آموزش: خاموش/روشن کردن مجدد برای خنده یا واقعیت؟

به طور حتم شما نیز بارها “لطیفه” های پیرامون دنیای مهندسان کامپیوتر را شنیده اید که در آن یک مهندس کامپیوتر همواره روشن/خاموش کردن را به عنوان راه حل اصلی پیشنهاد می دهد. آخرین لطیفه ای که بنده در این زمینه شنیده ام، خرابی یک خودرو، حامل چند مهندس با تخصص های متفاوت است که در نهایت مهندس کامپیوتر پیشنهاد پیاده و سوار شدن مجدد را می دهد! اما این مسئله تا حد جدی و واقعی است؟

چرا بسیاری از مهندسان و متخصصان این حوزه با تجربه بالا و تخصص مثال زدنی، یکی از راه حل های اولیه رفع ایراد را در “راه اندازی مجدد” می دانند؟ در این مطلب با زبانی ساده و شفاف به سراغ این موضوع رفته و دلایل آن را برای شما بازگو خواهیم کرد. با “سخت افزار” همراه باشید.

تمامی سیستم های دیجیتال که دارای پردازنده و سیستم عامل هستند، دارای چند ویژگی مشابه خواهند بود. همگی سیستم های فوق، از یک الگوی مشابه پیروی می کنند. هیچ فرقی نمی کند که با یک لپ تاپ ارزان قیمت، کامپیوتر فرمان صنعتی، برد یک تلویزیون و یا یک کامپیوتر پیشرفته و گران قیمت روبرو هستیم؛ این الگو برای همگی آنها یکسان است. پس از آغاز به کار سیستم با فشردن کلید روشن شدن، سیستم عامل و یا میان افزاری که در هارد دیسک، SSD و یا تراشه های نیمه هادی ذخیره شده است، اطلاعات راه اندازی اولیه را درون حافظه رم بارگزاری کرده و سپس این اطلاعات برای پردازش و اجرا به CPU یا APU و یا SOC منتقل می شوند.

 در این بخش نیز هر پردازشگر دارای 1 الی 5 سطح از حافظه کش L است. این حافظه نهان با اطلاعات بعدی و کدهایی که مکررا مورد استفاده قرار می گیرد، پر می گردد. از سوی دیگر این عملیات به طور مداوم در حال بروزرسانی به طوری که تنها در یک ثانیه میلیون ها سیکل در این بخش شکل می گیرد. اطلاعاتی که در حافظه های رم و یا IC های EPROM بارگزاری می گردد، مستقیما از بخش های ذخیره سازی منتقل می شوند و اگر سیستم نیازی به حافظه ذخیره سازی بزرگ نداشته باشد، سرعت عملیات های آن افزایش می یابد. هر چند که تمامی سیستم ها، هر چقدر هم که کم، اما نیاز به یک بخش ذخیره سازی خواهند داشت.

سیستم هایی که از حافظه های Error-correcting code memory یا همان ECC ها پشتیبانی می کنند، می تواند خطای داده ها را در سطح تک بیت تشخیص داده و آن را مرتفع نمایند. در نتیجه نیاز به راه اندازی مجدد در آنها بسیار کاهش پیدا خواهد کرد. اما دیگر سیستم هایی که فاقد این عملکرد هستند، مشکلاتی را برای کاربران و سیستم به وجود می آورند. چرا بسیاری از ایرادات معمول با Restart یا راه اندازی مجدد قابل حل است؟

خطا حتی در سطح تک بیت، ابتدا حافظه های کلاس RAM را هدف قرار می دهد؛ سپس این خطا به درون پردازنده ارسال می گردد و در صورت ناشناخته بودن، عملیات طبیعی سیستم به مشکل بر خواهد خورد؛ متاسفانه رم ها قادر به تصحیح خطا نبوده و در این حالت تنها نیاز به راه اندازی مجدد و خالی کردن حافظه رم و بارگیری مجدد است. مرحله دوم، خطا در میکرو کدهای پردازش شده توسط CPU است که در این حالت با کرش و از کار افتادن CPU روبرو هستیم و با این وضعیت نیز تنها راه باز هم راه اندازی مجدد سیستم است! حافظه نهان (Cache) سریع ترین و گران قیمت ترین حافظه مورد استفاده در یک سیستم کامپیوتری است؛ اما این بدان معنی نیست که این بخش نیز عاری از ایراد باشد؛ خطا در حافظه های سطح L نیز عموما تنها با راه اندازی مجدد سیستم رفع خواهند شد. در نتیحه خاموش/روشن کردن مجدد یک راه حل اساسی در رفع عیوب و راه اندازی مجدد سیستم به صورت نرمال است.