ذاكرة الحاسوب: التصنيف والخصائص

إنفورماتيك ديجيتال » المقالات » ذاكرة الحاسوب: التصنيف والخصائص

تُعدّ أجهزة ذاكرة الحاسوب أجهزة التخزين الأساسية للبيانات والمعلومات . وهي تُقسم إلى ذاكرة متطايرة وذاكرة غير متطايرة، ولكلٍّ منهما خصائص مختلفة. ومن أكثر أنواع ذاكرة الحاسوب شيوعًا: ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، وذاكرة القراءة فقط (ROM)، وذاكرة الفلاش. وتشمل الأنواع الأخرى محركات الأقراص الصلبة، ومحركات الأقراص الضوئية، ومحركات الأشرطة، ومحركات الحالة الصلبة (SSD).

ذاكرة الحاسوب: التصنيف والخصائص

تعتبر الذكريات أجهزة حيوية لتخزين البيانات في الكمبيوتر.

يمكن تصنيفها إلى فئتين عريضتين: ROM وRAM. ROM تعني ذاكرة للقراءة فقط، مما يعني أنها لا تفقد المعلومات عند إزالة الطاقة.

على عكس ROM، فإن RAM (ذاكرة الوصول العشوائي) متقلبة؛ وهذا يعني أن كافة محتوياته يتم مسحها عند فصل الطاقة أو انقطاعها بسبب إعادة الضبط أو الفشل.

أكثر ذواكر الكمبيوتر استخدامًا هي ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، وذاكرة القراءة فقط (ROM)، وذاكرة الفلاش، ومحركات الأقراص الصلبة.

ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) هي ذاكرة متطايرة تخزن البيانات مؤقتًا. تُفقد البيانات المخزنة في ذاكرة الوصول العشوائي عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر أو انقطاع التيار الكهربائي عنه. يُستخدم هذا النوع من الذاكرة بشكل أساسي لتخزين البيانات التي ستُعالج خلال فترة زمنية قصيرة (مثل أثناء الجلسة الحالية). ولهذا السبب، تُسمى أيضًا "ذاكرة العمل" أو "ذاكرة التخزين المؤقت ".

ذاكرة القراءة فقط (ROM) هي ذاكرة غير متطايرة، أي أنها تحتفظ بمحتوياتها حتى عند انقطاع التيار الكهربائي. تحتوي هذه الأجهزة على مجموعة من الترانزستورات على شريحة واحدة، ويمكن برمجة بت واحد أو أكثر في كل مرة عن طريق تمرير تيار كهربائي عبرها باستخدام أدوات برمجة خاصة تُسمى الصمامات.

تتضمن أنواع الذاكرة الذاكرة المتطايرة والذاكرة غير المتطايرة.

تُصنّف الذاكرة إلى نوعين: متطايرة وغير متطايرة. تفقد الذاكرة المتطايرة محتوياتها عند انقطاع التيار الكهربائي، بينما تحتفظ الذاكرة غير المتطايرة بمحتوياتها حتى بعد انقطاع التيار. النوعان هما: ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وذاكرة القراءة فقط (ROM).

تُستخدم الذاكرة العشوائية (RAM) كذاكرة للنظام في أجهزة الكمبيوتر؛ وظيفتها الأساسية هي تخزين البرامج والبيانات التي تستخدمها وحدة المعالجة المركزية (CPU) لجهاز الكمبيوتر حاليًا. يقوم ROM بتخزين المعلومات بشكل دائم؛ لا يمكن للمستخدمين تعديلها أو حذفها، ولكن لا يمكن قراءتها أيضًا إلا بعد برمجتها بالبيانات أثناء التصنيع أو بواسطة جهاز آخر، مثل محرك أقراص فلاش.

تستخدم محركات الأقراص الفلاشية شرائح ذاكرة فلاشية تحتوي على مجموعة من الترانزستورات مرتبة في صفوف متصلة بواسطة بوابات لتشكيل خلايا يتم فيها تخزين القيم الثنائية إلكترونيًا بناءً على كمية التيار المتدفق عبر بوابة كل ترانزستور في وقت معين.

