Mavzu: mikrosxemalar, integral sxemalar va optoelektronika

Xotira elementlari. Elektron texnologiyalarda xotira elementini hosil qilish, xotiraning hajmini kengaytirish juda muhim axamiyatga ega. Xotira ma’lumotni saqlash demakdir. Xotira hosil bo’lishi uchun ma’lumot xotira elementiga yozilishi, unda saqlanishi ma’lum tarzda murojaat qilinganda qayta tiklanishi zarur. Chuqurroq olib qaralganda, xotira elementi juda keng ma’nolidir. Inson kashf qilgan birinchi xotira elementi yozuvdir. Bu xotirada ma’lumot saqlanishi sifati yaxshi, lekin ma’lumotni yozish murakkab jarayon (qo’lda yozish, tipografiya va hokazolar). Keyinchalik fotografiya, plastinkalarga ovoz yozish paydo bo’ldi. Elektronikaning taraqqiyoti magnit lentalarga ovoz va tasvirlarni yozish imkoniyatlarini yaratdi. Raqamli texnika taraqqiyoti esa bu yozuvlarni disk va boshqa yarim o’tkazgichli qattiq kartalarga yozishni yaratdi. Qayd etilgan xotira elementlarida ma’lumotni saqlash sifati ideal bo’lib, uni yozish va qayta tiklash jarayoni murakkabdir. Inson
miyasi ham xotira elementi hisoblanadi, uning texnik tizimlar orqali hosil qilib bo’lmaydigan absolyut afzalligi va o’ziga yarasha kamchiliklari bor. Miyaning xotira elementi sifatidagi afzalligi shundaki, unda informasiyani qayta tiklash tezligi katta va hyech qanday vositalarsiz amalga oshadi. Lekin asosiy kamchiligi saqlash sifatining pastligidir. Ya’ni eslab qolingan xamma ma’lumotlar ham qayta tiklanavermaydi. Aksariyati, unga murojaat qilib turilmasa o’chib ketadi. Biz buni esdan chiqarish deymiz. Lekin elektron texnologiyalar qanchalik taraqqiy etmasin, inson miyasi singari ma’lumotni bevosita (bir zumda, qidirmasdan) tiklash tizimini yaratib bo’lmaydi. Har qanday mukammal texnik xotira tizimi ham unga murojaat qilinganda, kerakli ma’lumotni qidirish tizimiga ega bo’ladi.
Zamonaviy, tezkor elektron xotira tizimlari raqamli qurilmalar asosida ishlaydi.
Yuqorida qayd etilganidek, triggerlar bunda bosh rolni o’ynaydi.
Bugungi kunda ko’plab raqamli texnika qurilmalarining xotira elementlari mavjudligini yaxshi bilamiz, hatto xotira hajmi haqida ham tushunchalarga egamiz. Aynan shu xotiralarni hosil qiluvchi standart elektron qurilmalar mavjud. Ular xotira elementlari deb ataladi. Xotira elementlari ikki turga bo’linadi: operasion xotira va doimiy xotira. Operasion xotiraning hajmi nisbatan kichik bo’lib, u ma’lumotlarni faqat qayta ishlash jarayonidagina saqlab turadi va keyin (masalan tegishli operasiyalar bajarilgach) o’chiradi. Doimiy xotirada esa ma’lumotlar uzoq vaqt saqlanib turadi.
Birinchi xotira elementi 1834 yilda ingliz injeneri Charlz Bebbidj tomonidan yaratilgan. Bu mexanik tizimli hisoblash mashinasi bo’lib, unda matematik informasiyalar ustida amallar bajarish va ma’lumotni saqlash mumkin edi 20- a rasm. Keyinchalik magnit barabanli xotira elementlari yaratildi 20- b rasm. Texnologiyalarning rivojlanishi natijasida magnitli xotira elementlari takomillanib borib, hammamizga yaxshi tanish bo’lgan magnit lentalari yaratildi, 20-v rasm. Magnit lentalari uzoq yillar ma’lumotlarni yozish, saqlash va qayta tiklashning asosiy elementi bo’lib xizmat qilib keldi.

15. 
    rasm. Mexanik sistemali (a), magnit barabanli (b) va magnit lentali (v) xotira elementlari.
    

Raqamli elektron qurilmalarning taraqiyoti xotira elementlarini ham raqamli qurilmalar asosida yaratish imkoniyatini berdi. Natijada xotira elementlarining asosiy ko’rsatkichlari (xotiraning hajmi, ma’lumotlarni yozish va qayti tiklash tezligi)
so’nggi yillarda mislsiz daraja o’sib bordi. Bunda magnetizm sohasidagi yangiliklar, ayniqsa gigant magnitik qarshilikning yaratilishi muhim rol o’ynadi.
Xotiraning elektron elementlari (komponentlari) bugungi kunda juda keng turlarda ishlab chiqariladi. Yangi avlod elektron qurilmalarda SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory - ixtiyoriy kirishli sinxron dinamik xotira) keyinchalik esa uning tezkor varianti DDR (Double Data Rate –ikkilangan tezlikda uzatish) tizimlari yaratildi.
Informasion texnologiyalar sohasida keng amaliyotga kirib kelgan xotira elementlari hammamizga yaxshi tanish 21- a rasm. Bular komp’yuterlarning qattiq disklari (b rasm), turli ko’rinishdagi va hajmdagi tashqi xotira elementlari –fleshkalardir (v rasm) .

15. 
    rasm. Qattiq disk, tashqi xotira elementlari- fleshkalar
    

Fleshka inglizcha flash (lahza, bir zum ma’nosini bildiradi) so’zidan olingan, informasion texnologiyalar sohasida ma’lumot yig’uvchi ma’nosiga aylanib keng iste’molga kirib ketgan. Xotira elementlari raqamli signallar asosida ishlagani uchun xotiraning hajmi ham signallarni raqamli ko’rinishda ifodalash xususiyatlaridan kelib chiqadi. Informatika fanidan ma’lumki, informasiyaning eng kichik o’lchami “bit” bo’lib u “0” yoki “1” qiymatlarni qabul qiladi. Shuning uchun bu signalni biz binar signal deb ataymiz. Komp’yuter, yoki boshqa raqamli qurilmaning bitta operasiya davomida bajaradigan “bit” lari miqdori “bayt” ( byte) deb ataladi. 1 “bayt” 8 “bit”ga teng. Shuning uchun 1 bayt 2⁸ = 256. Demak xotiraning 1 bayt hajmiga 0 dan 256 gacha bo’lgan ixtiyoriy sonni yozish mumkin. Ikkilik sanoq sistemasida bu yozuvning kombinasiyalari 22-rasmda keltirilgan.

15. 
    rasm. Ma’lumotlarni ikkilik sanoq sistemasida ifodalash va xotira hajmining hosil bo’lishi.