RAM и ROM: назначение и устройство. Типы памяти андроид смартфонов. RAM (ОЗУ) андроид. ROM (ПЗУ) андроид. Внутренняя память андроид

Аппаратное обеспечение компьютера.

Под аппаратным обеспечением компьютера мы понимаем все его "внутренности", т.н. "железо".

В аппаратное обеспечение можно включить:

1)Материнскую плату.

Материнская плата включает в себя (устанавливаются на нее):

1. CPU - Центральный процессор

2. ОЗУ (Оперативное запоминающее устройство она же RAM - Random Access Memory) - Оперативная память.

3. ПЗУ (она же ROM - Read Only Memory)

4. Компьютерные шины - грубо говоря, вход под какое либо устройство. Наиболее часто встречающаяся нам шина - USB. Шина управляется драйвером.

5. Блок питания - предназначается для(основные функции):

а) Питания компьютера

б) Преобразования напряжения - повышение и понижение величины напряжения.

в) Стабилизация напряжения и тока - напряжение, ток и другие параметры на выходе источника питания должны лежать в определённых пределах, в зависимости от его назначения. Чаще всего необходима стабилизация напряжения на нагрузке, однако иногда (например, для зарядки аккумуляторов) необходима стабилизация тока.

6. Звуковая плата - встроена в большинство современных материнских плат.

7. Сетевая плата - встроена в большинство современных материнских плат.

8. Устройства хранения информации (в частности - жесткий диск).

9. Видеокарта

10. Устройства ввода - мышь, клавиатура и т.д.

11. Устройства вывода - монитор, колонки, наушники, принтер, монитор и т.д.

Системный блок: назначение и устройство.

Системный блок это не что иное, как корпус компьютера, предназначенный для защиты его аппаратного обеспечения. Изготовляется в основном и стали, алюминия и пластика.

К самому блоку крепится лишь несколько устройств:

1. Материнская память.

2. Фронтальная панель, содержащая кнопки включения и перезагрузки и иногда гнезда для наушников, микрофона, а так же USB входы.

3. Блок питания.

4. Жесткие диски и оптические приводы (дисководы) обычно крепятся на передней части корпуса под фронтальной панелью.

Процессор: назначение и устройство.

Процессор (CPU - Central Process Unit) - Главная, самая маленькая и при этом зачастую самая дорогая часть компьютера. Процессор устанавливается в специальный слот на материнской памяти, после чего обычно на него устанавливается кулер, служащий для охлаждения процессора.

Внешне представляет собой кремневую пластинку с миллионами и миллиардами (на сегодняшний день) транзисторов и каналов для прохождения сигналов. Назначение процессора – это автоматическое выполнение программы. Другими словами, он является основным компонентом любого компьютера.

Процессор состоит из:

1. Арифметико-логического устройства (АЛУ)- выполняет все основные математические и логические операции. Все операции вычисления проходят в двоичной системе счисления.

2. Устройство управления - от него зависит согласованность работы процессора с другими устройствами.

3. Регистры - в них временно хранится текущая команда, промежуточные и конечные данные (результат вычислений АЛУ).

4. Кэш - хранит часто используемые данные и команды. Обращение в кэш происходит намного быстрее, чем в оперативную память, поэтому, чем он больше, тем лучше.

RAM и ROM: назначение и устройство.

RAM (Read Access Memory), оно же ОЗУ (Оперативное запоминающее устройство).

Оперативная память компьютера, которая вставляется в соответствующий разъем на материнской плате. ОЗУ представляет собой запоминающее устройство с произвольным доступом. Это означает, что прочитать/записать данные можно из любой ячейки ОЗУ в любой момент времени. В ОЗУ временно(!) хранятся данные и команды необходимые процессору для выполнения операций. Данные в ОЗУ доступны лишь когда компьютер включен. Даже кратковременное пропадание питания приводит к искажению или пропаданию данных.

Назначение ОЗУ:

а) Хранение данных и команд для дальнейшей передачи процессору.

