В електронних пристроях одним з найбільш важливих елементів, що забезпечують роботу всієї системи, вважається пам'ять, яка ділиться на внутрішню і зовнішню. Елементами внутрішньої пам'яті вважають ОЗУ, ПЗУ та кеш процесора. Зовнішня– це всілякі накопичувачі, які підключаються до комп'ютера з-за – жорсткі диски, флешки, карти пам'яті та ін.
Постійне запам'ятовуючий пристрій (ПЗУ) служить для зберігання даних, зміна яких у процесі роботи неможлива, оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗУ) для приміщення в її осередку інформації від процесів, що відбуваються в даний час в системі, а кеш пам'ять використовується для термінової обробки сигналів мікропроцесором .
Що таке ПЗУ
ПЗП або ROM (Read only memory – Тільки для читання) – типовий пристрій зберігання незмінної інформації, включений до складу майже кожного компонента ПК та телефону та потрібний для запуску та роботивсіх елементів системи. Вміст ROM записано виробником апаратного забезпеченнята містить директиви для попереднього тестування та запуску пристрою.
Властивості ПЗУє незалежність від харчування, неможливість перезапису та можливість зберігати інформацію тривалі терміни. Інформація, що міститься в ROM, вноситься розробниками якось, і апаратне забезпечення не допускає її стирання, зберігається до закінчення служби комп'ютера чи телефону, чи його поломки. Конструктивно ПЗУ захищені від пошкодженьпри перепадах напруги, тому завдати шкоди інформації можуть лише механічні пошкодження.
По архітектурі діляться на маскові та програмовані:
- У масочнихпристроях інформація вноситься за допомогою типового шаблону на фінальному етапі виготовлення. Дані, що містяться, не можуть бути перезаписані користувачем. Розділяючими компонентами виступають типові pnp елементи транзисторів чи діодів.
- У програмованих ПЗП (Programmable ROM) інформація представлена у вигляді двовимірної матриці провідних елементів, між якими розташований pn перехід напівпровідникового елемента та металева перемичка. Програмуванням такої пам'яті відбувається усунення або створення перемичок за допомогою струму високої амплітуди і тривалості.
Основні функції
У блоки пам'яті ROM вносять інформацію з управління апаратним забезпеченням пристрою. ПЗУ включає такі підпрограми:
- Директиву старту та контролюза роботою мікропроцесора.
- Програму перевіряючу працездатність та цілісністьвсього апаратного забезпечення, що міститься у комп'ютері чи телефоні.
- Програму, яка дає початок роботі системи і завершує її.
- Підпрограми, що управляють периферійним обладнаннямта модулями введення/виводу.
- Дані про адресу операційної системина фізичному накопичувачі.
Архітектура
Постійні пристрої виконані у вигляді двомірного масиву. Елементами масиву є набори провідників, частина яких не торкається, інші осередки руйнуються. Провідні елементи є найпростішими перемикачами і формують матрицю за рахунок послідовного їх з'єднання до рядів і рядків.
Якщо провідник замкнутий, він містить логічний нуль, розімкнуто – логічну одиницю. Таким чином двомірний масив фізичних елементів вносять дані в двійковому коді, які зчитує мікропроцесор.
Різновиди
Залежно від способу виготовлення пристрою ПЗП поділяють на:
- Звичайні, що створюються фабричним способом. Дані пристрою не змінюються.
- ПрограмованіПЗП, що допускають зміну програми один раз.
- Стирається програмоване обладнаннядозволяє очищати дані з елементів і перезаписувати їх, наприклад, за допомогою ультрафіолету.
- Електрично очищаються елементи, що перезаписуються, в яких допускається багаторазова зміна. Такий вид застосовується у HDD, SSD, Flash та інших накопичувачах. На такій мікросхемі записаний BIOS на материнських платах.
- Магнітні, В яких інформація зберігалася на намагнічених ділянках, що чергуються з не намагніченими. У них був можливий перезапис.
