ارتباط افزايش حافظه اصلی با سرعت کامپيوتر  

آيا سرعت اجرای برخی برنامه ها بر روی کامپيوتر شما پائين است ؟ برای حل مشکل بدنبال چه راهکاری هستيد ؟ آيا فکر می کنيد اگر حافظه کامپيوتر خود  را افزايش دهيد ، سرعت اجرای برنامه ها بهبود پيدا می نمايد ؟  با مطالعه ايـن مطلب شايد پاسخ به سوالات فوق ، مشخص گردد.

افزايش حافظه اصلی کامپيوتر ( RAM ) ، باعث افزايش سرعت برخی عمليات در کامپيوتر می شود (واقعيتی انکار ناپذير) . RAM يکی از مهمترين عناصر سخت افزاری موجود در کامپيوتر است که سيستم های عامل برای مديريت بهينه  آن جايگاهی خاص را در نظر می گيرند . زمانی که يک برنامه کامپيوتری نظير يک واژه پرداز و يا برنامه ای نظير مرورگرهای وب را اجراء می نمائيد ، ريزپردازنده موجود در کامپيوتر ، فايل اجرائی حاوی برنامه را از محل استقرار دائم ( هارد ديسک ) به درون حافظه اصلی کامپيوتر ، مستقر می نمايد( فرآيند معروف Loading ). حجم فايل اجرائی برخی از برنامه ها نظير Word و يا Excel  به پنج مگابايت می رسد. ريزپردازنده ، همچنين در اين زمينه تعداد زيادی فايل های DLL مشترک ( dynamic link libraries ) ( بخش هائی از کدهای به اشتراک گذاشته شده توسط چندين برنامه ) را به درون حافظه منتقل می نمايد  . فايل های DLL ممکن است بين بيست تا سی مگابايت ظرفيت داشته باشند . در ادامه ريزپردازنده فايل های حاوی داده مورد نياز يک برنامه را که ممکن است چندين مگابايت باشند را نيز در حافظه مستقر می نمايد ( ميزان داده مستقر شده در حافظه به نوع برنامه و عملياتی که انجام می دهد ، بستگی دارد ) . با توجه به موارد فوق ، يک برنامه معمولی به فضائی معادل چندين مگابايت ( مثلا" بين ده تا سی مگابايت ) به منظور اجراء نياز خواهد داشت .

فرض کنيد  که نرم افزارهای زير بر روی کامپيوتر شما در حال اجراء می باشند : 

•           يک واژه پرداز

•           يک صفحه گسترده

•           يک برنامه گرافيکی

•           سه تا چهار پنجره فعال ويندوز

علاوه بر برنامه های فوق ، سيستم عامل خود به تنهائی فضای زيادی را اشغال خواهد کرد . برنامه های فوق به فضائی بين يکصد تا يکصد و پنجاه مگابايت نياز خواهند داشت ، ولی ممکن است کامپيوتر شما صرفا" دارای مثلا" شصت و چهار مگابايت حافظه باشد .

فضای اضافی توسط مدير حافظه مجازی ( VMM )  ايجاد می گردد . VMM با جستجو در حافظه ، محلی را که در آن لحظه مورد نياز نمی باشد را پيدا نموده  و بخش های فوق را در يک فايل Swap  بر روی هارد ديسک ذخيره می نمايد. مثلا" در صورتی که برنامه پست الکترونيکی ( نظير outlook ) فعال شده باشد و به مدت زمان مشخصی (مثلا" 45 دقيقه)  از آن استفاده نمی گردد ، VMM ، تمامی عناصر تشکيل دهنده فايل اجرائی مربوط به برنامه پست الکترونيکی را بهمراه فايل های DLL و داده  بر روی هارد ديسک منتقل می نمايد . به فرآيند فوق،  Swapping out برنامه گفته می شود . در ادامه و زمانی که بر روی برنامه پست الکترونيکی کليک می گردد ، VMM ، مجددا" تمامی اطلاعات مربوط به برنامه را از هارد ديسک خوانده و آنان را با برنامه ديگری که موجود در حافظه می باشد و از آن استفاده نمی گردد ، جايگزين می نمايد . با توجه به اين واقعيت که سرعت هارد ديسک نسبت به RAM کمتر می باشد ، فرآيند  "جايگزينی اطلاعات "  زمان خاص خود را داشته و عموما" اين فرآيند با تاخير انجام می شود .

در صورتی که شما دارای حجم اندکی حافظه می باشيد ( مثلا" شانزده مگابايت ) ، VMM همواره و با فرکانس بيشتری اقدام به عمليات جايگزينی اطلاعات نموده و سرعت کامپيوتر بطرز کاملا" محسوسی کاهش خواهد يافت . در صورتی که کامپيوتر شما دارای 256 مگابايت حافظه می باشد ، VMM دارای فضای لازم بوده و فرآيند جايگزينی با فرکانس کمتری انجام شده و يا حضور آن چندان محسوس نباشد . در چنين مواردی با افزودن حافظه ، تاثير بسيار زيادی در سرعت سيستم را مشاهده نخواهيم کرد .

برخی از برنامه ها ( نظير فتوشاپ ، اکثر کمپايلرها ، اکثر برنامه های ويرايش فيلم و انيميشن ) نيازمند حجم بسيار بالائی از حافظه به منظور انجام عمليات خود می باشند. در صورتی که اين نوع برنامه ها را بر روی کامپيوتری که دارای حجم اندکی از حافظه است ، اجراء نمائيد ، فرآيند جايگزينی بطور دائم انجام و سرعت اجرای اين نوع  برنامه ها ، مطلوب نخواهد بود . با افزودن حافظه به سيستم و  بهينه سازی فرآيند جايگزينی ( و يا حذف آن ) ، برنامه های فوق با سرعت بالائی اجراء می گردند

 تاثير حافظه اصلی بر كارآئی سيستم

در هر كامپيوتر از مجموعه ای منابع سخت افزاری و  نرم افزاری استفاده می گردد كه هر يك دارای جايگاه مختص به خود می باشند . سيستم عامل ،‌ مسئوليت مديريت منابع موجود در يك كامپيوتر را برعهده دارد . مجموعه پتانسيل های سخت افزاری و نرم افزاری موجود و نحوه مديريت آنان توسط سيستم عامل ، ميزان مفيد بودن و كارآئی يك كامپيوتر را مشخص می نمايد.

حافظه اصلی ( RAM ) يكی از مهمترين منابع سخت افزاری موجود در كامپيوتر است كه با توجه به نقش محوری آن در اجرای برنامه های كامپيوتری ، همواره در معرض پرسش های فراوانی از جانب كاربران كامپيوتر است. به عنوان نمونه ، شايد اين سوال برای شما نيز مطرح شده باشد كه  تاثير افزايش حافظه اصلی بر سرعت كامپيوتر چيست و در صورت افزايش حافظه اصلی ، آيا كارائی سيستم نيز به همان ميزان افزايش خواهد يافت ؟

در اين مطلب به بررسی اين موضوع خواهيم پرداخت كه چرا حافظه اصلی دارای يك نقش مهم  و غيرقابل انكار در كارائی سيستم است . ادامه بحث را با در نظر گرفتن دو فرضيه دنبال می نمائيم . اول اين كه بر روی كامپيوتر از يكی از نسخه های سيستم عامل ويندوز 2000 ، XP و يا 2003 سی و دو بيتی استفاده می گردد و دوم اين كه از يك كاميپوتر مدل جديد با پتانسيل های سخت افزاری مناسب ، استفاده می شود .

هر سيستم عامل  از يك مدل خاص برای مديريت منبع ارزشمند حافظه اصلی استفاده می نمايد . نحوه مديريت حافظه توسط سيستم عامل ، يكی از شاخص های مهم ارزيابی موفقيت يك سيستم عامل محسوب می گردد . ويندوز نيز به عنوان يك سيستم عامل از اين قاعده مستثنی نمی باشد.

ويندوز و مديريت حافظه

زمانی كه اولين نسخه ويندوز  ارائه شده بود ،‌ امكان مديريت حافظه اندكی توسط آن وجود داشت . در آن زمان ، حافظه گران بود و حتی در صورتی كه استفاده كنندگان توان مالی تهيه آن را داشتند ، كامپيوترهای آن دوره قادر به استفاده از آن نبودند . اين وضعيت تا اواسط دهه 90 ميلادی ادامه داشت و بسياری از افرادی كه دارای كامپيوتر بودند ،‌ صرفا" از 8 مگابايت حافظه اصلی استفاده می كردند كه امكان ارتقاء آن به حداكثر 64 مگابايت وجود داشت .

