ما هو التخزين الأساسي؟

يُعرف التخزين الأساسي أيضًا باسم الذاكرة الرئيسية. نظرًا لقربه من وحدة المعالجة المركزية (CPU)، فمن الأسهل القراءة والكتابة على وحدة التخزين الأساسية. وهذا يسمح للمعالجات بمنح وصول أسرع إلى البيانات والتعليمات التي تحتفظ بها وحدة التخزين الأساسية.

تحتوي الذاكرة الرئيسية أو الأساسية، والمعروفة أيضا باسم الذاكرة الداخلية، على كميات صغيرة نسبيًا من البيانات التي يمكن للكمبيوتر الوصول إليها أثناء عمله. تتضمن الذاكرة الخارجية، والمعروفة أيضا باسم الذاكرة الثانوية، أجهزة تخزين يمكنها إيواء البيانات بطريقة مستمرة.

يعمل التخزين الأساسي عن طريق الحفاظ على البيانات والتعليمات قيد الاستخدام الحالي بواسطة وحدة المعالجة المركزية. لتشغيل البرامج، تصل وحدة المعالجة المركزية إلى التخزين الأساسي للحصول على الإرشادات المطلوبة. التخزين الأساسي مسؤول عن ثلاث مهام تشغيلية ضرورية لمعالجة الكمبيوتر.

تهيمن أنواع عديدة من الذاكرة على مناقشة التخزين الأساسي:

ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) هي أهم أنواع الذاكرة الحيوية. تتعامل ذاكرة الوصول العشوائي وتستضيف العديد من العمليات الرئيسية، بما في ذلك تطبيقات النظام والعمليات التي يديرها الكمبيوتر حاليًا. كما أنها بمثابة نوع من لوحة التشغيل للملفات أو التطبيقات.

ذاكرة القراءة فقط (ROM) تسمح للمستخدم بعرض البيانات، لكنها لا تسمح بإجراء تغييرات على البيانات التي تم جمعها. يختلف ROM عن ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) في الديمومة. ROM هي تخزين غير متطاير لأن بياناتها تظل موجودة حتى عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر. أحد الأمثلة على ROM هو القرص المضغوط، الذي تُكتب محتوياته مرة واحدة وتُقفل في مكانها.

مثال آخر هو نظام الإدخال/الإخراج الأساسي (BIOS)، وهو برنامج يراقب وظائف الأجهزة عند تشغيل الكمبيوتر لأول مرة قبل تحميل نظام تشغيل الكمبيوتر. نظرا لأن BIOS مطلوب في كل مرة يتم فيها تشغيل الكمبيوتر، يتم تخزين BIOS في ذاكرة القراءة فقط (ROM).

شكل رئيسي آخر لتخزين البيانات هو ذاكرة التخزين المؤقت، والتي تخزن البيانات التي يتم استرجاعها واستخدامها بشكل متكرر. تحتوي ذاكرة التخزين المؤقت على سعة تخزين أقل من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، ولكنها أسرع من ذاكرة الوصول العشوائي.

توفر السجلات، الموجودة داخل وحدات المعالجة المركزية، أسرع أوقات الوصول إلى البيانات وتخزن البيانات للمعالجة شبه الفورية.

توفر الذاكرة الوميضية أفضل ما في العالمين: سرعة الوصول، وتخزين غير متطاير يسمح بكتابة البيانات وحفظها (وإعادة كتابتها وحفظها). تُستخدم الذاكرة الوميضية في الهواتف الذكية، والكاميرات الرقمية، ومحركات أقراص USB المحمولة.

في ظروف معينة، قد يعمل التخزين السحابي كتخزين أساسي. على سبيل المثال، تحتاج المؤسسات التي تستضيف تطبيقات في مراكز بياناتها إلى استخدام نوع من الخدمة السحابية للتخزين.

كِلاٌّ من ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) وذاكرة الوصول العشوائي الثابتة (SRAM) هما نوعان آخران من ذاكرة أشباه الموصلات القائمة على ذاكرة الوصول العشوائي والمستخدمة في تخزين البيانات، ولكنهما مصممان بشكل مختلف تمامًا. تقوم DRAM بتخزين كل بت من البيانات إلى خلية ذاكرة تحتوي على مكثف وترانزستور صغيرين للغاية، بينما تستخدم SRAM دارة إغلاق قلابة لتخزين كل بت من البيانات.