Різниця між RAM та ROM
Відмінності між двома видами апаратного забезпечення, полягають у її безпеці при відключенні живлення, швидкості та можливості доступу до даних.
В оперативній пам'яті (Random access memory або RAM) інформація міститься в послідовно розташованих осередках до кожної з яких можна отримати доступ за допомогою програмних інтерфейсів . RAM містить дані про виконувані в даний момент процеси в системі, таких як програми, ігри, містить значення змінних і списки даних в стеках і чергах. При вимкненні комп'ютера або телефону RAM пам'ять повністю очищається. У порівнянні з ROM пам'яттю вона відрізняється більшою швидкістю доступу та споживанням енергії.
ROM пам'ять працює повільніше, і для своєї роботи споживає менше енергії. Головна відмінність полягає у неможливості змінювати вхідні дані до ПЗП, тоді як у ОЗП інформація змінюється постійно.
Персональні комп'ютери мають чотири ієрархічні рівні пам'яті:
мікропроцесорна пам'ять;
основна пам'ять;
реєстрова кеш-пам'ять;
Зовнішня пам'ять.
Мікропроцесорна пам'ять розглянута вище. Основна пам'ять призначена для зберігання та оперативного обміну інформацією з іншими пристроями комп'ютера. Функції пам'яті:
прийом інформації з інших пристроїв;
запам'ятовування інформації;
видача інформації на запит в інші пристрої машини.
Основна пам'ять містить два види пристроїв, що запам'ятовують:
ПЗУ - постійний пристрій;
ОЗУ - оперативне запам'ятовуючий пристрій.
ПЗУ призначене для зберігання постійної програмної та довідкової інформації. Дані до ПЗП заносяться під час виготовлення. Інформацію, що зберігається у ПЗП, можна лише зчитувати, але не змінювати.
У ПЗУ знаходяться:
програма керування роботою процесора;
програма запуску та зупинки комп'ютера;
програми тестування пристроїв, які перевіряють при кожному включенні комп'ютера правильність роботи його блоків;
програми керування дисплеєм, клавіатурою, принтером, зовнішньою пам'яттю;
інформація про те, де на диску є операційна система.
ПЗП є енергонезалежною пам'яттю, при відключенні живлення інформація у ньому зберігається.
ОЗП призначено для оперативного запису, зберігання та зчитування інформації (програм та даних), що безпосередньо бере участь в інформаційно-обчислювальному процесі, що виконується комп'ютером у поточний період часу.
Головними перевагами оперативної пам'яті є її висока швидкодія та можливість звернення до кожного осередку пам'яті окремо (прямий адресний доступ до пам'яті). Усі осередки пам'яті об'єднані групи по 8 біт (1 байт), кожна така група має адресу, яким до неї можна звернутися.
ОЗП є енергозалежною пам'яттю, при вимкненні живлення інформація в ньому стирається.
У сучасних комп'ютерах обсяг пам'яті зазвичай становить 8-128 Мбайт. Обсяг пам'яті - важлива характеристикакомп'ютера, вона впливає на швидкість роботи та працездатність програм.
Окрім ПЗП та ОЗП на системній платі є і енергонезалежна CMOS-пам'ять, що постійно живиться від свого акумулятора. У ній зберігаються параметри конфігурації комп'ютера, які перевіряються при кожному підключенні системи. Це напівпостійна пам'ять. Для зміни параметрів конфігурації комп'ютера в BIOS міститься програма конфігурації комп'ютера - SETUP.
Для прискорення доступу до оперативної пам'яті використовується спеціальна надшвидкодійна кеш-пам'ять, яка розташовується як би «між» мікропроцесором та оперативною пам'яттю, в ній зберігаються копії найчастіше використовуваних ділянок оперативної пам'яті. Реєстри кеш-пам'яті недоступні для користувача.
