Разница между постоянной (ROM) и оперативной (RAM) памятью. RAM и ROM: назначение и устройство

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

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;

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:

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

Недостатки:

Невозможность записывать и модифицировать данные после изготовления.
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:

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

Недостатки:

Невозможность перезаписи
Большой процент брака
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:

Небольшое количество циклов перезаписи.
Невозможность модификации части хранимых данных.
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)

Увеличенный ресурс работы.
Проще в обращении.

Недостатки:

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.

RAM (Random Access Memory) - оперативная память устройств с произвольным доступом. Память какого-либо устройства, в нашем случае мобильного телефона, это одна или несколько микросхем, которые выполнены по специальным технологиям с особыми требованиями. Такие микросхемы предназначены для временного или постоянного хранения информации, а также данных во время выполнения программных процессов. То есть, запущенные программы и сопутствующая им информация хранится памятью RAM.

Существуют две категории микросхем - RAM и ROM. Основное отличие RAM от ROM - высокая скорость работы, а также отсутствие способности хранить данные при отключенном питании. Устройства с маленькой оперативной памятью способны запустить немного программ, а это значит, что чем больше памяти, тем больше программ можно одновременно запустить. RAM характеризуется объемом в мегабайтах.

Оперативная память существует у многих устройств - телефонов, смартфонов, ноутбуков, навигаторов. Каждое устройство требует нужное себе количество мегабайтов памяти, поскольку назначение и количество задач у них разное. Как правило, оперативной памяти в 128 Мб для мобильных телефонов вполне хватает. Основные задачи одновременно вполне могут вместиться в данный размер RAM. Чтение книг, прослушивание музыки, просмотр видеоклипов, а также работа в Интернете - все это входит в основные задачи. Если же вы планируете использовать смартфон для навигатора, а также для одновременной работы специальных приложений, то оперативная память должна быть в два или даже три раза больше.

Оперативная память является одной из важнейших составляющих успешной работы системы. Приобретая мобильный телефон, внимательно ознакомьтесь с характеристиками RAM. Параметр памяти особо на влияет на смартфоны с платформой Symbian. Если для работы вам нужно устройство с большим объемом памяти, то для Symbian она практически не имеет значения.

Все андроид смартфоны оснащаются различными типами памяти - RAM (ОЗУ), ROM (ПЗУ), Internal phone storage, они обеспечивают работу внутренних процессов или сохранность определенной информации.

Память андроид смартфонов RAM (Random Access Memory ),или ОЗУ (оперативное записывающее устройство) – это та память, которая обеспечивает работу запущенных или запускаемых процессов. Данный тип памяти является как бы буферной памятью, она может использоваться практическими любыми приложениями, как внутренними системными, так и сторонними (установленными).

Память android смартфонов RAM (Random Access Memory)

Информация записывается и стирается очень быстро без эмуляции. Оперативная память RAM требует непрерывный источник питания, в этом случае информация, находящаяся в блоках памяти является действительной, в случае отключения энергии (отключение смартфона) содержимое оперативной памяти RAM удаляется. Современные ОС Android могут управлять RAM памятью на основе ее объема, решая, сколько приложений можно запускать одновременно, или в каком порядке обрабатывать ресурсоемкие приложения. Системную информацию о состоянии оперативной памяти RAM , можно посмотреть в менеджере задач (Task Managers), тут отображаются работающие в текущий момент процессы, количество выделенной для них памяти, а также свободная, незадействованная память вашего устройства. Если при работе с андроид устройствами (смартфон, планшет, ноутбук) у вас появляется сообщение, что не хватает памяти для работы запускаемого приложения, тогда нужно отключить не нужные вам процессы в меню НАСТРОЙКИ – ПРИЛОЖЕНИЯ – РАБОТАЮЩИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ. Это позволит оптимизировать оперативную память RAM .

Память android смартфонов ROM (Read Only Memory)

Следующий тип памяти андроид устройств - ROM (Read Only Memory), по нашему ПЗУ (постоянное запоминающее устройство). Основное отличие ROM-памяти от RAM-памяти, заключается в том, что она не требует источника питания для работы, таким образом, этот тип памяти является постоянным (не стираемым) даже при выключенном смартфоне или др. устройстве. Обычно в андроид смартфонах RO M-память используется для хранения самой операционной системы.

