ما هو ROM (قراءة فقط الذاكرة؟

هناك فئتان رئيسيتان للتخزين الأساسي ، ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وذاكرة القراءة فقط (ROM). ذاكرة الوصول العشوائي تعني ذاكرة الوصول العشوائي ، بينما ذاكرة القراءة فقط تعني ذاكرة القراءة فقط. بشكل عام ، يتمثل الاختلاف بين هاتين التقنيتين في أن ذاكرة الوصول العشوائي متقلبة بينما ذاكرة القراءة فقط غير متقلبة. تتطلب الذاكرة المتطايرة مصدر طاقة ثابتًا للاحتفاظ بالبيانات. هذا يعني أن البيانات يتم فقدها عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر. لا تحتاج الذاكرة غير المتطايرة إلى مصدر طاقة مستمر ، مما يجعلها مناسبة لتخزين البيانات طويلة المدى.

ملاحظة: قد يكون من الصعب تمييز حدود ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وذاكرة القراءة فقط (ROM). على سبيل المثال ، NVRAM غير متطاير ، ويمكن إعادة برمجة الأنواع الحديثة من ذاكرة القراءة فقط. لا تتناسب محركات الأقراص الصلبة أيضًا مع أي من الفئتين ، التخزين الثانوي.

في أجهزة الكمبيوتر القديمة مثل Commodore 64 ، تم توفير كل وحدات التخزين مع ذاكرة الوصول العشوائي وذاكرة القراءة فقط. في هذا الإطار الزمني ، في أوائل الثمانينيات ، كان القرص الصلب المغناطيسي لا يزال باهظ الثمن بحيث لا يمكن استخدامه في العديد من أجهزة الكمبيوتر. بدلاً من ذلك ، يمكن تشغيل البرامج المخصصة عن طريق إدخال خرطوشة ذاكرة تحتوي على المزيد من ذاكرة القراءة فقط.

قناع الذاكرة الأساسية ROM و PROM

الجزء الرئيسي من ROM هو أنه للقراءة فقط. هذا واضح جدًا في الأشكال المبكرة للتخزين. الذاكرة الأساسية المغناطيسية ، على سبيل المثال ، كما هي مستخدمة في مركبة الفضاء أبولو التابعة لناسا ، تحتاج إلى سلك موصل منسوج من خلال أو حول النوى المغناطيسية. يمكن من الناحية النظرية إعادة برمجة هذا النوع من ذاكرة القراءة فقط عن طريق تفكيكها وإعادة نسج السلك ، ولكن في الممارسة العملية كان للقراءة فقط.

مع ظهور الدائرة المتكاملة ، أصبح قناع ROM هو الخيار المفضل. كانت أجهزة Mask ROM عبارة عن دوائر إلكترونية مصممة خصيصًا. تم تصميمها عن طريق إنشاء قناع مخطط الدائرة ثم إنتاجها لتتناسب مع هذا القناع. لا يمكن إعادة برمجتها لأن البيانات تم ترميزها فعليًا في الدائرة.

يحتوي Mask ROM على أربع مشاكل أساسية. أولاً ، من المجدي اقتصاديًا فقط شراء كميات كبيرة ، لأن ذلك يعوض تكاليف التصميم وتكاليف الأدوات للمسبك الذي ينتج التصميم المخصص. ثانيًا ، الوقت المستغرق بين اكتمال التصميم واستلام المنتج طويل بسبب متطلبات الأدوات الخاصة بالمسبك.

ثالثًا ، عمل البحث والتطوير غير عملي بسبب فترات التحول الطويلة والتكاليف المرتفعة. أخيرًا ، افترض أنه تم العثور على خطأ بعد إطلاق المنتج. في هذه الحالة ، يكون الحل الوحيد هو استدعاء المنتج واستبدال شريحة ROM فعليًا بشريحة محدثة.

تم اختراع PROM ، أو ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة ، في عام 1956 ، وتناولت المسألتين الأوليين وناقشت جزئيًا القضية الثالثة. لقد فعلت ذلك من خلال السماح بإنتاج تصميم عام بواسطة مسبك مع القدرة على برمجة كل شريحة في أي وقت عن طريق تطبيق الفولتية الكبيرة بدقة. سمح ذلك للشركات بطلب مجموعات عملاقة من رقائق PROM الفارغة ثم برمجتها حسب الحاجة.

إيبروم ، إيبروم ، وفلاش

كان EPROM ، اختصارًا لـ Erasable Programmable Read Only Memory ، هو التطور اللاحق في عام 1971. مثل PROM ، يمكن شراء الرقائق الفارغة بكميات كبيرة وبرمجتها حسب الحاجة. يمكن أيضًا محو EPROM بشكل حاسم. كانت عملية القيام بذلك معقدة بعض الشيء. ومع ذلك ، فإنه يتطلب أن تتعرض الشريحة لأشعة فوق بنفسجية شديدة.

