ذواكرrom
(Read-Only Memory ROM)
نوع رئيسي من الذاكرة مستعملة في الحاسوب الشخصي تدعى ذاكرة للقراءة فقط. حيث يمكن أن نقرأ منها ولا يمكن الكتابة إليها.
هناك سببان رئيسيان يجعل ذاكرة للقراءة فقط مستعملة لبعض الوظائف ضمن الحاسوب الشخصي:
•الأداء(Permanence):
إن القيم المخزنة المخزنة في الذاكرة ROM تكون موجودة دائما، سواء أكانت الطاقة في وضع on أو off. يمكن للذاكرة ROM أن تزال من الحاسوب، يخزن عليها لفترة زمنية غير محددة ثم تعاد إلى الحاسوب، والبيانات المخزنة فيها لا تضيع. ولهذا السبب ندعوها بالتخزين غير القلق.
•الأمن (Security) :
الحقيقة أن ذوا كر ROM لايمكن أن تعدل بسهولة، فهي مزودة بنظام أمان ضد تغيير محتوياتها. ولن نجد ذوا كر مصابة بالفيروسات.
اسـتعـمالات ذوا كــر ROM
تستعمل هذه الذواكر في تخزين البرامج التي تكون على مستوى النظام، والتي نريدها ان تكون متوفرة في الحاسوب في جميع الأوقات.
المثال الأكثر شيوعا لهذه الذواكر هي شريحة البيوس (BIOS) في الحاسبات ،والتي يمكن استخدامها لإقلاع نظام الحاسوب.
كيف تعمل الذاكرة ROM ؟
اسـتعـمالات ذوا كــر ROM : تستعمل هذه الذواكر في تخزين البرامج التي تكون على مستوى النظام، والتي نريدها ان تكون متوفرة في الحاسوب في جميع الأوقات.
المثال الأكثر شيوعا لهذه الذواكر هي شريحة البيوس (BIOS) في الحاسبات ،والتي يمكن استخدامها لإقلاع نظام الحاسوب.
[تحرير] كيف تعمل الذاكرة ROM ؟ كما في الذاكرة الرام فإن الذاكرة الروم تتكون من شبكة من الصفوف والعواميد، ولكن عند التقاء الصفوف بالعواميد نجد أن الروم مختلفة كليا عن الرام، فحيث نجد ترانزيستور عند نقطة التقاء الصف والعمود في الرام، نجد بدلا منه ديود diode في الروم والذي يقوم بوصل الصف مع العمود إذا كان محتوى الخلية المتقاطعان عندها يساوي 1، أما إن كان المحتوي صفر فبكل بساطة لا يوجد ديود ولا يتصل الصف بالعمود عند خلية التقاطع، وبالتالي نرى أن تشكيل رقاقة الذاكرة وتخزين البيانات عليها يتم خلال فترة التصنيع ويصبح تغيير محتوى الرقاقة مستحيل بعد إتمام التصنيع.
ما هي أنواع الذاكرة الروم ROM ؟ يوجد خمس أنواع رئيسية هي :
1. rom
2. PROM
3. EPROM
4. EEPROM
5. Flash Memory
[تحرير] وجه التشابه بين هذه الأنواع : 1-أن البيانات المخزنة على هذه الرقائق من الذاكرة لا تضيع عند قطع التــيار الكهربـائي (و ليس كما فـي الـذاكرة الـرام التـي تضــيع محتوياتـها عــند قطــع التــيـار).
-2أن البيانات المخزنة على هذه الرقائق من الذاكرة إما أنها لا يمكن تغييرها، أو أن ذلك ممكن ولكن باستخدام وسائل خاصة (و ليس كما في الذاكرة الرام حيث الكتابة عليها بنفس سهولة القراءة).
[تحرير] ما هي PROM وكيــف تعمـل ؟ PROM هي اختصار ل programmable read-only memory (PROM)، وهذا النوع من رقائق الذاكرة يحتوي أيضا على شبكة من الصفوف والعواميد، والاختلاف بين هذا النوع والنوع السابق روم هو أن عند كل تقاطع بين الصفوف والعواميد يوجد صمام fuse يصل بينهما، الشحنة التي تبعث خلال العمود تمر بالصمام الموصول بالخلية مما يشحن الخلية ويعطيها القمة 1، وحيث أن كل الخلايا موصولة بصمام يجعلها جميعا تملك القيمة 1، وهذا يكون هو الشكل الخام لرقاقة الذاكرة عند بيعها، الآن المشتري لهذه الرقائق يجب أن يمتلك أداة تسمى programmer والتي تقوم بإرسال تيار كهربي قوي إلى الخلية المطلوب تغيير قيمتها من 1 إلى صفر، يقوم هذا التيار بكسر الصمام وبالتالي ينقطع الإيصال بين الصف والعمود المتقاطعان عند الخلية المطلوبة وبالتالي تفرغ شحنتها وتصبح قيمتها صفر.