قيمت بالا و  ظرفيت بردهای اصلی سيستم ( مادر برد ) ، از جمله محدوديت های اساسی كامپيوترها در گذشته ای نه چندان دور است كه قطعا" هم اينك اين وضعيت بهبود يافته است و استفاده كنندگان كامپيوتر از اين بايت كمتر دچار مشكل می گردند.

در اكثر نسخه های ويندوز امكان استفاده از حافظه مجازی وجود دارد . با توجه به اين كه قيمت حافظه هارد ديسك نسبت به حافظه اصلی بمراتب كمتر است ، ويندوز از فضای ذخيره سازی هارد ديسك به منظور جبران كمبود حافظه اصلی سيستم استفاده می نمايد .

حافظه مجازی ، يك راه حل مناسب به منظور غلبه بر محدوديت حافظه اصلی است كه دارای چالش های مختص به خود نيز می باشد :

•           كند بودن سرعت هارد ديسك نسبت به حافظه اصلی : هارد ديسك دارای سرعتی بمراتب پائين تر ( كندتر ) نسبت به حافظه اصلی است . دستيابی به حافظه اصلی بر اساس نانوثانيه و سرعت هارد ديسك بر اساس ميلی ثانيه اندازه گيری می شود .

•           عدم امكان استفاده مستقيم از حافظه مجازی : يكی ديگر از مسائل در ارتباط با حافظه مجازی ، عدم امكان استفاده مستقيم از آن است . مثلا" فرض كنيد كه يك صفحه اطلاعات از حافظه اصلی بر روی هارد ديسك ( حافظه مجازی ) نوشته گردد . در صورتی كه در ادامه به اطلاعات موجود در اين صفحه نياز باشد ، كامپيوتر نمی تواند مستقيما" به آن دستيابی داشته باشد . در چنين مواردی ، می بايست  قبل از اين كه كامپيوتر بتواند از داده استفاده نمايد ، داده درون حافظه اصلی مستقر گردد . به فرآيند فوق paging گفته می شود .

Paging باعث كند شدن يك سيستم می گردد چراكه كامپيوتر مجبور است در زمانی كه داده از هارد ديسك به درون حافظه اصلی منتقل می گردد ، عمليات جاری خود را متوقف و منتظر بماند . در واقع ، علت اصلی استفاده از حافظه مجازی نياز كامپيوتر به حافظه و عدم وجود ظرفيت لازم برای تامين خواسته های سيستم عامل است . در صورتی كه حافظه سيستم تكميل شده باشد ، كامپيوتر نمی تواند يك نسخه از صفحه داده را از هارد ديسك به درون حافظه اصلی منتقل نمايد . در چنين مواردی فضائی برای استقرار داده در حافظه اصلی وجود نداشته و سيستم عامل می بايست يك صفحه داده موجود در حافظه اصلی را به حافظه مجازی منتقل نمايد تا فضای لازم برای داده ئی كه به وجود آن نياز است ، ايجاد گردد . ( داده ئی كه می بايست از هارد ديسك به درون حافظه اصلی كامپيوتر منتقل شود )

paging ، فرآيندی است كه می بايست مديريت گردد . كامپيوتر می بايست از مكانی در حافظه اصلی به منظور ثبت وضعيت استفاده از حافظه استفاده نمايد . بنابراين ، سيستم می بايست قسمتی از حافظه خود را برای ثبت وضعيت صفحات و اين كه كدام صفحه در حافظه اصلی و كدام صفحه در حافظه مجازی است ، در نظر بگيرد.  علاوه بر اين ، سيستم از سيكل های متعدد پردازنده ( CPU ) به منظور انتقال داده بين حافظه اصلی و حافظه مجازی استفاده می نمايد . در صورتی كه نگرانی خاصی در رابطه با Paging وجود نداشته باشد ، كامپيوتر به سرعت وظايف خود را انجام خواهد داد .

حافظه بيشتر،  كاهش وابستگی ويندوز به حافظه مجازی ، عدم استفاده از زمان پردازنده و منابع ديگری نظير هارد ديسك را به دنبال خواهد داشت .

شايد بهترين گزينه اين باشد كه به اندازه ای حافظه به سيستم اضافه گردد تا درصد استفاده از حافظه مجازی به حداقل مقدار ممكن كاهش يابد . با اين كه گزينه فوق ممكن است به عنوان يك راه حل عملی باشد ، ولی نمی توان زمينه استفاده از حافظه مجازی را از ويندوز سلب نمود . ويندوز بگونه ای طراحی شده است كه بتواند  از حافظه مجازی استفاده نمايد  و سيستم عامل اين انتظار را دارد كه حافظه مجازی موجود و برای وی در دسترس باشد . هر اندازه كه به سيستم حافظه فيزيكی اضافه گردد ، وابستگی آن به حافظه مجازی كمتر خواهد شد.

شايد از بحث فوق اينگونه برداشت شود  كه علت اصلی استفاده از حافظه مجازی ، جبران كمبود حافظه اصلی است . برداشت فوق  با اين كه درست است ولی بيانگر تمامی ابعاد موضوع  نمی باشد و تنها نيمی از حقيقت را شامل می شود .

به عنوان يك قانون ، شركت مايكروسافت توصيه می نمايد كه پيكربندی حافظه مجازی بر اساس ميزان حافظه فيزيكی ( RAM ) نصب شده بر روی ماشين ، انجام شود و حداقل ، حافظه مجازی  5 / 1 برابر حافظه اصلی باشد . اين بدان معنی است كه اگر ماشينی دارای 512 مگابايت حافظه اصلی باشد ، ويندوز انتظار دارد كه بتواند به حداقل 768 مگابايت حافظه مجازی دستيابی داشته باشد . فرض كنيد كه به اين نتيجه رسيده ايد كه 512 مگابايت حافظه اصلی نياز شما را تامين نمی نمايد و تصميم می گيريد حافظه ماشين خود را به يك گيگابايت ارتقاء دهيد.با اين كار شما نياز ويندوز به حافظه مجازی را هم افزايش داده ايد.در چنين شرايطی ويندوز اين  انتظار را دارد كه بتواند به حافظه مجازی با ظرفيتی معادل 5 / 1 گيگابايت دستيابی داشته باشد .

عليرغم اين كه ظرفيت Pagefile ماشين ( فايلی كه از آن به عنوان حافظه مجازی استفاده می شود ) افزايش می يابد، اين بدان معنی نخواهد بود كه ماشين  از pagefile  به  سختی استفاده می نمايد . عموما" عكس اين موضوع صادق است . نصب حافظه بيشتر ، باعث می شود كه ويندوز كمتر مجبور به paging گردد .  حتی اگر ويندوز همچنان مجبور به استفاده از حافظه مجازی باشد ، حافظه اضافه نصب شده اين اطمينان را ايجاد می نمايد كه page مرتبط با برنامه در حال اجراء ، در حافظه اصلی موجود است و سيستم عامل به دليل كمبود حافظه مجبور نخواهد بود كه آن  را بر روی فضای ذخيره سازی حافظه جانبی منتقل نمايد . بدين ترتيب برنامه ها با سرعت بيشتری اجراء شده و در زمانی مطلوب نياز كاربران را تامين و در نهايت كارآئی سيستم افزايش خواهد يافت .

آيا محدوديتی در ارتباط با حافظه وجود دارد ؟

در ابتدای بحث اشاره گرديد كه اطلاعات موجود در اين مقاله صرفا" برای سيستم های 32 بيتی مفيد بوده و در ارتباط با سيستم های 64 بيتی نمی باشد . حقيقت اين است كه حتی سيستم های 64 بيتی نيز در ارتباط با حافظه مجازی می باشند ولی نسخه های 32 بيتی و 64 بيتی بطور كامل از مدل های حافظه مختلفی استفاده می نمايند . سيستم های 32 بيتی صرفا" دارای 32 بيت بوده و می توانند حداكثر 4 گيگابايت حافظه اصلی را آدرس دهی نمايند . يك سيستم 64 بيتی از لحاظ تئوری قادر به آدرس دهی 16 اگزابايت (  بيش از  16،000،000 گيگابايت حافظه RAM  ) می باشد. توليد يك ماشين كه بتواند از اين ميزان حافظه حمايت نمايد در حال حاضر هزينه بالائی داشته و مقرون به صرفه نمی باشد . اكثر سيستم های 64 بيتی موجود ميزان حافظه اصلی را محدود بين 8 گيگابايت و 256 ترابايت نموده اند .