تتطلب ذاكرة الكمبيوتر المتطايرة إمدادًا ثابتًا من الطاقة للحفاظ على البيانات المخزنة فيها.

عندما تقوم بإيقاف تشغيل جهاز الكمبيوتر الخاص بك، يتم فقدان هذه المعلومات. لا تفقد الذاكرة غير المتطايرة محتوياتها عند فصل الطاقة أو إيقاف تشغيلها؛ إنهم يحتفظون بها حتى يتم إجراء تغيير آخر عليها (أو يتم حذفها). RAM تعني ذاكرة الوصول العشوائي (Random Access Memory) وهي تخزن تعليمات البرنامج أثناء استخدامها بواسطة تطبيق أو نظام تشغيل، ولكن بمجرد الخروج من هذا التطبيق، لم يعد كل شيء مخزن في RAM متاحًا بدون إعادة تشغيل الكمبيوتر أولاً، مما يعني فقدان أي إعدادات تم إجراؤها.

ROM تعني ذاكرة القراءة فقط؛ إنه مشابه ولكن به فرق رئيسي واحد: بما أنه لا يمكن كتابة معلومات جديدة على شرائح ROM (كما هو الحال مع محركات الأقراص الصلبة)، فإن كل شيء موجود هناك قد تم كتابته بالفعل في مرحلة ما أثناء التصنيع ولا يمكن تغييره لاحقًا، لذلك إذا حدث خطأ ما مع إحدى هذه الشرائح، فقد نفقد كل الأمل. حتى تبدأ في البحث بشكل أعمق عن كيفية عمل هذه الأشياء معًا بالضبط داخل كل جهاز قبل أن تقوم بأي محاولات لإصلاح أي شيء بنفسك.

لا تحتاج ذاكرة الكمبيوتر غير المتطايرة إلى الاتصال بأي مصدر طاقة للاحتفاظ بالبيانات.

الذاكرة غير المتطايرة هي نوع من الذاكرة التي تحتفظ بالبيانات عندما لا تكون هناك طاقة. يمكن استخدام الذاكرة غير المتطايرة لتخزين البيانات والبرامج حتى عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر. لها العديد من الاستخدامات في الحاسب الآلي، منها:

• شريحة BIOS، التي تخزن معلومات حول تكوين أجهزة الكمبيوتر وتسلسل التمهيد.
• الأقراص الصلبة، التي تخزن كافة ملفاتك وبرامجك.

تأتي الذاكرة غير المتطايرة عادةً في شكلين: فلاش (المعروف أيضًا باسم EEPROM) أو RAM.

وحدة معالجة مركزية

وحدة المعالجة المركزية (CPU ) هي لوحة دوائر إلكترونية تقوم بجميع وظائف المعالجة في الحاسوب. وهي مسؤولة عن تنفيذ التعليمات، وإدارة المهام، والتحكم في أجزاء الحاسوب الأخرى.

يمكن أن تتكون وحدات المعالجة المركزية من ملايين الترانزستورات على شريحة واحدة أو شرائح متعددة تعمل معًا كجزء من نظام على شريحة (SoC). يختلف الحجم والتعقيد اعتمادًا على ما إذا كان أحادي النواة أو متعدد النواة، منخفض الطاقة أو عالي الطاقة، مضمنًا أو سطح مكتب، وما إلى ذلك، ولكن مهما كان شكلها، فهي لا تزال وحدات معالجة مركزية.

ذاكرة الحاسوب: مصطلح "الذاكرة"

يشير مصطلح "الذاكرة" إلى سعة التخزين وسرعة الوصول إلى المعلومات المخزنة في الذاكرة الرئيسية للنظام.

