۱۴ نوع حافظه کامپیوتر (با تعاریف و کاربردها)

عوامل زیادی در حصول اطمینان از کارکرد یک کامپیوتر با ظرفیت بهینه دخیل هستند. برای اینکه کامپیوترها به درستی کار کنند، برای نگهداری اطلاعاتی که واحد پردازش مرکزی از آن برای پردازش و تکمیل دستورالعمل ها استفاده می کند، به حافظه نیاز دارند. اگر به حرفه ای در علوم کامپیوتر علاقه دارید، در مورد حافظه کامپیوتر و نقش آن در دستگاه های دیجیتال بیشتر بدانید.

در این مقاله از ایوسی، به چیستی حافظه کامپیوتر، چرایی اهمیت آن و ۱۴ نوع حافظه کامپیوتر می پردازیم.

مرتبط: مبانی کامپیوتر: آشنایی با سیستم عامل ها

حافظه کامپیوتر چیست؟

حافظه کامپیوتر یک سیستم داخلی یا خارجی است که داده ها و دستورالعمل ها را روی یک دستگاه ذخیره می کند. این سلول از چندین سلول به نام سلول های حافظه تشکیل شده است که هر کدام یک شماره شناسایی منحصر به فرد دارند.

واحد پردازش مرکزی (CPU)، که دستورالعمل‌ها را می‌خواند و اجرا می‌کند، بسته به وظیفه‌ای که کاربر از رایانه می‌خواهد، سلول‌های خاصی را برای خواندن یا نوشتن داده‌ها انتخاب می‌کند. بسته به میزان نیاز و نوع دستگاهی که استفاده می کنید، انواع مختلفی از حافظه وجود دارد که می توانید از آنها استفاده کنید.

مرتبط: ۲۸ اصطلاح ضروری علوم کامپیوتر که باید بدانید

چرا حافظه کامپیوتر مهم است؟

حافظه رایانه مهم است زیرا دستگاه ها بدون آن نمی توانند وظایف را پردازش کنند. حافظه از روشن شدن و عملکرد صحیح دستگاه اطمینان می دهد. علاوه بر این، رایانه شما را به سرعت در حال کار نگه می دارد و به شما امکان می دهد از چندین برنامه به طور همزمان استفاده کنید. اگر می خواهید داده ها را برای استفاده های بعدی ذخیره کنید، از انواع خاصی نیز برای این منظور استفاده می کنید.

۱۴ نوع حافظه کامپیوتر

در اینجا لیستی از ۱۴ نوع حافظه رایانه آورده شده است:

۱. داخلی – Internal

حافظه داخلی که به عنوان حافظه اصلی نیز شناخته می‌شود، مقادیر کمی از داده‌ها را ذخیره می‌کند که رایانه می‌تواند در حین استفاده فعال از آن به آنها دسترسی داشته باشد. حافظه داخلی شامل تراشه های متصل به مادربرد است و برای استفاده از آن باید مستقیماً به دستگاه متصل شود. دو نوع اصلی حافظه داخلی به نام‌های RAM و ROM وجود دارد که زیر مجموعه‌های حافظه خاص خود را دارند.

۲. رم – RAM

حافظه دسترسی تصادفی (Random access memory) حافظه داخلی اولیه واحد پردازش مرکزی (CPU) است. دستگاه الکترونیکی شما از آن برای ذخیره داده های موقت استفاده می کند. این کار را با ارائه مکانی برای برنامه‌ها برای ذخیره داده‌هایی که فعالانه استفاده می‌کنید، انجام می‌دهد تا بتواند به سرعت به داده‌ها دسترسی داشته باشد. مقدار RAM دستگاه شما عملکرد و سرعت آن را کنترل می کند. اگر رم کافی ندارید، ممکن است برنامه ها را به کندی پردازش کند که می تواند بر خروجی و سرعت استفاده از رایانه تأثیر بگذارد.

RAM همچنین دارای “حافظه فرار” است زیرا در صورت خاموش کردن دستگاه، داده هایی را که ذخیره می کرد از دست می دهد. برای مثال، اگر با لپ‌تاپ خود از مرورگر اینترنت استفاده می‌کنید و رایانه‌تان خاموش می‌شود، ممکن است صفحات وبی را که قبلاً استفاده می‌کردید ذخیره نکرده باشد زیرا RAM فقط آن اطلاعات را به طور موقت ذخیره می‌کند.

مرتبط: انواع سیستم عامل (با توابع و نمونه های سیستم عامل)

۳. DRAM

حافظه با دسترسی تصادفی پویا (Dynamic random access memory) یکی از دو نوع خاص رم است که در دستگاه‌های مدرن مانند لپ‌تاپ، رایانه‌های رومیزی، دستگاه‌های قابل حمل و سیستم‌های بازی دیده می‌شود. از بین دو نوع رم مقرون به صرفه تر است و حافظه با ظرفیت بالایی تولید می کند.