محدوديت فضای آدرس دهی 4 گيگابايتی برای ماشين های 32 بيتی كه برروی آنان ويندوز نصب شده است ، چه پيامدهائی را به دنبال دارد ؟ ويندوز بگونه ای طراحی شده است تا بتواند بطور كامل 4 گيگابايت حافظه را آدرس دهی نمايد . ويندوز فضای چهار گيگابايتی را به دو بخش مساوی تقسيم می نمايد . يكی از بخش ها  توسط سيستم عامل و از بخش ديگر  به منظور User mode ( يا برنامه ها ) استفاده می گردد .

در صورت نياز می توان پيكربندی پيش فرض فوق را تغيير داد . بدين منظور از فايل Boot.ini استفاده می گردد . به عنوان نمونه می توان در فايل فوق از سوئيچ 3GB /    استفاده نمود . بدين ترتيب ويندوز پيكربندی پيش فرض خود را تغيير و از يك فضای يك گيگابايتی برای خود و از يك فضای 3 گيگاباتيی برای  user mode استفاده می نمايد . بدين ترتيب ويندوز می تواند مديريت بهتری را به منظور تامين خواسته برنامه های بزرگی نظير Exchange server انجام دهد(هر گز از سوئيچ اشاره شده  بر روی Small Business Server و يا يك كنترل كننده domain استفاده نگردد) .

Flash Memory چیست؟ 

حافظه های الکترونیکی در انواع گوناگون و برای مصارف مختلف ساخته شده اند . حافظه های فلش به دلیل سرعت بالای آنها در ثبت اطلاعات و همچنین استفاده فوق العاده آسان بسیار پر فروش و پر طرف دار می باشند . از این رو در دوربین های دیجیتالی ، تلفن همراه و سایر دستگاه ها شاهد استفاده روز افزون از آنها هستیم .

شیوه ذخیره اطلاعات در این نوع از حافظه بسیار شبیه به ذخیره اطلاعات در RAM می باشد . در حقیقت حافظه های فلش در نحوه فعالیت مشابه یک منبع ذخیره اطلاعات ثابت عمل می کند . به این معنی که در آنها هیچ قطعه متحرکی به کار نرفته و تمام کارها توسط مدارات الکترونیکی انجام می شود . در مقابل درون دیسک های سخت چندین قسمت متحرک وجود دارد که این وضع خود آسیب پذیر بودن این گونه حافظه را نسبت به حافظه های فلش نشان می دهد .

قطعاتی از قبیل تراشه های BIOS ، حافظه های فلش متراکم شده که در دوربین های دیجیتالی به کار می روند ، حافظه های هوشمند ، Memory Stick و کارت های حافظه که در کنسول های بازی به کار می روند همه و همه از این نوع حافظه استفاده می کنند .

در این قسمت به فن آوری و زیر ساخت این نوع حافظه نگاهی کوتاه داریم . حافظه های فلش از تراشه های EEPROM ساخته شده اند . همان طور که در مقالات قبلی ذکر شد در این گونه از حافظه ها ذخیره و حذف اطلاعات توسط جریان های الکتریکی صورت می پذیرد . این گونه تراشه ها داخل سطر ها و ستون های مختلف شبکه ای منظم را پدید می آورند . در این شبکه هر بخش کوچک دارای شماره سطر و ستون مختص به خود بوده و در اصطلاح هر کدام از این بخش ها یک سلول حافظه نامیده می شود . هر کدام از این سلول ها ازتعدادی ترانزیستور ساخته شده و هر کدام از این سلول ها توسط لایه های اکسید از دیگر سلول ها جدا می باشد . درداخل این سلول ها دو ترانزیستور معروف با نام های Floating gate و Control gate استفاده می شود . Floating gate به خط ارتباطی سطر ها متصل بوده و تا زمانی که ارتباط بین این دو ترانزیستور برقرار باشد ، این سلول دارای ارزش ١ می باشد . این سلول ها می توانند دارای ارزش ١ و یا ٪ باشند .

●Tunneling :

این روش برای تغییر دادن مکان الکترون های ایجاد شده در Floating gate بکار می رود . اغلب سیگنال های شارژ الکترونیکی بین ١٪ تا ١٣ ولت می باشند که این میزان توسط Floating gate استفاده می شود . در زمان Tunneling این میزان توسط ستون ها از Floating gate گذشته و به زمین منتقل می شود . این سیگنال باعث می شود که این ترانزیستور مشابه یک تفنگ الکترونی وارد عمل شود . این تفنگ الکترونی ، الکترون ها به خارج لایه اکسید شده رانده و بدین ترتیب باعث از بین رفتن آنها می شود .

در اینجا واحد مخصوصی به نام حسگر سلول وارد عمل شده و عمل Tunneling همراه با مقدارش را ثبت می کند . اگر مقدار این سیگنال که از میان دو ترانزیستور می گذرد کمتر از نصف آستانه حساسیت حسگر باشد ، برای آن سلول در ارزش گذاری رقم ٪ ثبت می شود . ذکر این نکته ضروری است که این سلول ها در حالت عادی دارای ارزش ١ هستند .

با این توضیحات ممکن است فکر کنید که درون رادیو خودروی شما یک حافظه فلش قراردارد . درست حدس زدید ، اطلاعات ایستگاه های رادیویی مورد علاقه شما در نوعی حافظه به اسم Flash ROM ذخیره می شود . البته نحوه ثبت و نگهداری اطلاعات در این نوع حافظه به کلی با Flash memory فرق می کند . این نوع حافظه برای نگهداری اطلاعات به یک منبع الکتریسیته خارجی احتیاج دارد . در صورتی که حافظه های فلش بدون نیاز به منبع خارجی اطلاعات را ثبت و ضبط می کنند .

زمانی که شما اتومبیل خود را خاموش می کنید جریان بسیار کمی به سمت این حافظه در جریان است و همین جریان بسیار کم برای حفظ اطلاعات شما کافی می باشد . ولی با تمام شدن باتری خودرو و یا جدا کردن سیم برق کلیه اطلاعات ثبت شده از بین می رود .

امروزه این فن آوری ، آنقدر سریع توسعه می یابد که تا چند سال دیگر قادر به ذخیره اطلاعات معادل ٤٪ گیگا بایت در فضایی به اندازه یک سانتی متر مربع هستیم . هم اکنون نیز این حافظه ها در ابعاد بسیار کوچک در ظرفیت های گوناگون در دسترس همه قرار .