б) Хранение (временное!) результатов вычислений процессора.

в) Считывание или запись содержимого ячеек.

Оперативная память состоит их ячеек, каждая из которых имеет свой собственный адрес и хранит один бит информации. Ячейка памяти хранит в себе один бит информации, для того чтобы динамическая память хранила бы в себе мегабайты, а сейчас уже и гигабайты данных, необходимо чтобы все эти элементарные по объёму ячейки памяти объединялись между собой в большие массивы, накопители или матрицы памяти.

ROM (Read Only Memory), оно же ПЗУ (Постоянное запоминающее устройство).

Постоянное запоминающее устройство. Это "встроенная" память компьютера где хранятся данные, которые можно считывать, но обычно нельзя изменить. Именно в ROM размещается программный код обеспечивающий загрузку компьютера. При выключении компьютера данные с ROM не пропадают, в отличии данных с RAM. Несмотря на то, что термин Read Only Memory подразумевает невозможность изменения данных, к ROM так же относят жесткие диски и CD-ROM. Одним из видов микропрограмм записанных на ROM является BIOS (Basic Input/Output System).


Ежедневно в поисковых системах только растут запросы по поводу того, что такое ОЗУ на смартфоне, как его можно изменить, измерить, увеличить.

Как увеличить ОЗУ на телефоне – самый популярный запрос, конечно же. Но дело в том, что со временем Ваш смартфон начинает работать медленнее, глючить, а все дело в том самом ОЗУ.

В целом, ОЗУ – это специальный тип памяти, которая присутствует на современном телефоне. И чтобы ответить за вопросы, придется объяснить какие бывают виды памяти, и как они отличаются друг от друга.

1. Какая бывает память на телефоне

Современные телефоны включают в себя три типа памяти:
1. ОЗУ , она же оперативная память, на английском RAM. Этот вид памяти хранит информацию о тех процессах на устройстве, которые запущены сейчас. Она весьма энергозависима и обрабатывает только ту информацию, которая работает именно сейчас. Если телефон теряет «питание», отключается, то данные ОЗУ исчезают.
2. ROM, ПЗУ – постоянное запоминающее устройство, либо энергонезависимая память, которая используется специально для хранения данных на телефоне. Эта память не удаляется и не требует источника питания. В этой памяти хранится информация о тех процессах, которые были когда-либо запущены на телефоне. Если упростить, то такая память может еще называться кэшем, ведь в ней хранятся все требуемые файлы для приложений и их работы. Они не удалятся до тех пор, пока пользователь этого не захочет
3. Internal storage или Внутренняя память . Это тот вид памяти, который хранит все данные пользователя: фото, музыка, видео. А также ее можно расширить посредством microSD карт.

Судя из всего, от ОЗУ – зависит лишь количество одновременного запуска приложений. Получается, что чем больше ОЗУ, тем большее количество процессов смартфон способен исполнять.

ОЗУ постоянно меняют информацию, когда в ПЗУ информация не меняется.

О внутренней памяти – ее изменения напрямую зависят от пользователя смартфона. Внутренняя память используется для фильмов, музыку и других файлов.

ОЗУ может быть изменено только системой. Но ПЗУ может быть изменено пользователем в том случае, если ему доступны Root-права, то есть права администратора.

Чтобы такие права получить, нужно будет сделать некоторые дополнительные действия для «взлома» телефона.

2. Как узнать объем памяти на устройстве

Ответ на этот вопрос будет предоставлен постепенно. Чтобы просмотреть объем ОЗУ на смартфоне, нужно сделать следующее:
- для Android устройств - скачайте CPU-Z тестер, либо Antutu Bencchmark для проверки ОЗУ.


- для iOS устройств – скачайте Antutu Benchmark , либо другой известный тестер.
- для Windows Phone устройств - войдите в настройки телефона и просмотрите данные в пункте «Дополнительно».


На ОС, типа BlackBerry , где возможности скачивания тестера нет, нужно просто войти на официальный сайт-производитель и просмотреть характеристики своего телефона.

