Question

بحث حول أنواع الذاكرة في الحاسوب الآلي شرح أنواع وأقسام وطريقة الوصول لجميع أنواع الذاكرة في الحاسوب

أنواع الذاكرة في الحاسوب Computer Memory Classifications

. بحث حول أنواع الذاكرة في الحاسوب

مرحباً زوارنا موقع لمحة معرفة يسعدنا أن نقدم لكم أعزائي طلاب وطالبات الوطن العربي من كتاب الطالب حل السؤال بحث حول أنواع الذاكرة في الحاسوب الآلي شرح أنواع وأقسام وطريقة الوصول لجميع أنواع الذاكرة في الحاسوب

الإجابة الصحيحة والنموذجية للسؤال هي 

#مقدمة_حاسوب

=========================

أنواع الذاكرة في الحاسوب Computer Memory Classifications 

------------

صورة رقم 2

------------

شرح أنواع وأقسام وطريقة الوصول لجميع أنواع الذاكرة في الحاسوب

------------

في الحاسوب أنواع كثيرة من الذاكرة، أهم ما يميز نوعاً عن آخر هو طريقة الوصول الى محتويات الذاكرة وإمكانية القراءة والكتابة وهل هذه الذاكرة متطايرة أم غير متطايرة؟ والمادة المصنوعة منها وهناك ميزات أخرى كثيرة سنشرحها في هذا الدرس.

------------

ما هي طرق الوصول الى محتويات الذاكرة في الحاسوب؟

------------

هنالك ثلاثة طرق وتقنيات متبعة للوصول الى البيانات والمعلومات المخزنة في ذاكرة الحاسوب:

------------

1- الوصول التتابعي Sequential Access

تكون البيانات على شكل وحدات مخزنة بشكل متتالٍ وللانتقال إلى وحدة معينة يجب المرور عن كل الوحدات بين مكان القراءة الحالي والوحدة المطلوبة. ومن هنا نلاحظ أن الزمن اللازم للقراءة في هذه الطريقة يعتمد على الموقع الحالي والمكان الذي نريد القراءة منه هذا الوقت قد يصل الى دقائق، من الأمثلة التي تستعمل هذه الطريقة هو شريط التسجيل.

------------

2- الوصول المباشر Direct Access

في هذه الطريقة تقسم الذاكرة الى وحدات يمكن الانتقال بينها بسرعة دون الدخول إلى محتوياتها. عند الوصول إلى الوحدة المطلوبة يتم البحث عن السجل المطلوب. وقت الوصول يتكون من عنصرين هما وقت الانتقال من وحدة إلى أخرى وهو قصير نسبياً ووقت البحث المتتالي داخل الوحدة الواحدة وهو قصير أيضا ومن الأمثلة التي تستعمل هذه الطريقة هو القرص الصلب والقرص المدمج ويصل وقت الوصول إلى جزء من ألف من الثانية.

------------

3- الوصول العشوائي Random Access

في هذا النوع من الذاكرة يكون لكل موقع تخزيني عنوان، فعندما نريد أن نقرأ أو نكتب على موقع ما نضع عنوان ذلك الموقع فنصل إليه دون المرور عن سواه والوقت المستغرق للقراءة متساو ولا يعتمد على الموقع الحالي من الأمثلة التي تستعمل هذه الطريقة: الذاكرة الرئيسية RAM والذاكرة الدائمة ROM وسرعة الوصول فيها تصل إلى نانو ثانية.

أقسام الذاكرة وتصنيفها في الحاسوب

------------

ويمكن تقسيم الذاكرة إلى قسمين رئيسين Two Basic Types هما: الذاكرة الرئيسية والذاكرة الثانوية.

------------

أولا: الذاكرة الرئيسية أو الداخلية Primary Memory

حيث أن هذا النوع من الذاكرة يستخدم طريقة الوصول العشوائي Random Access وهي على أنواع كما في المخطط التالي والذي يوضح جميع أقسام الذاكرة الرئيسية والتي سنتطرق لشرح كل منها بالتفصيل.

------------

ما هي أنواع الذاكرة الرئيسية في الحاسوب؟

------------

1- ذاكرة الوصول العشوائي RAM

ذاكرة مصنوعة من أشباه الموصلات وهي ذاكرة متطايرة أي أنه إذا انقطع التيار الكهربائي عنها فإنها تفقد المعلومات التي بداخلها وهي على نوعين:

أ- الذاكرة العشوائية الثابتة SRAM

 يتم التخزين فيها باستعمال عدد من الترانزستورات (6 ترانزستورات) لتخزين كل بت وتكون المعلومات ساكنة أي لا تفقد مع مرور الوقت.

