Pamięć RAM i ROM
Rodzaje pamięci
1. Pamięć ROM
W pamięciach nieulotnych typu ROM umieszczone są informacje stałe. ROM jest najbardziej niezawodnym nośnikiem informacji o dużej gęstości zapisu. Zapis informacji dokonuje się w procesie produkcji lub podczas ich programowania. W pamięci ROM zapisuje się ustawienia BIOSu.
Pamięci typu ROM przeznaczone są głównie do umieszczania w nich startowej sekwencji instrukcji, kompletnych programów obsługi sterowników i urządzeń mikroprocesorowych, także ustalonych i rzadko zmienianych danych stałych. Ze względu na sposób umieszczania danych pamięci ROM dzieli się na:
1) Pamięć ROM programowana maską (mask ROM) - Jej zawartość ustala się na podstawie wzorca dostarczanego przez użytkownika w trakcie procesu technologicznego. Pamięć ta jest przeznaczona tylko do odczytu, co w wielu wypadkach uniemożliwia jej zastosowanie.
2) Pamięć PROM (Programmable ROM). - Jest dostarczana przez producenta w stanie niezaprogramowanym z możliwością jednokrotnego ustalania dowolnej zawartości bezpośrednio przez użytkownika. Właściwą treść pamięci ustala się jednorazowo przez elektryczne przepalenie odpowiednich połączeń wewnętrznych. Każda pomyłka w czasie programowania eliminuje programowany układ.
3) Pamięć EPROM (Erasable Programmable ROM). - Najpopularniejszy rodzaj pamięci kasowalnej i programowalnej o nieulotnej zawartości informacji. Kasowanie zawartości dokonuje się przez intensywne naświetlenie promieniem ultrafioletowym. Nie jest możliwe kasowanie pojedynczych bajtów pamięci, natomiast proces przeprogramowania zawartości pamięci może być powtarzany wielokrotnie. Przewidywany czas trwałości danych umieszczanych w pamięci EPROM wynosi co najmniej 10 lat.
4) Pamięci EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM). - Każdy bajt można kasować elektrycznie i zapisać nową zawartością bezpośrednio w urządzeniu, w którym normalnie funkcjonuje pamięć, a do zaprogramowania dowolnego bajtu wystarcza jeden cykl zapisu. Wykorzystanie tej możliwości sprawia, że pamięć ta jest idealnym rozwiązaniem przy uruchamianiu nowego oprogramowania, bądź modyfikacji zawartości istniejącej pamięci. Przyjmuje się, że pamięć EEPROM powinna wytrzymać 100 tys. przeprogramowań.Do PC pamięci EEPROM trafiły natychmiast, gdy tylko ich cena zaczęła na to pozwalać - możliwość przedłużenia "moralnego życia" płyty głównej przez wymianę BIOS-u była bardzo atrakcyjna dla producentów komputerów. Tym bardziej, że dostępność takich pamięci zbiegła się w
czasie z początkiem dywersyfikacji standardu PC - stosowane w nich procesory przestały być wiernymi kopiami Intelowskich.
5) Pamięć Flash EEPROM. W tym typie pamięci zwykle nie można kasować
6) ani programować pojedynczych bajtów. Możliwe jest kasowanie i programowanie blokami pamięci lub w całości. Pamięci Flash wytrzymują od 100 do 10 tys. cykli kasowania i programowania.
Pamięci ROM są stosowane w praktyce do zapamiętywania podstawowych funkcji konfiguracyjnych oraz obsługi systemu operacyjnego komputera. Na ogół służą
do zapamiętania informacji o rodzajach portów, stosowanej pamięci RAM, dyskach itp.
2. Pamięć RAM (Random Access Memory)
Podstawowy rodzaj pamięci o dostępie swobodnym, nieodzowny w każdym komputerze, przechowujący całość lub część bieżąco wykonywanego programu. Pamięć operacyjna pozostaje w stałym kontakcie z procesorem, dla którego logicznie przedstawia uporządkowany ciąg komórek zaadresowanych od 0 do 2n, przy czym n oznacza liczbę bitów rejestru adresowego procesora. Pamięć operacyjna może być zrealizowana jako pamięć stała lub pamięć zapisywalna.
Rozmiar (pojemność) pamięci operacyjnej, oprócz szybkości procesora, charakteryzuje możliwości komputera. Współczesne komputery PC z reguły dysponują dziesiątkami megabajtów pamięci operacyjnej. Takich ilości pamięci wymagają programy stosujące interfejsy graficzne.
2.1. Podział pamięci RAM ze względu na budowę.
SRAM - (Static RAM), pamięć statyczna. Cechuje ją bardzo krótki czas dostępu do poszczególnej komórki i nieulotność. Niestety, pamięci SRAM są drogie, dlatego też wykorzystuje się je głównie jako pamięci cache.
DRAM - (Dynamic RAM) pamięć dynamiczna. Pamięć ta jest wolniejsza niż pamięć SRAM a w dodatku jest ona ulotna. Aby pamięć ta nie utraciła danych trzeba ją odświeżać z częstotliwością co najmniej kilkaset Hz. Odświeżanie polega na zwykłym odczycie zawartości komórki.
SDRAM - (Synchronous Dynamic RAM) pamięć dynamiczna, synchroniczna. Pamięć ta jest podobna do pamięci DRAM, z tym że dostęp do komórek pamięci jest zsynchronizowany z zewnętrznym zegarem taktującym procesor.
2.2. Podział ze względu na dostęp
FPM RAM - (Fast Page Mode RAM), pamięć ta zorganizowana jest w strony, przy czym najszybciej realizowany jest dostęp do kolejnych komórek w obrębie strony.
EDO RAM - (Extended Data Output RAM), jest to pamięć w przypadku której w czasie odczytu danej komórki, może zostać pobrany adres następnej.
BEDO RAM - (Burst EDO RAM), w przypadku tej pamięci zamiast jednego adresu pobierane są cztery, przy czym na magistralę wystawiany jest tylko pierwszy co znacznie zwiększa szybkość dostępu.
2.3. Moduły pamięci.
Pamięć fizycznie występuje w postaci kości (układów scalonych), które mogą być całkowicie od siebie różne. Dlatego też powstały standardy konstrukcyjne, wymuszające łączenie kości w funkcjonalne moduły, które są zwyczajnymi płytkami drukowanymi z wlutowanymi chipami pamięci. Wraz z rozwojem komputerów i poszerzaniem szyny adresowej powstały różne typy modułów.
SIMM - (Single Inline Memory Module), moduł 32-stykowy, w którym szerokość szyny adresowej wynosi 8 bitów. Moduły te obecnie wykorzystywane są jedynie w niektórych kartach rozszerzających, gdyż płyty główne już dawno przestały je obsługiwać.
PS/2 - moduł 72-stykowy z 32-bitową szyną adresową. Jego nazwa powstała od rodziny komputerów PS/2, w których pierwotnie zainstalowano te moduły.
DIMM - (Dual Inline Memory Module) moduł 128-stykowy w którym szyna adresowa ma 64 bity. Jest to najnowszy standard konstrukcyjny wykorzystywanych w płytach z procesorem Pentium.
2.4. Układ DMA.
Układ DMA (Direct Memory Access) służy do bezpośredniej komunikacji z pamięcią bez użycia procesora. Najczęściej wymiana danych przebiega na linii pamięć - urządzenia zewnętrzne, lecz możliwa jest też wymana pamięć - pamięć.