Для того, чтобы узнать сколько в данный момент времени используется ПЗУ, нужно сделать следующее:
- для Андроид – скачать менеджер задач, типа Clean Master и посмотреть количество задействованной памяти.


- для iOS – менеджер задач, «Система изнутри»;
- Symbian – менеджер задач «Acces APPS» или другие.
На других платформах также нужно поискать менеджеры задач.
Специально для Windows Phone, на сколько мне известно, есть лишь один такой менеджер, и это «Device Diagnostics HUB».


Что о общем объеме общей памяти, то просмотреть ее можно через Antutu.

3. Как освободить ОЗУ

Это очень сделать несложно, нужно просто отключить те приложения, которые занимают «ОЗУ».

Конечно же, все отключить не получится, ведь многие нужны для работы системы. Но отключить можно и не нужные, с помощью приложения «Advanced Task Manager » - приложение доступно как на iOS, так и на Android и Windows Phone.

Приложение способно «убить» процессы и освободить ОЗУ. Поначалу программы покажет запущенные процессы и количество занимаемой ими памяти. Чтобы закрыть любое из них, поставьте палочку и нажмите на «Boost ».

Этот же процесс может быть выполнен и стандартными средствами ОС, но не всеми.

К примеру, на Андроиде есть свой «менеджер приложений », но он ограничен и не дает информацию о том, сколько использует то или иное приложение.
В зависимости от запущенных приложений, его можно удалить, остановить или выключить. Все эти варианты позволят освободить память от этого приложения.

Чтобы посмотреть диспетчер приложений, зайдите в «Настройки », после «Приложения », а дальше выберете одно из приложений и там вы увидите те, кнопки, о которых шла речь.

4. Как увеличить ОЗУ на телефоне

Всё очень просто – удалите все невостребованные программы. Конечно же, программных методов увеличения ОЗУ нет, и сделать ее объем больше невозможно. Этот объем можно только освободить.

Специально для очистки ОЗУ существуют приложения «чистильщики», которые убирают «кэш», файлы временные, мусор рекламный и другие файлы. Этот мусор значительно тормозит систему. Скачанное приложение автоматически проанализирует систему телефона и удалит ненужные файлы с согласия пользователя.


- Чистильщики на Андроид: Power Clean; Avira Android Optimizer; CCleaner.
- Чистильщики на iOS: Clean Doctor; PhoneClean; PhoneExpander.
- Чистильщики на Windows Phone: Storage Cleaner; RAM Master Pro; RAM Optimizer by Kovlag.
- На Symbian есть лишь один чистильщик: Mobile Cleaner.

Все компьютеры требуют где-то хранить информацию, которую они обрабатывают. Такое хранилище информации обычно организовывается на двух уровнях: основная память (состоящая из полупроводниковой памяти RAM и ROM) и массовая память (обычно реализуемая с помощью магнитных и оптических дисков разных типов). Память ROM является энергонезависимой и применяется для хранения программ и данных, которые должны сохраняться мри отключенном питании компьютера. Память RAM удерживает информацию только до тех пор, пока на нее подается питание. Лю­бое, самое короткое прерывание питания вызовет потерю содержимого RAM. Такая память называется энергозависимой (volatile). С другой стороны, память ROM является энергонезависимой и продолжает удерживать информацию, даже когда на нее не пода­ется питание.

В зависимости от их внутренней архитектуры полупроводниковые устройства памяти RAM и ROM могут хранить разные объемы данных. Базовой единицей измерения объ­ема полупроводниковой памяти является байт, который состоит из восьми битов ин­формации. Бит (от англ. bit, binary digit - двоичная цифра) - это наименьшая едини­ца информации, которая может быть представлена в цифровой системе.