من حيث التقلبات، يمكن لمكثف ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) الاحتفاظ بشحنة كهربائية، ولكن ليس إلى أجل غير مسمى. تتعرض مثل هذه الشحنة الكهربائية للتسرب بمرور الوقت، لذا تتغلب DRAM على هذا الفقد من خلال وجود دائرة تنشيط ذاكرة خارجية تعيد كتابة البيانات بشكل روتيني في كل مكثف، وبالتالي تساعد في ضمان عدم التطاير، مما يجعلها مثالية لأغراض التخزين الثانوي. وفي الوقت نفسه، فإن SRAM أسرع من DRAM ولكنها تفقد بياناتها عند إزالة الطاقة من النظام.

يُعتبر عمومًا أن ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة (SRAM) تُمكّن معالجة أسرع من ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM)، ولكن بسبب هذه الميزة، يُعتبر أيضًا أن ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة (SRAM) أكثر تكلفة في التنفيذ من ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM). نظرا لسرعتها، يتم استخدام SRAM عادة في ذاكرة التخزين المؤقت والسجلات، بينما يتم استخدام DRAM غالبًا لتشكيل الذاكرة الرئيسية للكمبيوتر.

غالبًا ما يؤدي الافتراض الخاطئ إلى الخلط بين مسألة التخزين الأساسي - فتصنيف مورد على أنه تخزين أساسي أو مرتبط بمستوى (أو طبقة) أخرى من الذاكرة لا يتحدد ببنية التخزين الخاصة به، أو حجمه، أو مقدار مساحة التخزين التي يوفرها. إنّ منفعة ذلك المورد تحديدًا وكيفية استخدامه هي التي تحدد تسمية الذاكرة الخاصة به.

وهذا يوسع تعريفنا لمختلف أنواع التخزين الأساسي الممكنة. ومن خلال هذا النهج القائم على المنفعة، يمكن للتخزين الأساسي أن يأخذ أشكالاً متعددة. قد يتضمن التخزين الأساسي استخدام مصفوفات التخزين (أجهزة تخزين البيانات) مثل محركات الأقراص الثابتة (HDD) أو محركات أقراص ذو حالة صلبة المستندة إلى الذاكرة الوميضية. أو قد يعني التخزين الأساسي استخدام شبكة التخزين (SAN) المشتركة أو مصفوفة التخزين المتصل بالشبكة .

هنا أيضًا، فإن كيفية استخدام المورد هي التي تحدد تصنيفه كوحدة تخزين أساسية أو وحدة تخزين ثانوية. ذا كانت المنظمة بحاجة إلى القدرة على معالجة التطبيقات ذات المعاملات العالية مثل إدارة البيانات، فإن منصة شبكة التخزين (SAN) الأسرع توفر الأداء العالي الضروري.

هناك عدة طرق للنظر في الفرق بين طرق التخزين الأساسي والتخزين الثانوي.

تُستخدم أجهزة مختلفة لتقديم حلول التخزين، وفقًا لمستوى استخدامها وأهميتها:

فيما يلي أجهزة التخزين الأساسي الأكثر استخدامًا:

• محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة
• وسائط القرص الصلب

تتضمن أجهزة التخزين الثانوي (SSDs) ما يلي: 

• محركات الأقراص الصلبة
• الأشرطة المغناطيسية
• شريحة ذاكرة/بطاقات SSD
• محركات أقراص وميضية USB
• أقراص CD و DVD و Blu-Ray

تأتي الأجهزة التي تتعامل مع الذاكرة الثلاثية، أو البيانات في أبسط وأكثر أشكالها غير المنظمة، مباشرةً تحت أجهزة التخزين الثانوية. في التخزين الثلاثي، تُستخدم الأتمتة للتبديل بين الوسائط القابلة للإزالة (مثل الأقراص الضوئية وبكرات الشريط) التي يمكن للكمبيوتر الوصول إليها باستخدام المَداوير وآليات روبوتية مماثلة. التخزين الثلاثي ليس مشهورًا بسرعات معالجة فائقة السرعة، بل بالأحرى بتوفير تشغيل ثابت لا يخيب أبدًا.