ROM، الذي يرمز إلى ذاكرة القراءة فقط، هو جهاز ذاكرة أو وسيلة تخزين تقوم بتخزين المعلومات بشكل دائم. وهي أيضًا وحدة الذاكرة الأساسية للكمبيوتر إلى جانب ذاكرة الوصول العشوائي (RAM). تسمى ذاكرة القراءة فقط حيث أننا نستطيع فقط قراءة البرامج والبيانات المخزنة عليها ولكن لا نستطيع الكتابة عليها. ويقتصر على قراءة الكلمات المخزنة بشكل دائم داخل الوحدة.
تقوم الشركة المصنعة لـ ROM بملء البرامج في ROM في وقت تصنيع ROM. بعد ذلك، لا يمكن تغيير محتوى ROM، مما يعني أنه لا يمكنك إعادة برمجة أو إعادة كتابة أو مسح محتواه لاحقًا. ومع ذلك، هناك بعض أنواع ROM حيث يمكنك تعديل البيانات.
تحتوي ذاكرة القراءة فقط (ROM) على صمامات إلكترونية داخلية خاصة يمكن برمجتها لنمط ربط بيني محدد (معلومات). يتم تحديد المعلومات الثنائية المخزنة في الشريحة من قبل المصمم ثم يتم دمجها في الوحدة في وقت التصنيع لتكوين نمط الربط البيني المطلوب (المعلومات). بمجرد إنشاء النمط (المعلومات)، فإنه يبقى داخل الوحدة حتى عند إيقاف تشغيل الطاقة. لذا، فهي ذاكرة غير متطايرة، حيث أنها تحتفظ بالمعلومات حتى عند انقطاع التيار الكهربائي، أو عند إيقاف تشغيل جهاز الكمبيوتر الخاص بك.
تتم إضافة المعلومات إلى ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) على شكل بتات من خلال عملية تعرف باسم برمجة ذاكرة القراءة فقط (ROM) حيث يتم تخزين البتات في تكوين الأجهزة الخاصة بالجهاز. لذلك، ROM هو جهاز منطقي قابل للبرمجة (PLD).
ي ي س ر
مثال بسيط على ROM هو الخرطوشة المستخدمة في وحدات تحكم ألعاب الفيديو والتي تسمح للنظام بتشغيل العديد من الألعاب. تعد البيانات المخزنة بشكل دائم على أجهزة الكمبيوتر الشخصية والأجهزة الإلكترونية الأخرى مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية والتلفزيون وأجهزة التكييف وما إلى ذلك مثالًا على ذاكرة القراءة فقط (ROM).
على سبيل المثال، عند بدء تشغيل جهاز الكمبيوتر الخاص بك، لا تظهر الشاشة على الفور. يستغرق الأمر وقتًا للظهور نظرًا لوجود تعليمات بدء التشغيل مخزنة في ذاكرة القراءة فقط (ROM) والمطلوبة لبدء تشغيل الكمبيوتر أثناء عملية التمهيد. عمل عملية التمهيد هو بدء تشغيل الكمبيوتر. يقوم بتحميل نظام التشغيل إلى الذاكرة الرئيسية (RAM) المثبتة على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. يتم استخدام برنامج BIOS الموجود أيضًا في ذاكرة الكمبيوتر (ROM) بواسطة المعالج الدقيق للكمبيوتر لبدء تشغيل الكمبيوتر أثناء عملية التمهيد. يسمح لك بفتح الكمبيوتر وتوصيل الكمبيوتر بنظام التشغيل.
يتم استخدام ذاكرة القراءة فقط (ROM) أيضًا لتخزين البرامج الثابتة، وهو برنامج يظل متصلاً بالجهاز أو مبرمجًا على جهاز مثل لوحة المفاتيح أو محرك الأقراص الثابتة أو بطاقات الفيديو وما إلى ذلك. ويتم تخزينه في ذاكرة القراءة فقط (ROM) الخاصة بالجهاز. فهو يوفر تعليمات للجهاز للتواصل والتفاعل مع الأجهزة الأخرى.
مخطط كتلة ROM:
تحتوي كتلة ROM على خطوط إدخال 'n' وخطوط إخراج 'm'. تُعرف كل مجموعة بت من متغيرات الإدخال بالعنوان. كل مجموعة بت تخرج من خلال خطوط الإخراج تسمى كلمة. عدد البتات لكل كلمة يساوي عدد خطوط الإخراج، م.
يشير عنوان الرقم الثنائي إلى أحد عناوين المتغيرات n. لذا، فإن عدد العناوين المحتملة ذات متغيرات الإدخال 'n' هو 2n. تحتوي الكلمة الناتجة على عنوان فريد، وبما أن هناك 2n من العناوين المميزة في ذاكرة القراءة فقط، فهناك 2n من الكلمات المنفصلة في ذاكرة القراءة فقط. تعتمد الكلمات الموجودة على أسطر الإخراج في وقت معين على قيمة العنوان المطبقة على أسطر الإدخال.
