انواع حافظه ROM – حافظه رام چیست؟ + بررسی کامل حافظه rom
از کلید ترین قطعاتی که اطلاعات ما در یک رایانه ذخیره می شوند، حافظه و محل ذخیره سازی داده های سیستمی و فایل های شخصی ماست. حافظه های کامپیوتری در حال حاضر نقش مهمی در نگه داری اطلاعات سایت ها، نرم افزارها و داده های کلیدی در هر سیستم، سرور و شبکه ی کامپیوتری است. حافظه ها گونه های مختلفی دارند و در ادامه به معرفی شکل های مشخص از حافظه می پردازیم و به صورت تخصصی با انواع حافظه rom آشنا خواهیم شد. پس با ما در کدنویسی به زبان ساده همراه باشید.
انواع حافظه های کامپیوتری کدامند؟
از یک رایانه کامپیوتری گرفته تا یک سرور عظیم اطلاعاتی در یک شبکه بزرگ، حافظه به دو گونه تقسیم بندی می شوند :
حافظه ی داخلی : حافظه اصلی یا حافظه ی داخلی و اصطلاحا حافظه Primary یا اولیه همه نام هایی هستند به این نوع از حافظه می گویند.
انواع حافظه اصلی شامل : حافظه RAM و ROM است.
حافظه RAM : این حافظه که اهمیت بسیاری بالایی برای انجام کلیه ی کارهای یک رایانه دارد به صورتی است که حافظه RAM با پردازنده یا CPU به صورت مستقیم و از راه یک مسیر عبور داده یا data bus متصل است.
این حافظه به صورت مخفف عبارت Random Access Memory است و ظرفیت آن نقش مستقیمی در کارایی یک سیستم خواهد داشت به گونه ای که هرچه ظرفیت یک حافظه RAM بیشتر باشد سرعت کارکرد و عملکرد یک سیستم بیشتر خواهد بود.
این نوع حافظه با قطع برق اطلاعات بارگذاری شده در خود را از دست خواهد داد و پاک می شود.
حافظه ROM : این حافظه که در این مطلب به صورت تخصصی به آن خواهیم پرداخت مخفف عبارت Read Only Memory است که برای نگه اطلاعات از پیش ذخیره شده برای راه اندازی یک سیستم کامپیوتری کاربرد دارد.
اصطلاحا به این نوع از حافظه، حافظه پایدار می گویند چون اطلاعات از قبل نوشته شده بر روی آن هیچگاه پاک نخواهد شد و با قطع برق هم این اطلاعات همچنان در این حافظه نگه داری می شود.
حافظه رام را باید در هنگام تولید در کارخانه ی تولید کننده ی این محصول با داده های لازم برای بالا آمدن و اصطلاحا Boot سیستم رایانه ای پر کرد.
حافظه خارجی : از این حافظه با عنوان حافظه ی ثانویه می توان نام برد که برخلاف حافظه های اولیه که در بالا ذکر شد برای ذخیره ماندن اطلاعات بر روی آن نیازی به وصل جریان برق نیست و بدون آن هم می توان این داده ها در آن نگه داشت.
در یک حافظه ی خارجی با بوت شدن یک سیستم و خاموش شدن آن محتویات نوشته شده بر روی آن از بین نمی رود و می توان در دفعات بعدی مجددا از آنها استفاده کرد.
حافظه ROM چیست؟
حافظه ی ROM یا Read only memory از تعریف عبارت آن پیداست که به نوعی از حافظه فقط خواندنی می گویند که برای نوشته داده ها به صورت ثابت و پایدار از آن استفاده می شود.
یک سیستم رایانه ای برای اینکه بتواند بعد از روشن شدن شروع به کار بکند و با اجرای کامل دستورات بالا آمدن یک سیستم عامل فعالیت خود را آغاز کند و مرحله ی Boot انجام شود، نیاز به یک حافظه ای دارد که این سری از مراحل بالا آمدن و آماده کردن رایانه در آن حافظه ذخیره شده باشد.
