RAM, ROM וסוגי זיכרון
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| RAM/ræm/ | RAM |
| ROM/rɒm/ | ROM |
| volatile/ˈvɒlətaɪl/ | נדיף |
| non-volatile/nɒn ˈvɒlətaɪl/ | לא נדלית |
| firmware/ˈfɜːmweə/ | תוכנת קשיחה (Firmware) |
| bootstrap/ˈbuːtstræp/ | בוטסטראפ |
| SRAM/ˈesræm/ | SRAM סטטית |
| DRAM/ˈdiːræm/ | DRAM דינמית |
| flip-flop/flɪp flɒp/ | פליפ-פלופ |
| capacitor/kəˈpæsɪtə/ | קבל |
| refreshed/rɪˈfreʃt/ | רענון |
| cache/kæʃ/ | מטמון (Cache) |
| PROM/prɒm/ | זיכרון PROM |
| EPROM/ˈiːprɒm/ | זיכרון EPROM |
| EEPROM/ˌiːiːˈprɒm/ | זיכרון EEPROM |
זיכרון ארוג ביד
- מחשב ההנחיה אפולו שעלה לירח שמר את התוכניות שלו בזיכרון core rope: חוטים שזורזו ביד דרך או סביב טבעות מגנטיות קטנות, מעבר אחד עבור 1, השני עבור 0.
- לאחר האריגה, לא ניתן was to change anything. This was read-only memory in its purest form, and it meant the flight software had to be finished months before launch.
- הנתונים העובדים שלו גרו בתוך זיכרון נפרד,可擦除, that lost everything when the power went.
- כל מחשב מאז לו את אותם שני סוגי זיכרון ראשיים. שיעור זה עוסק בהבחנה ביניהם ובבחירה ביןיהם.
RAM ו-ROM
- RAM (Random Access Memory) היא volatile: התכולה שלה מאבדת כאשר החשמל נכבה. היא מכילה את מערכת ההפעלה, התוכניות הפועלות ואת הנתונים שלהן, והיא קריאה וכתיבה באופן מתמיד.
- ROM (זיכרון קריאה בלבד) הוא לא נדיף: הוא שומר את תוכנו ללא חשמל. הוא נכתב פעם אחת, ובשימוש רגיל הוא נקרא בלבד.
- ROM מכיל את ה-firmware וה-bootstrap שמפעילים את המחשב, או את כל התוכנה של מערכת מובנית. RAM גדולה וניתן להגדילה; ROM קטנה וקבועה.
RAM היא נדיפה וקריאה/כתיבה; ROM היא לא נדיפה וקריאה בלבד
מעבדת מכשירים ואחסון
מיינו פלטפורמות מחשוב לפי העבודה שהן מבצעות במערכת.
איזו טענה נכונה?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
RAM מאבדת את תוכנה ללא חשמל (וולטילי); ROM שומרת אותה (בלתי-וולטילי).
ROM בדרך כלל מכילה:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ROM היא בלתי-וולטילי ונכתבת פעם אחת, ולכן היא מאחסנת את הפירמוויר ההפעלה. התוכניות הרצות נמצאות ב-RAM.
דוגמה פותרת: שתי שאלות אהובות
- הסבר מדוע מחשב עם יותר RAM ביצועיו טובים יותר. הוא יכול להחזיק יותר תוכניות ונתונים בזיכרון בו-זמנית, ולכן מבצע החלפה (swap) פחותה בין הזיכרון לדיסק, ולכן עובד מהר יותר.
- צין מהו שימוש ה-ROM במחשב אישי ובמכונת כביסה. במחשב האישי, קוד ההפעלה שבודק את ה-hardware ומטעין את מערכת ההפעלה. במכונת הכביסה,整个 Contol program, which never changes.
- שתי התשובות מציין מה נשומר וגם מדוע זה חייב להיות שם.
למחשב עם יותר RAM יש יכולת להחזיק יותר תוכניות ודאטה בו-זמנית, ולכן הוא מבצע פחות החלפה בין זיכרון ל____, ולכן הוא פועל מהר יותר.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
כאשר RAM מלא, מערכת ההפעלה מעבירה דפים לאחסון משני וחזרה, והכל החלפה היא אלפי פעמים איטית יותר מגישה לזיכרון.