У кеш-пам'яті зберігаються дані, які мікропроцесор отримав і використовуватиме найближчі такти своєї роботи. Швидкий доступдо цих даних дозволяє скоротити час виконання чергових команд програми.
Мікропроцесори, починаючи від МП 80486, мають вбудовану кеш-пам'ять. Мікропроцесори Pentium та Rentium Pro мають кеш-пам'ять окремо для даних та окремо для команд. Для всіх мікропроцесорів може використовуватися додаткова кеш-пам'ять, що розміщується на материнської платипоза мікропроцесором, ємність якої може досягати декількох Мбайт. Зовнішня пам'ять відноситься до зовнішніх пристроїв комп'ютера і використовується для тривалого зберігання будь-якої інформації, яка може знадобитися для вирішення завдань. Зокрема, у зовнішній пам'яті зберігається все програмне забезпечення комп'ютера.
Пристрої зовнішньої пам'яті - зовнішні пристрої - дуже різноманітні. Їх можна класифікувати за видом носія, за типом конструкції, за принципом запису та зчитування інформації, за методом доступу і т.д.
Найбільш поширеними зовнішніми пристроями є:
накопичувачі на жорстких магнітних дисках (НЖМД);
накопичувачі на гнучких магнітних дисках (НГМД);
Накопичувачі на оптичних дисках (CD-ROM).
Рідше як пристрої зовнішньої пам'яті персонального комп'ютера використовуються запам'ятовуючі пристрої на касетній магнітній стрічці - стримери.
Накопичувачі на дисках – це пристрої для читання та запису з магнітних або оптичних носіїв. Призначення цих накопичувачів - зберігання великих обсягів інформації, запис і видача інформації, що зберігається за запитом в оперативний запам'ятовуючий пристрій.
НЖМД і НГМД розрізняються лише конструктивно, обсягами збереженої інформації та часом пошуку, запису та зчитування інформації.
Як запам'ятовує середовища у магнітних дисків використовуються магнітні матеріали зі спеціальними властивостями, що дозволяють фіксувати два магнітні стани - два напрями намагніченості. Кожному з цих станів відповідають двійкові цифри 0 і 1. Інформація на магнітні диски записується і зчитується магнітними головками вздовж концентричних кіл - доріжок (треків). Кількість доріжок на диску та їхня інформаційна ємність залежать від типу диска, конструкції накопичувача, якості магнітних головок та магнітного покриття. Кожна доріжка розбита на сектори. В одному секторі зазвичай розміщується 512 байт даних. Обмін даними між накопичувачем на магнітному диску та оперативною пам'яттю здійснюється послідовно цілим числом секторів. Для жорсткого магнітногоНа диску використовується також поняття циліндра - сукупності доріжок, що знаходяться на однаковій відстані від центру диска.
Диски відносяться до машинних носіїв інформації із прямим доступом. Це означає, що комп'ютер може звернутися до доріжки, на якій починається ділянка з шуканою інформацією або куди потрібно записати нову інформацію, безпосередньо, де б не знаходилася головка запису і читання накопичувача.
Усі диски – і магнітні, і оптичні – характеризуються своїм діаметром (форм-фактором). З гнучких магнітних дисків найбільшого поширення набули диски діаметром 3,5(89 мм). Місткість цих дисків становить 1,2 та 1,44 Мбайт.
Накопичувачі на жорстких магнітних дисках отримали назву вінчестер. Цей термін виник з жаргонної назви першої моделі жорсткого диска, що мав 30 доріжок по 30 секторів кожна, що випадково збіглося з калібром мисливської рушниці вінчестер. Місткість накопичувача на жорсткому магнітному диску вимірюється в Мбайтах та Гбайтах.
Останнім часом з'явилися нові накопичувачі на магнітних дисках – ZIP-диску – переносні пристрої ємністю 230-280 Мбайт.
