أنواع الذاكرة في الحاسوب

أنواع الذاكرة في الحاسوب، وأنواع الذاكرة RAM، والذاكرة الرئيسية في الحاسوب، وأنواع الذاكرة الخارجية للكمبيوتر، نتناول الحديث عنهم بشيء من التفصيل عبر السطور التالية.

أنواع الذاكرة في الحاسوب

1. ذاكرة القراءة فقط ROM
هي ذاكرةٌ يمكن القراءة منها فقط دون الكتابة أو التعديل عليها، وتُخزِّن الشركة المصنعة محتواها أثناء تصنيعها، وتحتفظ بالبيانات عند انقطاع التيار الكهربائي. تُستخدم لأغراض محدَّدة كتخزين ملفٍّ أو برنامجٍ (مثل برنامج من نوع Firmware) وقراءته دون الحاجة إلى التعديل عليه ومن الأمثلة على هذه الذاكرة هي ذاكرة البيوس. يوجد ثلاثة أنواعٍ لهذه الذاكرة وهي:
2. الذاكرة القابلة للبرمجة PROM‏
الذاكرة القابلة للبرمجة PROM‏ (Programmable ROM) أو الذاكرة القابلة للبرمجة مرةً واحدةً OTP NVM‏ (One-Time Programmable Non-Volatile Memoty) هي ذاكرةٌ رقميةٌ يكون فيها كل بت مقفلًا بعنصر إلكتروني لا يمكن التعديل عليه. تُكتب البيانات على هذه الذاكرة بعد تصنيعها وتبقى فيها على الدوام دون إمكانية تعديلها أو إزالتها، ولكتابة محتواها توضع في جهاز يدعى “مبرمج PROM”. يُستخدم هذا النوع في الأجهزة المحمولة، والمتحكمات المصغَّرة microcontrollers، وغيرها من الأجهزة الإلكترونية.
3. الذاكرة القابلة لإعادة المسح والبرمجة EPROM
يمكن مسح محتوى هذه الذاكرة EPROM‏ (Erasable Programmable ROM) خلافًا للنوع السابق بتعريض الخلايا للأشعة فوق البنفسجية ثمَّ إعادة الكتابة عليها. تستهلك هذه العملية (المسح وإعادة البرمجة) من عمر الذاكرة وتصل عدد مرات المسح وإعادة البرمجة إلى 1000 مرة. يوجد أعلى الذاكرة فتحةٌ تسمح بمرور الأشعة فوق البنفسجة إلى الخلايا لمسح محتواها دفعةً واحدةً، لذا يجب نزع هذه الذاكرة من اللوحة ووضعها على جهاز البرمجة لبرمجتها مجدَّدًا وغالبا توضع على مقبسٍ لتسهيل نزعها وإعادة تركيبها.
4. الذاكرة القابلة لإعادة المسح والبرمجة إلكترونيًا EEPROM
تشبه بنية هذه الذاكرة EEPROM‏ (Electrically Erasable Programmable ROM) النوع EPROM باستثناء أنَّ عملية المسح والبرمجة تُجرى إلكترونيًّا أي لا داعي لإزالتها من اللوحة أو الدارة.