В большей части архитектуры ПК информация обрабатывается в той или иной кратно­сти байтов, называемой словом. Например, 64-разрядный процессор обрабатывает ин­формацию во фрагментах по 8 байт. Это число и называется словом процессора. Размер слова разных устройств ПК не всегда совпадает. Например, размер слова процессора может быть 8 байт (64 бита), устройства памяти - 4 байта (32 бита), а шины (канала связи между устройствами системы)- 1 байт (8 бит). В случаях, когда требуется вы­полнить обмен данными между устройствами с разными размерами слова, большее слово нужно разбить на слова размера, применяемого в устройстве с меньшим разме­ром слова, и переслать его за несколько раз.

Память RAM для системных плат на основе процессоров Pentium поставляется в виде модулей DIMM (Dual Inline Memory Module, модуль памяти с двухрядным расположе­нием выводов). Эти модули состоят из микросхем памяти, смонтированных на обеих сторонах небольшой печатной платы, которая вставляется в специальные разъемы с защелкивающимися фиксаторами на системной плате. Когда модуль DIMM вставляет­ся до упора в разъем, фиксаторы на обоих концах разъема автоматически защелкива­ются и удерживают модуль памяти в разъеме. Чтобы модуль нельзя было вставить в разъем наоборот, на разъеме модуля имеются пазы, а в разъеме платы - соответст­вующие перемычки. Типичный модуль DIMM показан на рис. 1.12.

Рис. 1.12. Модуль памяти DIMM

Объем информации, вмещающейся в модули DIMM, типично указывается в мегабайтах (Мбайт) или гигабайтах (Гбайт). Типичный модуль памяти может хранить от 256 Мбайт до 1 Гбайт информации. Но по мере развития технологий производства памяти эти объемы продолжают увеличиваться.

Геометрия модуля памяти указывается в формате XÍY, где X означает размер слова в битах, а Y- количество слов. Так, модуль памяти объемом в 512 Мбайт, предназна­ченный для работы с 64-разрядным микропроцессором, будет рассчитан поставлять данные в 8-байтовых словах (64 бита Í 8 млн слов).

ПК обычно продаются, оснащенные не полным объемом RAM. Это позволяет пользо­вателю дешевле приобрести компьютер, который будет удовлетворять его текущим требованиям, но предоставляет возможность установить дополнительную RAM, если это потребуется в будущем.

Каждая системная плата содержит ROM, в которой хранится программа системы базо­вого ввода/вывода BIOS. Программа BIOS содержит инструкции для основных видов взаимодействия между микропроцессором и различными устройствами ввода/вывода системы. До недавних пор информацию в чипах ROM изменить было нельзя и для са­мого незначительного обновления программы BIOS необходимо было менять ROM.

Достижения в технологии производства памяти EEPROM (Electrically-Erasable Programmable Read Only Memory, электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство, ЭСППЗУ) позволили выпускать память ROM, называю­щуюся флэш-памятью (от англ. flash memory; процесс записи новой информации в такую память называется flashing), содержимое которой можно обновлять. Новую информацию в ИС ROM можно загрузить с диска обновлений или по сети с другого компьютера. Количество обновлений, которые можно записывать во флэш-память, неограниченно. В отличие от ИС RAM, содержимое флэш ROM не исчезает при от­ключении питания. В любом случае новая программа BIOS должна быть самой по­следней версии, а также совместимой с системной платой, для которой выполняется обновление.