يتم قياس سعة ذاكرة الكمبيوتر بالبايت (8 بت). على سبيل المثال، يمكن لشريحة سعة 1 ميغا بايت (MB) تخزين 1024 كيلوبايت (KB)، أو مليون بايت؛ يمكن لشريحة 1 ميجا بايت تخزين 2 كيلو بايت؛ ستحمل الرقائق بحجم 2048 ميجا بايت 4 كيلوبايت؛ إلخ، حتى 4096 جيجابايت مع 128 جيجابايت لكل شريحة (16 × 16 = 8).

ستكون الكمية الفعلية من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) المثبتة في جهاز الكمبيوتر الخاص بك أقل من هذه الحدود القصوى النظرية لأن بعض المساحة يجب حجزها لأغراض أخرى، مثل ملفات نظام التشغيل ومخازن عرض الفيديو.

يتم قياس سرعة الوصول بالنانوثانية - مدى سرعة نقل البيانات من مكان إلى آخر داخل الشريحة - وهو ما يترجم إلى الوقت الذي يستغرقه معالج أو معالجات الكمبيوتر الخاص بك لاسترداد البيانات من الذاكرة الرئيسية عندما تكون هناك حاجة إليها بواسطة برنامج تطبيق يعمل عليها في نقطة معينة في دورة التنفيذ الخاصة به.

تؤثر سرعة قراءة/كتابة البيانات على أداء النظام.

كلما كانت الذاكرة أسرع، كان الأداء العام للنظام أفضل.

على سبيل المثال، إذا كان لديك جهازين كمبيوتر بهما نفس وحدات المعالجة المركزية والمكونات الأخرى ولكن أحدهما يتمتع بذاكرة أسرع من الآخر، فسوف يعمل بشكل أفضل لأنه يمكنه معالجة المزيد من التعليمات في الثانية (IPS). ينطبق هذا بشكل خاص على الألعاب التي تتطلب معدلات إطارات عالية في الثانية (FPS) للعب السلس أو تطبيقات العرض ثلاثي الأبعاد التي تتطلب معدلات إطارات سريعة لتجنب وميض الصور على الشاشة.

معلومات ثنائية

ببساطة، تخزن الحواسيب المعلومات بصيغة ثنائية باستخدام دوائر إلكترونية تُعرف بوحدات الذاكرة (MUs) وناقلات البيانات. الشفرة الثنائية عبارة عن سلسلة من الأصفار والآحاد التي تمثل بتات البيانات أو الأحرف.

يمكن أن تتكون وحدة الذاكرة من ترانزستورات ومكثفات متصلة بواسطة حافلات.

أنواع وحدات الكمبيوتر

ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) هي نوع من وحدات الكمبيوتر التي تعمل كوحدة تخزين مؤقتة. يتم فقدان محتويات ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) عند انقطاع الطاقة أو عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر. يتم تشغيل كافة البرامج في ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)؛ يتضمن ذلك نظام التشغيل الخاص بك وأي تطبيقات برمجية تستخدمها حاليًا.

يمكن الوصول إلى البيانات الموجودة في ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) بشكل أسرع من أنواع الذاكرة الأخرى لأنها لا تحتاج إلى قراءتها من موقع آخر (مثل القرص الصلب)، ولكن هذا يعني أنها متقلبة: فهي تختفي عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر أو انقطاع الطاقة.

الخاتمة: ذاكرة الحاسوب: التصنيف والخصائص

تعتبر ذواكر الكمبيوتر من المكونات الأساسية لنظام الكمبيوتر، وتقوم بتخزين البيانات في شكل ثنائي باستخدام الدوائر الإلكترونية المعروفة بوحدات الذاكرة (MUs) والحافلات. يشير مصطلح "الذاكرة" إلى سعة التخزين وسرعة الوصول إلى المعلومات المخزنة في الذاكرة الرئيسية للنظام. هناك عدة أنواع من وحدات الكمبيوتر التي تعمل كأجهزة تخزين، ولكل منها خصائص مختلفة.

مقالة ذات صلة:

ذاكرة ROM: ما هي، أنواعها والاختلافات بينها وبين RAM