أنواع الذاكرة في الحاسوب

أنواع الذاكرة في الكمبيوتر وأنواع ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) والذاكرة الرئيسية في الكمبيوتر وأنواع الذاكرة الخارجية في الكمبيوتر. وسنتحدث عنهم بشيء من التفصيل من خلال السطور التالية.

أنواع الذاكرة في أجهزة الكمبيوتر

1. مدمج

إنها ذاكرة لا يمكن القراءة منها إلا دون كتابتها أو تعديلها. وتقوم الشركة المصنعة بتخزين محتواه أثناء تصنيعه، وتحتفظ بالبيانات عند انقطاع التيار الكهربائي. يتم استخدامه لأغراض محددة، مثل تخزين ملف أو برنامج (مثل برنامج Firmware) وقراءته دون الحاجة إلى تعديله. مثال على هذه الذاكرة هو ذاكرة BIOS. هناك ثلاثة أنواع من هذه الذاكرة:
2. الذاكرة القابلة للبرمجة (PROM).

PROM (ROM القابلة للبرمجة) أو OTP NVM (الذاكرة غير المتطايرة القابلة للبرمجة لمرة واحدة) هي ذاكرة رقمية يتم فيها قفل كل بت في عنصر إلكتروني لا يمكن تعديله. يتم كتابة البيانات على هذه الذاكرة بعد تصنيعها وتبقى هناك بشكل دائم دون إمكانية تعديلها أو إزالتها. ولكتابة محتواه يوضع في جهاز يسمى “مبرمج PROM”. يستخدم هذا النوع في الأجهزة المحمولة والمتحكمات الدقيقة والأجهزة الإلكترونية الأخرى.
3. ذاكرة EPROM قابلة للمسح والبرمجة

على عكس النوع السابق، يمكن مسح محتوى هذا الـ EPROM (ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة) عن طريق تعريض الخلايا للأشعة فوق البنفسجية ثم إعادة كتابتها. وتستهلك هذه العملية (المسح وإعادة البرمجة) عمر الذاكرة ويصل عدد مرات مسحها وإعادة برمجتها إلى 1000 مرة. ويوجد ثقب في أعلى الذاكرة يسمح للأشعة فوق البنفسجية بالمرور إلى الخلايا لمسح محتوياتها دفعة واحدة. ولذلك يجب إخراج هذه الذاكرة من اللوحة ووضعها على جهاز البرمجة لبرمجتها مرة أخرى. غالبًا ما يتم وضعه على المقبس لتسهيل إزالته وإعادة تجميعه.
4. الذاكرة القابلة للمسح والبرمجة إلكترونيًا (EEPROM).

هيكل EEPROM (ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة كهربائيًا) يشبه نوع EPROM، فيما عدا أن عملية المسح والبرمجة تتم إلكترونيًا، مما يعني عدم الحاجة إلى إزالتها من اللوحة أو الدائرة.

أنواع ذاكرة الوصول العشوائي

1. ذاكرة SRAM

إنها ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة. المعنى المقصود من كلمة ثابت هو استقرار المعلومات. عندما يتم إيداع المعلومات في هذه الذاكرة، فإنها تبقى هناك دون الحاجة إلى تفعيلها من وقت لآخر. المرة الوحيدة التي تتغير فيها المعلومات هي عندما يُطلب من الذاكرة تغييرها. تعتبر SRAM أسرع أنواع الذاكرة، ولكن نظرًا لسعرها المرتفع، يقتصر استخدامها عادة على المعالج كذاكرة تخزين مؤقت من الدرجة الأولى أو الثانية.
2. أسرام

Async SRAM هو نوع أقدم من SRAM. تعمل هذه الذاكرة بتردد منفصل عن المعالج. ولذلك تجده يستخدم كذاكرة تخزين مؤقت من الدرجة الثانية للعديد من المعالجات القديمة التي تم فيها تثبيت ذاكرة التخزين المؤقت على اللوحة الأم وليس المعالج. على سبيل المثال، إذا كانت سرعة الناقل الأمامي للمعالج هي 66 ميجا هرتز، فقد تعمل هذه الذاكرة بسرعة 33 ميجا هرتز.
3. سرام

يعني Sync SRAM أن الذاكرة تعمل بنفس تردد الناقل الأمامي للمعالج.
4. بي بي اس رام

يعد Pipeline Burst SRAM أكثر أنواع الذاكرة استخدامًا حاليًا. ولشرح هذا النوع من الذاكرة يجب أن نبتعد عن الذاكرة قليلاً وندخل إلى عالم المعالج لنشرح المقصود بكلمة الأنابيب. تتيح تقنية Pipeline للمعالج أداء أكثر من مهمة في نفس الوقت. ولعل أسهل طريقة لشرح هذه التكنولوجيا هي تشبيهها بخط الإنتاج المستخدم في المصانع. فبدلاً من أن يكون هناك عامل واحد يقوم بتجميع المنتج، يوجد خط تدفق يتبعه العديد من العمال. يقوم كل عامل بتجميع جزء من هذا المنتج حتى ننتهي بمنتج جاهز في أسرع وقت ممكن. المعالج يفعل شيئا مماثلا. هنا يتم التعامل مع العديد من العمليات في نفس الوقت.
تم تصميم PBSRAM للتعامل مع هذا الكم الثابت من المعلومات. ومن مميزات هذه الذاكرة قدرتها على العمل بتردد يزيد عن 66 ميجا هرتز، مما يجعلها مناسبة للمعالجات الحديثة التي تعمل بسرعات تصل إلى 400 ميجا هرتز. وهنا نكون قد انتهينا من أشهر أنواع الذاكرة وهي SRAM والتي بينا أن استخدامها في أغلب الأحيان يقتصر على المعالج أو كجزء من ذاكرته الداخلية.
5. ذاكرة DRAM