Типы памяти
ROM (Read Only Memory), ПЗУ – это память, который не требует питания для хранения его данных (“нестираемая” память).
В смартфонах это – внутренняя память, где хранится ОС (операционная система).
RAM (Random Access Memory), ОЗУ – это память, где хранится информация для текущих запущенных процессов; эти и данные немедленно доступны для процессов. Объём этой памяти показывают Менеджеры задач (Task Managers), сообщая в данный момент о приложениях и доступной для них памяти. Данные, хранящиеся в оперативной памяти (RAM/ОЗУ), требует постоянного питания и пропадают при отключении питания (“стираемая” память).
Internal storage (“Внутренняя память”) – часть пространства встроенной flash-памяти, отведенная для устновки приложений (apk-файлов) их баз данных, настроек и других локальных файлов. Все Android-телефоны имеют “Внутреннюю память”. Все Андроид-телефоны могут хранить приложения на “Внутренней памяти”, но не все – на внешней SD-карте.
Android: Виды памяти телефона и их функции
В Android-телефоне есть различные виды внутренней памяти и внешняя память хранения данных.
1. RAM (ОЗУ)
RAM (ОЗУ) – это память “с произвольным доступом”, то есть т.н. оперативная память, куда программное обеспечение (ПО) записывает и считывает информацию быстро (и без эмуляции). Содержимое оперативной памяти очистится при пропадании питания, например, если телефон выключить. Объём оперативной памяти решает, сколько приложений можно запускать одновременно, или как большой файл может быть загружен в память для работы (просмотр, редактирование и т.д.). Возможна ошибка “Недостаточно памяти”, если память исчерпана и не получается запустить программу. Android 2.2 знает, какие приложения можно убрать из RAM, когда необходимо. До Android 2.2, максимум 256 Мб оперативной памяти поддерживалось.
2. ROM (ПЗУ)
ROM (ПЗУ) – это память только для чтения (Read-Only Memory). То, что в ней хранится, никогда не может быть изменено (записывается однократно на при изготовлении телефона); и ROM (ПЗУ) хранит данные даже без питания.
В Android-телефоне ROM разбита на несколько разделов. Одна часть для ОС (операционной системы). Раздел ОС защищён, и вы не сможете писать в него без прав root. Root – это получение прав супер-пользователя операционной системы, тогда будет можно читать/писать в разделе ОС, например, заменить образ ОС (что, таким образом, позволяет использовать несколько разных операционных систем).
3. Internal phone storage (“Внутренняя память телефона”)
Internal phone storage (“Внутренняя память телефона”) – это вторая часть памяти, предназначенная для пользовательских данных, включая загруженные приложения и их сохраненные данные (из RAM). В Android 2.2, она монтируется в /mnt/asec, и в котором – apk-файлы загруженных приложений. Поэтому этот вид памяти называют Internal phone storage (“Ёмкость внутренней памяти телефона”). Этот раздел подобен компьютерному внутреннему HDD (диску “С:” у Windows или “file system” у Ubuntu/Linux). Свободного пространства в Internal phone storage (“Внутренняя память телефона”) становится меньше, когда вы устанавливаете больше приложений. Это место можно проверит так: “Настройки” -> “SD-карта и память телефона” -> “Внутренняя память” (Internal storage). Может наступить момент, когда уже нельзя установить приложения – когда на Internal phone storage (“Внутренняя память телефона”) слишком мало свободного пространства; тогда нужно удалить ненужные программы.
4. MicroSD / SDHC
Это единственный тип памяти, которую пользователь может расширить. Он аналогичен внешнему жесткому диску (External HDD) для компьютера. МикроSD монтируется в /etc/SDCARD на телефоне. Эту память можно увидеть в разделе “Настройки” -> “SD-карта и память телефона” -> “SD карта”.
На MicroSD-карте можно хранить любые данные в виде файлов (фильмы, музыку, фотографии и так далее). По сути, можно использовать телефон в качестве т.н. “флэшки”, то есть в качестве микроSD-карты. В Android 2.2 часть установленных приложений можно перенести из “Внутренняя память” (Internal storage) сюда – на SD-карту; следовательно, это экономит драгоценное пространство “Внутренней памяти” (Internal storage). Но не все приложения могут быть перемещены из “Внутренней памяти” на карту памяти SD. Поэтому даже добавление большой SD-карты не поможет, если “Внутренняя память” близка к заполнению.
При желании заменть SD-карту (например, на другую с большей пропускной способностью), не забудьте отключить (“отмонтировать”) текущую SD-карту, прежде чем физически вынимать её: “Настройки” -> “SD-карта и память телефона” -> “SD карта” -> “Отключить SD-Card” (ведь Android основан на Linux-е). Вставленная ​​новая SD-карта будет автоматически установлена (“примонтирована”).

