الذاكرة الرئيسية

هي عبارة عن فئة من وسائط التخزين في مكونات الحاسوب ، وعبر تاريخ الحاسوب استخدمت عدة تقنيات صنفت تحت هذا التصنيف ، ووسائط التخزين الحديثة التي تصنف تحت هذا التصنيف تشمل:

1- ذاكرة الوصول العشوائي (RAM).

 2- ذاكرة القراءة ROM (ذاكرة يمكن القراءة منها فقط ، ولا يمكن الكتابة عليها).

أولاً : الذاكرة العشوائية RAM

الذاكرة RAM هي إختصار لـ “Random Access Memory” والتي تعنى باللغة العربية “ذاكرة الوصول العشوائي” وتتمثل وظيفتها الأساسية في كونها وسيلة حفظ مؤقتة للملفات والبرامج التي يتم استخدامها أثناء تشغيل الحاسوب، وبمجرد غلق الجهاز يتم تلقائيا حذف جميع البيانات المخزنة فيه.

تتألف ذاكرة الرام أو الذاكرة العشوائية فيزيائياً من شرائح صغيرة نسبياً في صورة صف أو صفوف من الرقاقات الإلكترونية تسمى بالإنجليزية IC إختصاراً لكلمتي integrated circuit أي الدوائر المتكاملة، تعمل كذاكرة عمل مؤقتة ذات حجم 1سم × 1.5 سم × 3 مم تسمى بالإنجليزية DIP ولأن هذه الشرائح صغيرة فإن حملها وتركيبها صعب لذا تركب على ألواح modules يسهل تناولها وتركيبها، تختلف بحسب حجم الذاكرة التي تحتويها.

مكونات الذاكرة العشوائية الرام وكيفية عملها

إن رقاقة الذاكرة هي عبارة عن دائرة متكاملة مكونة من ملايين الترانزيستورات و المكثفات، الترانزيستور والمكثف يكونان معا خلية الذاكرة والتي تشكل بت bit واحد من البيانات والبت هو أصغر وحدة ذاكرة وكل 8 بتات تشكل بايت Byte وهو ما يخزن فيه قيمة أي رمز أو رقم، المكثف يحتفظ بقيمة البت من المعلومات ويكون المحتوى إما صفر أو واحد، أما الترانزيستور فيعمل كمفتاح للتحكم، فإما يقرأ حالة المكثف أو يقوم بتغييرها. المكثف يعمل كحافظة للإلكترونات، فلكي يتم حفظ قيمة واحد في خلية الذاكرة يجب ملئ هذه الحافظة بالإلكترونات ولحفظ قيمة صفر يجب إفراغ هذه الحافظة من هذه الإلكترونات.

أنواع الذاكرة العشوائية الرام

هناك العديد من الأنواع المعروفة من الرام، وتختلف إما حسب وظيفتها أو تطورها:

DRAM -1

إختصارا لـ “Dynamic random access memory” بمعنى ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية :

تحتوي على خلايا ذاكرة تتكون من زوج من الترانزيستورات والمكثفات، وتحتاج إلى إنعاش كهربائي مستمر لأن الشحنة الكهربائية تتلاشى بعد مقدار ضئيل من الزمن يقاس بالميللي ثانية.

SRAM -2

إختصارا لـ “Static random access memory” بمعنى ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة :

تحتوي على أربع إلى ست ترانزيستورات لكل خلية ذاكرة واحدة، ولا تحتوي على مكثف، كما لا تحتاج إلى إنعاش مستمر، وتستخدم بشكل أساسي لذاكرة (cache).

FPM DRAM -3

إختصار لـ “Fast page mode dynamic random access memory” : وهي النوع الأصلي الذي طور منه النوع الأول DRAM، وهذا النوع من الذاكرة يبحث بداية عن موقع البت المطلوب من الذاكرة وعندما يحدد موقعه يقوم بقراءة محتوى هذا البت، ولا يبدأ بالبت التالي إلا بعد الإنتهاء من قراءة البت الأول، وتصل السرعة القصوى لنقل البيانات باستخدام هذا النوع من الذاكرة إلى 176 ميجابايت في الثانية.

