قد يظن الكثير من المستخدمين أن استخدام ذاكرة الحاسوب محصور بموقع واحد في الحاسوب وهو ذاكرة الوصول العشوائي RAM التي يستخدمها نظام التشغيل والبرامج، لكن حقيقة الأمر أن استخدام الذاكرة يدخل في الكثير من العتاد المستخدم لتشغيل الحاسوب. فالمعالج وكرت الشاشة وكرت الصوت وقرص التخزين كلها مجرد أمثلة على المكونات التي تحتاج إلى ذاكرة خاصة بها لكي تعمل، حيث تنقسم ذاكرة الحاسوب بشكل عام إلى قسمين، الذاكرة الرئيسية (RAM, ROM)، والذاكرة الثانوية (SSD, HDD, USB Flash).
جدول المحتويات
ما هي ذاكرة الحاسوب؟
تُعرّف ذاكرة الحاسوب (Computer Memory) بأنّها جهاز إلكتروني يُستخدم لحفظ البيانات والأوامر البرمجية بشكل دائم أو مؤقت على عدد كبير من الأجزاء الصغيرة التي يُعرف كلّ منها بالخلية (Cell) بحيث يكون لكلّ خلية رقم تعريف فريد (ID).
لماذا تعتبر ذاكرة الحاسوب مهمة؟
تعد ذاكرة الحاسوب مهمة لأن أجهزة الحاسوب لا يمكنها معالجة البيانات بدونها. تضمن ذاكرة الحاسوب تشغيل الجهاز وعمله بشكل صحيح، حيث يعتمد كل ما تفعله على جهاز الحاسوب تقريباً على وجود ذاكرة كافية. يتضمن ذلك تحريك مؤشر الماوس، وتعدد المهام عبر تطبيقات متعددة، وهناك العديد من العمليات التي تعمل باستمرار في الخلفية، مثل تحديثات النظام وبرامج الأمان والتي بدورها تستخدم الذاكرة.
قد يهمك أيضاً: كرت الشاشة GPU: ما هو؟ مكوناته وأنواعه وأهميته في الكمبيوتر
أنواع الذواكر في الحاسوب
يوجد العديد من الذواكر في أجهزة الحاسوب غير ان أهمها هي ذاكرة الوصول العشوائي RAM وذاكرة القراءة فقط ROM.
أولاً: ذاكرة الوصول العشوائي RAM
تعد ذاكرة الوصول العشوائي RAM من أهم مكونات الحاسوب في تحديد أداء نظام تشغيل الحاسوب. توفر ذاكرة الوصول العشوائي للتطبيقات مكاناً لتخزين البيانات والوصول إليها على أساس قصير المدى. تقوم ذاكرة الرام (RAM) بتخزين المعلومات التي يستخدمها جهاز الحاسوب الخاص بك بنشاط بحيث يمكن الوصول إليها بسرعة. وهي ،نوعان أساسيان:
1. ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة SRAM
ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة (Static RAM أو SRAM) هي نوع من ذاكرة الوصول العشوائي RAM التي تحتفظ بالبيانات في شكل ثابت، أي طالما أن الذاكرة بها طاقة.
تشير كلمة ثابت إلى أن الذاكرة تحتفظ بمحتوياتها طالما يتم توفير الطاقة. يتم فقد البيانات عند انقطاع التيار الكهربائي بسبب الطبيعة المتقلبة (volatile). تستخدم رقائق SRAM مصفوفة من 6 ترانزستورات ولا توجد أي مكثفات. لا يلزم تحديث ذاكرة SRAM بشكل منتظم.
2. ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية DRAM
كما يوحي اسم DRAM، أو ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية، فإن هذا الشكل من تقنية الذاكرة هو نوع من ذاكرة الوصول العشوائي RAM. يخزن كل جزء من البيانات على مكثف صغير داخل خلية الذاكرة. يمكن شحن المكثف أو تفريغه وهذا يعني الحالتين، “0” أو “1” للخلية.
نظرا لتفريغ الشحنة داخل المكثف، فمن الضروري تحديث كل خلية من خلايا الذاكرة بشكل دوري. يؤدي طلب التحديث هذا إلى ظهور مصطلح ديناميكي.
تتمثل ميزة DRAM في بساطة الخلية فهي تتطلب فقط ترانزستوراً واحداً مقارنة بحوالي ستة في ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة SRAM. وتمتلك ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية خمسة أنواع أساسية هي (ADRAM – SDRAM – DDR SDRAM – RDRAM – CDRAM).