Используется для хранения массива неизменяемых данных. В английской терминологии Read Only Memory - это память, работающая только на считывание. Информация, находящаяся в такой памяти, заранее закладывается при ее изготовлении («зашивается») и при отключении питания не разрушается.

Исторический прообраз

Постоянные запоминающие устройства стали находить применение в технике задолго до появления ЭВМ и электронных приборов. В частности, одним из первых типов ПЗУ был кулачковый валик, применявшийся в шарманках, музыкальных шкатулках, часах с боем.

С развитием электронной техники и ЭВМ возникла необходимость в быстродействующих ПЗУ. В эпоху вакуумной электроники находили применение ПЗУ на основе потенциалоскопов, моноскопов, лучевых ламп. В ЭВМ на базе транзисторов в качестве ПЗУ небольшой ёмкости широко использовались штепсельные матрицы. При необходимости хранения больших объёмов данных (для ЭВМ первых поколений - несколько десятков килобайт) применялись ПЗУ на базе ферритовых колец (не следует путать их с похожими типами ОЗУ).

Именно от этих типов ПЗУ и берёт своё начало термин «прошивка» - логическое состояние ячейки задавалось направлением навивки провода, охватывающего кольцо. Поскольку тонкий провод требовалось протягивать через цепочку ферритовых колец для выполнения этой операции применялись металлические иглы, аналогичные швейным. Да и сама операция наполнения ПЗУ информацией напоминала процесс шитья.

Виды памяти

Упрощенная структура ПЗУ

По своему функциональному назначению запоминающие устройства можно разделить на классы:

  • регистровые внутренние запоминающие устройства;
  • основная память;
  • внешние запоминающие устройства (ВЗУ).

Запоминающие устройства, входящие в состав основной памяти, составляют важнейший модуль любого компьютера, в них хранятся программы и данные, обрабатываемые центральным процессором. В составе основной памяти выделим оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).

Применение

В постоянной памяти хранятся программы, обеспечивающие работу технического устройства (телевизор, сотовый телефон, различные контроллеры и компьютеры) после его включения в сеть (Basic Input Output System, BIOS) или OpenBoot на машинах SPARC . Здесь же хранятся данные, которые не изменяются в процессе эксплуатации. Постоянная память используется только в режиме чтения информации. Система BIOS связана с аббревиатурой CMOS. Это название дано постоянной перепрограммируемой памяти по лежащей в основе ее изготовления технологии CMOS - Complementary Metal-Oxide-Semiconductor . В системе BIOS имеется программа Setup, которая может изменять содержимое CMOS памяти в зависимости от конфигурации компьютера. В микросхеме CMOS реализованы также часы реального времени RTS (Rial Time Clock). Они работают и при выключенном из сети компьютере от специальной батарейки. Часы позволяют следить за текущим временем, пользователь компьютера всегда может узнать время, число, месяц, год, воспользоваться программами, которые ограничат время использования компьютера для игр детьми. Компьютер может напомнить его хозяину о необходимости предпринять заранее запланированные на определенное время действия, включить в определенное время электронную технику, или выключить ее и т.д.

BootROM - прошивка, такая, что если её записать в подходящую микросхему ПЗУ, установленную в сетевой карте, то становится возможна загрузка операционной системы на компьютер с удалённого узла локальной сети. Для встроенных в ЭВМ сетевых плат BootROM можно активировать через BIOS. ПЗУ в IBM PC-совместимых ЭВМ располагается в адресном пространстве с F600:0000 по FD00:0FFF.