EDO DRAM – 4

إختصارا لـ “Extended data-out dynamic random access memory” وهذا النوع يباشر بالبحث عن البت التالي بعد تحديده لموقع البت الأول وقبل الشروع بقراءته، وهذا النوع أسرع من النوع الأول، حيث تصل السرعة القصوى لنقل البيانات بإستخدامه إلى 264 ميجابايت في الثانية.

SDRAM -5

إختصارا لـ Synchronous dynamic random access memory أي ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة : يقوم هذا النوع من الذاكرة بعد تحديد موقع البت المطلوب، بالوقوف على نفس الصف المحتوي على ذلك البت، ثم يقوم بالبحث عن البت التالي في نفس الصف مفترضا وجوده هناك، بحيث تكون نسبة إحتمال أن يجد هذا البت مرتفعة، وهذا يوفر الوقت ويزيد من سرعة الذاكرة مقارنة مع النوع السابق، وهذا النوع هو المنتشر الآن في أجهزة الحاسوب، وتصل السرعة القصوى لنقل البيانات بإستخدامه إلى 528 ميجابايت في الثانية.

RDRAM- 6

إختصارا لـ “Rambus dynamic random access memory” : هذا النوع من الذاكرة يستخدم ناقل بيانات سريع جدا يسمى “Rambus channel” ويصل تردده إلى 800 ميجاهرتز مقارنة مع 100 ميجاهرتز أو 133 ميجاهرتز في النوع السابق SDRAM.

VRAM -7

أي VideoRAM وهذا النوع من الذاكرة مخصص لكروت الشاشة والمسرعات ثلاثية الأبعاد، الإسم multiport جاء من حقيقة أن هذا النوع من الذاكرة يستخدم نوعين من الذاكرة، الأول RAM والثاني SAM، مقدار الذاكرة يحدد دقة الصورة وعمق الألوان.

تأثير حجم ونوعية الرام على الكمبيوتر

• الأداء : يصبح الحاسب أسرع بشكل عام عند إضافة المزيد من ذاكرة الرام، خاصة عند التعامل مع كميات كبيرة من البيانات أو البرامج الكبيرة فحتى المعالج السريع قد لا يستفاد منه أقصى إستفادة إذا كانت كمية الذاكرة العشوائية أقل مما يجب.

•نوعية الرام : تلعب دوراً مهما في سرعة الذاكرة ومعالجتها للبيانات.

• كمية الذاكرة العشوائية: أغلب البرامج تتطلب كمية معينة من الذاكرة العشوائية لتعمل فتتطلب بعض البرامج 32 أو 64 أو 128 ميجابايت من الذاكرة العشوائية وبعضها أكثر.

تركيب شريحة الذاكرة

قم بفك القفل البلاستيكى الموجود على طرفى المنفذ Memory Slot،

إنزع الشريحة القديمة

قم بتثبيت الشريحة الجديدة في المكان المخصص لها، حتى تصل إلى أقصى عمق.

بدون عنف سنجد أن القفل البلاستيكى أغلق بسهولة.

قم باعادة تشغيل الجهاز ليتعرف الجهاز على الذاكرة الجديدة.

ثانياً: ذاكرة القراءة ROM

ROM:هذا نوع من الذاكرة قابل للقراءة و لا تستطيع الكتابة عليها ، و البيانات المخزنة عليها يتم تخزينها في مرحلة صنع و تكوين رقاقة الذاكرة ، و هي لا توجد في أجهزة الحاسوب وحدها بل تجدها أيضا في أغلب الأجهزة الإلكترونية.

كيفية عمل الذاكرة ROM

الذاكرة القراءة تتكون من شبكة من الصفوف و العواميد ، و لكن عند التقاء الصفوف بالعواميد نجد أن الروم مختلفة كليا عن الرام ، فحيث نجد ترانزيستور عند نقطة التقاء الصف و العمود في الرام ، نجد بدلا منه ديود diode في الروم و الذي يقوم بوصل الصف مع العمود إذا كان محتوى الخلية المتقاطعان عندها يساوي 1 ، أما إن كان المحتوي صفر فبكل بساطة لا يوجد ديود و لا يتصل الصف بالعمود عند خلية التقاطع ، و بالتالي نرى أن تشكيل رقاقة الذاكرة و تخزين البيانات عليها يتم خلال فترة التصنيع و يصبح تغيير محتوى الرقاقة مستحيل بعد إتمام التصنيع .