فلش مموری

حافظه های الکترونیکی در انواع گوناگون و برای مصارف مختلف ساخته شده اند . حافظه های فلش به دلیل سرعت بالای آنها در ثبت اطلاعات و همچنین استفاده فوق العاده آسان بسیار پر فروش و پر طرف دار می باشند . از این رو در دوربین های دیجیتالی ، تلفن همراه و سایر دستگاه ها شاهد استفاده روز افزون از آنها هستیم . شیوه ذخیره اطلاعات در این نوع از حافظه بسیار شبیه به ذخیره اطلاعات در RAM می باشد . در حقیقت حافظه های فلش در نحوه فعالیت مشابه یک منبع ذخیره اطلاعات ثابت عمل می کند . به این معنی که در آنها هیچ قطعه متحرکی به کار نرفته و تمام کارها توسط مدارات الکترونیکی انجام می شود . در مقابل درون دیسک های سخت چندین قسمت متحرک وجود دارد که این وضع خود آسیب پذیر بودن این گونه حافظه را نسبت به حافظه های فلش نشان می دهد . قطعاتی از قبیل تراشه های BIOS ، حافظه های فلش متراکم شده که در دوربین های دیجیتالی به کار می روند ، حافظه های هوشمند ، Memory Stick و کارت های حافظه که در کنسول های بازی به کار می روند همه و همه از این نوع حافظه استفاده می کنند . در این قسمت به فن آوری و زیر ساخت این نوع حافظه نگاهی کوتاه داریم . حافظه های فلش از تراشه های EEPROM ساخته شده اند . همان طور که در مقالات قبلی ذکر شد در این گونه از حافظه ها ذخیره و حذف اطلاعات توسط جریان های الکتریکی صورت می پذیرد . این گونه تراشه ها داخل سطر ها و ستون های مختلف شبکه ای منظم را پدید می آورند . در این شبکه هر بخش کوچک دارای شماره سطر و ستون مختص به خود بوده و در اصطلاح هر کدام از این بخش ها یک سلول حافظه نامیده می شود . هر کدام از این سلول ها ازتعدادی ترانزیستور ساخته شده و هر کدام از این سلول ها توسط لایه های اکسید از دیگر سلول ها جدا می باشد . درداخل این سلول ها دو ترانزیستور معروف با نام های Floating gate و Control gate استفاده می شود . Floating gate به خط ارتباطی سطر ها متصل بوده و تا زمانی که ارتباط بین این دو ترانزیستور برقرار باشد ، این سلول دارای ارزش ١ می باشد . این سلول ها می توانند دارای ارزش ١ و یا ٪ باشند . Tunneling : این روش برای تغییر دادن مکان الکترون های ایجاد شده در Floating gate بکار می رود . اغلب سیگنال های شارژ الکترونیکی بین ١٪ تا ١٣ ولت می باشند که این میزان توسط Floating gate استفاده می شود . در زمان Tunneling این میزان توسط ستون ها از Floating gate گذشته و به زمین منتقل می شود . این سیگنال باعث می شود که این ترانزیستور مشابه یک تفنگ الکترونی وارد عمل شود . این تفنگ الکترونی ، الکترون ها به خارج لایه اکسید شده رانده و بدین ترتیب باعث از بین رفتن آنها می شود . در اینجا واحد مخصوصی به نام حسگر سلول وارد عمل شده و عمل Tunneling همراه با مقدارش را ثبت می کند . اگر مقدار این سیگنال که از میان دو ترانزیستور می گذرد کمتر از نصف آستانه حساسیت حسگر باشد ، برای آن سلول در ارزش گذاری رقم ٪ ثبت می شود . ذکر این نکته ضروری است که این سلول ها در حالت عادی دارای ارزش ١ هستند . با این توضیحات ممکن است فکر کنید که درون رادیو خودروی شما یک حافظه فلش قراردارد . درست حدس زدید ، اطلاعات ایستگاه های رادیوئی مورد علاقه شما در نوعی حافظه به اسم Flash ROM ذخیره می شود . البته نحوه ثبت و نگهداری اطلاعات در این نوع حافظه به کلی با Flash memory فرق می کند . این نوع حافظه برای نگهداری اطلاعات به یک منبع الکتریسیته خارجی احتیاج دارد . در صورتی که حافظه های فلش بدون نیاز به منبع خارجی اطلاعات را ثبت و ضبط می کنند . زمانی که شما اتومبیل خود را خاموش می کنید جریان بسیار کمی به سمت این حافظه در جریان است و همین جریان بسیار کم برای حفظ اطلاعات شما کافی می باشد . ولی با تمام شدن باتری خودرو و یا جدا کردن سیم برق کلیه اطلاعات ثبت شده از بین می رود . امروزه این فن آوری ، آنقدر سریع توسعه می یابد که تا چند سال دیگر قادر به ذخیره اطلاعات معادل ٤٪ گیگا بایت در فضائی به اندازه یک سانتی متر مربع هستیم . هم اکنون نیز این حافظه ها در ابعاد بسیار کوچک در ظرفیت های گوناگون در دسترس همه قرار دارد .

حافظه فلش یک نوع از EEPROM(Electronically Erasable Programmable Read only memory ) است که از شبکه ای ماتریسی (سطری ستونی) از سلول هایی با دو ترانزیستور در هر تقاطع سطر ستون تشکیل یافته است. دو ترانزیستور به وسیله لایه نازکی از اکسید از یکدیگر جدا گردیده اند و به طور مستقل کار می کنند.

یکی از ترانزیستور ها همانند دریچه ای شناور عمل می نماید و دیگری مسئولیت دریچه کنترل ره به عهده دارد . تنها اتصال گیت شناور به سطر یا word line از میان گیت کنترل می گذرد. تا زمانیکه این پیوند بر قرار است مقدار سلول حافظه برابر یک قرار می گیرد. برای تغییر مقدار یک به صفر لازم است یک پردازش خاص به نام Fowler –Nordheim tunneling انجام گیرد.

از این پردازش برای عوض کردن نوع بار الکتریکی قرار گرفته در گیت شناور استفاده می شود. شارژ الکتریمی که معمولا بین 10 تا 13 ولت است به گیت شناور اعمال می گردد. این ولتاژ از ستون ها یا bitline می گذرد و پس از عبور از گیت شناور به زمین منتقل می شود.

این شارژ باعث می شود که ترانزیستور گیت شناور مانند یک تفنگ الکترونی عمل کند. بدین صورت که الکترون های موجود در گیت شناور به شدت به بیرون از ترانزیستور رانده می شود و در لایه نازک اکسید به دام می افتند و بار منفی را به آن منتقل می نماید

این بار همانند یک مرز بین گیت کنترل و گیت شناور عمل میکند.

به وسیله مخصوصی که cell sensor نامیده می شود مقدار شارژ فرستاده شده توسط گیت شناور را بررسی می نماید. اگر این مقدار بیش از نیم شارژ فرستاده شده بود مقدار فعلی سلول برابر یک است. اما اگر این ولتاژ کمتر از نیم ولتاژ شارژ بود مقدار آن سلول صفر تلقی می شود.

در یکEEPROM خالی تمام گیت ها کاملا باز هستند و مقدار یک را نمایش می دهند.

امروزه با افزایش قدرت فلش مموری ها شرکت های بزرگ در صدد تو سعه زمینه کار برد های فلش بر آمده اند.

فلش وسیله مناسبی برای جابه جایی اطلاعات است و توانسته رقیب مناسبی برای سی دی تلقی شود . توانایی پخش فایل های صوتی و حتی تصویری بر قدرت فلش افزوده است و توانسته جایگاه مناسبی در بین کاربران پیدا کند.

Flash برای چه بوجود آمد؟

          نرم افزار Flash از شرکت Macromedia نرم افزاری است که شرکت ماکرومدیا به عنوان یک Solution یک راه حل در مرحله اول ایجاد کرد برای انتقال تصاویر Vector بر روی وب . 

نرم افزار Flash از شرکت Macromedia نرم افزاری است که شرکت ماکرومدیا به عنوان یک Solution یک راه حل در مرحله اول ایجاد کرد برای انتقال تصاویر Vector بر روی وب .

تصاویر Vector به چه معنی است ؟؟؟

دو نوع تصویر وجود دارد ، یکی تصاویر Pixel که در اصطلاح به آنها Raster هم گفته میشود و یکی دیگر تصاویر برداری یا Vector .

اوایل که اینترنت به وجود آمده بود سرعتهای Connection اینترنتی در حد سرعتهایی که هم اکنون ما در ایران از آن استفاده میکنیم هم نبود ، چه برسد به آن سرعتی که هم اکنون آمریکایی ها از آن استفاده میکنند . در آن زمان سرعتهای مودمهایی که معمول بود ۹۶۰۰ بیت در ثانیه بود بهد از آن به ۱۴۴۰۰ بیت در ثانیه تبدیل شد . ۹۶۰۰ یعنی در یک ثانیه ۰.۹ کیلوبایت میتوانست اطلاعات را Transfer کند . یعنی اگر قرار بود که تصویری ایجاد شود که این تصویر تبلیغات یک محصول قرار بود باشد و این تصویر ۵۰ KB حجمش بود زمانی که لازم بود Data Transfer انجام بشه و تصویر ظاهر بشود در آن مودمها ۵۵ ثانیه بود . در نتیجه انتقال اطلاعات در اینترنت بسیار بسیار کند اتفاق می افتاد . به همین دلیل بود که در HTML های ورژن ۱ و ۲ مرسوم نبود که از تصویر در سایت وب استفاده کنند و راحت تر بگویم اصلا Tag های مربوط به Image در آن زمان در زبان HTML وجود نداشت .