Классификация

Часто используется английский термин ROM (Read-Only Memory). Но в английской терминологии термин применяют в более широком смысле - как ПЗУ, т.е. ROM можно переписать. В этом смысле ROM можно классифицировать следующим образом:

  • По типу исполнения ПЗУ
  1. ПЗУ, в которых массив данных (в обиходе называемый «прошивкой») совмещён с устройством выборки (считывающим устройством):

микросхема ПЗУ; один из внутренних ресурсов однокристальной микро ЭВМ (микроконтроллера), как правило, FlashROM;

  1. ПЗУ, в которых массив данных существует самостоятельно (компакт-диск; гибкая грампластинка с цифровой записью (с 1975 года); перфокарта; перфолента; штрих-коды; монтажные «1» и монтажные «0»).
  • По разновидностям микросхем выделяют ПЗУ:

Технология изготовления кристалла

ROM

ROM - (англ. read-only memory, постоянное запоминающее устройство) - масочное ПЗУ, изготавливаемое фабричным методом. Данный вид памяти называется Mask-ROM (Масочные ПЗУ). Память устроена в виде адресуемого массива ячеек (матрицы), каждая ячейка которого может кодировать единицу информации. Данные на ROM записывались во время производства путём нанесения по маске (отсюда и название) алюминиевых соединительных дорожек литографическим способом. Наличие или отсутствие в соответствующем месте такой дорожки кодировало "0" или "1". Mask-ROM отличается сложностью модификации содержимого (только путем изготовления новых микросхем), а также длительностью производственного цикла (4-8 недель). Поэтому, а также в связи с тем, что современное программное обеспечение зачастую имеет много недоработок и часто требует обновления, данный тип памяти не получил широкого распространения.

Преимущества:

  1. Низкая стоимость готовой запрограммированной микросхемы (при больших объёмах производства).
  2. Высокая надёжность готовой микросхемы и устойчивость к электромагнитным полям.

Недостатки:

  1. Невозможность записывать и модифицировать данные после изготовления.
  2. Сложный производственный цикл.

PROM

PROM - (англ. programmable read-only memory, программируемое ПЗУ (ППЗУ)) - ПЗУ, однократно «прошиваемое» пользователем. В качестве ячеек памяти в данном типе памяти использовались плавкие перемычки. В отличие от Mask-ROM, в PROM появилась возможность кодировать ("пережигать") ячейки при наличии специального устройства для записи (программатора). Программирование ячейки в PROM осуществляется разрушением ("прожигом") плавкой перемычки путём подачи тока высокого напряжения. Возможность самостоятельной записи информации в них сделало их пригодными для штучного и мелкосерийного производства. PROM практически полностью вышел из употребления в конце 80-х годов.

Преимущества:

  1. Высокая надёжность готовой микросхемы и устойчивость к электромагнитным полям и радиации.
  2. Возможность программировать готовую микросхему, что удобно для штучного и мелкосерийного производства.
  3. Высокая скорость доступа к ячейке памяти.

Недостатки:

  1. Невозможность перезаписи
  2. Большой процент брака
  3. Необходимость специальной длительной термической тренировки, без которой надежность хранения данных была невысокой

Микросхема EPROM AMD AM2716, выпущенная в 1979 году

EPROM

EPROM - (англ. erasable programmable read-only memory, перепрограммируемое/репрограммируемое ПЗУ (ПППЗУ/РПЗУ)). Различные источники по-разному расшифровывают аббревиатуру EPROM - как Erasable Programmable ROM или как Electrically Programmable ROM (стираемые программируемые ПЗУ или электрически программируемые ПЗУ). В EPROM перед записью необходимо произвести стирание (соответственно появилась возможность перезаписывать содержимое памяти). Стирание ячеек EPROM выполняется сразу для всей микросхемы посредством облучения чипа ультрафиолетовыми (UV-EPROM) или рентгеновскими лучами в течение нескольких минут. Микросхемы, стирание которых производится путем засвечивания ультрафиолетом, были разработаны Intel в 1971 году, и носят название UV-EPROM (приставка UV (Ultraviolet) - ультрафиолет). Они содержат окошки из кварцевого стекла, которые по окончании процесса стирания заклеивают.

EPROM от Intel была основана на МОП-транзисторах с лавинной инжекцией заряда (FAMOS - Floating Gate Avalanche injection Metal Oxide Semiconductor, русский эквивалент - ЛИЗМОП). В первом приближении такой транзистор представляет собой конденсатор с очень малой утечкой заряда. Позднее, в 1973 году, компания Toshiba разработала ячейки на основе SAMOS (Stacked gate Avalanche injection MOS, по другой версии - Silicon and Aluminum MOS) для EPROM памяти, а в 1977 году Intel разработала свой вариант SAMOS.