بله در حقیقت حافظه ROM برای همین کار ساخته شده است و به همه ی کسانی که با کامپیوتر شخصی و کاری خود کار می کند اجازه می دهد رایانه آنها بدون مشکلی راه اندازی شود.
نکته مهمی که فرق یک حافظه ROM با حافظه RAM را مشخص می کند این است که اطلاعات حافظه ی ROM غیر قابل تغییر است و با روش های معمول حذف اطلاعات نمی توان حتی آنها را حذف کرد، ولی در RAM می توان هر لحظه اطلاعات را نوشت، فراخوانی و تغییر داد و در صورت نیاز حذف کرد.
حتی اگر می خواهید اطلاعات بر روی یک حافظه ROM را روش های غیر معمول تغییر بدهید باید دقت داشته باشید که حتی جابجایی یک حرف از اطلاعات آن می تواند باعث بروز مشکل شود و دیگر نتوان از آن استفاده کرد.
ساخت یک حافظه ی ROM کاری سخت و پیچیده تری است و از جنس یک عنصر نیمه هادی تشکیل شده و به شکل یک آی سی کامپیوتری بر روی برد اصلی یا Mainboard قرار دارد.
تفاوتی که از بین حافظه RAM و ROM متوجه شدیم این است که حافظه RAM مکان مناسبی برای ذخیره اطلاعات شما نیست چون از نوع ناپایدار است.
با یادگیری پروژه محور آموزش برنامه نویسی فرادرس نیاز به نگه داری اطلاعات و سورس کدهایی که نوشته اید در یک حافظه مطمئن هستید، این نوع حافظه مطمئنا باید از نوع ثانویه باشد تا هر وقت که بخواهید به آن دسترسی داشته و از آن استفاده کنید.
انواع حافظه ROM کدامند؟
بعد از تعریف کلی در مورد حافظه های مختلف می خواهیم به سراغ انواع حافظه ROM برویم و با ویژگی های هر کدام بیشتر آشنا شویم. انوع حافظه ROM عبارتند از :
- حافظه ROM
- حافظه PROM
- حافظه EPROM
- حافظه EEPROM
- حافظه FLASH
حافظه ROM یا Read Only Memory
این حافظه از نوع فقط خواندنی است که از نامش مشخص است برای نوشتن اطلاعات نباید از این نوع حافظه استفاده شود. هر سیستم کامپیوتری برای اینکه شروع به کار کند و مراحل Startup به خوبی شروع شود و نرم افزار سیستم عامل چه ویندوز و چه لینوکس را لود کند، به منبع حافظه ای نیاز خواهد داشت تا کلیه ی وظایف و دستورات مرتبط با شروع به کار سیستم را در آن ذخیره کند.
برای اینکار دقیقا به حافظه ROM احتیاج داریم و به خاطر کاربردی که از این حافظه میبینیم اطلاعات داخل آن غیر قابل تغییر هستند.
در هر صورتی که بخواهید اطلاعات داخل ROM را دستکاری کنید و تغییر بدید اگر به مقدار کوچکترین واحد اطلاعاتی که یک بیت یا بایت است جابجایی یا حذف داده از آن صورت بگیرد ممکن است دیگر سیستم شما نتواند شروع به کار کند و باید این حافظه را تعویض کنید.
این حافظه به صورت یک IC است که از جنس نیمه هادی بوده و برق کمتری مصرف می کند اطلاعات داخل آن مهم و حساس هستند و اطلاعات آن به صورت تکراری دستورالعمل هایی را برای شروع یک سیستم فراخوانی می کند.
چون این دستورات باید هر بار بعد از شروع و راه اندازی رایانه اجرا شوند پس نمی توان از حافظه هایی نظیر هارد دیسک یا RAM استفاده کرد و بخاطر نوع کار این حافظه نیاز است همیشه همراه یک رایانه نصب شده باشد که محل قرار گیری این حافظه بر روی برد اصلی یا مادربورد است.