В останні роки найбільшого поширення набули накопичувачі на оптичних дисках (CD-ROM). Завдяки маленьким розмірам, великої ємностіі надійності ці накопичувачі стають дедалі популярнішими. Місткість накопичувачів на оптичних дисках – від 640 Мбайт і вище.
Оптичні диски діляться на лазерно-оптичні диски, що не перезаписуються, лазерно-оптичні диски, що перезаписуються, і магнітооптичні диски, що перезаписуються. Диски, що не перезаписуються, поставляються фірмами-виробниками з вже записаною на них інформацією. Запис інформації на них можливий лише в лабораторних умовах, поза комп'ютером.
Крім основної своєї характеристики - інформаційної ємності, дискові накопичувачі характеризуються двома часовими показниками:
часом доступу;
швидкістю зчитування розміщених байтів поспіль.
Доброго вам дня.
Якщо ви хочете заповнити прогалину у знаннях щодо того, що такого ПЗУ, то потрапили за адресою. У нашому блозі ви зможете прочитати про це ємну інформацію мовою, доступною для простого користувача.
Розшифровка та пояснення
Літери ПЗУ є великими у формулюванні «постійне запам'ятовуючий пристрій». Його ще можна рівноправно назвати "ROM". Англійська абревіатура розшифровується як Read Only Memory, а перекладається пам'ять лише читання.
Ці дві назви розкривають суть предмета нашої розмови. Мова йдепро енергонезалежний тип пам'яті, яку можна лише зчитувати. Що це означає?
- По-перше, на ній зберігаються незмінні дані, закладені розробником під час виготовлення техніки, тобто ті, без яких її робота неможлива.
- По-друге, термін «енергонезалежний» вказує на те, що при перезавантаженні системи дані з неї нікуди не подіються, на відміну від того, як це відбувається з оперативною пам'яттю.
Стерти інформацію з такого пристрою можна лише спеціальними методами, наприклад, ультрафіолетовими променями.
приклади
Постійна пам'ять у комп'ютері – це певне місце на материнській платі, в якому зберігаються:
- Тестові утиліти, що перевіряють правильність роботи апаратної частини під час кожного запуску ПК.
- Драйвера управління головними периферійними девайсами (клавіатурою, монітором, дисководом). У свою чергу, ті слоти на материнській платі, до функцій яких не входить включення комп'ютера, не зберігають свої утиліти в ROM. Адже місце обмежене.
- Прогу початкового завантаження (BIOS), яка при включенні комп'ютера запускає завантажувач операційної системи. Хоча нинішній біос може включати ПК не лише з оптичних та магнітних дисків, а й із USB-накопичувачів.
У мобільних гаджетах постійна пам'ять зберігає у собі стандартні програми, теми, картинки та мелодії. За бажання простір для додаткової мультимедійної інформації розширюють за допомогою SD-карт, що перезаписуються. Однак, якщо пристрій використовується лише для дзвінків, у пам'яті немає необхідності.
В цілому, зараз ROM є в будь-якій побутової техніки, автомобільних плеєрах та інших девайсах з електронікою
Фізичне виконання
Щоб ви краще могли познайомитися з постійною пам'яттю, розповім більше про її конфігурацію та властивості:
- Фізично є мікросхему зі зчитуючим кристалом, якщо входить у комплект комп'ютера, наприклад. Але бувають і самостійні масиви даних (компакт-диск, грамплатівка, штрих-код тощо).
- ПЗУ складається з двох частин «А» та «Е». Перша - діодно-трансформаторна матриця, що прошивається за допомогою адресних дротів. Служить для зберігання програм. Друга призначена для їхньої видачі.
- Схематично складається з кількох однорозрядних осередків. При записі певного біта даних виконується запаювання до корпусу (нуль) або джерела живлення (одиниця). У сучасних пристроях схеми з'єднуються паралельно збільшення розрядності осередків.
- Об'єм пам'яті варіюється від кількох кілобайт до терабайт, в залежності від того, до якого пристрою вона застосована.