به تدریج که سرعتها افزایش پیدا کردند و سرعتها به ۱۴۴۰۰ و ۲۸۸۰۰ بیت در ثانیه رسیدند ، کم کم تصاویر Pixel در وب مطرح شدند و لی خوب یک چیزایی وجود داشت که هیچ الزامی پشتش نبود که این تصاویر بخواهد Pixel باشد مثلا آرم شرکت یا مثلا یک Title که قرار بود در بالای سایت قرار بگیرد و با یک فونت خاصی هم نمایش داده شود . اینها را اگر به یک شکلی میتوانستیم Vector انتقالشان دهیم خیلی خیلی سبکتر میشدند و در واقع یک صفحه وب هر چه حجمش کمتر باشد در اصطلاح به آن میگویند صفحه وب از لحاظ حجم بهینه است یا بهتره .

در یک نرم افزار گرافیک Vector اگر بخواهیم یک خط ترسیم کنیم ، نرم افزار گرافیک Vector برای ترسیم مختصات نقطه شروع و مختصات نقطه پایان را در خودش ذخیره میکند. یعنی ۲ جفت عدد را یا بهتر بگم ۴ تا دونه عدد را . ولی در نرم افزار گرافیک Pixel زمانی که بخواهیم یک خط بکشیم باید اطلاعات مربوط به تک تک این Pixel هایی که در روی خط قرار دارند بعلاوه تمام Pixel های دور آن را در خود ذخیره کند و هیچ فرمول ریاضی در این داستان نمیتواند دخالت کند و فقط میتوانیم در فرمتهای مختلف گرافیکی آنها را فشرده سازی کرد .

ولی در هر صورت حجم فایلهای Pixel اصلا قابل قیاس با فایلهای Vector نبود . دو شرکت آمدند و سعی کردند که این کار را انجام دهند ، یعنی آمدند یک قالب و یک روشی را پیدا کنند که فایلها را بتوانند به صورت Vector انتقال دهند. زیرا مرورگرها فقط فایلهای Pixel را میتوانند نمایش دهند .

یکی شرکت Adobe بود که آمد و یک چیزی اختراع کرد به نام SVG (Scalble Vector Graphic) و دیگری شرکت Macromedia بود که آمد و SWF (Shockwave Flash) را اختراع کرد .

پس هدف در مرحله اول انتقال تصاویر Vector بود به هدف سبک تر شدن حجم صفحات .

اما مرورگرهای وب به تدریج توانایی پخش این جریان را نداشتند در نتیجه یک چیزی به وجود آمد به نام Plugin که بر روی مرورگر دستگاه شخص نصب میشود که باعث میشود که آن گرافیک به نمایش در آید. مثلا Flash Player که از اینترنت دانلود میکنیم و یا از روی CD نصب میکنیم، همین نقش را به عهده دارد .

Flash به تدریج که تکامل پیدا کرد خیلی از داستانهای دیگری بود که به آن اضافه شد یعنی مثلا بحث انیمیشن در این برنامه مطرح شد – بحث موزیک در این برنامه مطرح شد – بحث برنامه نویسی در این برنامه مطرح شد .

تا قبل از این جریان که Flash انیمیشن را در خودش قرار بدهد میبایستی برای ساخت انیمیشن های اینترنتی از Gif Animation استفاده میشد که مشکلی که بود این بود که این قضیه باید فریم فریم ساخته میشد و مساله بعدی این بود که Gif Animation ها به صورت PIXEL بودند و Flash تصاویر Vector را به انیمیشن تبدیل میکند و این را هم باید بگویم که ساخت انیمیشن در Flash بسیار راحت تر از ساخت Gif Animation است .

امکان استفاده از موزیک در Flash یک امکان فوق العاده بود که یک استاندارد برای پخش موزیک در وب قرار دارد که این استاندارد MP۳ بود.

  نقش شرکتهای کوچک و متوسط درصادرات ایران  

تورج صادقی²

دانشگاه آزاد اسلامی واحد نیشابور

سپیده نقیبی³

دانشگاه آزاد اسلامی واحد نیشابور

کلمات کلیدی : تجارت الکترونیکی ,تجارت اینترنتی ,تجارت از طریق وب ,شرکتهای کوچک و متوسط ,ایلاوارا ,مبادله داده الکترونیکی (EDI)

چکیده:

نقش اینترنت بر اساس تجارت الکترونیکی در یک تجارت متغیر به عنوان هسته تمرکز این گزارش است. تجارت اینترنتی منفعت رقابتی را می تواند برای مقبولیت سریع فراهم کند. هر چند زمان برای چنین سودهایی دارد از بین می رود و فرایند سریع دوباره به تجارت احساس نیاز میشود.

مقدمه:

در عصر حاضر اینترنت نقش مهمی در زندگی بشر ایفا میکند بطوریکه بیشتر عملیاتها امروزه به صورت دستی کاهش یافته و نقش نیروی انسانی کمرنگ تر شده است.اینترنت در تجارت نیز مشاهده می شود و اکثر افراد عملیات های بازرگانی و تجاری خود رابه صورت الکترونیکی و اینترنتی انجام می دهند که سهولت،دقت و سرعت را به دنبال دارد.بسیاری از شرکتها،دولتها،بازرگانان از این تکنولوژی استفاده می کنند که از این دسته شرکتهای کوچک و متوسط نیز در استفاده از این مزیت دور نمانده اند.

       1-Small & MediumEnterprise

2- استاد و عضو هیِئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد نیشابور، دکترای بازاریابی

3-دانشجوی کارشناسی مدیریت بازرگانی

4-Electronic data interchange

تکنولوژی – تجارت الکترونیکی

تجارت بر مبنای اینتر نت مسئله ی جدیدی نیست،هر چند که عملکرد اینترنت برای فرایند تجارت الکترونیک دارای دامنه ای گسترده و تاثیرگذاری سریع است. یک نمومه تجارت جدید بر اساس منفعت سازنده سیستمهای باز اینتر نتی همانند واسطه ی انتقال مالکیت وجود دارد. این نمونه در مقایسه با روشهای رایجی که در سیستمهای بسته استفاده می شود،است،از قبیل شبکه های خصوصی وشبکه های ارزش افزوده.

شکل 1 :آیا تجارت اینترنتی است؟ (منبع KCOWN             ،تکنولوژی های منظومه ای)

همانطور که شکل 1 دیده می شود، در تجارت اینترنتی فقط از طریق وب به نظر دیده نمی شود بلکه جنبه های دیگر شکل از قبیل انتقال وجوه الکترونیکی نیز مد نظر است.

عامل اصلی تجارت اینترنتی، تجارت از طریق وب، بوسیله اشتراکات شکل گرفته است که مرورگر گرافیکی از قبیل Microsoft explorer, net scap میتواند برای بهبود نشان دادن اطلاعات به کاربرد مورد استفاده قرارگیرد.

فواید تجارت اینترنتی :

اینترنت دستیابی شرکت های کوچک و متوسط را به فرآیند بازرگانی فراهم کرده است همانند مبادله داده الکترونیکی که قبلا سازمانهای بزرگ امکان دسترسی به آن را برای هزینه شبکه های ارزش افزوده داشتند. فواید مبادله داده الکترونیکی شامل کاهش هزینه پردازش اسناد،هزینه ورودی ثبت مجدد، افزایش صحت و درستی و دیکر اثراتی که بوسیله کوتاهترین مدت زمان فرآیند تجارت امکان پزیر می باشد.

علاوه بر این اینترنت کاربرد تجارت الکترونیکی را برای افزایش تجارت بازرگانی برای فعالیت مصرف کننده،گسترش می دهد.

       تجارت اینترنتی یک وجه مشترک دوستانه را برای کاربرد از طریق فاز بزرگ جهانی www برای مصرف کننده گانی که شامل دیگر تجارت ها یا مصرف کننده گان خصوصی هستند،بوجود می آورد.