[تحرير] ما هي EPROM وكيف تعمل؟ EPROM هي اختصار ل Erasable Programmable Read-Only Memory (EPROM)، هذا النوع من الرقائق من الممكن محوه والكتابة عليه مرات عديدة باستخدام أداة خاصة تبعث تردد محدد من الموجات الضوئية ultraviolet (UV) light على الرقاقة فيمحو محتوياتها ويجهزها للكتابة عليها من جديد، وهذه الرقاقة تتكون أيضا من أسطر وعواميد وعند كل خلية تقاطع يوجد ترانزستوران مسئولان عن شحن وتفريغ الخلايا
[تحرير] 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 هـذه الرقـاقـة دون إزالــتها من مـكانــهـا.
2-لســت مضـطرا لمــحو الرقاقة كلــها لتغيير جــزء مــحدود مــنها.
3-تغيير المحتويات لا يحتاج إلى أدوات أو أجهزة خاصة.
يمكن تغيير محتويات الخلايا في هذه الرقاقة باستخدام برنامج محلي يتحكم بالمجال الكهربائي للخلية ويقوم بتفريغها وشحنها حسب المطلوب، ولكن ذلك يتم على مستوى الخلية أي أن محو محتويات الخلية يتم بالتدريج كل مرة بايت واحد مما يجعلها بطيئة للغاية.................... ويبين الجدول التالي الخصائص المختلفة لذواكر ROM :
[تحرير] ما هي Flash Memory ؟ هي أحد أنواع الذاكرة EEPROM وتختلف 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 Memoryفي الأجهزة التالية:
1-رقاقة البيوس في جهازك.
2- Compact Flash أو Smart Media تجدها في الكاميرات الرقمية.
3- ألواح الذاكرة من نوع PCMCIA Type I أو Type II وتجدها في الأجهزة المحمولة.
4-ألواح الذاكرة في ألعاب الفيديو.
[تحرير] ما هي الذاكرة الظاهرية Virtual memory وكيف من الممكن التحكم فيها؟ الذاكرة الظاهرية هي جزء مألوف في أغلب أنظمة التشغيل، فأغلب أجهزة الحاسوب هذه الأيام تحتوي على 32 أو 64 ميجابايت ذاكرة رام، ولكن للأسف فهذا القدر من الذاكرة غير كافي لتشغيل مجموعة من البرامج في وقت واحد مثل برنامج تحرير صور ومحرر كتابة ومستعرض إنترنت وبرنامج بريد إلكتروني، فإن لم يكن لديك ذاكرة ظاهرية فلن تعمل هذه البرامج وستحصل على رسالة تطلب منك إغلاق بعض التطبيقات لتحرير جزء من الذاكرة، مع وجود الذاكرة الظاهرية سيقوم الكمبيوتر بالبحث عن أجزاء غير مستعملة باستمرار من الذاكرة الرام ويقوم بنسخها على القرص الصلب وهذا يحرر قسما من الذاكرة الرام ليتم استخدامه في تشغيل التطبيقات الكبيرة الإضافية، هذا الأمر يحدث بشكل تلقائي لدرجة أنك لا تحس به ويجعل جهازك يحس أن لديه ذاكرة أكبر مما هي عليه.
.
و لكن بطبيعة الحال ستكون سرعة القراءة والكتابة على القرص الصلب أبطأ بكثير منها في الذاكرة، فإذا كانت التطبيقات التي تشغلها تحتاج ذاكرة كبيرة ومالديك فليل فستلاحظ بطأ واضحا عند تشغيل هذه التطبيقات باستخدام الذاكرة الظاهرية ،و سيكون الحل الأمثل هو إضافة ذاكرة رام إلى جهازك.