Види
Різновидів ПЗУ кілька, але щоб не гаяти ваш час, назву тільки дві основні модифікації:
- Перша буква додає слово "programmable" (програмоване). Це означає, що користувач може один раз самостійно прошити пристрій.
- Ще дві літери попереду приховують під собою формулювання "electrically erasable" (електрично стирається). Такі ПЗУ можна перезаписувати скільки завгодно. До цього типу належить флеш-пам'ять.
В принципі, це все, що я хотів сьогодні до Вас донести.
Буду радий, якщо ви підпишетесь на оновлення і заходитимете частіше.
Постійна пам'ять, або постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗП або ROM, англ.) Служить для зберігання програм початкового завантаження комп'ютера та тестування його вузлів. Використовується лише для читання. Вона енергонезалежна, тобто записана в ній інформація не змінюється після вимкнення комп'ютера.
· За видом доступу:
· З паралельним доступом (parallel mode або random access): таке ПЗП може бути доступне в системі адресного простору ОЗУ. Наприклад, К573РФ5;
· З послідовним доступом: такі ПЗУ часто використовуються для одноразового завантаження констант або прошивки в процесор або ПЛІС, використовуються для зберігання налаштувань каналів телевізора та ін. Наприклад, 93С46, AT17LV512A.
· За способом програмування мікросхем (записи в них прошивки):
· Непрограмовані ПЗУ;
· ПЗУ, що програмуються тільки за допомогою спеціального пристрою - програматора ПЗУ (як одноразово, так і багаторазово прошиваються). Використання програматора необхідно, зокрема, для подачі нестандартних та відносно високих напруг (до +/- 27 В) на спеціальні висновки.
· Внутрішньосхемно (пере)програмовані ПЗП (ISP, in-system programming) - такі мікросхеми мають усередині генератор всіх необхідних високих напруг, і можуть бути перепрошити без програматора і навіть без випаювання з друкованої плати, програмним способом.
У постійну пам'ять часто записують мікропрограму керування технічним пристроєм: телевізором, стільниковим телефоном, різними контролерами, чи комп'ютером (BIOS чи OpenBoot на машинах SPARC).
Призначення та характеристика ОЗУ.
Оперативна пам'ять, або оперативний пристрій (ОЗУ або RAM, англ.)призначена для зберігання інформації, що змінюється під час виконання процесором операцій із її обробці. Використовується як для читання, так запису інформації. Енергозалежна, тобто вся інформація зберігається в цій пам'яті лише тоді, коли комп'ютер увімкнено.
Фізично для побудови пристрою типу RАМ використовують мікросхеми динамічної та статичної пам'яті, для яких збереження біта інформації означає збереження електричного заряду(саме цим пояснюється енергозалежність усієї оперативної пам'яті, тобто втрата при вимкненні комп'ютера всієї інформації, що зберігається в ній).
Оперативна пам'ять комп'ютера фізично виконується на елементах динамічної RАМ, а для узгодження роботи порівняно повільних пристроїв (у нашому випадку динамічної RАМ) з порівняно швидким мікропроцесором використовують функціонально для цього призначену кеш-пам'ять, побудовану з осередків статичної RАМ. Таким чином, в комп'ютерах присутні одночасно обидва види RАМ. Фізично зовнішня кеш-пам'ятьтакож реалізується у вигляді мікросхем на платах, які вставляють у відповідні слоти на материнській платі.
Основні елементи комп'ютера.
Конструктивно ПК виконані у вигляді центрального системного блоку, до якого через роз'єми - стики підключаються зовнішні пристрої: додаткові блоки пам'яті, клавіатура, дисплей, принтер та ін.
Системний блокзазвичай включає в себе системну плату, блок живлення, накопичувачі на дисках, роз'єми для додаткових пристроївта плати розширення з контролерами – адаптерами зовнішніх пристроїв.