В EPROM стирание приводит все биты стираемой области в одно состояние (обычно во все единицы, реже - во все нули). Запись на EPROM, как и в PROM, также осуществляется на программаторах (однако отличающихся от программаторов для PROM). В настоящее время EPROM практически полностью вытеснена с рынка EEPROM и Flash.

Достоинство: Возможность перезаписывать содержимое микросхемы

Недостатки:

  1. Небольшое количество циклов перезаписи.
  2. Невозможность модификации части хранимых данных.
  3. Высокая вероятность "недотереть" (что в конечном итоге приведет к сбоям) или передержать микросхему под УФ-светом (т.н. overerase - эффект избыточного удаления, "пережигание"), что может уменьшить срок службы микросхемы и даже привести к её полной негодности.

EEPROM

EEPROM - (англ. electrically erasable programmable read-only memory, электрически стираемое перепрограммируемое ПЗУ) - электрически стираемые ППЗУ были разработаны в 1979 году в той же Intel. В 1983 году вышел первый 16Кбит образец, изготовленный на основе FLOTOX-транзисторов (Floating Gate Tunnel-OXide - "плавающий" затвор с туннелированием в окисле).

Главной отличительной особенностью EEPROM (в т.ч. Flash) от ранее рассмотренных нами типов энергонезависимой памяти является возможность перепрограммирования при подключении к стандартной системной шине микропроцессорного устройства. В EEPROM появилась возможность производить стирание отдельной ячейки при помощи электрического тока. Для EEPROM стирание каждой ячейки выполняется автоматически при записи в нее новой информации, т.е. можно изменить данные в любой ячейке, не затрагивая остальные. Процедура стирания обычно существенно длительнее процедуры записи.

Преимущества: (по сравнению с EPROM)

  1. Увеличенный ресурс работы.
  2. Проще в обращении.

Недостатки:

  1. Высокая стоимость

Одной из разновидностей EEPROM является флеш-память (англ. flash memory) - разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти.

  • ПЗУ на магнитных доменах . Например, К1602РЦ5, которое имело сложное устройство выборки и хранило довольно большой объём данных в виде намагниченных областей кристалла, при этом не имея движущихся частей (см. Компьютерная память). Обеспечивает неограниченное количество циклов перезаписи;
  • NVRAM - (англ. non-volatile memory, «неразрушающаяся» память) - ПЗУ, которое, строго говоря, не является ПЗУ. Это ОЗУ небольшого объёма, конструктивно совмещённое с батарейкой. В СССР такие устройства часто назывались «Dallas» по имени фирмы (англ.), выпустившей их на рынок. В NVRAM современных ЭВМ батарейка уже конструктивно не связана с ОЗУ и может быть заменена;

Доступ к памяти

  • ПЗУ с параллельным доступом (parallel mode или random access) - ПЗУ, которое в системе может быть доступно в адресном пространстве ОЗУ.
  • ПЗУ с последовательным доступом - ПЗУ, часто используемые для однократной загрузки констант или «прошивки» в процессор или ПЛИС, используемые для хранения, например, настроек каналов телевизора и других данных.

Способ программирования

  • непрограммируемые ПЗУ;
  • ПЗУ, программируемые только с помощью специального устройства - программатора ПЗУ (как однократно, так и многократно прошиваемые). Использование программатора необходимо, в частности, для подачи нестандартных и относительно высоких напряжений (до +/- 27 В) на специальные выводы;
  • внутрисхемно (пере)программируемые ПЗУ (ISP - англ. in-system programming) - микросхемы, имеющие внутри генератор всех необходимых высоких напряжений. Могут быть перепрошиты программным способом, то есть, без программатора и без выпайки из печатной платы.
Похожие публикации