Еще одной важной характеристикой ROM-памяти является тот факт, что она может использоваться только для чтения, вся информация, сохраняемая этим типом памяти, не может быть изменена в обычных условиях. Это обязательное условие защищает информацию от случайного стирания. ROM память андроид смартфонов разделена на несколько частей, в одной из них хранится сама ОС Android , доступ к ее файлам ограничен. Для получения доступа, пользователю необходимо получить root права (супер-администратор), и только тогда вы сможете что-либо изменять в этом разделе. Стоит заметить, что при получении root прав, вы лишаетесь гарантии на работоспособность вашего устройства, данную производителем. Обычно пользователи используют root права для перепрошивки ОС своими силами.

Внутренняя память android смартфонов (Internal phone storage)

Третий тип памяти в андроид смартфоне – это внутренняя память (Internal phone storage) . Попросту говоря, это та память, которая доступна пользователю для хранения его личной информации (программы, приложения, текстовая информация, и др.), сюда не входит память SD-карт. Эта память не требует постоянного источника питания и позволяет неоднократно стирать и записывать информацию в ее разделах. Для того, что посмотреть состояние памяти, количество, наименование и размер установленных в ее разделах приложений, нужно зайти в меню НАСТРОЙКИ – ПРИЛОЖЕНИЯ – ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПАМЯТИ. В этом же меню можно удалять ненужные или неиспользуемые андроид приложения для увеличения объема внутренней памяти . Также это меню позволяет переносить данные на SD-карту, что тоже позволяет освободить место во внутренней памяти андрод смартфона.

Память android смартфонов MicroSD / SDHC

И последний тип памяти, доступной в андроид смартфоне – это MicroSD / SDHC , или карты флэш-памяти. Этот тип памяти может быть использован пользователем в широком диапазоне, сюда можно записывать любую информацию, удалять ее или редактировать. На карту памяти можно переносить часть приложений из постоянной внутренней памяти, что освобождает ее пространство для системных программ. В настоящее время объем такой памяти может достигать 64 ГБ, чего более чем достаточно для таких андроид устройств, как смартфон или планшет.

ОЗУ (Оперативное Запоминающее Устройство) или RAM (Random Access Memory) — два термина, которые означают одно и то же, при этом часто интересуют пользователей различной техники, в том числе сенсорных устройств, то бишь смартфонов. Что же такое ОЗУ или RAM (используется в английском языке)?

ОЗУ или RAM — это один из видов памяти устройства, в данном случае оперативная, в которой хранятся выполняемый машинный код, а также входные, выходные и промежуточные данные, обрабатываемые процессором.

Отчасти скорость работы современных устройств, в том числе смартфонов, напрямую зависит от объема оперативной памяти. Получается, что чем больший объем оперативной памяти используется в устройстве, тем выше скорость его работы, но на деле это не всегда применимо, что доказывает iPhone и iOS. Большой объем оперативной памяти необходим при работе с несколькими энергозатратными приложениями.

Объем оперативной памяти может быть различным. Если ранние смартфоны довольствовались 128 Мб и 256 Мб, то на момент написания статьи один из серийных смартфонов обладает аж 10 Гб ОЗУ — больше, чем у многих компьютеров! Объем памяти действительно огромен и насколько он оправдан, каждый решает сам. Но, согласитесь, здорово, когда у тебя в руке находится смартфон, готовый дать фору многим компьютерам по части мощности и скорости работы.

Как узнать объем ОЗУ своего смартфона?

Вы можете узнать как общий объем ОЗУ, так и доступной памяти. В первом случае обратитесь к спецификации своего устройства. Так, в нашем примере общий объем ОЗУ составляет 3 Гб. Доступной, ясное дело, куда меньше, поскольку устройство и программы потребляют ресурсы.

Заходим в настройки.

Открываем раздел «Память».

Здесь видим общий объем памяти 2,7 Гб, объем свободной памяти — 1,9 Гб.

Можно воспользоваться сторонним приложением, например, CPU-Z.

Устанавливаете, открываете вкладку Device и видите объем общей памяти, а также доступной.

Чем больше работает приложений, тем больший объем ОЗУ используется. Не забывайте их закрывать.

Можно ли физически увеличить RAM?

Некоторое время назад был показан смартфон, который целиком состоит из заменяемых модулей и пользователь, как задумано, мог бы сам менять те или иные модули, в том числе и модуль RAM (ОЗУ). Но тот смартфон остался концептом.

В обычных смартфонах физически ОЗУ увеличить невозможно, то есть нельзя добавить к уже имеющимся 3 Гб памяти, допустим, еще 3 Гб, как в случае с домашним ПК. Объем физической памяти не изменяется, однако вы можете увеличивать объем доступной памяти, закрывая приложения и оптимизируя устройство.