از لحاظ ساختمان داخلی حافظه ROM مشابه RAM است که از شبکه ای از ردیف و ستون هایی تشکیل شده که اینها با هم برخورد دارند. تراشه های این حافظه تفاوت مهمی با تراشه های RAM دارند.
چون که در یک حافظه RAM از ترانزیستور ها برای اتصال و روشن کردن یا خاموش کردن خازن ها در هر قسمت استفاده می شود ولی در ROM از دیودها برای متصل کردن رابط ها استفاده می شود.
نحوه عملکرد یک تراشه در حافظه ROM به کدها و دستوراتی که به طور کامل در آن نوشته شده بر می گردد و به هیچ عنوان نمی توان هیچ قطعه کدی را مجددا روی آن بنویسید.
به همین دلیل فوق اگر به هر علتی اطلاعات ثبت شده روی ROM اشتباه و دارای خطا باشد باید دور ریخته شود و مجددا روی حافظه جدیدی اطلاعات نوشته و برنامه نویسی شود.
همانطور که می بینید کار با این حافظه محدودیت خاص خود را دارد ولی کاربرد آن نه تنها برای یک رایانه رومیزی بلکه بر روی قطعات و وسایل لوازم خانگی بسیار مهم است. در اصل تمامی دستورات مربوط به سیستم شستشو در یک ماشین لباس شویی با استفاده از تراشه ROM که داخل آن قرار داده شده است اجرا می شود و اینکه به چه میزان آب در چه زمانی داخل مخزن ریخته شده و چه مدتی شستشو ادامه پیدا کند از دستوراتی است که داخل حافظه ROM آن نوشته شده است.
یکی از محیط هایی که می توان با استفاده منابع از حافظه RAM بیشتر آشنا شد محیط برنامه نویسی اندروید است که پیشنهاد می کنیم آموزش برنامه نویسی اندروید را به صورت پروژه محور مطالعه کنید.
حافظه PROM یا Programmable Read Only Memory
این نوع از حافظه که مانند یک حافظه ROM عمل می کند ولی همانطور که از اسمش مشخص است قابل برنامه ریزی است و با استفاده از ابزارهای تعریف شده آن را تهیه کرده و بر روی آن یکبار اطلاعات را برنامه نویسی کنید.
تراشه موجود در حافظه PROM به جریان های عبوری از آن اجاره خواهد داد تا از تمامی راه های موجود عبور داده شوند. یک برنامه نویس برای نوشتن اطلاعات بر روی این نوع حافظه باید با ارسال ولتاژ بالا راهی را برای جریان عبوری انتخاب کن تا آنها را سوزانده و داده های جدید را درج کند.
کار سوزانده شدن اطلاعات توسط که برنامه نویس یا Burner انجام می شود. وظیفه یک برنامه نویس سوزاندن یک سری فیوزهایی است که در ابتدا آن فیوز سالم است و مقدار مشخص آن فیوز برابر با عدد 1 است و وقتی اطلاعات بر روی حافظه ثبت شد مقدار آن فیوز دیگر 1 نخواهد بود و تبدیل به عدد 0 خواهد شد. تبدیل مقدار عددی 1 به 0 امکانپذیر است ولی برعکس آن یعنی تبدیل مقدار عددی 0 به 1 قابل انجام نیست.
موضوعی که در این نوع حافظه هست این است که جریان الکتریگی ساکن بر روی حافظه ROM می تواند کاملا اتفاقی اثر مربوط به نوشتن اطلاعات را ایجاد کند و به داده های موجود بر روی حافظه آسیب برساند، پس آسیب پذیری حافظه PROM نسبت به ROM بیشتر است.
