ورقة عمل: الذاكرة المركزية: الأنواع، المكونات، وآلية العمل

ورقة عمل: الذاكرة المركزية: الأنواع، المكونات، وآلية العمل (مع الحلول)

مراجعة سريعة:

• الذاكرة المركزية: مكان تخزين البيانات والتعليمات التي يحتاجها المعالج لتنفيذ العمليات.
• RAM (ذاكرة الوصول العشوائي): ذاكرة مؤقتة تفقد البيانات عند انقطاع التيار.
• ROM (ذاكرة القراءة فقط): ذاكرة دائمة تحتفظ بالبيانات حتى بعد إيقاف التشغيل.
• DRAM و SRAM: نوعان رئيسيان من RAM، يختلفان في السرعة والتكلفة والاستخدام.
• متحكم الذاكرة (Memory Controller): يدير عمليات القراءة والكتابة من وإلى الذاكرة.
• النواقل (Buses): مسارات لنقل البيانات والعناوين والتحكم بين المعالج والذاكرة.
• عملية القراءة: استرجاع البيانات من الذاكرة.
• عملية الكتابة: تخزين البيانات في الذاكرة.

التمارين:

أولاً: أسئلة الاختيار من متعدد (اختر الإجابة الصحيحة):

1. أي من أنواع الذاكرة التالية تعتبر متطايرة (تفقد البيانات عند انقطاع التيار)؟
   • أ) ROM
   • ب) EPROM
   • ج) RAM
   • د) EEPROM
2. أي من أنواع الذاكرة التالية تستخدم في ذاكرة التخزين المؤقت (Cache) للمعالج؟
   • أ) DRAM
   • ب) SRAM
   • ج) ROM
   • د) Flash Memory
3. ما هو المكون المسؤول عن إدارة عمليات القراءة والكتابة من وإلى الذاكرة المركزية؟
   • أ) وحدة المعالجة المركزية (CPU)
   • ب) وحدة الحساب والمنطق (ALU)
   • ج) متحكم الذاكرة (Memory Controller)
   • د) ناقل البيانات (Data Bus)

ثانياً: أسئلة صح أم خطأ (ضع علامة صح أو خطأ أمام العبارات التالية):

1. ( ) تُستخدم ذاكرة ROM لتخزين نظام التشغيل.
2. ( ) ذاكرة SRAM أبطأ وأقل تكلفة من DRAM.
3. ( ) ينقل ناقل العناوين (Address Bus) البيانات بين المعالج والذاكرة.
4. ( ) عملية القراءة تعني تخزين بيانات جديدة في الذاكرة.

ثالثًا: مسائل حسابية موسعة:

1. إذا كان لديك ذاكرة RAM بسعة 16 جيجابايت، احسب:
   • عدد البايتات الموجودة في الذاكرة.
   • عدد الكيلوبايتات الموجودة في الذاكرة.
   • عدد الميجابايتات الموجودة في الذاكرة.
   (تذكر أن 1 جيجابايت = 1024 ميجابايت، 1 ميجابايت = 1024 كيلوبايت، و 1 كيلوبايت = 1024 بايت).
2. إذا كان ناقل العناوين (Address Bus) بسعة 32 بت، فما هو أكبر عدد من المواقع التي يمكن عنونتها في الذاكرة؟ عبر عن النتيجة بالبايت، الكيلوبايت، الميجابايت، والجيجابايت.
3. إذا كان لديك نظام يستخدم ذاكرة DRAM بتردد 1600 ميجاهرتز، وذاكرة SRAM بتردد 4000 ميجاهرتز، فما هو الفرق في زمن الوصول (Access Time) بينهما؟ (افترض أن زمن الوصول يتناسب عكسيًا مع التردد).

رابعًا: أسئلة مفتوحة:

1. اشرح الفرق بين ذاكرة RAM وذاكرة ROM من حيث الوظيفة، التطبيقات، والتقنية المستخدمة.
2. صف آلية عمل الذاكرة المركزية، موضحًا دور كل من متحكم الذاكرة والنواقل في عمليتي القراءة والكتابة.

