وقتی کامپیوتر یا لپ‌تاپ خود را روشن می‌کنید، قبل از آن‌که سیستم‌عامل بالا بیاید و بتوانید با آن کار کنید، مجموعه‌ای از دستورالعمل‌های پنهان و از پیش ذخیره‌شده شروع به اجرا می‌کنند. این دستورالعمل‌ها در بخشی از حافظه قرار دارند که حتی با قطع کامل برق هم پاک نمی‌شوند؛ همان حافظه ROM. شاید اسمش را شنیده باشید اما ندانید دقیقاً چه کاری انجام می‌دهد و چه تفاوتی با RAM دارد. در این مقاله از مجموعه فنی حرفه‌ای دکتر برد ، با زبانی ساده و مثال‌های ملموس، حافظه ROM را بررسی می‌کنیم، انواع آن را می‌شناسیم و می‌بینیم چرا بدون آن، هیچ کامپیوتری حتی قادر به روشن شدن هم نیست.

حافظه ROM چیست؟

حافظه ROM یا Read-Only Memory یکی از اصلی‌ترین بخش‌های یک کامپیوتر است که اطلاعات آن فقط خواندنی بوده و امکان تغییر یا پاک کردنش به‌صورت عادی وجود ندارد. این حافظه معمولا شامل دستورالعمل‌های پایه‌ای است که کامپیوتر برای شروع کار به آن نیاز دارد.
به‌عنوان مثال، وقتی دکمه پاور کامپیوتر یا لپ‌تاپ را فشار می‌دهید، سیستم‌عامل هنوز بارگذاری نشده است. در این لحظه، حافظه ROM وارد عمل می‌شود و داده‌ها و دستورالعمل‌های ضروری برای روشن کردن و آماده‌سازی سیستم را در اختیار پردازنده قرار می‌دهد. بدون ROM، کامپیوتر مانند ماشینی است که کلید ندارد و روشن نمی‌شود.

این حافظه همچنین به حافظه غیرفرار معروف است، زیرا داده‌های ذخیره شده در آن حتی پس از قطع برق هم حفظ می‌شوند.

کامپیوترها چگونه با حافظه ROM راه ‌اندازی می ‌شوند؟

وقتی کامپیوتر را روشن می‌کنید، پردازنده (CPU) هنوز سیستم‌عامل را نمی‌شناسد و نمی‌داند باید چه کاری انجام دهد. در این لحظه ROM وارد عمل می‌شود.

پردازنده به‌طور خودکار به یک آدرس مشخص (مثل FFFF0h) می‌رود که در آن دستوراتی ذخیره شده است تا به CPU بگوید چگونه قطعات را بررسی و سیستم‌عامل را بارگذاری کند.
این دستورالعمل‌ها معمولاً در بخش BIOS یا Firmware ذخیره می‌شوند که در ROM قرار دارند.

جالب است بدانید که حتی ۱۶ بایت آخر ROM می‌تواند کافی باشد تا سیستم با یک دستور پرش کنترل را به ابتدای ROM برگرداند و فرآیند بوت را کامل کند. به همین دلیل ROM می‌تواند بسته به نیاز، اندازه‌های مختلفی داشته باشد.

بررسی تفاوت ‌ها و ویژگی ‌های حافظه ROM و RAM

حافظه‌های RAM و ROM هر دو بخش مهمی از سیستم کامپیوتری هستند، اما عملکرد و ویژگی‌های متفاوتی دارند. در واقع، ROM زیرمجموعه‌ای از سیستم حافظه کلی است و هر کدام نقش خاص خود را ایفا می‌کنند:

• RAM (حافظه موقت یا فرار): این حافظه به صورت موقت اطلاعات را ذخیره می‌کند. با خاموش شدن یا ریست شدن سیستم، تمام داده‌های موجود در RAM از بین می‌روند. این حافظه هم قابل خواندن و هم قابل نوشتن است و توسط نرم‌افزارها و سیستم عامل به صورت مداوم به‌روزرسانی می‌شود.
• ROM (حافظه فقط خواندنی یا غیرفرار): اطلاعات ذخیره شده در ROM با قطع برق یا ریست سیستم از بین نمی‌روند. برخلاف RAM، ROM معمولاً فقط قابل خواندن است و داده‌های آن یک‌بار توسط کارخانه یا تولیدکننده نوشته می‌شوند. با این حال، انواع خاصی از ROM، مانند EPROM، امکان پاک شدن و بازنویسی تحت شرایط خاص را دارند.

