RAM, ROM and memory types · RAM, ROM e tipos de memória
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|---|---|
| RAM/ræm/ | RAM |
| ROM/rɒm/ | ROM |
| volatile/ˈvɒlətaɪl/ | volátil |
| non-volatile/nɒn ˈvɒlətaɪl/ | não volátil |
| firmware/ˈfɜːmweə/ | firmware |
| bootstrap/ˈbuːtstræp/ | bootstrap |
| SRAM/ˈesræm/ | SRAM |
| DRAM/ˈdiːræm/ | DRAM |
| flip-flop/flɪp flɒp/ | flip-flop |
| capacitor/kəˈpæsɪtə/ | capacitor |
| refreshed/rɪˈfreʃt/ | atualizado |
| cache/kæʃ/ | cache |
| PROM/prɒm/ | PROM |
| EPROM/ˈiːprɒm/ | EPROM |
| EEPROM/ˌiːiːˈprɒm/ | EEPROM |
Memory woven by hand
- The Apollo Guidance Computer that flew to the Moon kept its programs in core rope memory: wires threaded by hand through or around tiny magnetic rings, one pass for a 1, the other for a 0.
- Once woven, nothing could be changed. It was read-only memory in its purest form, and it meant the flight software had to be finished months before launch.
- Its working data lived in a separate, erasable memory that lost everything when the power went.
- Every computer since has the same two kinds of main memory. This lesson is about telling them apart and choosing between them.
Memória tecida à mão
- O Computador de Navegação Apollo que voou para a Lua mantinha seus programas em memória core rope 绳芯存储: fios passados manualmente através ou ao redor de pequenos anéis magnéticos, uma passagem para um 1, a outra para um 0.
- Uma vez tecida, nada poderia ser alterado. Era memória apenas leitura em sua forma mais pura, e significava que o software de voo deveria estar concluído meses antes do lançamento.
- Seus dados de trabalho viviam em uma memória separada, apagável, que perdia tudo quando a energia ia embora.
- Todo computador desde então tem esses dois tipos de memória principal. Esta lição trata de distingui-los e escolher entre eles.
RAM and ROM
- RAM 随机存取存储器 (Random Access Memory) is volatile 易失性: its contents are lost when the power is off. It holds the operating system, the running programs and their data, and it is read and written constantly.
- ROM 只读存储器 (Read-Only Memory) is non-volatile 非易失性: it keeps its contents without power. It is written once, and in normal use it is only read.
- ROM holds the firmware 固件 and bootstrap 引导程序 that start the computer, or the whole program of an embedded system. RAM is large and can usually be increased; ROM is small and fixed.
RAM is volatile and read/write; ROM is non-volatile and read-only
RAM e ROM
- RAM 随机存取存储器 (Memória de Acesso Aleatório) é volátil 易失性: seu conteúdo é perdido quando a energia é desligada. Mantém o sistema operacional, os programas em execução e seus dados, e é constantemente lida e escrita.
- ROM 只读存储器 (Memória Apenas Leitura) é não volátil 非易失性: mantém seu conteúdo sem energia. É gravada uma vez e, no uso normal, apenas lida.
- ROM armazena o firmware 固件 e o bootstrap 引导程序 que iniciam o computador, ou todo o programa de um sistema embarcado. RAM é grande e pode geralmente ser aumentada; ROM é pequena e fixa.
RAM é volátil e leitura/escrita; ROM é não volátil e apenas leitura
Device and storage lab · Laboratório de Dispositivos e Armazenamento
Classify computing examples by what job they do in a system. · Classifique exemplos de computação pelo que eles fazem em um sistema.
Which statement is true? · Qual afirmação é verdadeira?
RAM loses its contents without power (volatile); ROM keeps them (non-volatile). · A RAM perde seu conteúdo sem energia (volátil); a ROM o mantém (não volátil).
ROM typically holds: · A ROM tipicamente armazena:
ROM is non-volatile and written once, so it stores the start-up firmware. Running programs live in RAM. · A ROM é não volátil e escrita uma vez, então armazena o firmware inicial. Programas em execução vivem na RAM.
Worked example: two favourite questions
- Explain why a computer with more RAM performs better. It can hold more programs and data in memory at once, so it swaps less between memory and disk, so it runs faster.
- State what ROM is used for in a PC and in a washing machine. In a PC, the start-up code that checks the hardware and loads the operating system. In a washing machine, the entire control program, which never changes.
- Both answers name what is stored and why it must be there.
Exemplo resolvido: duas perguntas favoritas
- Explique por que um computador com mais RAM performa melhor. Ele pode manter mais programas e dados na memória de uma vez, então troca menos entre memória e disco, então roda mais rápido.
- Afirme para que serve a ROM em um PC e em uma máquina de lavar. Em um PC, o código inicial que verifica o hardware e carrega o sistema operacional. Em uma máquina de lavar, o programa de controle inteiro, que nunca muda.