В электронных устройствах одним из наиболее важных элементов, обеспечивающих работу всей системы считается память, которая делится на внутреннюю и внешнюю. Элементами внутренней памяти считают ОЗУ, ПЗУ и кеш процессора. Внешняя – это всевозможные накопители, которые подключаются к компьютеру из вне – жесткие диски, флешки, карты памяти и др.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) служит для хранения данных, изменение которых в процессе работы невозможно, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) для помещения в её ячейки информации от процессов, происходящих в текущий момент времени в системе, а кеш память используется для срочной обработки сигналов микропроцессором.

Что такое ПЗУ

ПЗУ или ROM (Read only memory – Только для чтения) – типичное устройство хранения неизменяемой информации, включенное в состав почти каждого компонента ПК и телефона и требующееся для запуска и работы всех элементов системы. Содержимое в ROM записано производителем аппаратного обеспечения и содержит директивы для предварительного тестирования и запуска устройства.

Свойствами ПЗУ являются независимость от питания, невозможность перезаписи и возможность хранить информацию длительные сроки. Информация, содержащаяся в ROM, вносится разработчиками однажды, и аппаратное обеспечение не допускает её стирания, хранится до окончания службы компьютера или телефона, или его поломки. Конструктивно ПЗУ защищены от повреждений при перепадах напряжения, поэтому нанести ущерб содержащейся информации могут только механические повреждения.

По архитектуре делятся на масочные и программируемые:

В масочных устройствах информация вносится с помощью типичного шаблона на финальном этапе изготовления. Содержащиеся данные не могут быть перезаписаны пользователем. Разделяющими компонентами выступают типичные pnp элементы транзисторов или диодов.
В программируемых ПЗУ (Programmable ROM) информация представлена в виде двумерной матрицы проводящих элементов, между которыми расположен pn переход полупроводникового элемента и металлическая перемычка. Программированием такой памяти происходит устранением или созданием перемычек посредством тока высокой амплитуды и продолжительности.

Основные функции

В блоки памяти ROM вносят информацию по управлению аппаратным обеспечением заданного устройства. ПЗУ включает в себя следующие подпрограммы:

Директиву старта и контроля за работой микропроцессора.
Программу проверяющую работоспособность и целостность всего аппаратного обеспечения, содержащегося в компьютере или телефоне.
Программу дающую начало работе системы и завершающее её.
Подпрограммы, управляющие периферийным оборудованием и модулями ввода/вывода.
Данные о адресе операционной системы на физическом накопителе.

Архитектура

Постоянные запоминающие устройства выполнены в виде двухмерного массива . Элементами массива являются наборы проводников, часть которых не затрагивается, прочие ячейки разрушаются. Проводящие элементы являются простейшими переключателями и формируют матрицу за счет поочередного соединения их к рядам и строкам.

Если проводник замкнут, он содержит логический ноль, разомкнут – логическую единицу. Таким образом в двухмерный массив физических элементов вносят данные в двоичном коде, которые считывает микропроцессор.

Разновидности

В зависимости от способа изготовления устройства ПЗУ делят на:

Обыкновенные , создаваемые фабричным способом. Данные в таком устройстве не изменяются.
Программируемые ПЗУ, допускающие изменение программы один раз.
Стираемое программируемое оборудование , позволяющее очищать данные с элементов и перезаписывать их, например, посредством ультрафиолета.
Электрически очищаемые перезаписываемые элементы, в которых допускается многократное изменение . Такой вид применяется в HDD, SSD, Flash и других накопителях. На такой же микросхеме записан BIOS на материнских платах.
Магнитные , в которых информация хранилась на намагниченных участках, чередующихся с не намагниченными. В них была возможна перезаписи.

Разница между RAM и ROM

Отличия между двумя видами аппаратного обеспечения, заключаются в её сохранности при отключении питания, скорости и возможности доступа к данным.

В оперативной памяти (Random access memory или RAM) информация содержится в последовательно расположенных ячейках к каждой из которых возможно получить доступ посредством программных интерфейсов . RAM содержит данные о выполняемых в текущий момент процессах в системе, таких как программы, игры, содержит значения переменных и списки данных в стеках и очередях. При отключении компьютера или телефона RAM память полностью очищается . По сравнению с ROM памятью она отличается большей скоростью доступа и потреблением энергии.

ROM память работает медленнее, и для своей работы потребляет меньше энергии. Главное отличие заключается в невозможности изменять входящие данные в ПЗУ, в то время как в ОЗУ информация меняется постоянно.