مدل تجارت الکترونیک

( دیدگاه کامل )

خریدار:

                                      اطلاعـــات        پول و کالا                     اثـــــر                                          اطلاعات                                    مبادله:

فروشنده:    

                                                                                             روند فرآیند                                                                     

شکل 4: مدل تجارت الکترونیک(منبع:بلاچ)

مدل تجارت الترونیکی بلاچ در شکل 4 نشان می دهد ، در یک نمودار خطی ،مرحله های فرآیند ارتباطی می تواند ازطریق تجارت الکترونیکی باد یکدیگر هماهنگ شوند.تجارت اینترنتی که بدست آمده مورد توجه قرارمی گیرد همانند زیر مجموعه تجارت الکترونیکی و نشان دهنده اینست که فرآیندهای تجارت االکترونیکی و تجارت اینترنتی مشترک هستند.

این استنباط در مورد شکل 4 نیز شکل می گیرد که تجارت اینترنتی می تواند ذخیره اطلاعات و بازیافت اطلاعات را نیز تقریبا هم برای فروشندگان و هم برای خریداران تجارت اینترنتی و الکترونیکی فراهم می کند.

اینترنت دسترسی آسان را به فرآیند تجارت اینترنتی برای شرکتهای کوچک و متوسط فراهم کرده است، با این وجود نیازی به عضو شدن درتجارت اینترنتی نیست.

موانع واقعی برای تجارت اینترنتی:

بد گمانی تکنولوژی اطلاعات و ترس از تکنولوژی مانع مقبولیت تجارت اینترنتی توسط بخش شرکت کوچک و متوسط  می شود.این ادامه ی فقدان دانش و مهارت 27 درصدی شرکتهای کوچک است که اعتقاد دارند تجارت اینترنتی می تواند برای تجارت آنها پیچیدگی هایی ایجاد کند پون و سواتمن دریافتند که سودهای دریافتنی و تصمیمات سریع مدیریتی واقعیت های لازم برای موفقیت تجارت اینترنتی در بخش شرکت کوچک و متوسط هستند.هر چند که از تجربیات بخش شرکت کوچک و متوسط فهمیده می شود که بی میلی مدیریت به مقاومت برای تغییر و نارضایتی برای تقسیم زمان بخاطر جستجو در تجارت اینترنتی است.

بهرندرف و کرافورد به آن بخش شرکت کوچک و متوسط اعتقاد ندارند که تجارت اینترنتی یک فرصت تجاری ارزشمند را فراهم می کند. هزینه ای که بازدهی آن قابل مشاهده نیست به هدف اصلی بیشتر تجارت های کوچک کمک نمی کند در حالیکه بر طبق متن بانکر و مک گری گور گفته اند که "حیات در مدت کوتاه است "

وضعیت هزینه فراهم آورندگان خدمات اینترنتی و ارتباطات از راه مانعی برای بخش شرکت کوچک و متوسط است.

موانع قابل مشاهده برای تجارت اینترنتی :

امنیت اغلب مسئله ای در میان تملم بخش های اجتماعی در زمره مباحث تجارت الکترونیکی بیان می شود.امنیت مسئله ای احساس نیست که بخواهد در بخش شرکت کوچک و متوسط با یافته برگه های زرد رنگ شاخص تجارت سروکار داشته باشد که فقط 5 درصد از پاسخ دهندگان احساس امنیت را یک مانعی برای اجرایی کردن آن می دانند.

موانع  بالقوه برای تجارت اینترنتی :

 مباحث رایج در خصوص تجارت اینترنتی تهدید بالقوه ای برای مقبولیت توسط بخش شرکت کوچک و متوسط به شمار می آید.برای مثال،اگر مالیات بندی راه حل جدیدی برای یک کشور،منطقه یا بخش تجارتی باشد پس تجارت اینترنتی نمی خواهد موضوع جذابی برای شرکتهای کوچک و متوسط باشد.همچنین در مناطق بین المللی نیازهای مورد توافقی برای ادامه ی رشد و رونق تجارت اینترنتی وجود دارد.       

بسم الله الرحمن الرحیم

موضوع :

استفاده از آهن اسفنجی در کوره های القایی

تهیه و تنظیم :

مهدی عرب زاده

استاد گرامی :

استاد رامشی

خرداد 93

استفاده از آهن اسفنجی در کوره های القایی

کمبود روز افزون ضایعات فلزی، مشکلات متعددی را برای واحدهای کوچک و بزرگ فولادی منجر شده است که با جایگزینی درصدی از شارژ فلزی کوره با آهن اسفنجی با بریکت، میتوان به حل این معضل پرداخت.

شرکت گسترش فولاد سپاهان، در راستای حل این معضل، اقدام به همکاری و انتقال دانش فنی استفاده از آهن اسفنجی در کوره های القائی نموده است.

کاربرد و مزایای استفاده از آهن اسفنجی در کوره القایی به شرح ذیل میباشد :

تولید فولاد با کیفیت بهتر :

با جایگزینی آهن اسفنجی بجای قراضه، میزان مس، کروم، تنگستن، سرب، قلع و روی و سایر عناصر مزاحم و مضر در فولاد مذاب کاهش یافته و کیفیت و خواص مکانیکی محصولات تولیدی افزایش می یابد.

کاهش قیمت تمام شده فولاد :

طبق ارزیابی های انجام شده، قیمت تمام شده فولاد خام، در کوره های القایی با شارژ ترکیبی قراضه و آهن اسفنجی، بین 5 تا 10 درصد، کمتر از قیمت تمام شده فولاد با شارژ 100 درصد قراضه می باشد که بسته به شرایط کارفرما و در اختیار گذاشتن امکانات و نجهیزات، متغیر می باشد.

کاهش مدت زمان بین دو تخلیه :

سهولت و سرعت انبارسازی، انتقال و شارژ آهن اسفنجی و عدم نیاز به تجهیزات و ماشین آلات سنگین در مقایسه با قراضه، علاوه بر کاهش قیمت تمام شده، موجب کاهش زمان بین دو تخلیه می شود.

ماهیت ناهمگون قراضه و عدم امکان شارژ مداوم آن موجب نوسان توان مصرفی در کوره گشته که علاوه بر افزایش زمان بین دو تخلیه، آسیب پذیری کوره را افزایش میدهد.

افزایش عمر نسوز کوره در صورت استفاده صحیح :

ماهیت ناهمگون قراضه و سقوط یکباره آن به داخل کوره، منجر به آسیب دیدگی نسوز کف کوره و سایش جداره کوره می گردد، در نتیجه عمر نسوز کوره، کاهش می یابد. با توجه به تمهیداتی که در نحوه شارژ آهن اسفنجی در نظر گرفته شده و ماهیت یکنواخت آن نه تنها عمر نسوز کوره را کاهش نمیدهد، بلکه افزایش نیز می یابد.

امکان تعدیل عناصر مزاحم و خنک کردن مذاب :

گوگرد و فسفر کمتر در آهن اسفنجی نسبت به آهن قراضه، امکان کاهش و تعدیل درصد آن ها را در حد قابل ملاحظه ای فراهم می سازد.

مزایای مصرف آهن اسفنـــجی نسبت به آهن قـــراضه در کوره های برقی

    ‏با توجه به افزایش روز افزون مصرف فولاد در دنیا، تامین بار آهنی و مواد اولیه همواره مورد نیاز فولاد سازیهای جهان می باشد که در این راستا، تولید و مصرف آهن اسفنجی سهم قابلی توجهی را به خود تخصیص داده است.

 ‏برخی از مزایای تردید ناپذیر مصرف آهن اسفنجی در مقایسه با آهن قراضه معرفی می شود.

‏تحقق آنالیز شیمیایی استاندارد محصولات فولادی در صورت استفاده از آهن اسفنجی در کوره های برقی

 ‏الف- استمرار یکنواختی آنالیز در محصول

‏ب- گوگرد و فسفر کمتر در آهن اسفنجی نسبت به آهن قراضه

همچنین با مصرف و شارژ توام آهن اسفنجی و قراضه در کوره های قوس الکتریکی و القایی از میزان ناخالصی ها و عناصر گو گرد و فسفر در حد قابل ملاحظه ای کاسته می شود. با دقیق کردن ترکیب شارژ آهن اسفنجی و قراضه نیاز به عملیات تصفیه مذاب کمتر شده و در نتیجه عملیات متالوژیکی در داخل کوره آسانتر انجام شده و بهره وری کوره بالا می رود.

ج- با جایگزینی آهن اسفنجی به جای قراضه، میزان مس، کروم، تنگستن، سرب، قلع و روی و سایر عناصر مزاحم و مضر در چدن و فولاد مذاب کاهش یافته و کیفیت و خواص مکانیکی محصولات ریخته گری و فولادی افزایش می یابد.