ثانياً: ذاكرة القراءة فقط ROM
هي نوع ذاكرة دائم. هذا يعني أنه يتلقى البيانات ويكتبها بشكل دائم على شريحة، ويستمر ذلك حتى بعد إيقاف تشغيل جهاز الحاسوب الخاص بك. يتم ترميز البيانات بحيث لا يتم الكتابة فوقها، لذلك يتم استخدامها لأشياء مثل برنامج الطابعة أو برامج بدء التشغيل الخاصة بك. لا يمكنك تغيير بيانات ROM الخاصة بك بمجرد القيام بأنشطة الحاسوب العادية. وهي أربعة أنواع:
1. ذاكرة القراءة فقط المقنعة MROM
Mask ROM هي نوع من ذاكرة القراءة فقط ROM، يتم حجبه أثناء الإنتاج. يشير مصطلح Mask “القناع” إلى أجزاء من دائرة متكاملة، وهي دائرة إلكترونية دقيقة لمعالجة البيانات، مغطاة بألواح معتمة تسمى قواطع ضوئية. تحتوي هذه اللوحات على ورق شفاف، أو ثقوب، للسماح للضوء في مناطق معينة بالمرور بينما تحجب الضوء في مناطق أخرى لإنشاء أنماط مميزة. عمل القناع، الذي يشتمل على عملية تعرف باسم الطباعة الحجرية الضوئية، يعمل في المقام الأول كنوع من حماية الملكية الفكرية، مع الاحتفاظ بإعادة إنتاج المنتج إلى الشركة المصنعة للدائرة المتكاملة.
تحتوي ذاكرة Mask ROM (MROM) على قناع برمجي يتم حرقه على الشريحة أثناء مرحلة التصميم.
2. ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة PROM
PROM أو (ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة Programmable ROM) هي شريحة ذاكرة حاسوب يمكن برمجتها مرة واحدة بعد إنشائها. بمجرد برمجة PROM، تكون المعلومات المكتوبة دائمة ولا يمكن محوها أو حذفها. مثال على PROM هو BIOS للحاسوب في أجهزة الحاسوب. اليوم، تم استبدال PROM في أجهزة الحاسوب بـ EEPROM ذاكرة للقراءة فقط قابلة للمسح والبرمجة.
3. ذاكرة للقراءة فقط قابلة للمسح والبرمجة EPROM
ذاكرة القراءة فقط القابلة للمسح القابلة للبرمجة Erasable Programmable ROM هي شريحة ذاكرة لا تفقد البيانات حتى عند إيقاف تشغيل الطاقة. هذا النوع من الذاكرة غير متطايرة (non-volatile)، أي أنه يحتفظ بالبيانات حتى عند إيقاف تشغيل الطاقة. يتم برمجة كل ذاكرة EPROM بشكل فردي بواسطة جهاز إلكتروني. بعد ذلك، يمكن محو البيانات عن طريق تعريض ذاكرة EPROM لضوء فوق بنفسجي قوي.
تحتوي ذاكرة EPROM على نافذة كوارتز مدمجة شفافة في الجزء العلوي من العبوة تسمح بالتعرض للأشعة فوق البنفسجية. يمكن رؤية شريحة السيليكون من هذه النافذة.
4. ذاكرة للقراءة فقط القابلة للمسح والبرمجة الكترونيا EEPROM
ذاكرة للقراءة فقط قابلة للمسح والبرمجة Electronically Erasable PROM الكترونيا هي ذاكرة ROM تستخدم لتخزين كمية صغيرة من البيانات في أجهزة الحاسوب أو بعض الأجهزة الإلكترونية الأخرى. يمكن معالجة وحدات الذاكرة الإلكترونية بالبايت ولكن يجب محوها قبل إعادة كتابتها، من خلال ذاكرة EEPROM، يمكن للبايت الواحد من البيانات ان يمحى ويعاد برمجته بالكامل، وليس بشكل انتقائي.
الخلاصة
تعتبر الذاكرة من أهم المكونات في أي نظام حاسوب. وبدون ذاكرة الحاسوب، يكون نظام الحاسوب الخاص بك عديم الفائدة وسيشغل مساحة في مكتبك فقط، حيث تعد ذاكرة الحاسوب جسراً بين نظام التشغيل وبين المعالج.