الهيكل الداخلي للروم:
يتكون الهيكل الداخلي من مكونين أساسيين: وحدة فك التشفير وبوابات OR. وحدة فك التشفير عبارة عن دائرة تقوم بفك تشفير نموذج مشفر (مثل النظام العشري المشفر الثنائي، BCD) إلى نموذج عشري. إذن، الإدخال يكون في شكل ثنائي، والإخراج هو مكافئه العشري. جميع بوابات OR الموجودة في ذاكرة القراءة فقط (ROM) سيكون لها مخرجات وحدة فك التشفير كمخرجات لها. دعونا نأخذ مثالا على 64 × 4 ROM. يظهر الهيكل في الصورة التالية.
تتكون ذاكرة القراءة فقط هذه من 64 كلمة، كل منها 4 بت. لذلك، سيكون هناك أربعة خطوط إخراج، ويتم تحديد واحدة من الكلمات الـ 64 المتوفرة على خطوط الإخراج من خطوط الإدخال الستة حيث لدينا ستة مدخلات فقط لأنه في هذا القرص المضغوط لدينا 26 = 64، لذلك يمكننا تحديد 64 عنوانًا أو minterms. لكل إدخال عنوان، هناك كلمة محددة فريدة. على سبيل المثال، إذا كان عنوان الإدخال هو 000000، فسيتم تحديد الكلمة رقم 0 وتطبيقها على خطوط الإخراج. إذا كان عنوان الإدخال هو 111111، فسيتم تحديد الكلمة رقم 63 وتطبيقها على سطور الإخراج.
مميزات الروم:
تمتلك ROM (ذاكرة القراءة فقط) العديد من الميزات المميزة التي تجعلها مناسبة لمختلف التطبيقات. دعنا نستكشف بعض الميزات الرئيسية لـ ROM بلغة بسيطة.
أنواع ذاكرة القراءة فقط:
1) ذاكرة القراءة فقط المقنعة (MROM):
وهو أقدم نوع من ذاكرة القراءة فقط (ROM). لقد أصبح عفا عليه الزمن لذلك لا يتم استخدامه في أي مكان في عالم اليوم. هو جهاز ذاكرة يتم فيه تخزين البرامج والتعليمات وقت التصنيع من قبل الشركة المصنعة. لذلك يتم برمجتها أثناء عملية التصنيع ولا يمكن تعديلها أو إعادة برمجتها أو مسحها فيما بعد.
رقائق MROM مصنوعة من دوائر متكاملة. ترسل الرقائق تيارًا عبر مسار معين للمدخلات والمخرجات يحدده موقع الصمامات بين الصفوف والأعمدة الموجودة على الشريحة. يجب أن يمر التيار على طول مسار ممكّن للمصهر، لذلك لا يمكنه العودة إلا عبر الخرج الذي تختاره الشركة المصنعة. وهذا هو السبب في أن إعادة الكتابة وأي تعديل آخر ليس مستحيلاً في هذه الذاكرة.
2) ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة (PROM):
PROM هو نسخة فارغة من ROM. يتم تصنيعها كذاكرة فارغة ويتم برمجتها بعد التصنيع. يمكننا القول أنه يظل فارغًا وقت التصنيع. يمكنك شراءه ثم برمجته مرة واحدة باستخدام أداة خاصة تسمى المبرمج.
في الشريحة، ينتقل التيار عبر جميع المسارات الممكنة. يمكن للمبرمج اختيار مسار واحد معين للتيار عن طريق حرق الصمامات غير المرغوب فيها عن طريق إرسال جهد عالي من خلالها. وللمستخدم فرصة برمجته أو إضافة البيانات والتعليمات حسب متطلباته. ولهذا السبب، يُعرف أيضًا باسم ROM المبرمج بواسطة المستخدم حيث يمكن للمستخدم برمجته.
لكتابة البيانات على شريحة PROM؛ يتم استخدام جهاز يسمى مبرمج PROM أو ناسخ PROM. تُعرف عملية أو برمجة PROM بحرق PROM. بمجرد برمجته، لا يمكن تعديل البيانات لاحقًا، لذلك يطلق عليه أيضًا جهاز قابل للبرمجة لمرة واحدة.
الاستخدامات: يتم استخدامه في الهواتف المحمولة ووحدات تحكم ألعاب الفيديو والأجهزة الطبية وعلامات RFID والمزيد.