الحلول

أولاً: أسئلة الاختيار من متعدد:

1. ج) RAM
2. ب) SRAM
3. ج) متحكم الذاكرة (Memory Controller)

ثانياً: أسئلة صح أم خطأ:

1. (خطأ)
2. (خطأ)
3. (خطأ)
4. (خطأ)

ثالثًا: مسائل حسابية:

1. • عدد البايتات: 16 جيجابايت × 1024 ميجابايت/جيجابايت × 1024 كيلوبايت/ميجابايت × 1024 بايت/كيلوبايت = 17,179,869,184 بايت.
   • عدد الكيلوبايتات: 16 جيجابايت × 1024 ميجابايت/جيجابايت × 1024 كيلوبايت/ميجابايت = 16,777,216 كيلوبايت.
   • عدد الميجابايتات: 16 جيجابايت × 1024 ميجابايت/جيجابايت = 16,384 ميجابايت.
2. أكبر عدد من المواقع: 2³² = 4,294,967,296 موقع.
   • بالبايت: 4,294,967,296 بايت
   • بالكيلوبايت: 4,294,967,296 بايت / 1024 بايت/كيلوبايت = 4,194,304 كيلوبايت
   • بالميجابايت: 4,194,304 كيلوبايت / 1024 كيلوبايت/ميجابايت = 4096 ميجابايت
   • بالجيجابايت: 4096 ميجابايت / 1024 ميجابايت/جيجابايت = 4 جيجابايت
3. زمن الوصول يتناسب عكسيًا مع التردد، لذا:
   • زمن الوصول DRAM ∝ 1 / 1600 ميجاهرتز
   • زمن الوصول SRAM ∝ 1 / 4000 ميجاهرتز
   • الفرق في زمن الوصول يعتمد على ثابت التناسب. لكن يمكن القول أن SRAM أسرع بـ 2.5 مرة.

رابعًا: أسئلة مفتوحة:

1. ذاكرة RAM:
   • الوظيفة: تخزين البيانات والبرامج قيد الاستخدام بشكل مؤقت.
   • التطبيقات: تستخدم لتشغيل نظام التشغيل، التطبيقات، والألعاب.
   • التقنية: تعتمد على المكثفات والترانزستورات لتخزين البيانات.
   ذاكرة ROM:
   • الوظيفة: تخزين التعليمات الأساسية التي يحتاجها الحاسوب لبدء التشغيل (مثل BIOS).
   • التطبيقات: تستخدم لتخزين برامج الإقلاع، برامج التحكم في الأجهزة، والبرامج الثابتة.
   • التقنية: تعتمد على خلايا تخزين غير قابلة للتغيير بسهولة.
2. آلية عمل الذاكرة المركزية تتضمن:
   • وحدة المعالجة المركزية (CPU) ترسل عنوانًا إلى متحكم الذاكرة عبر ناقل العناوين (Address Bus).
   • متحكم الذاكرة يحدد موقع البيانات المطلوب في الذاكرة.
   • إذا كانت العملية قراءة، يقوم متحكم الذاكرة بجلب البيانات من الذاكرة وإرسالها إلى وحدة المعالجة المركزية عبر ناقل البيانات (Data Bus).
   • إذا كانت العملية كتابة، يقوم متحكم الذاكرة بتخزين البيانات القادمة من وحدة المعالجة المركزية عبر ناقل البيانات في الموقع المحدد في الذاكرة.
   • يتم نقل إشارات التحكم (مثل إشارة القراءة أو الكتابة) عبر ناقل التحكم (Control Bus).

رابط الدرس الخامس: https://info.takwinmihani.com/2025/04/Central-Memory-RAM-and-ROM.html

• LinkedIn
• Whatsapp
• Print

admin

قد تُعجبك هذه المشاركات

تعليقات