- Ambas as respostas nomemam o que é armazenado e por que deve estar lá.
A computer with more RAM holds more programs and data at once, so it swaps less between memory and ____, so it runs faster. · Um computador com mais RAM mantém mais programas e dados ao mesmo tempo, então faz menos trocas entre memória e ____, assim roda mais rápido.
When RAM is full the operating system moves pages out to secondary storage and back, and every swap is thousands of times slower than a memory access. · Quando a RAM está cheia, o sistema operacional move páginas para fora para o armazenamento secundário e de volta, e cada troca é milhares de vezes mais lenta que um acesso à memória.
The start-up sequence
- Power on. The processor reads its first instructions from ROM, because RAM is still empty.
- The firmware checks the hardware, then loads the operating system from secondary storage into RAM.
- From then on the processor works from RAM. ROM starts the system; RAM holds the active work.
A RAM module: fast, volatile, and empty until the firmware fills it
Sequência de inicialização
- Ligar. O processador lê suas primeiras instruções da ROM, pois a RAM ainda está vazia.
- O firmware verifica o hardware, depois carrega o sistema operacional do armazenamento secundário para a RAM.
- Daí em diante, o processador opera a partir da RAM. A ROM inicia o sistema; a RAM segura o trabalho ativo.
Módulo de RAM: rápido, volátil e vazio até o firmware preenchê-lo
Put the start-up sequence in order. · Organize a sequência de inicialização em ordem.
ROM is non-volatile so its firmware is there at power-on; it then loads the OS into volatile RAM. · A ROM é não volátil, então seu firmware está lá ao ligar; ela então carrega o SO na RAM volátil.
SRAM and DRAM
- SRAM 静态RAM (static RAM) stores each bit in a flip-flop 触发器 of several transistors. It is fast and uses little power when idle, but it is expensive and holds fewer bits per chip.
- DRAM 动态RAM (dynamic RAM) stores each bit as charge on one tiny capacitor 电容器 with one transistor. It is cheaper and denser, but slower, and the charge leaks away, so every cell must be refreshed 刷新 thousands of times a second.
- So SRAM is used for the processor's small, fast cache 高速缓存, and DRAM for the large main memory.
SRAM e DRAM
- SRAM 静态RAM (RAM estática) armazena cada bit em um flip-flop 触发器 de vários transistores. É rápida e usa pouca potência em repouso, mas é cara e guarda menos bits por chip.
- DRAM 动态RAM (RAM dinâmica) armazena cada bit como carga em um pequeno capacitor 电容器 com um transistor. É mais barata e densa, mas mais lenta, e a carga vaza, então cada célula deve ser refreshed 刷新 milhares de vezes por segundo.
- Assim, SRAM é usado para o pequeno e rápido cache 高速缓存 do processador, e DRAM para a grande memória principal.
SRAM is fast but expensive, so it is mainly used for: · SRAM é rápida, mas cara, então é usada principalmente para:
SRAM (flip-flops) is fast but not dense, ideal for small fast cache. DRAM is used for large main memory. · SRAM (flip-flops) é rápida, mas não densa, ideal para cache pequeno e rápido. DRAM é usada para grande memória principal.
DRAM must be refreshed (rewritten) thousands of times a second to keep its data. · DRAM deve ser atualizada (reescrita) milhares de vezes por segundo para manter seus dados.
DRAM stores each bit as charge on a capacitor, which leaks away — so it is constantly refreshed. SRAM does not need this. · DRAM armazena cada bit como carga em um capacitor, que vaza — portanto, é constantemente atualizada. SRAM não precisa disso.
Match each memory type to its key trait. · Associe cada tipo de memória à sua característica principal.
RAM/ROM split on volatility; SRAM/DRAM split on speed vs density. · A divisão RAM/ROM baseia-se na volatilidade; a divisão SRAM/DRAM baseia-se na velocidade versus densidade.
Worked example: why this memory here?
- Explain why an embedded system uses DRAM for its main memory. It needs a large amount of memory at low cost in a small space, and its speed requirement is modest, so the cheaper, denser DRAM is the right choice.
- Explain why the processor's cache is SRAM. The cache is small and must be as fast as possible, and SRAM needs no refresh cycle to slow it down, so its higher cost per bit is worth paying.
- One answer argues from cost and density, the other from speed. Say which matters for the device in the question.
Exemplo resolvido: por que esta memória aqui?
- Explique por que um sistema embarcado usa DRAM para sua memória principal. Ele precisa de uma grande quantidade de memória a baixo custo em espaço reduzido, e seu requisito de velocidade é modesto, então a DRAM mais barata e densa é a escolha certa.
- Explique por que o cache do processador é SRAM. O cache é pequeno e deve ser o mais rápido possível, e SRAM não precisa de ciclo de refresh para desacelerá-lo, então seu custo maior por bit vale a pena pagar.