التقنية التي استعملت لتطبيق رقائق ROM تطوّرت على مرّ السنين. تطبيقات ROMs دعيت ROMs مبرمجة القناع. في هذه الحالة، ذواكرROM التي صنعت للطلب برمجت طبقا ل نمط تشفير معيّن جهّز من قبل المستعمل. إن تركيب 4x4 من شرائح CMOS-ROM مبين في الشكل التالي:
[تحرير] تقـنيات أخــرى: هناك أيضا أنواع أخرى من الذواكر الغير قلقة وهي رقائق لا تكون بحالتها الصلبة-:CDROM نوع من الأقراص المدمجة, قابل للقراءة فقط لذلك سميت بهذا الاسم. بينما CD-R يكتب مرة /يقرأ كثيرا(يماثل PROM). CD-RW قراءة/كتابة(مماثل إلى EEPROM). - مصفوفة diode والتي استعملت في الكميات الصغيرة من الحاسبات في الستينات.كمشفرات لوحة المفاتيح للأجهزة الطرفية. برمجت هذه الذواكر بتركيب ثنائيات شبه الموصل في الواقع المختارة بين مصفوفة خطوط الكلمة وخطوط الخانة في لوحة الدارات المطبوعة. """المقاومة – المكثف:""" استعملت في العديد من الحواسب حتى عام 1970 مثل ذوا كر ROM ذات شبكة الديودات، وقد برمجت باستبدال المكونات في المواقع المختارة بين شبكة خطوط الكلمة وخطوط الخانة. ان جداول تابع ENIAC كانت ذاكرة ROM ذات مصفوفة المقاومات مبرمجة يدويا بواسطة المفاتيح الدوارة. خزنت نماذج مختلفة في أنظمة IBM وأجهزة طرفية معقدة ،خزنت ال MICRODIODE في إما ذوا كر ROM ذات شبكة المكثفات (تدعى BCROS – CCROS), أو في ذوا كر ROM ذات الشبكة المحولة (وتدعى TROS). CORE ROPE : وكان شكل من إشكال تقنية ROM ذات مصفوفة المحولات استعمل عندما كان وزن دارات AND/OR حرجا. استعملت هذه الذواكر في الحاسبات التي استخدمت في المركبة الفضائية APOLLO استعمل القناع المعدني المثقب في أنابيب الأشعة المهبطية كذاكرة ROM لتشكيل شعاع إلكتروني عريض على الشاشة إما للعرض أو لمسح الشكل المراد إظهاره على الشاشة. • استعملت الادوات الميكانيكية المختلفة ذوا كر ROM في اجراء الحسابات المبكرة، تستعمل اللوحة الميكانيكية المعدنية هذه الطريقة في الطابعات النقطية في كومبيوترات IBM 026.
[تحرير] سرعة الذواكر ROM : • سرعة القراءة: بالرغم من أن هناك تفاوت بمرور الوقت، اليوم، ذواكر كبيرة يمكن أن تقرأ أسرع من ذواكر ROMs الكبير. لذلك فإن محتوى ROM الذي يستعمل في أغلب الأحيان ينسخ أحيانا إلى إلى الذاكرة RAM ويقرأ بعد ذلك من هناك.
[تحرير] •سرعة الكتابة: لتلك الأنواع من ROMs الذي يمكن أن يكتب بشكل كهربائي، سرعة الكتابة أبطأ بكثير دائما من سرعة القراءة وهي قد تتطلّب فولطيات غير عادية،
كما في الذاكرة الرام فإن الذاكرة الروم تتكون من شبكة من الصفوف والعواميد، ولكن عند التقاء الصفوف بالعواميد نجد أن الروم مختلفة كليا عن الرام، فحيث نجد ترانزيستور عند نقطة التقاء الصف والعمود في الرام، نجد بدلا منه ديود diode في الروم والذي يقوم بوصل الصف مع العمود إذا كان محتوى الخلية المتقاطعان عندها يساوي 1، أما إن كان المحتوي صفر فبكل بساطة لا يوجد ديود ولا يتصل الصف بالعمود عند خلية التقاطع، وبالتالي نرى أن تشكيل رقاقة الذاكرة وتخزين البيانات عليها يتم خلال فترة التصنيع ويصبح تغيير محتوى الرقاقة مستحيل بعد إتمام التصنيع.