این دستگاه از دو جزء، ترانزیستور و خازن ساخته شده است که برای حفظ اطلاعات خود، هر چند ثانیه یک بار نیاز به شارژ مجدد دارند. مانند RAM، در صورت قطع برق و داشتن حافظه فرار، اطلاعات را نیز از دست می دهد.

۴. SRAM

حافظه دسترسی تصادفی استاتیک (Static random access memory) نوع دوم رم است و اطلاعات را تا زمانی که برق در سیستم وجود دارد ذخیره می کند، بر خلاف DRAM که به دفعات بیشتری به روز می شود. از آنجایی که انرژی را طولانی‌تر نگه می‌دارد، گران‌تر از DRAM است، که معمولاً باعث می‌شود به طور گسترده مورد استفاده قرار نگیرد. کاربران معمولاً از SRAM برای حافظه کش استفاده می کنند که آن را به شکل سریع تری از حافظه نسبت به DRAM تبدیل می کند.

۵. رام – ROM

حافظه فقط خواندنی (Read-only memory) نوع دیگری از حافظه داخلی اولیه است، اما برخلاف RAM، ROM غیر فرار است و داده ها را به طور دائم ذخیره می کند. برای ذخیره داده ها به دستگاهی که باید روشن شود بستگی ندارد.

در عوض، یک برنامه نویس داده ها را با استفاده از کد باینری در سلول های جداگانه می نویسد، که متن را با استفاده از سیستم دو نماد “۱” و “۰” نشان می دهد. از آنجایی که نمی‌توانید داده‌های رام را تغییر دهید، می‌توانید از این نوع حافظه برای جنبه‌هایی استفاده کنید که تغییر نمی‌کنند، مانند راه‌اندازی نرم‌افزار یا دستورالعمل‌های میان‌افزار، که به عملکرد صحیح دستگاه کمک می‌کند.

۶. PROM

حافظه فقط خواندنی قابل برنامه ریزی (Programmable read-only memory) نوعی از رام است که به عنوان حافظه بدون هیچ داده ای روی آن شروع می شود. کاربر می تواند با استفاده از دستگاه خاصی به نام برنامه نویس PROM داده ها را روی تراشه بنویسد.

مانند ROM، زمانی که کاربر آن را روی تراشه بنویسد، داده دائمی است. این نوع حافظه ممکن است برای برنامه نویسانی مفید باشد که مایلند سیستم عامل خاصی را برای یک تراشه ایجاد کنند و از آن برای تغییر عملکرد معمول یک سیستم استفاده کنند.

مرتبط: تفاوت های اصلی بین سخت افزار و نرم افزار چیست؟

۷. EPROM

حافظه فقط خواندنی قابل برنامه ریزی قابل پاک شدن (Erasable programmable read-only memory) نوع دیگری از تراشه ROM است که کاربران می توانند داده ها را روی آن بنویسند و همچنین داده های قدیمی را پاک کرده و دوباره برنامه ریزی کنند. شما می توانید داده های فعلی را با استفاده از نور ماوراء بنفش (UV) به شکل پنجره کریستال کوارتز در بالای تراشه پاک کنید.

پس از پاک کردن داده ها، می توانید از برنامه نویس PROM برای برنامه ریزی مجدد آن استفاده کنید. شما فقط می توانید اطلاعات یک تراشه EPROM را چند بار پاک کنید زیرا پاک کردن بیش از حد می تواند به تراشه آسیب برساند و آن را برای استفاده در آینده غیرقابل اعتماد کند.

۸. EEPROM

حافظه فقط خواندنی قابل برنامه ریزی با قابلیت پاک شدن الکتریکی (Electrically erasable programmable read-only memory) آخرین نوع تراشه ROM غیر فرار است که معمولاً جایگزین نیاز به تراشه های PROM یا EPROM می شود. این نوع حافظه همچنین به کاربران اجازه می دهد تا داده ها را بر روی تراشه پاک کرده و دوباره برنامه ریزی کنند، اما این کار را با استفاده از میدان الکتریکی انجام می دهد و در پاک کردن داده ها بسیار سریعتر از EPROM است. علاوه بر این، می‌توانید به راحتی داده‌ها را زمانی که تراشه در داخل رایانه است پاک کنید، در حالی که برای پاک کردن تراشه‌های EPROM باید از رایانه خارج شوند.

۹. کش – Cache

حافظه کش یک حافظه نیمه هادی داخلی با سرعت بالا است که نمونه هایی از داده هایی که اغلب توسط CPU استفاده می شود را ذخیره می کند. این امکان دسترسی به CPU را فراهم می کند، بنابراین زمانی که CPU داده ها یا برنامه هایی را درخواست می کند، حافظه کش می تواند تقریباً بلافاصله آنها را به CPU منتقل کند. حافظه کش معمولاً بین CPU و RAM قرار می گیرد و به عنوان بافر بین این دو عمل می کند.