أنواع ذاكرة القراءة ” ROM”:

1- ROM

PROM -2

EPROM -3

EEPROM -4

FLASH -5

وهناك أمران مشتركان بين هذه الأنواع :

1- أن البيانات المخزنة على هذه الرقائق من الذاكرة لا تضيع عند قطع التيار الكهربائي ( و ليس كما في الذاكرة الرام التي تضيع محتوياتها عند قطع التيار ) .

2- أن البيانات المخزنة على هذه الرقائق من الذاكرة إما أنها لا يمكن تغييرها ، أو أن ذلك ممكن و لكن باستخدام وسائل خاصة ( و ليس كما في الذاكرة الرام حيث الكتابة عليها بنفس سهولة القراءة).

PROM ماهي وكيف تعمل ؟!

PROM هي اختصار ل( programmable read-only memory) ، و هذا النوع من رقائق الذاكرة يحتوي أيضا على شبكة من الصفوف و العواميد ، و الاختلاف بين هذا النوع و النوع السابق روم هو أن عند كل تقاطع بين الصفوف و العواميد يوجد صمام fuse يصل بينهما ، الشحنة التي تبعث خلال العمود تمر بالصمام الموصول بالخلية مما يشحن الخلية و يعطيها القمة 1 ، و حيث أن كل الخلايا موصولة بصمام يجعلها جميعا تملك القيمة 1 ، و هذا يكون هو الشكل الخام لرقاقة الذاكرة عند بيعها ، الآن المشتري لهذه الرقائق يجب أن يمتلك أداة تسمى programmer و التي تقوم بإرسال تيار كهربي قوي إلى الخلية المطلوب تغيير قيمتها من 1 إلى صفر ، يقوم هذا التيار بكسر الصمام و بالتالي ينقطع الإتصال بين الصف و العمود المتقاطعان عند الخلية المطلوبة و بالتالي تفرغ شحنتها و تصبح قيمتها صفر .

EPROM ما هي وكيف تعمل؟

EPROM هي اختصار ل Erasable Programmable Read-Only Memory (EPROM) ، هذا النوع من الرقائق من الممكن محوه و الكتابة عليه مرات عديدة باستخدام أداة خاصة تبعث تردد محدد من الموجات الضوئية ultraviolet (UV) light على الرقاقة فيمحو محتوياتها ويجهزها للكتابة عليها من جديد ، و هذه الرقاقة تتكون أيضا من أسطر وعواميد و عند كل خلية تقاطع يوجد ترانزيستوران مسئولان عن شحن وتفريغ الخلايا .

ما هي EEPROM وكيف تعمل؟

هي اختصار ل Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM) ، وهي تتميز عن الأنواع السابقة بما يلي :

1- تستطيع الكتابة على هذه الرقاقة دون إزالتها من مكانها.

2- لست مضطرا لمحو الرقاقة كلها لتغيير جزء محدود منها.

3- تغيير المحتويات لا يحتاج إلى أدوات أو أجهزة خاصة.

يمكن تغيير محتويات الخلايا في هذه الرقاقة باستخدام برنامج محلي يتحكم بالمجال الكهربائي للخلية و يقوم بتفريغها و شحنها حسب المطلوب ، ولكن ذلك يتم على مستوى الخلية أي أن محو محتويات الخلية يتم بالتدريج كل مرة بايت واحد مما يجعلها بطيئة للغاية.

 ما هي Flash Memory ؟

هي أحد أنواع الذاكرة EEPROM و تختلف عنها أن EEPROM تمحو كل مرة بايت واحد بينما تستطيع Flash Memory التعامل مع 512 بايت في المرة الواحدة مما يجعلها أسرع بكثير. تستطيع أن تجد Flash Memory في الأجهزة التالية :

1- رقاقة البيوس في جهازك.

2-CompactFlash أو SmartMedia تجدها في الكاميرات الرقمية.

3- ألواح الذاكرة في ألعاب الفيديو.