ما هي أنواع الذاكرة الروم ROM ؟ يوجد خمس أنواع رئيسية هي :
1. rom
2. PROM
3. EPROM
4. EEPROM
5. Flash Memory
وجه التشابه بين هذه الأنواع
1-أن البيانات المخزنة على هذه الرقائق من الذاكرة لا تضيع عند قطع التــيار الكهربـائي (و ليس كما فـي الـذاكرة الـرام التـي تضــيع محتوياتـها عــند قطــع التــيـار).
-2أن البيانات المخزنة على هذه الرقائق من الذاكرة إما أنها لا يمكن تغييرها، أو أن ذلك ممكن ولكن باستخدام وسائل خاصة (و ليس كما في الذاكرة الرام حيث الكتابة عليها بنفس سهولة القراءة).
ما هي PROM وكيــف تعمـل ؟
PROM هي اختصار ل programmable read-only memory (PROM)، وهذا النوع من رقائق الذاكرة يحتوي أيضا على شبكة من الصفوف والعواميد، والاختلاف بين هذا النوع والنوع السابق روم هو أن عند كل تقاطع بين الصفوف والعواميد يوجد صمام fuse يصل بينهما، الشحنة التي تبعث خلال العمود تمر بالصمام الموصول بالخلية مما يشحن الخلية ويعطيها القمة 1، وحيث أن كل الخلايا موصولة بصمام يجعلها جميعا تملك القيمة 1، وهذا يكون هو الشكل الخام لرقاقة الذاكرة عند بيعها، الآن المشتري لهذه الرقائق يجب أن يمتلك أداة تسمى programmer والتي تقوم بإرسال تيار كهربي قوي إلى الخلية المطلوب تغيير قيمتها من 1 إلى صفر، يقوم هذا التيار بكسر الصمام وبالتالي ينقطع الإيصال بين الصف والعمود المتقاطعان عند الخلية المطلوبة وبالتالي تفرغ شحنتها وتصبح قيمتها صفر.
ما هي EPROM وكيف تعمل؟
EPROM هي اختصار ل Erasable Programmable Read-Only Memory (EPROM)، هذا النوع من الرقائق من الممكن محوه والكتابة عليه مرات عديدة باستخدام أداة خاصة تبعث تردد محدد من الموجات الضوئية ultraviolet (UV) light على الرقاقة فيمحو محتوياتها ويجهزها للكتابة عليها من جديد، وهذه الرقاقة تتكون أيضا من أسطر وعواميد وعند كل خلية تقاطع يوجد ترانزستوران 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 هـذه الرقـاقـة دون إزالــتها من مـكانــهـا.
2-لســت مضـطرا لمــحو الرقاقة كلــها لتغيير جــزء مــحدود مــنها.
3-تغيير المحتويات لا يحتاج إلى أدوات أو أجهزة خاصة.
يمكن تغيير محتويات الخلايا في هذه الرقاقة باستخدام برنامج محلي يتحكم بالمجال الكهربائي للخلية ويقوم بتفريغها وشحنها حسب المطلوب، ولكن ذلك يتم على مستوى الخلية أي أن محو محتويات الخلية يتم بالتدريج كل مرة بايت واحد مما يجعلها بطيئة للغاية.................... ويبين الجدول التالي الخصائص المختلفة لذواكر ROM :
ما هي Flash Memory ؟
هي أحد أنواع الذاكرة EEPROM وتختلف 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 Memoryفي الأجهزة التالية:
1-رقاقة البيوس في جهازك.
2- Compact Flash أو Smart Media تجدها في الكاميرات الرقمية.
3- ألواح الذاكرة من نوع PCMCIA Type I أو Type II وتجدها في الأجهزة المحمولة.
4-ألواح الذاكرة في ألعاب الفيديو.
ما هي الذاكرة الظاهرية Virtual memory وكيف من الممكن التحكم فيها؟
الذاكرة الظاهرية هي جزء مألوف في أغلب أنظمة التشغيل، فأغلب أجهزة الحاسوب هذه الأيام تحتوي على 32 أو 64 ميجابايت ذاكرة رام، ولكن للأسف فهذا القدر من الذاكرة غير كافي لتشغيل مجموعة من البرامج في وقت واحد مثل برنامج تحرير صور ومحرر كتابة ومستعرض إنترنت وبرنامج بريد إلكتروني، فإن لم يكن لديك ذاكرة ظاهرية فلن تعمل هذه البرامج وستحصل على رسالة تطلب منك إغلاق بعض التطبيقات لتحرير جزء من الذاكرة، مع وجود الذاكرة الظاهرية سيقوم الكمبيوتر بالبحث عن أجزاء غير مستعملة باستمرار من الذاكرة الرام ويقوم بنسخها على القرص الصلب وهذا يحرر قسما من الذاكرة الرام ليتم استخدامه في تشغيل التطبيقات الكبيرة الإضافية، هذا الأمر يحدث بشكل تلقائي لدرجة أنك لا تحس به ويجعل جهازك يحس أن لديه ذاكرة أكبر مما هي عليه.