۱۰. خارجی – External

حافظه خارجی که به عنوان حافظه ثانویه نیز شناخته می شود، حافظه ای است که مستقیماً به CPU متصل نیست و می توانید در صورت نیاز آن را متصل یا جدا کنید. انواع مختلفی از حافظه خارجی وجود دارد که افراد در دستگاه های خود از آنها استفاده می کنند.

به عنوان مثال می توان به هارد دیسک های خارجی، درایوهای فلش، کارت های حافظه و دیسک های فشرده (CD) اشاره کرد. می‌توانید داده‌ها را از رایانه روی حافظه خارجی ذخیره کنید، آن‌ها را از دستگاه حذف کنید و برای انتقال داده به دستگاه سازگار دیگری متصل کنید.

مرتبط: راهنمای خرید کامپیوتر: نکاتی برای انتخاب مناسب و جذاب

۱۱. درایو نوری – Optical drive

حافظه درایو نوری (ODM) یک حافظه خارجی است که هم می تواند داده ها را با استفاده از نور ذخیره کند و هم بخواند. رایج ترین انواع سی دی، دی وی دی و دیسک های بلوری هستند. برای دسترسی به محتویات درایو نوری، دیسک را در داخل کامپیوتر قرار می دهید و کامپیوتر دیسک را می چرخاند.

یک پرتو لیزر در داخل سیستم آن را اسکن می‌کند، داده‌های درایو نوری را دریافت می‌کند و آن را روی کامپیوتر آپلود می‌کند. این نوع حافظه می تواند مفید باشد زیرا به طور کلی ارزان است، به راحتی در دسترس است و داده های زیادی را ذخیره می کند.

۱۲. ذخیره سازی مغناطیسی – Magnetic storage

دستگاه های ذخیره سازی مغناطیسی دارای پوششی از مواد مغناطیسی هستند که در آن داده ها را به عنوان جریان الکتریکی رمزگذاری می کند. این نوع حافظه از میدان های مغناطیسی برای مغناطیس کردن بخش های کوچک یک دیسک چرخان فلزی استفاده می کند.

هر بخش نشان دهنده یک “۱” یا “۰” است و حاوی مقدار زیادی داده، اغلب ترابایت های زیادی است. کاربران این نوع حافظه را دوست دارند زیرا مقرون به صرفه، بادوام است و می تواند داده های زیادی را ذخیره کند. اشکال رایج دستگاه‌های ذخیره‌سازی مغناطیسی نوار مغناطیسی، درایوهای دیسک سخت و فلاپی دیسک‌ها هستند.

۱۳. درایوهای حالت جامد – Solid-state drives

درایوهای حالت جامد (SSD) نوعی حافظه خارجی هستند که از ریزتراشه‌های سیلیکونی ساخته شده‌اند. آنها شبیه دستگاه های ذخیره سازی مغناطیسی هستند زیرا می توانید آنها را از دستگاهی که در حال ذخیره یا استخراج داده ها هستید حذف کنید، اما درایوهای حالت جامد مدرن تر هستند.

آنها همچنین سریع‌تر هستند زیرا حافظه داده‌های باینری را به صورت الکتریکی در تراشه‌های سیلیکونی به نام سلول‌ها ذخیره می‌کند. RAM از تکنیک مشابهی استفاده می کند، اما درایوهای حالت جامد می توانند حافظه را حتی زمانی که دستگاهی را خاموش می کنید ذخیره کنند، زیرا از حافظه فلش استفاده می کنند. انواع متداول عبارتند از گذرگاه سریال جهانی (USB) حافظه مموری یا درایو فلش USB.

مرتبط: ۷۰ اصطلاح فنی در فناوری: تعاریف و کاربرد

۱۴. مجازی – Virtual

حافظه مجازی نوع دیگری از حافظه ثانویه به شکل هارد یا درایو حالت جامد است که رایانه را قادر می‌سازد تا کمبود حافظه فیزیکی را با انتقال داده‌ها از RAM به حافظه دیسک جبران کند. هنگامی که در دسترس بودن در RAM کم است، حافظه مجازی داده ها را به یک فایل صفحه بندی منتقل می کند، که بخشی از یک هارد دیسک است که به عنوان پسوند RAM استفاده می شود. این یک فرآیند موقتی است که زمانی که RAM فضای بیشتری در دسترس داشته باشد ناپدید می شود.

به عنوان مثال، اگر کاربر در دستگاه خود باشد و از چندین برنامه به طور همزمان استفاده کند، ممکن است از بخش بزرگی از RAM موجود استفاده کند، که می‌تواند دستگاه و توانایی آن را برای اجرای کارآمد برنامه‌ها کند کند. سپس داده‌هایی که رایانه استفاده نمی‌کند به حافظه مجازی منتقل می‌شود تا فضای بیشتری برای RAM فراهم شود تا برنامه‌ها را با ظرفیت کامل خود اجرا کند.