أنواع الذاكرة RAM

1. ذاكرة SRAM
وهي Static RAM. المعنى المقصود من كلمة Static هي ثبات المعلومة. عندما تودع المعلومة في هذه الذاكرة فإنها تبقى هناك بدون الحاجة إلى تنشيطها بين فترة وأخرى. الوقت الوحيد الذي تتغير فيه المعلومة هو عندما يطلب من الذاكرة تغييرها. SRAM يعتبر أسرع أنواع الذاكرة، ولكن بسبب غلاء سعره، فإن استخدامه في العادة يكون محصورا بداخل المعالج كذاكرة مخبئية من الدرجة الأولى أو الثانية.
2. ASRAM
Async SRAM تعتبر من النوعيات القديمة من SRAM. هذه الذاكرة تعمل بتردد منفصل عن المعالج. لذا تجدها مستخدمة كذاكرة مخبئية من الدرجة الثانية لكثير من المعالجات القديمة والتي كانت فيها الذاكرة المخبئية تركب على اللوحة الأم وليس المعالج، ومثال على ذلك، إذا كانت سرعة الناقل الأمامي للمعالج 66 ميغاهرتز فإن هذه الذاكرة قد تعمل على سرعة 33 ميغاهرتز.
3. SSRAM
Sync SRAM بمعنى أن الذاكرة تعمل بنفس تردد الناقل الأمامي للمعالج.
4. PBSRAM
Pipeline Burst SRAM هي أكثر نوع من هذه الذاكرة مستخدم حاليا. لشرح هذا النوع من الذاكرة يجب أن نبتعد قليلا عن الذاكرة والدخول في عالم المعالج لشرح المقصود بكلمة Pipeline. تسمح تقنية Pipeline للمعالج بأداء أكثر من مهمة بنفس الوقت. لربما أسهل طريقة لشرح هذه التقنية هو تشبيهها بخط الإنتاج المستخدم في المصانع. بدل أن يكون هناك عامل واحد يقوم بتجميع المنتج، يوجد هناك خط سير يقوم عليه العديد من العمال. كل عامل منهم يقوم بتجميع جزء من هذا المنتج لكي ننتهي بأخر المطاف بمنتج جاهز وبأسرع وقت ممكن. المعالج يقوم بأمر مشابه. هنا يتم التعامل مع الكثير من العمليات بنفس الوقت.
الذاكرة PBSRAM مصممة لكي تتعامل مع هذا الكم المستمر من المعلومات. من مميزات هذه الذاكرة، قدرتها على العمل بسرعة تردد أكثر من 66 ميغا هرتز، مما يجعلها مناسبة للمعالجات الحديثة والتي تعمل بسرعات قد تصل إلى 400 ميغا هرتز. هنا نكون قد انتهينا من أشهر أنواع الذاكرة SRAM والتي بينا أن استخدامها بغالب الوقت محصورا بداخل المعالج أو كجزء من ذاكرته الداخلية.
5. ذاكرة DRAM
بعكس SRAM فإن ذاكرة RAM الديناميكية لا تستطيع الاحتفاظ بالمعلومة لفترة أطول. المعلومات يجب تنشيطها باستمرار. هنا تقوم الذاكرة بإعادة كتابة المعلومة عدة مئات من المرات في الثانية. هذا النوع من الذاكرة أرخص من SRAM ولذا فإنها تستخدم بغزارة كذاكرة رئيسية لجهاز الحاسوب. مثل الأنواع السابقة من الذاكرة، فإنها تنقسم إلى عدة أنواع.
6. FPM DRAM
Fast Page Mode DRAM هو من الأنواع القديمة من هذه الذاكرة. عندما كانت أجهزة الحاسب تعمل بمعالجات 286 أو 386 كانت تستخدم هذا النوع من الذاكرة. ببداية الأمر كانت هذه الذاكرة تعمل بسرعة ولوج تعادل 120 نانو ثانية، أي أن المعالج يحتاج أن ينتظر هذه المدة لكي يستطيع الدخول إلى الذاكرة واسترجاع أو إيداع المعلومة. تم فيما بعد تحسين سرعة الولوج لهذه الذاكرة لكي تصل إلى 60 نانو ثانية إلا أنها لا زالت تعتبر بطيئة.
7. EDO DRAM
لتحسين سرعة الولوج، تم اختراع ذاكرة Extended Data Out DRAM. هنا تم تسريع عملية ولوج المعالج إلى الذاكرة بواسطة السماح له بالولوج بعملية جديدة قبل أنتهاء العملية التي سبقتها. برغم أن النظرية تقول بأن هذا النوع من الذاكرة أسرع من FPM DRAM بمعدل الضعف، إلا أن التطبيق الفعلي ينتج عنه تحسن بالأداء يعادل 30% فقط. مشكلة هذا النوع من الذاكرة إنها لا تستطيع العمل على سرعات تردد أكثر من 66 ميغاهرتز.
8. BEDO DRAM
Burst EDO DRAM كانت محاولة لتسريع عمل EDO RAM. الفكرة من تقنية Burst هي بإرسال المعلومة إلى الذاكرة بشكل دفعات. أول دفعة من المعلومة تحتوي على عناوين المعلومات التي تتبعها، لذا فإن باقي المعلومة سيتم التعامل معها بشكل أسرع حيث أنه تم التجهيز لاستقبالها. برغم نجاح هذه التقنية في تسريع سرعة الولوج إلى الذاكرة لما يقارب 10 نانو ثانية، إلا أن عدم قدرتها على العمل بسرعة تردد أعلى من 66 ميغاهرتز أدى إلى اضمحلالها بغياهب النسيان.

الذاكرة الرئيسية في الحاسوب

وحدة الذاكرة الرئيسية أو الذاكرة الرئيسية مصطلح يطلق على ذاكرة النظام الرئيسية، مهمتها خزن البيانات المرسلة من وحدة الادخال قبل معالجتها، وحفظ البيانات المُعالجَة قبل إرسالها إلى وحدة الإخراج، تحتفظ الذاكرة الرئيسة بالبرامج التي تحتاجُها وحدة المعالجة في عملها، تتكون الوحدة من الذاكرة العشوائية (بالإنجليزية: RAM)‏ وذاكرة القراءة فقط (بالإنجليزية: ROM)‏.

أنواع الذاكرة الخارجية للكمبيوتر

1. القرص الرقمي متعدد الاستخدام CD
هنالك نوعين من هذا القرص والمعروف في اللغة العامية (السي دي) الذي يستخدم بالعادة لنسخ الملفات لمرة واحدة فقط، وتخزين الملفات عند الحاجه لها أو حرق أسطوانات ملفات التشغيل.
– النوع الأول هو CD وتأتي سعته المجملة 700 ميجا بايت تقريباً أي أقل من واحد جيجا.
– النوع الثاني DVD الذي يأتي بسعة 4.4 جيجا بايت والمنتشر في الوقت الحالي.
2. الهاردسك بأنواعه HDD وSSD
نستطيع تلخيص هذين النوعين من ذاكرات الكمبيوتر بأنها تستخدم لتخزين البيانات والملفات الخاصة بالمستخدم مثل ملفات الصوت والفيديو بجميع أشكالها إضافة لذلك تخزين نظام التشغيل سواء كان نظام تشغيل ويندوز 10 أو 7 أو 8 أو نظام تشغيل أبل أو نظام تشغيل لينيكس.
– هاردسك HDD يأتي بسرعات متوسطة في كتابة وحذف البيانات والملفات وهو يستخدم حتى وقتنا هذا.
– هاردسك SSD يأتي بسرعات هائلة جداً فقد بدأ استخدامه حديثاً لما يمتلكه من ميزات وسرعات أضعاف الهاردسك HDD، ويعتبر هاردسك SSD اسرع هاردسك حتى الأن.
3. الذاكرة المتنقلة USB
هذا النوع من الذاكرة هو المفضل والذي يستخدم لدى الكثير من الناس لما له ميزات في سرعة نقل الملفات الشخصية ولما له ميزة في مساحته التي تصل الى 265 وحتى 1 تيرا بايت.