أجهزة التخزين: التطور والأنواع والأمثلة - تقنية - 2025

تشير أجهزة التخزين أو وسائط التخزين الرقمية إلى أي جهاز قادر على احتواء بيانات الكمبيوتر ، سواء بشكل مؤقت أو دائم. يتم استخدامها لتخزين ونقل واستخراج ملفات البيانات.

إنها تسمح للمستخدم بتخزين كميات كبيرة من البيانات في مساحة مادية صغيرة نسبيًا ، مما يسهل مشاركة هذه المعلومات مع الآخرين. هذه الأجهزة قادرة على الاحتفاظ بالبيانات بشكل مؤقت أو دائم.

المصدر: pixabay.com

هناك العديد من الطرق لاستخدام وسائط تخزين البيانات. على سبيل المثال ، تعتمد أجهزة الكمبيوتر بشكل عام على تخزين المعلومات لتعمل.

يمكن أيضًا استخدام أجهزة التخزين لعمل نسخة احتياطية من المعلومات ذات الصلة. يمكن أن يؤدي تخزين البيانات الرقمية إلى مشاكل في الموثوقية والمتانة. لذلك ، من الحكمة عمل نسخ مستقلة للمعلومات.

بعض أجهزة التخزين محمولة أيضًا ، مما يعني أنه يمكن استخدامها لنقل البيانات من كمبيوتر إلى آخر.

الأهمية في الكمبيوتر

إنها أحد العناصر الرئيسية لجميع أجهزة الكمبيوتر. يقومون بتخزين جميع التطبيقات والبيانات تقريبًا على جهاز الكمبيوتر ، باستثناء البرامج الثابتة. وفقًا لنوع الجهاز المعني ، فهي متوفرة بأشكال مختلفة.

على سبيل المثال ، يحتوي الكمبيوتر الشائع على العديد من أجهزة التخزين ، مثل القرص الصلب وذاكرة التخزين المؤقت وذاكرة الوصول العشوائي. قد يكون لديك أيضًا محركات أقراص USB ومحركات أقراص ضوئية متصلة خارجيًا.

على الرغم من أن الكمبيوتر يمكنه العمل بدون أجهزة تخزين ، إلا أنه لا يمكنك عرض المعلومات إلا إذا كان متصلاً بجهاز كمبيوتر آخر لديه سعة التخزين. حتى نشاط مثل تصفح الإنترنت يتطلب تخزين المعلومات على الكمبيوتر.

لن يكون الكمبيوتر قادرًا على تذكر أو حفظ أي معلومات أو إعدادات بدون جهاز تخزين ، وبالتالي سيتم اعتباره محطة غبية.

مع تقدم أجهزة الكمبيوتر ، تعمل أجهزة التخزين أيضًا ، جنبًا إلى جنب مع زيادة متطلبات المساحة والسرعة وإمكانية النقل.

التطور من أجهزة التخزين الأولى

- كروت مثقبة

كان هذا أول جهد لتخزين البيانات على جهاز. تم استخدامها لتوصيل المعلومات إلى جهاز كمبيوتر قبل تطوير أجهزة الكمبيوتر.

طور هوليريث نظام معالجة بيانات البطاقة المثقوبة لتعداد الولايات المتحدة لعام 1890.

بحلول عام 1950 ، أصبحوا بالفعل جزءًا لا يتجزأ من صناعة الكمبيوتر. تم استخدامها حتى الثمانينيات.

- التخزين المغناطيسي

لاصقات مغناطيسية

كان محرك الشريط الأول الذي قدمته شركة Remington Rand في عام 1951 قادرًا فقط على تخزين 224 كيلو بايت من البيانات. في عام 1965 ، قدمت Mohawk Data Sciences مشفر شريط مغناطيسي.

كانت محركات الأشرطة اللاحقة قادرة على تخزين كميات كبيرة من البيانات. على سبيل المثال ، فإن محرك الأشرطة IBM TS1155 الذي تم إصداره في عام 2017 قادر على تخزين 15 تيرابايت.

محركات الأقراص الصلبة

دفعت IBM تخزين القرص المغناطيسي. لقد اخترعوا كلا من القرص المرن والقرص الصلب.

