ඔබට මෙම ලිපිය අධ්‍යනය කිරීමට පහසුවක් වේ. එලෙසම මතක ධුරාවලියද(memory hierarchy) අපි මෙහිදී ඉදිරපත් කරන්නෙමු.
දැන් අපි පරිගණකයේ මෙම එක් එක් මතකයන් පිලිබන්දව ඉහත රූප සටහන්ද උපයෝගී කරගෙන විමසා බලමු.පළමුව නශ්‍ය මතකය පිළිබඳව සොයමු.
*නශ්‍ය මතකය (volatile memory)*
නශ්‍ය මතකය සහිත උපාංග යනු එම උපාංගයන්හි දත්ත (data) රැඳී පවතිනුයේ එම උපාංගවලට අකණ්ඩව විදුලිය සැපයෙන තෙක් පමණි. යම් හෙයකින් මෙම වර්ගයේ මතක උපාංග වලට ලැබෙන විදුලිය විසංධි වුවහොත් ඒ වහාම එම මතක උපාංග වල ගබඩා වී තිබු දත්ත(data) සියල්ලම මැකී යනු ඇත. එසේ නම් මෙම මතකය සම්පූර්ණ වශයෙන් විදුලි සැපැයුම මත රඳා පවතින මතක වර්ගයකි.
එය එසේ වීමට පැහැදිලි හේතුවක් පවතී. සාමන්‍යයෙන් මෙම නශ්‍ය මතකය සහිත උපාංග පොදුවේ අර්ධ සන්නායක මතකයන් ලෙස හඳුනවති. එනම් මෙම මතකයන් සැදී ඇත්තේ ධාරිත්‍රක වැනි අර්ධ සන්නායක සහිත පරිපථ වල එකතුවක් ලෙසිනි. මෙම අර්ධ සන්නායක මතකයන්හි මුලික තැනුම් ඒකකය මතක කෝෂය (memory cell) ලෙස හදුන්වනු ලබානවා. එබැවින් විදුලිය ඇති විටදී මෙම ධාරිත්‍රක වැහි මතකය ගබඩා කිරීමට උපකාර කරන අර්ධ සන්නායක උපාංග විවිධ ධාරිතා මට්ටම් වල රැඳී පවතී. නමුත් පරිගණකය ක්‍රියා විරහිත කලවිට එසේත් නැති නම් විදුලිය විසන්ධි වූ විට ඒවා විමෝචනයට(discharge) ලක් වේ. එබැවින් පෙර වූ දත්තයන් සියල්ල මැකී යයි. මේ අනුව පහත මතකයන් නශ්‍ය මතක ගණයට වර්ගකරනු ලැබේ.
සසම්භාවී ප්‍රවේශ මතකය (Random Access memory ) රෙජිස්තර මතකය ( Register memory ) සංචිත මතකය ( Cache memory )