סדר ההפעלה
- הדלקת חשמל. המעבד קורא את ההוראות הראשונות שלו מ-ROM, משום שה-RAM עדיין ריקה.
- ה-firmware בודק את ה-hardware, ולאחר מכן מטעין את מערכת ההפעלה מ-אחסון משני לתוך RAM.
- מאז ועד כן, המעבד עובד מ-RAM. ROM מפעילה את המערכת; RAM מחזיקה את העבודה הפעילה.
מודול RAM: מהיר, נדיף, וריק עד שה-firmware ממלא אותו
סדרו את סדר ההפעלה.
Difficulty 3/5 · 200 coins + a small bonus on first completion today
ROM היא בלתי-וולטילי ולכן הפירמוויר שלה קיים בה bei הפעלת חשמל; לאחר מכן היא מטענת את מערכת ההפעלה ל-RAM וולטילי.
SRAM ו-DRAM
- SRAM (RAM סטטית) מאחסנת כל ביט ב-flip-flop המורכב מספר טרנזיסטורים. היא מהירה וצורכת מעט חשמל בשקט, אך היא יקרה ומאחסנת פחות ביטים בכל שבב.
- DRAM (RAM דינמית) מאחסנת כל ביט כמטען על קבל capacitor אחד מיניאטורי עם טרנזיסטור אחד. היא זולה וצפופה יותר, אך איטית יותר, והמטען דולף, ולכן כל תא חייב לעבור refresh אלפי פעמים בשנייה.
- לכן SRAM משמשת ל-cache הקטן והמהיר של המעבד, ו-DRAM לזיכרון הראשי הגדול.
SRAM הוא מהיר אך יקר, ולכן הוא משמש בעיקר ל:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
SRAM (flip-flops) הוא מהיר אך לא צפוף, אידיאלי ל-cache קטן ומהיר. DRAM משמש לזיכרון ראשי גדול.
דרוש ל-DRAM לעדכן (לכתוב מחדש) אלפי פעמים בשנייה כדי לשמור על הנתונים.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
DRAM מאחסן כל ביט כעומס על קבל, שדולף — ולכן הוא מעודכן באופן רציף. SRAM אינו זקוק לכך.
התאם כל סוג זיכרון לתכונה המרכזית שלו.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
החלוקה בין RAM/ROM מבוססת על נדיפות; החלוקה בין SRAM/DRAM מבוססת על מהירות מול צפיפות.
דוגמה פותרת: מדוע זיכרון זה כאן?
- הסבר מדוע מערכת מובנית משתמשת ב-DRAM לזיכרון הראשי שלה. היא זקוקה לכמות גדולה של זיכרון בעלות נמוכה ובמרחב קטן, ודרישות המהירות שלה צנועות, ולכן ה-DRAM הזולה והצפופה היא הבחירה הנכונה.
- הסבר מדוע זיכון המעבד הוא SRAM. הזיכון קטן וצריך להיות מהיר ככל האפשר, ו-SRAM אינו דורש מחזור רענון שיאט אותו, ולכן העלות הגבוהה יותר לכל ביט משתלמת.
- תשובה אחת טוענת מטעמי עלות וצפיפות, השנייה מטעמי מהירות. ציין מה חשוב עבור ההתקן בשאלה.
מדוע מערכת embedded משתמשת ב-DRAM ולא ב-SRAM כזיכרון ראשי? סמן את כל האפשרויות הנכונות.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
העלות והצפיפות הן יתרונות ה-DRAM. הוא איטי יותר ועובר עדכון; המכשיר מקבל זאת מכיוון שהדרישה שלו למהירות היא פשוטה.
PROM, EPROM ו-EEPROM
- PROM (זיכון ROM ניתן לתכנות) נכתב פעם אחת על ידי המשתמש באמצעות מתכנן, על ידי שריפת פיוזים. לא ניתן למחוק אותו.
- EPROM (זיכון ROM ניתן לתכנות וניתן למחיקה) נמחק על ידי אור אולטרבהולט חזק דרך חלון קוורץ, את כל השבב יחד, ויש להוציא אותו מהמעגל כדי לבצע זאת.