.
و لكن بطبيعة الحال ستكون سرعة القراءة والكتابة على القرص الصلب أبطأ بكثير منها في الذاكرة، فإذا كانت التطبيقات التي تشغلها تحتاج ذاكرة كبيرة ومالديك فليل فستلاحظ بطأ واضحا عند تشغيل هذه التطبيقات باستخدام الذاكرة الظاهرية ،و سيكون الحل الأمثل هو إضافة ذاكرة رام إلى جهازك.
التقنية التي استعملت لتطبيق رقائق ROM تطوّرت على مرّ السنين. تطبيقات ROMs دعيت ROMs مبرمجة القناع. في هذه الحالة، ذواكرROM التي صنعت للطلب برمجت طبقا ل نمط تشفير معيّن جهّز من قبل المستعمل. إن تركيب 4x4 من شرائح CMOS-ROM مبين في الشكل التالي:
تقـنيات أخــرى
هناك أيضا أنواع أخرى من الذواكر الغير قلقة وهي رقائق لا تكون بحالتها الصلبة-:CDROM نوع من الأقراص المدمجة, قابل للقراءة فقط لذلك سميت بهذا الاسم. بينما CD-R يكتب مرة /يقرأ كثيرا(يماثل PROM). CD-RW قراءة/كتابة(مماثل إلى EEPROM). - مصفوفة diode والتي استعملت في الكميات الصغيرة من الحاسبات في الستينات.كمشفرات لوحة المفاتيح للأجهزة الطرفية. برمجت هذه الذواكر بتركيب ثنائيات شبه الموصل في الواقع المختارة بين مصفوفة خطوط الكلمة وخطوط الخانة في لوحة الدارات المطبوعة. """المقاومة – المكثف:""" استعملت في العديد من الحواسب حتى عام 1970 مثل ذوا كر ROM ذات شبكة الديودات، وقد برمجت باستبدال المكونات في المواقع المختارة بين شبكة خطوط الكلمة وخطوط الخانة. ان جداول تابع ENIAC كانت ذاكرة ROM ذات مصفوفة المقاومات مبرمجة يدويا بواسطة المفاتيح الدوارة. خزنت نماذج مختلفة في أنظمة IBM وأجهزة طرفية معقدة ،خزنت ال MICRODIODE في إما ذوا كر ROM ذات شبكة المكثفات (تدعى BCROS – CCROS), أو في ذوا كر ROM ذات الشبكة المحولة (وتدعى TROS). CORE ROPE : وكان شكل من إشكال تقنية ROM ذات مصفوفة المحولات استعمل عندما كان وزن دارات AND/OR حرجا. استعملت هذه الذواكر في الحاسبات التي استخدمت في المركبة الفضائية APOLLO استعمل القناع المعدني المثقب في أنابيب الأشعة المهبطية كذاكرة ROM لتشكيل شعاع إلكتروني عريض على الشاشة إما للعرض أو لمسح الشكل المراد إظهاره على الشاشة. • استعملت الادوات الميكانيكية المختلفة ذوا كر ROM في اجراء الحسابات المبكرة، تستعمل اللوحة الميكانيكية المعدنية هذه الطريقة في الطابعات النقطية في كومبيوترات IBM 026.
سرعة الذواكر ROM
• سرعة القراءة: بالرغم من أن هناك تفاوت بمرور الوقت، اليوم، ذواكر كبيرة يمكن أن تقرأ أسرع من ذواكر ROMs الكبير. لذلك فإن محتوى ROM الذي يستعمل في أغلب الأحيان ينسخ أحيانا إلى إلى الذاكرة RAM ويقرأ بعد ذلك من هناك.
•سرعة الكتابة
لتلك الأنواع من ROMs الذي يمكن أن يكتب بشكل كهربائي، سرعة الكتابة أبطأ بكثير دائما من سرعة القراءة وهي قد تتطلّب فولطيات غير عادية،