ب- الذاكرة العشوائية المتحركة DRAM 

فيها يستخدم ترانزستور ومواسع لتخزين كل بت بما أن المواسع يفقد شحنته بمرور الوقت فإن هذا يستدعي شحنة بشكل دوري.

------------

وصورة رقم 3 توضح شكل الذاكرة العشوائية التي يستخدمها كل من الحاسوب الشخصي PC والمحمول Laptop:

------------

ما الفرق بين الذاكرة العشوائية الثابتة SRAM والذاكرة العشوائية المتحركة DRAM؟

------------

تكون ذاكرة DRAM أبطأ أي أكثر بطئاً وأقل تكلفة من SRAM وبالتالي هي أكثر استخداماً وشيوعاً وأكثرها انتشاراً. -

ما هي أنواع الذاكرة العشوائية المتحركة DRAM

لقد تم تطوير هذه الذاكرة الى ثلاثة أنواع وهي:

أ. الذاكرة العشوائية المتحركة المتزامنة SDRAM

ب. الذاكرة العشوائية المتحركة المتزامنة ذات السرعة المضاعفة DDR-SDRAM

ج. الذاكرة العشوائية المتحركة RDRAM

2- الذاكرة الوسيطة Cache Memory 

------------

بشكل عام فإن ذاكرة DRAM بطيئة مقارنة مع سرعة المعالج المركزي، لذا استخدم مصممو الحاسوب ذاكرة تسمى بالذاكرة الوسيطة أو ذاكرة الكاش Cache من نوع SRAM وهي توضع بين المعالج المركزي والذاكرة الرئيسية. حيث يربط بينهم جميعا الناقل الرئيسي Main Bus كما في الشكل التالي صورة رقم 4

------------

ما هو مبدأ عمل الذاكرة الوسيطة (الكاش) Cache Memory؟

------------

يطلب المعالج المركزي بيانات من الذاكرة تنقل هذه البيانات مع ما يجاورها إلى ذاكرة Cache وذلك اعتمادا على مبدأ أن البيانات التي تستخدم حاليا من المرجح أن يتم استخدامها والبيانات التي حولها ستستخدم في المستقبل القريب. بهذه الطريقة نقلل من عدد مرات زيارة ذاكرة RAM فيتحسن أداء الحاسوب.

------------

3- ذاكرة القراءة فقط ROM

ذاكرة دائمة تدخل المعلومات إليها أثناء برمجتها مرة واحدة في مرحلة التصنيع ومن ثم تستخدم للقراءة فقط وهي ذاكرة غير متطايرة: أي أنها لا تفقد المعلومات المخزنة إذا انقطع التيار الكهربائي عنها.

------------

 4- ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة PROM

مثل ذاكرة القراءة فقط فهي غير متطايرة تدخل المعلومات إليها (تجرب برمجتها) مرة واحدة وليس شرطا في مرحلة التصنيع فيمكن أن تبرمج من المستخدم لمرة واحدة فقط ومن ثم تستخدم للقراءة فقط. والشكل التالي يوضح صورة رقم 5 ذلك النوع من الذاكرة غير المتطايرة.

------------

ما هي أنواع ذاكرة القراءة فقط PROM؟ هناك أمثلة أخرى من ذاكرة القراءة غالبا منها ما يأتي:

------------

أ‌-ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة والمسح EPROM

حيث يمكن القراءة والكتابة عليها كهربائياً لكن قبل عملية الكتابة يجب مسحها باستخدام الأشعة فوق البنفسجية. صورة رقم 6 يبرز أهم معالم تلك الذاكرة

------------

ب- ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة والمسح كهربائياً EEPROM

يمكن القراءة والكتابة إليها كهربائياً لكن عملية الكتابة تستغرق وقتا أطول من القراءة. كما أن عملية مسح مواقع الذاكرة تتم بالتتابع أي موقعا بعد الآخر. وصورة رقم 7 توضح موديول Module لنظام تخزيني مبني على فكرة EEPROM من النوع أو الطراز 24LC1025 والتي تستخدم لتخزين البيانات باستخدام طريقة الـ I2C. كما ويمكنها أن تدعم كل سلسلة 24LCxx التابعة للتصنيف EEPROM.

------------

ج- الذاكرة السريعة Flash Memory

تشبه ذاكرة EEPROM ولكنها أسرع وتستطيع أن تمسح مجموعة من واقع الذاكرة في الوقت نفسه.

ما هي أنواع الذاكرة الثانوية أو الخارجية Secondary Storage؟

1- القرص الصلب بنوعيه ذات الحالة الثابتة والصلبة ويرمز للحالة الصلبة بالرمز HDD، والحالة الثابتة بالرمز SSD.

