تنبية

جميع ما تحتوية هذه الصفحة والآراء التي تحويها تعبر فقط عن رأي صاحبها و ليس بالضرورة رأي الكلية التقنية بالدوادمي، ولا تتحمل الكلية أي مسئولية عن ماقد تحتوية من ملفات وحقوق النسخ


الكلية التقنية بالدوادمي - عبدالعزيز رجاء ابراهيم العصيمي - ذاكرة التخزين المؤقت للمعالج
ذاكرة الوصول العشوائي RAM :

تعتبر ذاكرة الوصول العشوائي RAM أحد القطع الإلكترونية المثبتة على اللوحة الأم، بحيث يُخزّن فيها نظام التشغيل وبرامج التطبيقات والبيانات في حال تشغيلها وفتحها، ويكون الوصول إليها سريعاً من المعالج مقارنةً بوسائل التخزين الأخرى كمحرك الأقراص الثابتة (HDD)، محرك الأقراص الصلبة (SSD)، أو محرك الأقراص الضوئية، وتسمّى بذاكرة التخزين المؤقت والذاكرة الرئيسية المتطايرة؛ مما يعني أنه يتم الاحتفاظ بالبيانات فيها في حال كان الكمبيوتر قيد التشغيل، وتُفقد عند إغلاقه، كما يتم تحميل نظام التشغيل عليها في كل مرة يتم فيها تشغيل الكمبيوتر والذي يكون في العادة مخزّناً على القرص الصلب.

 ذاكرة الكاش:

ـ تسمّى الذاكرة المخبئية (بالإنجليزية: Cash Memory)، تطلب وحدة المعالجة المركزية التعليمات من الذاكرة الرئيسية، وتضم بداخلها مسجلات (بالإنجليزية: Registers) لها سرعة عالية للوصول للتعليمات، ولكنها محدود العدد وتكلفتها عالية، أمّا الذاكرة المخبئية تعد تكلفتها أقل مقارنةً مع مسجلات وحدة المعالجة المركزية، بحيث توضع ذاكرة الكاش ذات السرعة العالية بين وحدة المعالجة المركزية والذاكرة الرئيسية (بالإنجليزية:Main memory)، وتخزّن نسخًا من البيانات من مواقع الذاكرة الرئيسية المستخدمة بكثرة، وتزيد من كفاءة وسرعة وحدة المعالجة المركزية، بحيث تستخدم لتقليل وقت الوصول إلى البيانات بدلاً من الذهاب إلى الذاكرة الرئيسية، كما تتميز ذاكرة الكاش بصغرها، وسرعتها.

 ذاكرة الكاش والذاكرة الرئيسية RAM: 

عند تبادل البيانات بين المعالج المركزي للكمبيوتر والذاكرة الرئيسية (RAM)، فإن الحاسوب يتأكد أولاً فيما إذا كانت المعلومات التي يحتاجها مخزنة في ذاكرة الكاش أم لا، فيُرجعها إلى المعالج إذا وجدها، وإلّا سيستعيدها من الذاكرة الرئيسية (بالإنجليزية: Main memory)، كما تعمل ذاكرة الكاش مع القرص الصلب بنفس الآلية، بحيث يتم استخدام ذاكرة الكاش للاحتفاظ بالبيانات التي تم كتابتها مؤخرًا أو تمّ استردادها من القرص الصلب .

 

الفرق بين الذاكرة و الذاكرة المخبأة: 

كلاهما ذاكرة، أي مكان لتخزين البيانات، ثم استعادتها في وقت لاحق.

لكن ما يميز الذاكرة المخبأة (Cache Memory) عن الذاكرة العادية، أنها تستخدم في استخدامات مؤقتة، وليست دائمة، مثل أن يتم فيها تخزين البيانات القادمة (التي يتوقع أن يتم طلبها) فيها، أو البيانات التي تستخدم بكثرة، أو البيانات التي أصبحت جاهزة حاليا.

تخدم هذه الوظائف غرض تقليل زمن التأخير، فعندما يطلب المعالج البيانات من الذاكرة العادية، فانه لا يحصل عليها في الحال، ولكن بعد فترة من الزمن ،حيث عادة ما تكون سرعة الذاكرة العادية أبطأ كثيرا من سرعة المعالج نفسه، إضافة الي محدودية التعامل بين المعالج والذاكرة العادية بسبب ضعف القدرة التوصيلية بينهما (عدد الأسلاك)، أو بسبب السرعة كما ذكرنا.

هنا تظهر فائدة الذاكرة المخبأة، فهي عادة ما تتواجد بالقرب من المعالجات، وتعمل بسرعات مماثلة لها، كما تحتوي علي قدرة توصيلية أعلي، وهذا يقلل بشدة من أزمان التأخير، مما يعطي المعالج فرصة الوصول للبيانات التي يرغب فيها بسرعة، وبالتالي يزيد الأداء أثناء عملية المعالجة.

سمّيت الذاكرة المخبأة باسم Cache، من الفعل الفرنسي Cacher، ومعناه يخبأ أو يخفي، وسبب ذلك أن الوصول لهذه الذاكرة غير متاح للبرامج والتطبيقات بشكل مباشر (في المعتاد)، حيث يتولي المعالج وضع البيانات بنفسه في هذه الذاكرة.

تستخدم الذواكر المخبأة أيضا في الربط بين الذواكر ذات الأوساط المختلفة، مثل الربط بين القرص الصلب Hard Disk، والذاكرة العشوائية RAM، فالقرص الصلب هنا بطئ جدا، والذاكرة العشوائية سريعة للغاية بالمقارنة ،وعادة ما تنشأ نقاط اختناق عند نسخ البيانات من القرص الصلب الي الذاكرة العشوائية بسبب فرق السرعة الشاسع بينهما، لذا توضع ذاكرة مخبأة عالية السرعة Cache في كل قرص صلب، حيث تسجل فيها البيانات التي يتوقع أن يطلبها المستخدم، إضافة للبيانات التي يتكرر طلبها، وعندما تحتاج الذاكرة العشوائية هذه البيانات، فانها تستخرجها من الذاكرة المخبأة مباشرة، ولا تنتظرها أبدا من القرص الصلب