على عكس SRAM، لا تستطيع ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية الاحتفاظ بالمعلومات لفترة أطول. يجب تفعيل المعلومات باستمرار. هنا تقوم الذاكرة بإعادة كتابة المعلومات عدة مئات من المرات في الثانية الواحدة. هذا النوع من الذاكرة أرخص من SRAM ولذلك يستخدم على نطاق واسع كذاكرة رئيسية للكمبيوتر. مثل أنواع الذاكرة السابقة، فهي تنقسم إلى عدة أنواع.
6. اف بي ام درام

يعد Fast Page Mode DRAM نوعًا أقدم من هذه الذاكرة. عندما تعمل أجهزة الكمبيوتر على 286 أو 386 معالجًا، فإنها تستخدم هذا النوع من الذاكرة. في البداية، كانت هذه الذاكرة تعمل بسرعة وصول تعادل 120 نانو ثانية، أي أن المعالج كان بحاجة إلى الانتظار هذه الفترة حتى يتمكن من الوصول إلى الذاكرة واسترجاع المعلومات أو إيداعها. تم تحسين سرعة الوصول إلى هذه الذاكرة لاحقًا لتصل إلى 60 نانو ثانية، لكنها لا تزال تعتبر بطيئة.
7. إيدو درام

ولتحسين سرعة الوصول، تم اختراع ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) لإخراج البيانات الموسعة. وهنا يتم تسريع عملية وصول المعالج إلى الذاكرة من خلال السماح له بالوصول إلى عملية جديدة قبل انتهاء العملية السابقة. على الرغم من أن النظرية تقول أن هذا النوع من الذاكرة أسرع مرتين من FPM DRAM، إلا أنه في التطبيق الفعلي يؤدي إلى تحسين الأداء بنسبة 30٪ فقط. تكمن مشكلة هذا النوع من الذاكرة في أنه لا يمكنه العمل بسرعات تردد تزيد عن 66 ميجاهرتز.
8. بيدو درام

كانت Burst EDO DRAM محاولة لتسريع عمل EDO RAM. الفكرة وراء تقنية Burst هي إرسال المعلومات إلى الذاكرة على دفعات. تحتوي الدفعة الأولى من المعلومات على عناوين المعلومات التي تليها، وبالتالي ستتم معالجة بقية المعلومات بسرعة أكبر حيث تم إعدادها لاستقبالها. ورغم أن هذه التقنية نجحت في تسريع سرعة الوصول إلى الذاكرة إلى ما يقرب من 10 نانو ثانية، إلا أن عدم قدرتها على العمل بتردد أعلى من 66 ميجاهرتز أدى إلى اختفائها في غياهب النسيان.

الذاكرة الرئيسية في الكمبيوتر

وحدة الذاكرة الرئيسية أو الذاكرة الرئيسية هو مصطلح يطلق على ذاكرة النظام الرئيسية. ومهمتها تخزين البيانات المرسلة من وحدة الإدخال قبل معالجتها، وحفظ البيانات المعالجة قبل إرسالها إلى وحدة الإخراج. تحتوي الذاكرة الرئيسية على البرامج التي تحتاجها وحدة المعالجة في عملها. تتكون الوحدة من ذاكرة عشوائية (بالإنجليزية: RAM) وذاكرة القراءة فقط (بالإنجليزية:ROM).

أنواع الذاكرة الخارجية للكمبيوتر

1. قرص مضغوط

هناك نوعان من هذا القرص، المعروف باللغة العامية (CD)، والذي يستخدم عادة لنسخ الملفات مرة واحدة فقط، أو تخزين الملفات عند الحاجة، أو حرق أقراص ملفات التشغيل.
النوع الأول هو القرص المضغوط، وتبلغ سعته الإجمالية حوالي 700 ميجا بايت، أي أقل من واحد جيجا بايت.
أما النوع الثاني فهو DVD وتصل سعته إلى 4.4 جيجابايت وهو منتشر حاليًا.
2. أنواع الأقراص الصلبة، HDD وSSD

ويمكن تلخيص هذين النوعين من ذاكرة الكمبيوتر بأنها تستخدم لتخزين بيانات وملفات المستخدم مثل ملفات الصوت والفيديو بجميع أشكالها، بالإضافة إلى تخزين نظام التشغيل سواء كان ويندوز 10، 7، 8، أو ويندوز 10. نظام التشغيل أبل، أو نظام التشغيل لينكس.
– القرص الصلب HDD يأتي بسرعات متوسطة في كتابة وحذف البيانات والملفات وهو مستخدم حتى يومنا هذا.
– يأتي القرص الصلب SSD بسرعات عالية للغاية. وقد بدأ استخدامه مؤخرًا لأنه يحتوي على ميزات وسرعات أكبر بعدة مرات من القرص الصلب HDD. يعتبر القرص الصلب SSD أسرع قرص صلب حتى الآن.
3. ذاكرة فلاش USB

هذا النوع من الذاكرة يفضله ويستخدمه الكثير من الأشخاص لما له من مميزات في سرعة نقل الملفات الشخصية ولأنه يتميز بمساحته التي تصل إلى 265 وتصل إلى 1 تيرابايت.