2- الشريط القابل للمغنطة Magnetic Tape.

3- القرص المدمج CD.

4- القرص الرقمي متعدد الاستخدامات DVD.

5- أقراص الأشعة الزرقاء Blue Ray.

حيث تتشارك الأقراص التخزينية الثلاث الأخيرة في عملها وطريقة التعامل مع البيانات المنسوخة منها واليها في وجود رأس قراءة ضوئي يعمل بتقنية أشعة الليزر والتي ترسل الإشارات الضوئية لقراءة وكتابة البيانات المطلوبة.

ما هي ميزات وحسنات الذاكرة الثانوية الخارجية؟

 تمتاز الذاكرة الثانوية بسعتها الكبيرة وهي غير متطايرة وتستخدم لتخزين المعلومات طويل الأمد، إضافة الى سعرها الرخيص والمتدني نسبياً.

كيف يعمل الشريط القابل للمغنطة في تخزين البيانات والمعلومات في الحاسوب؟ 

------------

طريقة عمل الشريط في الحاسوب تشبه طريقة عمل شريط الصوت والصورة، حيث يتم التخزين في هذا الجهاز باستعمال إشارات مغناطيسية، وتكون القراءة والكتابة بوساطة رأس ثابت ويتحرك الشريط على دولاب، وتخزن المعلومات على مسارات بشكل متتابع كما في صورة رقم 8 ويستخدم بشكل أساسي في عمل نسخ احتياطية للمعلومات.

-الترتيب الهرمي للذاكرة في الحاسوب-----------تابع قراءة في الأسفل 

Answer 1

أنواع الذاكرة في الحاسوب Computer Memory Classifications

الترتيب الهرمي للذاكرة في الحاسوب

كلما كانت الذاكرة قريبة من المعالج المركزي زادت سرعتها، وزاد سعرها، وزاد عدد مرات الوصول اليها، وقل حجمها. إن أسرع ذاكرة في الحاسوب هي المسجلات Registers والتي توجد في داخل المعالج المركزي CPU، وتليها الذاكرة الوسيطة Cache، ثم الذاكرة الرئيسية Main Memory التي توجد خارج المعالج المركزي CPU، ولكنها قريبة منه. ومن ثم القرص الصلب البطيء نسبياً HDD، وأخيراً الشريط Magnetic Tape.

للحصول على أداء جيد للحاسوب، ترتب الذاكرة بطريقة هرمية، بحيث يجري نقل المعلومات بين أنواع الذاكرة حسب الحاجة. وصورة رقم 9 توضح الترتيب الهرمي للذاكرة.

------------

أحرف ورموز واختصارات أسماء أنواع الذاكرات في الحاسوب

الجدول في صورة رقم 10يوضح ماذا يعني كل من الرمز الذي يصف كل نوع من أنواع الذاكرة في الحاسوب باللغة الانجليزية.

==================================

ما هي وحدات التخزين؟

------------

صورة رقم 1

------------

التخزين هو عملية حفظ البيانات الرقمية بشكلٍ مؤقتٍ أو دائم إلى أجهزةٍ مخصصةٍ لذلك تسمى وحدات التخزين؛ وبالتالي تعتبر تلك الوحدات أحد المكونات الأساسية للحواسيب إذ تخزن عليها جميع التطبيقات وبياناتها باستثناء البرامج الثابتة، وهي إمَّا خارجية من أصل الحاسوب أو داخلية أو خارجية، و يحتوي الكمبيوتر القياسي على العديد من وحدات التخزين بما في ذلك ذاكرة الوصول العشوائي وذاكرة التخزين المؤقت والقرص الصلب، بالإضافة إلى إمكانية وجود محركات أقراص ضوئية ومحركات USB متصلة خارجيًّا، في هذا المقال سنتعرف على وحدات التخزين وأنواعها.

------------

أنواع وحدات التخزين

------------

تقسم بشكلٍ رئيسيٍّ إلى قسمين:

•وحدات التخزين الأساسية: هي وحدات تخزين داخلية، مصممة لحفظ البيانات بشكلٍ مؤقتٍ على الحاسب، تكون بشكلٍ عامٍ أصغر حجمًا وأسرع في قراءة البيانات المحفوظة من نظيرتها الثانوية، تعتبر ذاكرة الوصول العشوائي RAM، وذاكرة التخزين المؤقت أبرز الأمثلة عليها.

•وحدات التخزين الثانوية: تكون إما خارجيةً أو داخليةً وهي مصممةٌ لحفظ البيانات عليها بشكلٍ دائمٍ، وعادةً ما تكون لديها سعات تخزين كبيرة، وتشمل هذه الوحدات القرص الصلب، بطاقات الذاكرة، الأقراص الضوئية وأجهزة تخزين USB.