3) ذاكرة القراءة فقط القابلة للمسح والبرمجة (EPROM):
EPROM هو نوع من ذاكرة القراءة فقط (ROM) التي يمكن إعادة برمجتها ومسحها عدة مرات. تختلف طريقة مسح البيانات اختلافًا كبيرًا؛ يأتي مزودًا بنافذة كوارتز يتم من خلالها تمرير تردد محدد من الأشعة فوق البنفسجية لمدة 40 دقيقة تقريبًا لمسح البيانات. لذلك، فإنه يحتفظ بمحتواه حتى يتعرض للأشعة فوق البنفسجية. أنت بحاجة إلى جهاز خاص يسمى مبرمج PROM أو ناسخ PROM لإعادة برمجة EPROM.
عقدة قائمة جافا
الاستخدامات: يتم استخدامه في بعض وحدات التحكم الدقيقة لتخزين البرامج، على سبيل المثال، بعض إصدارات Intel 8048 وFreescale 68HC11.
4) ذاكرة القراءة فقط القابلة للمسح والبرمجة كهربائيًا (EEPROM):
ROM هو نوع من ذاكرة القراءة فقط التي يمكن مسحها وإعادة برمجتها بشكل متكرر، حتى 10000 مرة. يُعرف أيضًا باسم Flash EEPROM لأنه يشبه ذاكرة الفلاش. ويتم مسحه وإعادة برمجته كهربائياً دون استخدام الأشعة فوق البنفسجية. يتراوح وقت الوصول بين 45 و200 نانو ثانية.
تتم كتابة البيانات الموجودة في هذه الذاكرة أو مسحها بايت واحد في كل مرة؛ بايت لكل بايت، بينما في ذاكرة الفلاش تتم كتابة البيانات ومسحها على شكل كتل. لذا فهو أسرع من EEPROM. يتم استخدامه لتخزين كمية صغيرة من البيانات في أجهزة الكمبيوتر والأنظمة والأجهزة الإلكترونية مثل لوحات الدوائر.
الاستخدامات: يتم تخزين BIOS لجهاز الكمبيوتر في هذه الذاكرة.
5) فلاش روم:
إنها نسخة متقدمة من EEPROM. يقوم بتخزين المعلومات في ترتيب أو مجموعة من خلايا الذاكرة المصنوعة من ترانزستورات البوابة العائمة. ميزة استخدام هذه الذاكرة هي أنه يمكنك حذف أو كتابة كتل من البيانات يبلغ حجمها حوالي 512 بايت في وقت معين. حيث أنه في EEPROM، يمكنك حذف أو كتابة بايت واحد فقط من البيانات في المرة الواحدة. لذلك، هذه الذاكرة أسرع من EEPROM.
ويمكن إعادة برمجته دون إزالته من الكمبيوتر. وقت وصوله مرتفع جدًا، حوالي 45 إلى 90 نانو ثانية. كما أنها متينة للغاية حيث يمكنها تحمل درجات الحرارة العالية والضغط الشديد.
الاستخدامات: يتم استخدامه لتخزين ونقل البيانات بين الكمبيوتر الشخصي والأجهزة الرقمية. يتم استخدامه في محركات أقراص USB المحمولة ومشغلات MP3 والكاميرات الرقمية وأجهزة المودم ومحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD). يتم تخزين BIOS للعديد من أجهزة الكمبيوتر الحديثة على شريحة ذاكرة فلاش تسمى Flash BIOS.
استخدامات الروم:
يتم استخدام ROM (ذاكرة القراءة فقط) في الأجهزة الإلكترونية المختلفة. دعنا نستكشف تطبيقات ROM العديدة الموجودة في هذه الأجهزة الإلكترونية.
جمع جافا
أجهزة الكمبيوتر:
في أنظمة الكمبيوتر، ROM ضروري. يتم تخزين نظام الإدخال/الإخراج الأساسي (BIOS) وتعليمات بدء التشغيل الأولى كجزء من البرامج الثابتة للكمبيوتر. تكون البرامج الثابتة المضمنة في ROM مسؤولة عن تهيئة عناصر الأجهزة، وإجراء الاختبارات الذاتية، وتحميل نظام التشغيل إلى الذاكرة عند تشغيل جهاز الكمبيوتر الخاص بك.
ألعاب الفيديو:
يستخدم ROM على نطاق واسع في ألعاب الفيديو. تم تخزين بيانات اللعبة مسبقًا على خراطيش ROM في وحدات تحكم الألعاب والأجهزة المحمولة السابقة. حملت هذه الخراطيش رمز اللعبة والرسومات والصوت والمكونات الأخرى على شرائح ROM. تقوم وحدة التحكم في الألعاب بتحميل اللعبة عند إدخال خرطوشة اللعبة من خلال قراءة البيانات من شريحة ROM. أدى استخدام ذاكرة القراءة فقط (ROM) في ألعاب الفيديو إلى سهولة التوزيع والتأكد من بقاء بيانات اللعبة سليمة دون التعرض لخطر التعديلات العرضية.