مواردی که برای استفاده و کاربرد این نوع حافظه می توان نام ببریم شامل : استفاده در گوشی و تلفن همراه، کنسول های بازی مثل PS یا XBOX، دستگاه ها و ابزارهای پزشکی و مواردی از این دست می باشد.
حافظه EPROM یا Erasable and Programmable Read Only Memory
این حافظه که نوع دیگری از ROM است همانطور که از نامش مشخص است مشابه حافظه PROM هم هست با این تفاوت که قابلیت تغییر نیز دارد. کاربر می تواند محتوای حافظه EPROM را با دستگاه EPROM Programmer/burner بنویسد. این محتوا را می توان مجدد حذف کرد و دوباره باز نویسی کرد.
این حافظه با قطع جریان برق از بین نمی رود و در اصل حافظه EPROM شبیه به PROM بوده با این تفاوت که می توان اطلاعات آن را بعد از نوشتن پاک کرد و از نو برنامه نویسی کرد.
خب برای اینکه بتوانیم محتوا و داده های ذخیره شده بر روی حافظه EPROM را پاک کنیم باید با استفاده از یک منبع نوری خاص و از نزدیک بر روی تراشه های آن نور تابیده شود که معمولا نیاز به زمانی حدود 5 الی 15 دقیقه دارد. به این صورت برخلاف حافظه PROM می توان مقدار عددی تمام صفر ها را به مقدار یک تبدیل کرد و محتوای آن را کاملا خالی کرد.
تراشه های موجود در حافظه EPROM دارنده یک پنجره از کوارتز هست که بوسیله یک برنامه نویس EPROM سطح فرکانس مشخصی از منبع نور که عمدتا نور ماورا بنفش است را روی سطح حافظه می تاباند. با تابیده شدن نور بر روی آن تمام جریان الکتریکی که بر روی این حافظه وجود دارد را می سوزاند تا مجددا برای نوشتن و برنامه نویسی اطلاعات اماده شود.
بعد از آنکه اطلاعات از روی تراشه حذف شد می توانید با روش نوشتن اطلاعات مثل حافظه PROM مجددا داده ها را روی آن برنامه نویسی کنید. البته این میزان پاک کردن و نوشتن مجدد از عمر تراشه کم خواهد کرد که تقریبا می توان گفت تا 1000 بار می توان اینکار را انجام داد.
حافظه EEPROM یا Electrically Erasable Programmable Read Only Memory
این حافظه کاملا مشابه با حافظه ROM و PROM و همچنین EPROM است با این تفاوت مهم که برای حذف و پاک کردن اطلاعات روی این حافظه نیازی به تابیده شدن نور ماورا بنفش نیست. در اصل می توان برای برنامه نویسی داده ها و حذف آنها از مدارهایی که بر روی این حافظه قرار داده شده است استفاده کرد.
از مهمترین کاربردهای این نوع حافظه در یک برد اصلی یا مادربورد و تنظیمات بایوس است.
برای درک بهتر کارکرد این نوع حافظه می توانید به آموزش حافظه EEPROM در آردوینو مراجعه کنید و با قابلیت های آن آشنا شوید.
حافظه FLASH
این حافظه در اصل یک نوع حافظه EEPROM جدید است که سرعت و عملکرد بهتری برای حذف و نوشتن اطلاعات دارد. این حافظه دوام و کیفیت بالاتری دارد و همچنین ظرفیت های تولید شده از آن تا حجم 256 گیگابایت هم موجود است.
جمع بندی در مورد انواع حافظه ROM
در این مقاله با انواع حافظه ROM بیشتر آشنا شدیم و با کارایی و ویژگی های هر کدام مطلع شدیم که هر کدام چه کاربردهایی دارد و تفاوت آنها با هم در چه زمینه هایی است. با آموزش آنلاین فرادرس در بزرگترین دانشگاه مجازی کشور می توانید به صورت تخصصی اطلاعات کاملی را در مورد انواع استفاده و برنامه نویسی حافظه های کامپیوتری کسب کنید.
