از بسیاری جهات، حافظه ما آنچه که هستیم را میسازد،
و به ما کمک میکند که گذشته مان را به خاطر بیاوریم،
مهارتی را یاد بگیریم و آن را حفظ کنیم،
و برای آیندهمان برنامه ریزی کنیم.
و برای کامپیوترها که اغلب به عنوان ضمیمهای از ما عمل میکند،
حافظه نقش نسبتا مشابهای را ایفا میکند،
چه دو ساعت فیلم باشد،
چه دو فایل متنی باشد،
یا دستورالعملی برای بازکردن باشد،
همه چیز در حافظه کامپیوتر به شکل واحدهای پایهای به نام بیتها،
یا رقمهای دوتایی درمیآید. ( صفر و یک)
هریک از آنها در یک سلول حافظه ذخیره میشوند
که میتوانند بین دو حالت برای دو مقدار ممکن جابجا شوند،
صفر و یک.
فایل ها و برنامه دربرگیرنده میلیونها از این بیتها هستند،
همه پردازشها در مرکز پردازش
یا CPU صورت می پذیرد،
که به عنوان مغز کامپیوتر عمل میکند.
و هرچه تعداد بیتهای نیازمند پردازش اضافه شوند،
طراحان کامپیوتر با تقلایی بیشتری برای،
اندازه، هزینه و سرعت کامپیوتر مواجه میشوند.
کامپیوترها مانند ما دارای حافظه کوتاه مدت برای کارهای آنی هستند،
و حافظه بلند مدت برای ذخیره دائمی.
هنگامی که شما یک برنامه را اجرا میکنید،
سیستم عامل شما منطقه ای را در حافظه کوتاه مدت
برای انجام دستورهای به آن اختصاص میدهد.
برای مثال، هنگامی که شما یک کلید را در برنامه واژه پرداز فشار میدهید،
پردازنده یکی از این مکانها را برای بازیابی بیت از دادهها در دسترس میگذارد.
همچنین می تواند آنها را تغییر داده، و یا یک حرف نو بنویسد.
زمانی که طول میکشد به به عنوان تاخیر حافظه شناخته میشود.
و چون دستورالعمل برنامه باید به سرعت و به طور مداوم پردازش شود،
همه مکانهای موجود در حافظه کوتاه مدت می تواند در هر سفارش قابل دسترسی باشد،
از این رو به آن حافظه با دسترسی تصادفی میگویند.
رایج ترین نوع RAM، رم دینامیک یا DRAM هست.
هر سلول حافظه شامل یک ترانزیستور کوچک و یک خازن وجود است
که بارهای الکتریکی را ذخیره میکند،
صفر زمانی که هیچ بار الکتریکی وجود ندارد، یا یک برای وقتی که دارای بار الکتریکی هست
این نوع حافظه را پویا یا داینامیک میگویند
زیرا اینها تنها دارای بارهای کوتاه مدتی قبل ازاینکه بارهای آنها خالی شود هستند،
که نیاز به شارژ تناوبی برای حفظ داده ها دارند.
اما حتی اگر زمان تأخیر آن کمتر از ۱۰۰ نانو ثانیه باشد
برای پردازندههای مدرن طولانی است،
همچنین یک حافظه پنهان داخلی کوچک با سرعت بالا
که از حافظه استاتیک ساخته شده در آنجا وجود دارد.
که معمولاً از شش ترانزیستور داخلی به هم پیوسته شده ساخته شده
که نیازمند دوباره سازی نیستند.
SRAM سریع ترین حافظه در یک سیستم کامپیوتری هست،
همچنین گران ترین بخش آن،
و سه برابر DRAM فضا میگیرد.
اما رم و حافظه پنهان تنها میتواند داده ها را تا
زمانی که در حال کارهستند در خود را نگه دارند.
برای اینکه داده ها هنگامی که دستگاه خاموش است باقی بمانند،
آنها باید به یک دستگاه ذخیره سازی طولانی مدت منتقل شوند،
که در سه نوع اصلی می باشند.
بصورت ذخیره سازی مغناطیسی، است که ارزان ترین هست،
دادهها یه عنوان یک الگوی مغناطیسی بر یک دیسک گردان با فیلم مغناطیسی ذخیره میشوند
اما چون دیسک باید در جاییکه دادهها هستند دوران کند،
برای اینکه خوانده شود،
زمان تاخیری برای چنین درایوهای ۱۰۰٫۰۰۰ بار آهسته تر از DRAM هست.
از سوی دیگر، ذخیره سازی نوری مبتنی بر دی وی دی و Blu-ray
نیز از دیسکهای گردان استفاده میکنند،
اما با یک پوشش منعکس کننده.
بیتها به شکل نقاط روشن و تاریکی با استفاده
از رنگی که توسط لیز خوانده میشوند کدگذاری میشوند.
در حالی که رسانههای ذخیرهسازی نوری ارزان و قابل حمل هستند،
آنها در زمان شروع کندتر از ذخیره سازی مغناطیسی هستند
و ظرفیت پایین تری دارند.
در آخر، جدیدترین و سریعترین نوع ذخیرهسازی بلند مدت درایوهای حالت جامد هستند،
مانند فلش استیکها.
آنها قطعات متحرک ندارند،
به جای استفاده از ترانزیستورهای نیم رسانا
که بیتها را با دام انداختن یا از بین بردن بارهای الکتریکی ذخیره میکند
سازههای داخلی با طراحی ویژهای که دارند ذخیره میشوند.
خُب چگونه به این میلیاردها بیت اعتماد کنیم؟
ما تمایل داریم که حافظه کامپیوتر یک حافظه پایدار و دائمی باشد،
اما در واقع حافظه کامپیوتر نسبتا به سرعت از بین میرود.
حرارت تولید شده از یک کامپیوتر و محیط پیرامون آن
در نهایت بار مغناطیسی دیسکهای سخت را از بین میبرد،
در رسانههای نوری کاهش رنگ صورت میگیرد،
و باعث نشت شارژ در ترانسیستورهای نیمه رسانا میشوند.
همچنین درایوهای جامد ضعف دیگری هم دارند
نوشتن مکرر بر روی ترانسیستورهای نیم رسانا خوردگی ایجاد میکند
در نهایت بی استفاده میشوند.
داده ها در بسیاری از رسانه های ذخیره سازی فعلی
عمر متوسطی کمتر از ده سال دارند،
دانشمندان در حال کار به بهره برداری خواص فیزیکی مواد
تا سطح کوانتومی آنها هستند
به امید ساخت دستگاه هایی با حافظه سریع تر،
کوچکتر،
و با دوام تر.
اکنون، جاودانگی برای انسان و کامپیوتر، به طور یکسانی دور از دسترس هست.