في عام 1956 ، أصدرت أول محرك أقراص ثابت يتم استخدامه في نظام RAMAC 305 ، بسعة تخزين تبلغ 5 ميجابايت وبتكلفة تصل إلى 50000 دولار.

تم تطوير أول قرص صلب بسعة تخزين 1 جيجا بايت من قبل شركة IBM في عام 1980. كان يزن 250 كيلوجرامًا وبتكلفة 40 ألف دولار. كانت Seagate أول شركة تقدم محرك أقراص صلبة بسرعة 7200 لفة في الدقيقة في عام 1992.

8 أقراص مرنة

تم تطويرها بواسطة شركة IBM كبديل لمحركات الأقراص الثابتة ، والتي كانت باهظة الثمن للغاية. تم تقديم الأول في عام 1971.

تم إنشاء هذا القرص المرن لجهاز الكمبيوتر System / 370. كان لها طلاء مغناطيسي ، بسعة 1 ميغا بايت.

5.25 ″ أقراص مرنة

في عام 1976 ، طور Shugart نسخة أصغر من القرص المرن مقاس 8 بوصات ، لأنه كان كبيرًا جدًا بالنسبة لجهاز الكمبيوتر الشخصي.

كان القرص المرن الجديد مقاس 5.25 بوصة أرخص في صنعه ويمكنه تخزين 160 كيلوبايت من البيانات. أصبحت شائعة للغاية خلال الثمانينيات وتوقفت في أوائل التسعينيات.

3.5 ″ أقراص مرنة

أنشأتها شركة IBM في عام 1984 ، وأصبحت أكثر شهرة من 5.25 بوصة. تم تقديمها بسعة 720 كيلو بايت ، ثم انتقلت إلى 1.4 ميجا بايت.

منذ بداية القرن الحادي والعشرين ، لم يتم تصنيع أجهزة الكمبيوتر المزودة بمحركات أقراص مرنة. تم استبدالها بمحركات أقراص CD-R.

- ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)

أنابيب فارغة

في عام 1948 ، طور البروفيسور ويليامز أول ذاكرة RAM لتخزين تعليمات البرمجة ، مما أدى إلى زيادة سرعة الكمبيوتر.

استخدمت مجموعة من أنابيب أشعة الكاثود ، والتي كانت تعمل كمفاتيح تشغيل / إيقاف وتخزين 1024 بت من المعلومات.

الذكريات الأساسية المغناطيسية

ابتداء من عام 1950 تم تطوير هذا النوع من الذاكرة. استخدم النظام شبكة من الكابلات تحمل التيار ، مع مغناطيس على شكل خيط يدور حيث تتقاطع الكابلات.

في عام 1953 ، طور معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أول كمبيوتر يستخدم هذه التكنولوجيا. نظرًا لأن هذه الذكريات أسرع وأكثر كفاءة من البطاقات المثقوبة ، فقد أصبحت شائعة بسرعة. ومع ذلك ، كان جعلها صعبًا للغاية ويستغرق وقتًا طويلاً.

سيطرت هذه الذاكرة حتى سبعينيات القرن الماضي ، عندما سمحت الدوائر المتكاملة لذاكرة أشباه الموصلات بأن تصبح تنافسية.

ذكريات أشباه الموصلات

في عام 1966 ، بدأت إنتل في بيع شريحة أشباه الموصلات بذاكرة 2000 بت. هذه الرقاقة تخزن البيانات في خلايا الذاكرة.

تتكون هذه الخلايا من ترانزستورات مصغرة تعمل كمفاتيح تشغيل / إيقاف.

- أقراص بصرية

في الستينيات ، تم العمل على فكرة استخدام الضوء كآلية لتسجيل الموسيقى ثم إعادة إنتاجها. أنهت شركة Sony هذا المشروع في عام 1980. وقد أدى ذلك إلى إنتاج أقراص مضغوطة وأقراص DVD و Blu-Rays.

- ذاكرة فلاش

ظهرت في السوق في أواخر عام 2000. لا تحتوي على أجزاء متحركة ، ولكنها بدلاً من ذلك تجمع بين الرقائق والترانزستورات لتحقيق أقصى قدر من الوظائف. قاموا باستبدال الأقراص المرنة كمخزن محمول.

