ذاكرة الكمبيوتر
تُعرّف ذاكرة الكمبيوتر (بالإنجليزية: Computer Memory) بأنّها جهاز إلكتروني يُستخدم لحفظ البيانات والأوامر البرمجية بشكل دائم أو مؤقت على جهاز الكمبيوتر، وتُقسم ذاكرة الكمبيوتر إلى عدد كبير من الأجزاء الصغيرة التي يُعرف كلّ منها بالخلية (بالإنجليزية: Cell) بحيث يكون لكلّ خلية عنوان مُميز خاص بها.
التطور الزمني لذاكرة الكمبيوتر
شهدت ذاكرة الكمبيوتر عبر السنوات تطوّراً كبيراً، وفي ما يأتي أبرز وأهم هذه التطورات:
| السنة | الحدث |
|---|
| 1873م | ظهرت الذاكرة عبر أجهزة الكمبيوتر لأول مرّة في التاريخ، وذلك عندما استخدم تشارلز بابيج البطاقات المثقوبة كذاكرة لجهاز المُحرّك التحليلي الذي يُعدّ أول جهاز كمبيوتر يتضمّن ذاكرة. |
| 1942م | استُخدم ما يُعرف بالذاكرة الطبلية (بالإنجليزية: Drum Memory) في جهاز الكمبيوتر المعروف بالاختصار (ABC) والذي طوّره جون أتاناسوف. |
| 1946م | استطاع فريدي ويليامز اختراع ما يُعرف بأنبوب ويليامز (بالإنجليزية: Williams tube) الذي كان نوعاً من أنواع الذاكرة التي يُمكن خلالها تخزين ما مقداره 40 بت فقط من البيانات وهو ما يُعادل 128 كلمة، وكان هذا الجهاز بمثابة الشكل العملي الأول لظهور ذاكرة الوصول العشوائي. |
| 1947م | ظهر ما يُعرف بالذاكرة الرئيسية المغناطيسية والتي طوّرها العالم فريدريك ومجموعة علماء آخرون. |
| 1949م | استُخدمت الذاكرة الرئيسية المغناطيسية من قِبل جاي فوريستر وباحثين آخرين كذاكرة أساسية خلال تطويرهم لجهاز كمبيوتر ويرل ويند، لتكون هذه الذاكرة أحد الأنواع الأولى المُبكرة من أنواع ذاكرة الوصول العشوائي التي استُخدمت في أجهزة الكمبيوتر في ذلك الوقت. |
| 1955م | قدّم معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا جهاز واير وايند (بالإنجليزية: Whirlwind) الذي يُعتبر أول جهاز كمبيوتر رقمي مزوّد بذاكرة وصول عشوائي مغناطيسية. |
| 1966م | قدّمت شركة هوليت-باكارد (بالإنجليزية: Hewlett-Packard) أول جهاز كمبيوتر يحتوي على ذاكرة بسعة تخزينية كانت كبيرة في ذلك الوقت وهي 8 كيلو بايت. |
| 1968م | ظهرت لأول مرّة ما تُعرف بذاكرة الوصول العشوائي الديناميكة التي يُشار إليها بالاختصار (DRAM)، والتي طوّرها روبرت دينارد من شركة (IBM)، وحلّت الذاكرة الجديدة محلّ الذاكرة الأساسية المغناطيسية التي كانت تُستخدم حينها. |
| 1969م | بدأت شركة إنتل بإنتاج شرائح ذاكرة وصول عشوائي بسعة كيلو بايت واحد. |
| 1971م | تمكّنت شركة إنتل من إنتاج أول شريحة ذاكرة قابلة للبرمجة وبسعة 256 بت، كما استطاعت تصنيع أول ذاكرة للقراءة فقط بنفس السعة. |
| 1984م | أصدرت شركة أبل أول جهاز كمبيوتر شخصي يعمل بذاكرة حجمها 128 كيلو بايت، كما اختُرعت الذاكرة السريعة (بالإنجليزية: Flash Memory) من قِبل فوجيو ماسوكا. |
أنواع ذاكرة الكمبيوتر
تشتمل ذاكرة الكمبيوتر على نوعين رئيسيين من أنواع الذاكرة وهما كالآتي:
- ذاكرة الوصول العشوائي: (بالإنجيزية: Random Access Memory)؛ ويُشار إليها بالاختصار (RAM)، وهي ذاكرة تُخزّن جميع المعلومات والبيانات التي تُستخدم حالياً في الكمبيوتر، الأمر الذي يُوفّر وصول سريع للبيانات والمعلومات التي تُحذف بشكل تلقائي من هذه الذاكرة عند إيقاف تشغيل الجهاز ، وتتواف ذاكرة الوصول العشوائي بنوعين رئيسيين وهما كالآتي:
- ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة: (بالإنجيزية: Static RAM)؛ أو ما يُشار إليها بالاختصار (SRAM)، وهي ذاكرة تحتفظ بما عليها من معلومات بشكل مُستمر طالما أنّ جهاز الكمبيوتر قيد التشغيل، ولا يتوجب تحديث ما تحتويه من معلومات بشكل دوري أثناء عمل الجهاز.
- ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية: (بالإنجيزية: Dynamic RAM)؛ أو ما يُشار إليها بالاختصار (DRAM)، وهي ذاكرة يجب أن تُحدّث بشكل مُستمر أثناء عمل الجهاز وذلك للحفاظ على ما تحتويه من معلومات مُخزّنة عليها.
- ذاكرة القراءة فقط: (بالإنجيزية: Read Only Memory)؛ ويُشار إليها بالاختصار (ROM)، وهي ذاكرة تُحفظ البيانات عليها بشكل دائم، ووفقاً لاسمها فإنّ هذه الذاكرة يُمكن القراءة منها فقط ولا يُمكن الكتابة عليها، وتتضمّن أنواع مُختلفة تُصنّف تبعاً لإمكانية إعادة الكتابة عليها، والطريقة المُستخدَمة في هذا الأمر.
آلية عمل الذاكرة في الكمبيوتر
تُستخدم ذاكرة الكمبيوتر في جميع العمليات الحاسوبية بدءاً من التشغيل إلى لحظة الإغلاق؛ فعندما يُشغّل الجهاز تُحمل البيانات الموجودة على ذاكرة القراءة فقط؛ للتحقُق من أنّ جميع المكوّنات الموجودة عبر الكمبيوتر تعمل بالشكل الصحيح، كما يُحمّل ما يُعرف بنظام الإدخال والإخراج الأساسي (BIOS) في الكمبيوتر، والذي يحتوي على كافة المعلومات الأساسية فيما يتعلّق بأجهزة التخزين المُتوفرة على الجهاز والأجهزة الطرفية المُرتبطة به وغيرها.
تُحمّل الأجزاء الأساسية لنظام التشغيل من القرص الصلب إلى ذاكرة الوصول العشوائي، وتبقى في الذاكرة طالما أنّ الجهاز قيد التشغيل، أمّا البرامج الأخرى فإنّها تُجلب من ذاكرة الجهاز تبعاً لاستخدامها؛ حيث تجلب وحدة المعالجة المركزية بيانات البرنامج الموجود عبر ذاكرة الوصول العشوائي لمعالجتها ثمّ إعادتها مرّةً أخرى إلى تلك الذاكرة، في حين تُحذف البيانات الخاصة ببرنامج مُعيّن من ذاكرة الوصول العشوائي عند الانتهاء من العمل عليه؛ وذلك لإفساح المجال أمام حفظ بيانات خاصة ببرامج أخرى.
أهمية الذاكرة بالنسبة للكمبيوتر
تُعتبر الذاكرة في الكمبيوتر أحد أهم الأجزاء التي يعمل بواسطتها هذا الجهاز الإلكتروني، فوجود ذاكرة وصول عشوائي كبيرة عبر الجهاز تُمكّنه من أداء مهامه المُختلفة بسرعة أكبر، وخاصةً عندما يتعلق الأمر ببعض المهام المُعقدة التي يقوم بها الجهاز؛ كتحرير الصور، ومقاطع الفيديو، ومُمارسة الألعاب المُتطورة.
يجا أن يختار المُستخدِم بعناية حجم ذاكرة الوصول العشوائي نظراً لأهميتها، واضعاً بعين الاعتبار باقي مكونات الجهار حيث يُمكن ألّا تكون هناك فائدة من امتلاك ذاكرة وصول عشوائي بسعة تخزين كبيرة جداً إذا لم تدعم بعض العناصر الأُخرى من الجهاز عمل الحجم الكبير للذاكرة، ومن العناصر المهمّة لعمل الذاكرة بشكل فعّال؛ كرت الشاشة ووحدة المعالجة المركزية .
تُشكّل ذاكرة القراءة فقط جانباً مُكملّاً لذاكرة الوصول العشوائي، حيثُ تُشكّلان معاً ما يُعرف بالذاكرة الأساسية للكمبيوتر، فبدون عمل هاتين الذاكرتين يستحيل تشغيل جهاز الكمبيوتر، حيث تحتوي ذاكرة القراءة فقط على البرامج التي تسمح للكمبيوتر ببدء عملية التشغيل، كما أنّها تُنسّق العديد من عمليات الإدخال والإخراج، فضلاً عن أنّها تُقدّم الإرشادات اللازمة للسماح بمكونات وأجزاء الكمبيوتر بالتواصل مع بعضها البعض.
الفرق بين الذاكرة ووحدة التخزين
تُشير الذاكرة إلى الخلايا الموجودة عبر الكمبيوتر والتي تسمح بالوصول السريع للبيانات لتسريع عمل الجهاز والتطبيقات المُثبّتة عليه، أمّا مُصطلح وحدات التخزين (بالإنجيزية: Storage) الموجودة عبر الكمبيوتر يُشير إلى تلك الوحدات التي تُستخدم لحفظ بيانات المُستخدِم بهدف الرجوع إليها فيما بعد، ومن أشهر الأمثلة على وحدات التخزين ما يُعرف بالقرص الصلب (بالإنجيزية: Hard Disk)، وتحفظ البيانات في وحدات التخزين بشكل دائم إلى أن تُحذف من قِبل المُستخدِم.