الهواتف الذكية:
يعد ROM ضروريًا في الهواتف الذكية لتخزين البرامج الثابتة، مثل نظام التشغيل والتطبيقات المدمجة. للحفاظ على الاتساق طوال فترة وجود الجهاز، تقوم الشركات المصنعة ببرمجة البرامج الثابتة في ذاكرة القراءة فقط (ROM) أثناء إنشاء الجهاز. يتم أيضًا تضمين أداة تحميل التشغيل، التي تبدأ عملية التمهيد وتحميل نظام التشغيل، في ذاكرة القراءة فقط (ROM). من خلال استخدام ROM، يمكن للهواتف الذكية توفير أداء مستقر وموثوق به وحماية البرامج الثابتة من الفساد أو العبث المحتمل.
عدادات السرعة الرقمية:
في صناعة السيارات، يتم استخدام ROM في عدادات السرعة الرقمية أو عدادات السرعة. تقوم شريحة ROM الموجودة في هذه الأجهزة بتخزين بيانات المعايرة وجداول التحويل اللازمة لقياس وعرض سرعة السيارة بدقة. وهذا يضمن أن عداد السرعة يعمل بشكل ثابت ويوفر قراءات دقيقة. تضمن الطبيعة غير المتطايرة لذاكرة القراءة فقط بقاء بيانات المعايرة سليمة حتى في حالة فصل الطاقة أو إيقاف تشغيل السيارة.
الالكترونيات القابلة للبرمجة:
يتم استخدام ROM في الأجهزة الإلكترونية القابلة للبرمجة ووحدات التحكم الدقيقة والأجهزة المنطقية القابلة للبرمجة (PLDs). تستخدم هذه الأجهزة بشكل متكرر ذاكرة للقراءة فقط قابلة للبرمجة (prom) أو ذاكرة للقراءة فقط قابلة للبرمجة وقابلة للمسح (EPROM). يمكن للمستخدمين برمجة شرائح ROM هذه للاحتفاظ ببعض المعلومات أو التعليمات التي يمكن للجهاز الوصول إليها وتنفيذها. وتسمح هذه المرونة بالتخصيص والمرونة في مختلف التطبيقات الرقمية، إلى جانب الروبوتات والأتمتة وأنظمة التحكم.
مزايا الروم:
عيوب الروم:
أسئلة مكررة
كيف يختلف ROM عن ذاكرة الوصول العشوائي؟
أ: ROM، أو ذاكرة القراءة فقط، تحتفظ بالبيانات الدائمة حتى عند انقطاع التيار الكهربائي. يتم استخدامه لتخزين التعليمات والبيانات التي تظل كما هي. في المقابل، ذاكرة الوصول العشوائي، أو ذاكرة الوصول العشوائي، متقلبة وتقوم بتخزين البيانات المؤقتة التي يمكن الوصول إليها بسرعة بواسطة معالج الكمبيوتر.
هل يمكنني تخزين بياناتي في ROM؟
أ: لا، تتم برمجة ذاكرة القراءة فقط (ROM) مسبقًا أثناء التصنيع ولا يمكن للمستخدمين تعديلها بسهولة. إنه مصمم لتخزين البرامج الثابتة وتعليمات النظام والبيانات التي يجب أن تظل دون تغيير.
هل البيانات الموجودة في ROM آمنة؟
أ: نعم، البيانات المخزنة في ROM آمنة من التعديلات غير المصرح بها. نظرًا لأن ذاكرة القراءة فقط (ROM) للقراءة فقط، فلا يمكن تغيير البيانات أو التلاعب بها بسهولة، مما يوفر الأمان للتعليمات والبيانات المهمة.
كم من الوقت يمكن الاحتفاظ بالبيانات في ROM؟
كيفية معرفة حجم العرض
أ: يمكن الاحتفاظ بالبيانات المخزنة في ذاكرة القراءة فقط (ROM) لسنوات عديدة، وربما حتى لعقود. تبقى البيانات المحفوظة في شريحة ROM لفترة طويلة طالما تم الحفاظ على السلامة المادية للشريحة.
هل يمكن إعادة برمجة ROM؟
أ: يمكن إعادة برمجة بعض أنواع ROM، مثل PROM (ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة)، وEPROM (ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة والمسح)، وEEPROM (ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة والمسح كهربائيًا)، باستخدام تقنيات وأدوات معينة. ومع ذلك، مقارنة بتغيير البيانات في الذاكرة القابلة للقراءة مثل ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) أو ذاكرة الفلاش، فإن إعادة برمجة ذاكرة القراءة فقط (ROM) أكثر صعوبة وتتطلب معدات متخصصة.