أنواع

- جهاز التخزين الأساسي

يتم استخدامه للاحتفاظ بالبيانات / تخزينها مؤقتًا أثناء تشغيل الكمبيوتر. تُعرف أيضًا باسم الذاكرة الرئيسية أو الذاكرة الداخلية.

إنه داخلي للنظام ، لكونه أسرع أجهزة التخزين. يحتفظون عمومًا بمثيل لجميع البيانات والتطبيقات قيد المعالجة حاليًا.

يحصل الكمبيوتر على البيانات والملفات على جهاز التخزين الأساسي ويحتفظ بها حتى تكتمل العملية أو لم تعد هناك حاجة للبيانات.

تعد ذاكرة الوصول العشوائي وذاكرة بطاقة الرسومات وذاكرة التخزين المؤقت أمثلة على هذه الأجهزة.

على الرغم من أن وقت الوصول أقل بكثير وأداء أعلى ، إلا أنه أغلى من التخزين الثانوي.

يتمثل الاختلاف الرئيسي بين التخزين الأساسي والثانوي في أنه يمكن الوصول إليه مباشرة بواسطة وحدة المعالجة المركزية ، بالإضافة إلى أن التخزين متقلب وغير قابل للإزالة.

- جهاز تخزين ثانوي

يشير إلى أي جهاز تخزين غير متطاير يكون داخليًا أو خارجيًا للكمبيوتر. يسمح بالتخزين الدائم للبيانات حتى يتم حذفها أو الكتابة فوقها.

يشار إليها بالتناوب على أنها ذاكرة خارجية أو ثانوية ، والتخزين الإضافي. يسمح بشكل عام بتخزين البيانات التي تتراوح من بضع ميغا بايت إلى بيتابايت.

تخزن هذه الأجهزة تقريبًا جميع البرامج والتطبيقات المخزنة على جهاز الكمبيوتر ، بما في ذلك نظام التشغيل وبرامج تشغيل الجهاز والتطبيقات وأيضًا بيانات المستخدم.

أجهزة التخزين الضوئية

هو أي وسيط يُقرأ باستخدام الليزر. أكثر أنواع الوسائط الضوئية شيوعًا هي Blu-ray و CD و DVD.

يمكن لأجهزة الكمبيوتر قراءة الأقراص المضغوطة وأقراص DVD وكتابتها باستخدام محرك أقراص CD أو DVD. تتم قراءة Blu-ray باستخدام محرك Blu-ray.

يمكن للأقراص المضغوطة تخزين ما يصل إلى 700 ميجا بايت من البيانات ويمكن لأقراص DVD تخزين ما يصل إلى 8.4 جيجا بايت من البيانات. يمكن لأقراص Blu-ray تخزين ما يصل إلى 50 جيجابايت من البيانات.

أجهزة التخزين المغناطيسية

يعد حاليًا أحد أكثر أنواع التخزين شيوعًا المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر. يمكن العثور على هذه الفئة من الأجهزة بشكل أساسي على محركات الأقراص الثابتة.

يقوم رأس الكتابة الكهرومغناطيسية بتحيز أجزاء صغيرة من القرص الصلب بحيث تكون لأعلى أو لأسفل (تشغيل / إيقاف) لتمثيل الأرقام الثنائية 1 أو 0.

بمجرد كتابة المعلومات على القرص الصلب ، تتم قراءتها بواسطة رأس القراءة ، الذي يكتشف استقطاب كل قسم من القرص لفهم البيانات التي تمت كتابتها.

أجهزة ذاكرة فلاش

يتم توصيلها بأجهزة الكمبيوتر بموصل USB ، مما يجعلها جهازًا صغيرًا يمكن إزالته بسهولة ، كما أنها محمولة جدًا.

يمكن إعادة كتابتها عدد غير محدود من المرات ولا تتأثر بالتداخل الكهرومغناطيسي.

لقد استبدلت معظم الوسائط البصرية والمغناطيسية لأنها أصبحت أرخص ، كونها الحل الأكثر موثوقية وفعالية.