د-کاهش میزان نیتروژن در مذاب فولاد باعث می شود تا تختال و شمش های با کیفیت بمراتب بهتر جهت تولید ورق های گرم ، وایر و انواع محصولات دیگر تولید گردد.

                                              مس                          نیتروژن

   شارژ قراضه                      0.2 درصد                  80ppm

   شارژ آهن اسفنجی           0.05 درصد                 22ppm

انبارسازی، انتقال، شارژ، عملیات تولید ذوب در صورت استفاده از آهن اسفنجی

‏الف- سهولت انبار سازی، انتقال و شارژ آهن اسفنجی در کوره برقی و عدم نیاز به تجهیزات و ماشین آلات سنگین نظیر جرثقیل و لودر برای متریال هندلینگ‏

ب- امکان شارژ مداوم آهن اسفنجی گرم در کوره های برقی و به تبع آن کاهش مصرف انرژی و زمان ذوب،‏تغذیه مستمر آهن اسفنجی به کوره های برقی فولاد سازی در مقایسه با شارژ صد در صد قراضه در همان شرایط امکان افزایش قدرت الکتریکی ورودی به کوره را بالاتر برده و نتیجتا زمان ذوب کاهش یافته و راندمان تولید فولاد را افزایش می دهد. به دلیل ماهیت ناهمگون قراضه و تغییر پیوسته طول قوس بین الکترود و قراضه شارژ شده به کوره، نوسانات شدید و هارمونیکهای مزاحم و فیلکرهای زائد کار کرد کوره های برقی و پایداری شبکه انتقال قدرت را مختل می نماید.

‏شارژ مستمر آهن اسفنجی موجب می شود تا برق مصرفی حدود 15 کیلو وات در ساعت به ازاء هر تن مصرف آهن اسفنجی ‏و با استفاده از ترانسفورماتورهایUHP ‏ کاسته شود.

ج- مصرف مستمر آهن اسفنجی باعث می شود تا کوره های برقی عملیات سرباره گیری به آسانی صورت گیرد.

د- عدم نوسان برق مصرفی در کوره های برقی

بهبود مصارف، زمان ها، میزان خطرات و میزان آلودگی های ایجاد شده با توجه به مصرف آهن اسفنجی

‏الف- تأمین بخشی از انرژی الکتریکی مورد نیاز در کوره های برقی به وسیله کربن موجود در آهن اسفنجی ‏یکی دیگر از مواردی که باعث کاهش انرژی مصرفی به ازای هر تن تولید می شود، کربن موجود در آهن اسفنجی است. با شارژ آهن اسفنجی و با کربن مناسب (معمولأ بیشتر از1/5 درصد) ‏انرژی مصرفی حدود 5 کیلو وات ساعت کاهش می یابد.

ب ‏- کاهش میزان شکست الکترود و سایش دیواره آن در کوره های قوس الکتریکی (EAF)

     Kwh/ton                                         درصد آهن اسفنجی

         421                                             100درصد آهن قراضه

         375                                             25درصد آهن اسفنجی

         377                                             30درصد آهن اسفنجی

        380                                             35درصد آهن اسفنجی

        393                                             40درصد آهن اسفنجی

         399                                             45درصد آهن اسفنجی

        408                                            50درصد آهن اسفنجی

استفاده از آهن اسفنجی در مقایسه با قراضه به دلایل مشروحه ذیل موجب کاهش مصرف الکترود می شود:

سقوط قراضه منجر به افزایش شکستگی الکترود می شود که در زمان استفاده از آهن اسفنجی این اتفاق رخ نخواهد داد.‏

با استفاده از آهن اسفنجی به دلیل میزان بالای منوکسید کربن (CO) در کوره باعث کاهش اکسیداسیون الکترود می گردد.

ج- کاهش آسیب دیدگی نسوز کف وجداره کوره و همچنین پانلهای آبگرد دیواره و سقف در کوره های قوس الکتریکی و القایی

د- کاهش خطرات آلود گی های اطراف کوره های ذوب (ناشی از انفجار قراضه های مرطوب و آلوده به روغن و مخازن و محفظه های بسته و یا گالوانیزه که احتمال خطرات ناشی ازبخارات روی، سرب، قلع و سایر فلزات وجود دارد)

هـ - مصرف پایین اکسیژن

با مصرف آهن اسفنجی و با توجه به ورود اکسیژن از اکسیدهای احیا نشده آهن به کوره، میزان اکسیژن تزریقی به کوره کاهش می یابد.اکسید آهن احیا نشده در آهن اسفنجی به حدی کافی است که می تواند نیازهای سرباره به اکسیدهای آهن را تامین نماید.

و- نظر به اینکه قراضه دانسیته ظاهری کمتری نسبت به آهن اسفنجی دارد لذا مصرف آهن اسفنجی باعث کاهش تعداد سبدهای آهن قراضه شارژ شده به کوره شده و باعث کاهش زمان ذوب و افزایش راندمان کوره های برقی خواهد شد.

نظریه برخورد در مکانیک

مقدمه

چون قوانین بقا در مکانیک کوانتومی نیز معتبر هستند، لذا نتایجی که از استعمال آنها حاصل می‌شود که در مورد ذراتی با اندازه‌های اتمی و زیراتمی و کلان نیز معتبر است. در بیشتر مسائل برخورد ، ذرات برخورد کننده با سرعت ثابت حرکت می‌کنند و مدتی قبل از برخورد و بعد از آن تحت تأثیر هیچگونه نیرویی قرار نمی‌گیرند، در حالی که به هنگام برخورد ، تحت تأثیر نیروهایی هستند که بر یکدیگر وارد می‌کنند.

بنابراین از آنچه گفته شد، می‌توان نتیجه گرفت که برخورد را می‌توان با توجه به نوع و اندازه ذرات برخورد کننده مورد مطالعه قرار داد. به عنوان مثال ، در برخورد دو ذره با اندازه‌های بزرگ ، برخورد و تماس ذرات با یکدیگر کاملا اتفاق می‌افتد، در صورتی که در برخورد ذرات باردار اصلا تماسی بین ذرات صورت نمی‌گیرد، بلکه ذرات در اثر نیروهایی که به یکدیگر وارد می‌کنند، از کنار یکدیگر پراکنده می‌شوند. بنابراین ، در حالت کلی برخورد را می‌توان از دو دیدگاه مکانیک کلاسیک و مکانیک کوانتومی مورد مطالعه قرار داد.

نظریه برخورد از دیدگاه مکانیک کلاسیک

دو ذره با اندازه‌های معمولی را در نظر می‌گیریم که در حالت کلی به طرف یکدیگر در حال حرکت هستند. ذرات بعد از برخورد با یکدیگر در مسیرهای متفاوت پراکنده می‌شوند. در این حالت اگر نیروهای متقابل به هنگام برخورد ، تابع قانون سوم نیوتن باشند، اندازه حرکت خطی کل ذرات قبل از برخورد و بعد از برخورد برابر خواهد بود. اگر قانون سوم نیوتن بصورت دقیقش معتبر باشد، اندازه حرکت زاویه‌ای کل نیز بقا خواهد داشت (بقای اندازه حرکت زاویه‌ای).

هچنین اگر نیروهای متقابل پایستار باشند، (به عنوان مثال نیروی اصطکاک یا نیروهای غیرپایستار دیگر وجود نداشته باشد) ، انرژی جنبشی ثابت خواهد بود (چون انرژی پتانسیل قبل و بعد از برخورد یکسان است). در هر حال ، اگر تمام انرژی و اندازه حرکت خطی و زاویه‌ای از جمله آنچه را که با تمام تشعشعات صادر شده از دستگاه و تمام انرژیهایی که از صورت جنبشی به صورتهای دیگر و بالعکس تبدیل می‌شوند، همراه است، در نظر بگیریم، قوانین بقا همیشه معتبر خواهند بود.

شایان ذکر است که آنچه در مورد برخورد ذرات در مکانیک کلاسیک گفته شد، در حالت کلی است. به عبارت دیگر ، برخورد در مکانیک کلاسیک را می‌توان با توجه به ابعاد سیستم مورد بررسی قرار داده و نیروهای متقابل بین ذرات برخورد کننده را بصورت مبسوط شرح داد.