احتاجت عملية المحو إلى حوالي 10 دقائق تحت مصدر ساطع للأشعة فوق البنفسجية ، أو أسبوعًا واحدًا لأشعة الشمس المباشرة ، أو ثلاث سنوات لإضاءة الفلورسنت القياسية للغرفة. لقد حدت EPROM من عدد المرات التي يمكن محوها ، ولكن هذا كان عادةً آلاف المرات ، وبالتالي حل المشكلة الثالثة بكفاءة.

تم وضع رقائق EPROM في حالات بها نافذة كوارتز شفافة لتسهيل التعرض للأشعة فوق البنفسجية. تم وضع الملصق ذو العلامات التجارية بشكل عام في الأعلى لمنع الكشف والمحو العرضي. كان الملصق عادةً مدعومًا برقائق معدنية لضمان عدم وصول ضوء الأشعة فوق البنفسجية إلى الشريحة. في بعض الحالات ، تم تصميم رقائق EPROM مع النافذة وبيعها في عبوات صلبة ، مما يجعلها أساسًا رقائق PROM.

EEPROM ، أو ذاكرة القراءة فقط القابلة للمسح إلكترونيًا والقابلة للبرمجة إلكترونيًا ، والتي تم تطويرها في عام 1972 ، حلت بشكل عام المشكلة الرابعة. يمكن محوها إلكترونيا. وهذا يعني أنه يمكن محو شريحة الذاكرة وإعادة برمجتها في مكانها باستخدام اتصال مناسب بجهاز تحكم بدلاً من طلب إزالة الشريحة.

ذاكرة فلاش هي شكل من أشكال EEPROM تم اختراعها في أوائل الثمانينيات. وتتمثل مزاياه الرئيسية في أنه يجعل مساحة الرقاقة أكثر كفاءة وإعادة برمجتها آلاف المرات دون تلف أو محو. يمكن أن تقتصر إعادة البرمجة على جزء من الشريحة بدلاً من الجزء بأكمله. تكون عملية المحو وإعادة البرمجة أسرع بكثير ، وتحصل على اسم Flash.

في الحاسبات الحديثة

في الأجهزة الحديثة ، لا تزال ذاكرة الوصول العشوائي عالمية. حافظت ذاكرة القراءة فقط على شعبيتها لفترة طويلة ، وتم إخفاء ذاكرة القراءة فقط لأنها كانت رخيصة الثمن. على الرغم من ذلك ، في العالم المعاصر ، من الأهمية بمكان أن تكون قادرًا على دفع تحديثات البرامج الثابتة إلى الأجهزة. أدى هذا بشكل عام إلى استبدال ROM بذاكرة فلاش بالكامل تقريبًا. يؤدي نفس الوظيفة ولكن يمكن إعادة برمجته حسب الحاجة. عادة ، يمكن تكوين ذاكرة القراءة فقط القابلة لإعادة البرمجة مع الحماية ضد الكتابة لتصبح للقراءة فقط. هذا ليس حلاً مقاومًا للفشل.

شهدت ذاكرة الفلاش مزيدًا من التقدم ، حيث تم تطوير ذاكرة فلاش NAND إلى محركات أقراص صلبة كآلية تخزين ثانوية بديلة لمحركات الأقراص الثابتة.

استخدامات اخرى

غالبًا ما يشار إلى البرامج التي تم العثور عليها تاريخياً على شرائح ROM ، بما في ذلك ذاكرة فلاش ، باسم ROM. يأتي هذا الاسم من اختصار مصطلح صور ROM. على سبيل المثال ، يتشارك العديد من مجتمعات عشاق الألعاب القديمة ويتاجرون في الألعاب الكلاسيكية التي يمكن لعبها على أجهزة الكمبيوتر الحديثة من خلال برامج محاكاة. يمكن أن تنتقل هذه المصطلحات أيضًا إلى أنظمة تشغيل الأجهزة المحمولة ، حيث يُشار غالبًا إلى الإنشاءات المخصصة من Android باسم ROMs.

خاتمة

ROM لتقف على ذاكرة القراءة فقط . كانت تشير في الأصل إلى الذاكرة الأولية التي لا يمكن برمجتها إلا أثناء التصنيع. مع التطورات بمرور الوقت ، أصبح من الممكن إعادة برمجة ROM بدرجات متفاوتة من الصعوبة ومتطلبات الأجهزة.

في الحوسبة الحديثة ، يتم استبدال ROM بالكامل بذاكرة فلاش ، وهي متوفرة بثمن بخس ويمكن إعادة برمجتها ، مما يسمح بتثبيت تحديثات البرامج الثابتة. من الناحية الواقعية ، فإن هذا يترك الآن ROM كمصطلح قديم حيث يمكن ، في الواقع ، الكتابة فوق ذاكرة "للقراءة فقط".