- EEPROM (זיכון ROM ניתן לתכנות ומחיקה חשמלית) נמחק ונכתב מחדש חשמלית, בייט בייט, בעוד שהוא נשאר במעגל. זיכון Flash הוא גרסה משופרת המותאמת למחיקה מהירה של בלוקים שלמים.
EEPROM שונה מ-EPROM בכך שהוא יכול:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
EEPROM נלקח חשמלית ביט אחר ביט במקום; EPROM זקוק לUV למחיקת כל השבב; PROM נכתב פעם אחת.
דוגמה פותרת: "תן שתי הבדלים"
- תן שתי הבדלים בין EPROM ל-EEPROM. כל הבדל מצויין עבור שני הסוגים.
- EPROM נמחק על ידי אור אולטרבהולט, **בניגוד ל-**EEPROM שנמחק על ידי אות חשמלי.
- EPROM מוחק את כל השבב יחד וצריך להוסף מהמעגל, **בניגוד ל-**EEPROM שמוחק בייט בייט ונשאר במקומו.
- הבדל שהוזכר לצד אחד בלבד הוא חצי מתשובה.
התאם כל סוג ROM לשיטת מחיקה או כתיבה מחדש שלו.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
השמות מדברים בעד עצמם: מתכנת, מתכנת וניתן למחיקה, מתכנת וניתן למחיקה חשמלית.
בחירת הזיכון למשימה
- זיכון מעבד: SRAM, כי הוא צריך להיות המהיר ביותר ואינו חייב להיות גדול.
- זיכון ראשי של מחשב אישי, טלפון או מערכת embedded: DRAM, כי הוא צריך להיות גדול וזול.
- פירמוויר שייתכן ויידרש עדכון בשטח: EEPROM או Flash, כדי שניתן יהיה להתקין תיקון ללא פתיחת ההתקן.
- פירמוויר שאינו צריך לשנות לעולם, המיוצר בפרטים מיליוניים: Mask ROM או PROM, הזולים והבטוחים ביותר.
יתכן שהפירמוואר של נתב יצטרך עדכון אבטחה לאחר מכירתו. באיזה זיכרון יש לאחסנו?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
יש לו לעמוד ללא חיבור לחשמל, ולכן לא RAM, ועליו להיות רב-כתיבה במקום, ולכן לא PROM. EEPROM או Flash יכולים להיכנות מחדש חשמלית ללא פתיחת ההתקן.
סימונים נופלים מהיד
- המשפט "ROM לא ניתן לכתיבה" נכון רק ל-Mask ROM. PROM נכתב פעם אחת; EPROM ו-EEPROM ניתנים לכתיבה מחדש, לפי הדרך שצוינה לעיל.
- רענון שייך רק ל-DRAM. SRAM שומר ביט שלו בקרבע (flip-flop) ואינו זקוק לרענון.
- SRAM ו-DRAM הם סוגי RAM; PROM, EPROM ו-EEPROM הם סוגי ROM. אל תערבב בין הרשימות.
- "Volatile" (מתנדנד/לא נשמר) עניינו חשמל, לא מהירות. יש לומר "מאבד את תוכנו כאשר החשמל ננתק".
SRAM חייב להתעדכן אלפי פעמים בשנייה כדי לשמור את תוכנו.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
העדכון הוא דרישה ל-DRAm משום שמטען הקבל דולף. פליפ-פלופ שומר את מצבו כל עוד החשמל מחובר.
הבנתך מושלמת
- RAM נדחף, קריאה/כתיבה, מאחסן תוכניות רצות; ROM לא נדחף, קריאה בלבד, מאחסן פירמוויר; ROM מפעיל את המערכת, RAM מבצע את העבודה
- SRAM פליפ-פלופים, מהיר, ללא רענון → מטמון; DRAM קבל, צפוף וזול יותר, זקוק לרענון → זיכרון ראשי
- PROM נכתב פעם אחת; EPROM נמחק באור UV, כל השבב, מחוץ למעגל; EEPROM נמחק חשמלית, ביט אחד אחר אחד, בתוך המעגל (פלאש = מחיקה בבלוקים)
- תשובת "הבדל" מציינת שני הצדדים; תשובת "למה זיכרון זה" טוענת מכיוון המהירות או מכיוון העלות והצפיפות