انواع برخورد در مکانیک کلاسیک

برخورد الاستیک

در این حالت اندازه حرکت خطی دو ذره ، قبل و بعد از برخورد بقا خواهد داشت و علاوه بر آن انرژی جنبشی نیز ثابت خواهد بود و ذرات بعد از برخورد متناسب با جرم خود و سرعت قبل از برخورد پراکنده می‌‌شوند. در این حالت هیچگونه نیروی تلف کننده یا غیرپاستیاری وجود ندارد.

برخورد غیرالاستیک

اگر یکی از نیروهای متقابل بین ذرات برخورد کننده ، غیرپاستیار باشد، در این صورت انرژی جنبشی قبل از برخورد و بعد از برخورد یکسان نخواهد بود و بسته به علامت تفاضل انرژی جنبشی قبل از برخورد و بعد از برخورد ، برخورد انرژی‌گیر یا انرژی‌زا خواهد بود. در این حالت فقط اندازه حرکت بقا خواهد داشت.

برخورد غیرالاستیک کامل

اگر ذرات در اثر برخورد به یکدیگر چسبیده و بعد از برخورد به همراه یکدیگر مانند یک جسم حرکت کنند، برخورد را غیرالاستیک کامل می‌گویند. به عنوان مثال ، تکه چوبی را در نظر بگیرید که بوسیله دو تکه ریسمان از محلی آویخته شده ‌است، اگر گلوله‌ای را به طرف این تکه چوب شلیک کنیم، گلوله در داخل تکه ‌چوب قرار می‌گیرد و بعد از برخورد این دو با هم حرکت می‌کنند.

برخورد در مکانیک کوانتومی

ساختار اتم و مولکول بیشتر از طریق طیف ‌نمایی کند و کاو شده است. برای درک نیروهای هسته‌ای و قوانین حاکم بر برهمکنشهای بین ذرات بنیادی ، تنها تکنیک قابل استفاده ، پراکندگی ذرات گوناگون بوسیله هدفهای مختلف است. به عنوان مثال ، رادرفورد برای مطالعه ساختار اتمی ابتدا صفحه طلا را بوسیله ذرات آلفا مورد بمباران قرار داد و با مطالعه ذرات پراکنده شده ، به مطالعه ساختار اتمها پرداخت.

اتمی را در نظر بگیرید که در حالت پایه خود قرار دارد. اگر این اتم به نحوی (مثل گرم کردن) تحریک شود و به ترازهای بالاتر برانگیخته شود، بعد از مدت کوتاهی با صدور یک فوتون به حالت پایه خود برمی‌گردد. این فرآیند را پراکندگی یا برخورد نمی‌گویند، بلکه این فرآیند تنها یک فرآیند تحریک است، اما در هسته‌ها و ذرات بنیادی چون طول عمر ذرات به حد کافی طولانی نیست، لذا تفکیک بین پراکندگی و واپاشی تقریبا غیر ممکن است.

سطح مقطع برخورد

در مورد ذرات با ابعاد اتمی و زیراتمی چون اندازه ذرات برخورد کننده بسیار کوچک است، بنابراین با تعریف کمیتی به نام سطح مقطع برخورد ، این فرآیند مورد مطالعه قرار می‌گیرد. شیوه ایده‌آل صحبت از پراکندگی ، فرمولبندی کردن معادلاتی است که آنچه را که اتفاق می‌افتد، دقیقا توصیف می‌کنند. از طرف دیگر ، چون بر اساس نظریه دوبروی به هر ذره مادی یک حالت موجی نیز نسبت می‌دهیم، بنابراین نزدیک شدن ذره فرودی به ذره هدف را به صورت یک بسته موجی تعریف می‌کنیم که به آن نزدیک می‌شود.

بسته موج باید از لحاظ فضایی بزرگ باشد، بطوری که در طول آزمایش بطور محسوس پهن نشود و باید در مقایسه با ذره هدف بزرگ ولی در مقایسه با ابعاد آزمایشگاه کوچک باشد، یعنی نباید همزمان هدف و آشکارساز را همپوشی کند. ابعاد جانبی در واقع از اندازه باریکه در شتاب دهنده تعیین می‌شوند. در آنجا برهمکنش با هدف صورت می‌گیرد و سرانجام دو بسته موج می‌بینیم. یکی از آن دو که مستقیم به جلو می‌رود و قسمت پراکنده نشده باریکه فرودی را تشکیل می‌دهد و دیگری تحت زاویه‌ای پراکنده می‌شود و ذرات پراکنده شده را توصیف می‌کند.

تعداد ذرات پراکنده شده به درون زاویه فضایی مفروض ، در واحد زمان و واحد شار فرودی ، به عنوان مقطع پراکندگی دیفرانسیلی تعریف می‌شود. به‌عبارت دیگر ، در اطراف ذره هدف سطحی تعریف می‌شود که اگر ذره فرودی به داخل این سطح وارد شود، برخورد صورت می‌گیرد، در غیر این صورت ، برخورد ، وجود نخواهد داشت. این سطح فرضی به عنوان سطح مقطع برخورد معروف است.

مثالی از برخورد کوانتومی

یک نمونه بسیار بارز از اینگونه برخورد ، پراکندگی کامپتون می‌باشد. در این حالت تابشی با طول موج مفروض به یک ورقه فلزی تابانده می‌شود. این باریکه را طبق نظریه پلانک می‌توان به صورت فوتونهایی با انرژی hv در نظر گرفت. بنابراین فوتون با الکترون در حال سکونی در داخل اتم برخورد می‌کنند. بعد از برخورد یک فوتون پراکنده و یک فوتون پس‌زده شده، خواهیم داشت (اثر فتوالکتریک). روابط مربوط به این پدیده را با لحاظ کردن قوانین بقای اندازه حرکت و انرژی می‌توان بدست آورد.

   نظريه برخورد درسازکارهای شيميايی

يکی از نظريه های مهم سينتيک شيميايی درانجام واکنشها نظريه برخورد است.عوامل مهم دراين نظريه عبارتند از:

  ۱ـ تعداد برخورد: افزايش مول ها در يک سيستم باعث افزايش برخوردها و در نتیجه باعث افزايش سرعت واکنش می شود.

۲ـ انرژی ذره ها هنگام برخورد : در لحظه برخورد مولکولها در جهت مناسب بايد  شدت واکنش به حدی شديد باشد که منجر به انجام واکنش شود پيوندهای لازم شکسته شده تا پيوندهای جديد بتوانند تشکيل شوند .

۳ـ جهت گيری ذره هاهنگام برخورد: درظرف واکنش مولکولها دارای حرکت های نامنظم و کاملا تصادفی هستند طی همين حرکات مولکولها به هم برخورد نموده دراين حال اگراين برخوردها دارای جهت مناسب باشند واکنش انجام خواهد شد.

نظریه برخورد

مطابق با این نظریه، برای انجام یک واکنش باید بین ذره های واکنش دهنده برخورد موثر صورت گیرد.

برخورد موثر برخوردی است که دارای دو ویژگی مهم زیر باشد:

1) جهت مناسب برخورد           

 2) دارا بودن انرژی کافی ذره ها هنگام برخورد

تعداد برخوردها      

            افزایش غلظت باعث افزایش تعداد برخورد ها و در نتیجه افزایش سرعت واکنش میشود. طبق نظریه برخورد سرعت واکنش به تعداد  برخوردهای بین ذره های واکنش دهنده در واحد حجم و زمان بستگی دارد.

انرژی ذره ها هنگام برخورد        

 در میان برخوردهای متعدد میان ذره ها فقط تعداد محدودی منجر به انجام واکنش می شوند. زیرا همگی آنها دارای انرژی کافی نیستند.در واقع انرژی ذره ها هنگام برخورد باید به حدی باشد که بتواند پیوندهای موجود میان مواد واکنش دهنده را سست کند. این انرژی را "انرژی فعالسازی" گویند.

جهت گیری مناسب مولکولهای برخورد کننده 

 برای اینکه برخورد بین ذره های واکنش دهنده به انجام واکنش و تولید فرآورده بیانجامد باید این ذره ها درجهت مناسبی به یکدیگر نزدیک شده و برخورد کنند. شکل زیر برخوردهای با جهت گیری مناسب و نامناسب را در واکنش مقابل نشان میدهد