------------

أهمية وحدات التّخزين.

------------

كل شيء قد تفعله في الكومبيوتر يحتاج إلى تخزينٍ؛ فبدون جهاز تخزين لا يمكن لجهاز الكمبيوتر حفظ أو تذكر أي إعداداتٍ أو معلوماتٍ يتم إدارجها، على الرغم من أن الكمبيوتر يمكن أن يعمل بدون جهاز تخزين، إلا أنه لن يتمكن من عرض المعلومات إلا إذا كان متصلًا بجهاز كمبيوتر آخر لديه إمكانات التخزين، حتى أبسط المهام مثل تصفح الإنترنت تتطلب تخزين المعلومات على جهاز الكمبيوتر الخاص بك.

------------

سبب التنوع الكبير.

------------

السبب الرئيسيّ هو التطور المستمر لهذه الوسائط ففي البداية كان هناك الفلوبي ديسك الذي استبدل لاحقًا بالأقراص الضوئية CD و لاحقًا DVD، ومن ثم أجهزة تخزين USB والسبب هو أن التطور دائمًا باتجاه توسيع مساحة التخزين وتسريع الوصول إلى البيانات، لذلك عندما تظهر وحدة تخزينٍ جديدة يكون الإقبال على استخدامها كبيرًا ويقل إنتاج الأنواع الأخرى ولكنها تبقى موجودة وقيد الاستخدام وهذا هو سبب التنوع الكبير في وحدات التخزين.

------------

سعات وحدات التخزين المختلفة.

------------

تقاس السعة التخزينية لوحدة التخزين بالبايت ومضاعفاتها مثل الكيلوبايت والميغابايت والتيرابايت، وتختلف سعات التخزين من وحدة تخزينٍ إلى أخرى وحتَّى بين وحدات تخزين النوع الواحد التي تأتي بسعاتٍ مختلفةٍ، فمثلًا على مدى تطور محرك الأقراص الثابتة، كانت هناك محركات أقراصٍ تبلغ سعتها حوالي 5 ميجابايت إلى محركات أقراص ثابتةً اليوم بحجم عدة تيرابايت، وبشكلٍ عامٍ تعتبر محركات الأقراص الثابتة ومحركات أقراص الحالة الصلبة الوحدات الأكبر سعةً بين وحدات التخزين.

------------

أكثر وحدات التخزين شيوعًا.

------------

هناك أنواعٌ عديدةٌ من الوحدات التخزينيّة التي يتم استخدامها حاليًّا ولكن أكثر وحدات التّخزين شيوعًا بين المستخدمين الأقراص الصلبة، وحدات تخزين USB وكروت الذاكرة.

•القرص الصلب: يرتبط غالبًا بجهاز الكومبيوتر ويحوي بداخله قرص يطلق عليه اسم طبق، يدور بشكلٍ مستمرٍ و يشار إلى السرعة التي يدور بها القرص بـ RPM اختصارًا ل(revolutions per minute)، وتختلف هذه السرعة من قرص صلب لآخر حيث يتم تصنيف سرعة أداء محركات الأقراص اعتمادًا على هذه السرعة، يمكن وجود محركات الأقراص الصلبة في أجهزة غير الحواسيب مثل بعض أنواع كاميرات الفيديو وغيرها من أجهزة إلكترونية.

•محركات أقراص usb: وهي أجهزة التخزين المحمولة الأكثر استخدامًا لنقل الملفات من كمبيوترٍ إلى آخر، فبالرغم من سعة تخزينها الصغيرة نسبيًّا، إلَّا أنها وسيلة نقلٍ عمليّةٍ وبسيطةٍ فلا يلزم وجود برامجٍ إضافيّةٍ لنقل الملفات منها أو إليها، وتتم قراءتها بكل سهولةٍ من قبل الكومبيوتر، تتم حماية محركات أقراص USB المحمولة بواسطة غطاء خارجي صلب، مما يحميها ويجعلها سهلة الاستخدام فلا خوف من تلفها عند نقلها من مكانٍ لآخرٍ.

•بطاقات الذاكرة: تعتبر أصغر وحدات التخزين حجمًا، وتستخدم لزيادة السعة التخزينية لجهازٍ ما مثل الهاتف المحمول أو مشغل mp3، وتأتي بطاقات الذاكرة بواجهاتٍ متعددةٍ وذلك حسب الجهاز الذي سيستخدمها أشهر هذه الواجهات هي SD و MMC، و على عكس وحدات تخزين USB المحمولة، تتمتع بطاقات الذاكرة عمومًا بقدرٍ ضئيلٍ من الحماية وتكون سهلة التلف.

------------

صورة رقم 11

------------