بررسی انواع حافظه ROM

حافظه‌های ROM انواع مختلفی دارند که هر کدام کاربرد و ویژگی‌های خاص خود را دارند. در ادامه به مهم‌ترین آن‌ها اشاره می‌کنیم:

• MROM : این اولین نوع حافظه ROM بود که در تاریخ فناوری نیمه‌هادی‌ها معرفی شد. داده‌ها به صورت فیزیکی و در حین ساخت روی مدار ذخیره می‌شوند و امکان تغییر آن‌ها بعد از تولید وجود ندارد. MROM از شبکه‌ای از خطوط کلمه و خطوط بیت تشکیل شده بود که با سوئیچ‌های ترانزیستوری به هم متصل می‌شدند. این نوع حافظه هزینه زیادی نداشت و برای برنامه‌های ساده و ثابت مناسب بود.

• PROM (حافظه فقط خواندنی قابل برنامه‌ریزی): حافظه PROM در ابتدا خالی است و کاربر می‌تواند تنها یک بار آن را برنامه‌ریزی کند. هر بیت در این حافظه با فیوز یا ضدفیوز مشخص می‌شود و پس از برنامه‌ریزی داده‌ها به طور دائم ذخیره می‌شوند. داده‌ها قابل تغییر یا پاک شدن نیستند. این نوع حافظه در برنامه‌های سطح پایین، مانند میان‌افزار یا میکروکد، کاربرد دارد.
• EPROM (حافظه فقط خواندنی قابل برنامه‌ریزی و پاک‌شدنی): نسخه‌ای پیشرفته‌تر از PROM است که می‌توان آن را پاک و دوباره برنامه‌ریزی کرد. داده‌های ذخیره شده در این حافظه با تابش نور فرابنفش پاک می‌شوند و سپس می‌توان اطلاعات جدید روی آن نوشت. قبل از معرفی EEPROM و حافظه‌های فلش، EPROM در میکروکنترلرها و سیستم‌های الکترونیکی استفاده می‌شد.
• EEPROM ( حافظه فقط خواندنی قابل برنامه‌ریزی و پاک‌شدن به صورت الکتریکی): مدرن‌ترین نوع ROM است که می‌توان آن را به صورت الکتریکی پاک و دوباره برنامه‌ریزی کرد، بدون نیاز به تجهیزات خاص مثل نور فرابنفش. این حافظه امکان پاک و برنامه‌ریزی حدود ده هزار بار را دارد و زمان عملیات آن بین ۴ تا ۱۰ میلی‌ثانیه است. EEPROM در میکروکنترلرها، سیستم‌های کنترل از راه دور و بسیاری از مادربردها استفاده می‌شود و امکان به‌روزرسانی نرم‌افزاری مانند BIOS را فراهم می‌کند.

مزایا و معایب حافظه ROM

مزایا:

• غیر فرار: داده‌ها با قطع برق از بین نمی‌روند.
• امن و قابل اعتماد: امکان تغییر غیرمجاز ندارد.
• مناسب برای ذخیره دستورهای راه‌اندازی سیستم (Boot)

معایب:

• تغییر داده‌ها دشوار است.
• ظرفیت ذخیره‌سازی محدود.
• سرعت نوشتن پایین.
• فرسودگی در انواع قابل برنامه‌ریزی (EPROM/EEPROM)بعد از چند بار بازنویسی.
• هزینه اولیه تولید بالاتر نسبت به RAM

جمع ‌بندی و اهمیت حافظه ROM در کامپیوتر

حافظه ROM پایه و اساس عملکرد هر کامپیوتر و دستگاه الکترونیکی است و بدون آن، سیستم حتی روشن هم نمی‌شود. این حافظه اطلاعات حیاتی و دستورالعمل‌های راه‌اندازی سیستم را به‌صورت دائمی ذخیره می‌کند و با قطع برق هم از بین نمی‌رود. انواع مختلف ROM، از MROM ساده تا EEPROM پیشرفته، به شما امکان می‌دهند تا با کاربردها و محدودیت‌های هر نوع حافظه آشنا شوید و از آنها در تعمیرات و به‌روزرسانی سیستم‌ها بهره ببرید.

اگر می‌خواهید به صورت عملی یاد بگیرید چگونه حافظه‌ها و قطعات لپ‌تاپ و کامپیوتر را تعمیر و بهینه کنید، در دوره آموزش تعمیرات لپ‌تاپ و کامپیوتر مجموعه دکتر برد شرکت کرده و مهارت‌های خود را حرفه‌ای کنید!