أجهزة تخزين الورق

تم استخدامها لفترة طويلة لتخزين المعلومات للمعالجة التلقائية ، خاصة قبل وجود أجهزة الكمبيوتر الشخصية.

تم تسجيل المعلومات عن طريق ثقب الثقوب في الورق أو الورق المقوى وقراءتها ميكانيكيًا لتحديد ما إذا كان هناك موقع معين في المنتصف به ثقب أم لا.

أمثلة على أجهزة التخزين

- التخزين الأساسي

ذاكرة الوصول العشوائي

المصدر: pixabay.com

الجهاز المستخدم في أجهزة الكمبيوتر ، وعادة ما يوجد على اللوحة الأم. إنه متقلب ، يتم فقد جميع المعلومات المخزنة في ذاكرة الوصول العشوائي عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر.

ذاكرة القراءة فقط (ROM)

شريحة ذاكرة غير متطايرة لا يمكن تغيير محتواها. يتم استخدامه لتخزين إجراءات بدء التشغيل في جهاز الكمبيوتر ، على سبيل المثال BIOS.

مخبأ

ذاكرة صغيرة متقلبة تمنح معالج الكمبيوتر وصولاً عالي السرعة إلى البيانات ، وتخزين البرامج والبيانات المستخدمة بشكل متكرر. يتم دمجه مباشرة في المعالج أو في ذاكرة الوصول العشوائي.

VRAM

تُعرف أيضًا باسم ذاكرة المنفذ المزدوجة ، تُستخدم VRAM (Video RAM) بشكل شائع كذاكرة فيديو ، مما يزيد من السرعة الإجمالية لبطاقة الفيديو.

- التخزين المغناطيسي

شريط ممغنط

المصدر: Hannes Grobe 23:27، 16 December 2006 (UTC) CC BY-SA 2.5

(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)

شريط بلاستيكي رقيق مطلي مغناطيسيًا يلتف حول عجلة ويخزن البيانات.

إنه أقل تكلفة من أجهزة التخزين الأخرى ، ولكنه أبطأ بكثير ، لأن الوصول متسلسل.

HDD

المصدر: pixabay.com

تخزين البيانات بشكل دائم على جهاز الكمبيوتر. يتكون من طبق أو أكثر ، حيث تتم كتابة البيانات باستخدام رأس مغناطيسي ، وكل ذلك داخل غلاف مغلق.

قرص مرن

المصدر: pixabay.com

جهاز محمول سهل التركيب ، ولكنه سهل التلف للغاية ، قادر على تخزين البيانات وقراءتها باستخدام الرأس. يأتي بأقطار مختلفة: 3.5 "و 5.25" و 8 ". بخلاف محرك الأقراص الثابتة ، يلامس الرأس محرك الأقراص ، مما يؤدي إلى تآكله في النهاية.

سوبر ديسك

محرك أقراص قدمته شركة 3M في عام 1997. ويمكنه تخزين 120 ميجا بايت على قرص بنفس حجم القرص المرن التقليدي 1.44 ميجا بايت. بعد ذلك ، تمكنت من تخزين 240 ميغا بايت.

بطاقة ممغنطة

المصدر: pixabay.com

بطاقة مستطيلة الشكل بها جسم أو شريط مغناطيسي من الخارج وتحتوي على بيانات. يمكن أن تحتوي على معلومات مثل الرصيد المتاح على بطاقة الائتمان ، أو رمز الوصول للدخول إلى الغرفة.

قرص مرن مضغوط

جهاز تم تطويره بواسطة Iomega ، والذي يعمل مثل محرك الأقراص المرنة القياسي 1.44 ميجابايت. ما يجعله فريدًا هو قدرته على تخزين ما يصل إلى 100 ميغا بايت من البيانات.

- التخزين الضوئي

قرص مضغوط

قرص يحتوي على بيانات صوتية أو برامج ذات ذاكرة للقراءة فقط. يتم استخدام محرك أقراص مضغوطة بصري لقراءته. يمكن لهذه الوحدات تشغيل أقراص صوتية مضغوطة وقراءة أقراص البيانات المضغوطة أيضًا.

CD-R

قرص مضغوط قابل للتسجيل. يمكن كتابة المعلومات على القرص مرة واحدة ثم قراءتها عدة مرات. لا يمكن حذف البيانات المكتوبة.

DVD + RW

المصدر: pixabay.com

محرك أقراص DVD قابل للتسجيل قادر على إنشاء أقراص DVD. هناك العديد من المعايير لإنشاء أقراص DVD. السعة 4.7 جيجا بايت ، أو 9.4 جيجا بايت لمحركات الأقراص على الوجهين.

دي في دي رام

وهو يختلف عن قرص DVD التقليدي في أنه يتم تخزين البيانات على مسارات متحدة المركز ، مثل محرك الأقراص الثابتة ، والذي يسمح بعمليات القراءة والكتابة في وقت واحد.

بلو راي

تم تطوير تنسيق القرص البصري بواسطة ثلاثة عشر شركة إلكترونية وأجهزة كمبيوتر. يمكنه تخزين ما يصل إلى 25 جيجابايت و 50 جيجابايت على قرص مزدوج الطبقة. القرص بنفس حجم قرص مضغوط قياسي.

- ذاكرة متنقله

محرك فلاش USB

المصدر: pixabay.com

جهاز محمول بحجم إبهام الإنسان. يتصل بجهاز كمبيوتر من خلال منفذ USB.

لا تحتوي على أجزاء متحركة ، بل شريحة ذاكرة دائرة متكاملة تستخدم لتخزين البيانات. تختلف في أحجامها من 2 جيجا بايت إلى 1 تيرا بايت.

شريحة ذاكرة

المصدر: pixabay.com

يتم استخدامه لتخزين الصور ومقاطع الفيديو أو البيانات الأخرى على الأجهزة الإلكترونية مثل الكاميرات الرقمية وكاميرات الفيديو الرقمية ومشغلات MP3 وأجهزة المساعد الرقمي الشخصي والهواتف المحمولة وأجهزة الألعاب والطابعات.

جهاز الحالة الصلبة (SSD)

يستخدم مجموعات من الدوائر المتكاملة كذاكرة لتخزين البيانات بشكل دائم باستخدام ذاكرة فلاش. لديه أوقات وصول أسرع وزمن انتقال أقل من القرص الصلب.

- سحابة التخزين

المصدر: pixabay.com

تصف "السحابة" الخدمات التي تقدمها مجموعة من الخوادم البعيدة عبر الشبكة.

يوفر سعة تخزين يمكن الوصول إليها من أي جهاز متصل بالإنترنت باستخدام مستعرض ويب.

- أجهزة ورقية

بطاقة مثقبة

المصدر: Mutatis mutandis CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

طريقة شائعة لتخزين البيانات مستخدمة في أجهزة الكمبيوتر القديمة. تتكون بشكل أساسي من بطاقة من الورق المقوى بها ثقوب مثقوبة تم إنشاؤها يدويًا أو آليًا.

شريط مثقوب

إنه شريط طويل من الورق يتم فيه عمل ثقوب لتخزين البيانات. تم استخدامه في معظم القرن العشرين للاتصالات عن بعد.

المراجع

1. أمل الكمبيوتر (2019). جهاز التخزين. مأخوذة من: computerhope.com.
2. تيكوبيديا (2019). جهاز التخزين. مأخوذة من: ceilingpedia.com.
3. بول جودمان (2019). أساسيات الكمبيوتر: 10 أمثلة لأجهزة تخزين البيانات الرقمية. مستقبل توربو. مأخوذة من: turbofuture.com.
4. علوم الكمبيوتر (2019). أجهزة التخزين. مأخوذة من: computercience.gcse.guru.
5. ويكيبيديا ، الموسوعة المجانية (2019). تخزين بيانات الكمبيوتر. مأخوذة من: en.wikipedia.org.
6. تدريس علوم الكمبيوتر (2019). أجهزة التخزين. مأخوذة من: teachcomputerscience.com.
7. كيث دي فوت (2017). تاريخ موجز لتخزين البيانات. وفرة البيانات. مأخوذة من: dataversity.net.