- Uma resposta argumenta a partir de custo e densidade, a outra a partir de velocidade. Diga qual importa para o dispositivo na questão.
Why does an embedded system use DRAM rather than SRAM for its main memory? Select all · todos that apply. · Por que um sistema embarcado usa DRAM em vez de SRAM para sua memória principal? Selecione todas as opções aplicáveis.
Cost and density are DRAM's advantages. It is slower and it does need refreshing; the device accepts both because its speed requirement is modest. · Custo e densidade são vantagens do DRAM. Ele é mais lento e realmente precisa ser atualizado; o dispositivo aceita isso porque sua exigência de velocidade é modesta.
PROM, EPROM and EEPROM
- PROM 可编程只读存储器 (Programmable ROM) is written once by the user with a programmer, by burning fuses. It cannot be erased.
- EPROM 可擦可编程只读存储器 (Erasable Programmable ROM) is erased by strong ultraviolet light through a quartz window, the whole chip at once, and it must be taken out of the circuit to do it.
- EEPROM 电可擦可编程只读存储器 (Electrically Erasable Programmable ROM) is erased and rewritten electrically, a byte at a time, while it stays in the circuit. Flash memory is a derivative optimised for erasing whole blocks quickly.
PROM, EPROM e EEPROM
- PROM 可编程只读存储器 (ROM Programável) é gravada uma única vez pelo usuário com um programador, queimando fusíveis. Não pode ser apagada.
- EPROM 可擦可编程只读存储器 (ROM Apagável Programável) é apagada por luz ultravioleta forte através de uma janela de quartzo, o chip inteiro de uma vez, e deve ser removida do circuito para fazê-lo.
- EEPROM 电可擦可编程只读存储器 (ROM Apagavel Electricamente Programável) é apagada e regravada electricamente, um byte de cada vez, enquanto permanece no circuito. A memória Flash é uma derivada otimizada para apagar blocos inteiros rapidamente.
EEPROM differs from EPROM because it can be: · EEPROM difere de EPROM porque pode:
EEPROM is erased electrically a byte at a time in place; EPROM needs UV to erase the whole chip; PROM is write-once. · EEPROM é apagada eletricamente byte por byte in loco; EPROM precisa de UV para apagar todo o chip; PROM é escrita uma única vez.
Worked example: "give two differences"
- Give two differences between EPROM and EEPROM. Each difference is stated for both types.
- EPROM is erased by ultraviolet light, whereas EEPROM is erased by an electrical signal.
- EPROM erases the whole chip at once and must be removed from the circuit, whereas EEPROM erases a byte at a time and stays in place.
- A difference given for one side only is half an answer.
Exemplo resolvido: "dê duas diferenças"
- Dê duas diferenças entre EPROM e EEPROM. Cada diferença é declarada para ambos os tipos.
- EPROM é apagada por luz ultravioleta, enquanto EEPROM é apagada por um sinal elétrico.
- EPROM apaga o chip inteiro de uma vez e deve ser removida do circuito, enquanto EEPROM apaga um byte de cada vez e permanece no lugar.
- Uma diferença dada apenas para um lado é meia resposta.
Match each ROM type to how it is erased or rewritten. · Associe cada tipo de ROM ao seu método de apagamento ou reescrita.
The names say it: Programmable, Erasable Programmable, Electrically Erasable Programmable. · Os nomes dizem tudo: Programmable (Programável), Erasable Programmable (Apagável Programável), Electrically Erasable Programmable (Apagável Eletronicamente Programável).
Choosing the memory for the job
- Processor cache: SRAM, because it must be fastest and can be small.
- Main memory of a PC, phone or embedded system: DRAM, because it must be large and cheap.
- Firmware that may need updating in the field: EEPROM or flash, so a fix can be installed without opening the device.
- Firmware that must never change, made in millions: mask ROM or PROM, cheapest and safest.
Escolhendo a memória para a tarefa
- Cache do processador: SRAM, porque deve ser a mais rápida e pode ser pequena.
- Memória principal de um PC, telefone ou sistema embarcado: DRAM, porque deve ser grande e barata.
- Firmware que pode precisar ser atualizado em campo: EEPROM ou flash, para que uma correção possa ser instalada sem abrir o dispositivo.
- Firmware que nunca deve mudar, fabricado em milhões: mask ROM ou PROM, mais barato e seguro.
A router's firmware may need a security update after it is sold. Which memory should hold it? · O firmware de um roteador pode precisar de uma atualização de segurança após a venda. Qual memória deve armazená-lo?
It must survive without power, so not RAM, and it must be rewritable in place, so not PROM. EEPROM or flash can be reprogrammed electrically without opening the device. · Deve sobreviver sem energia, então não é RAM, e deve ser reprogramável in loco, então não é PROM. EEPROM ou flash podem ser reprogramados eletricamente sem abrir o dispositivo.
Marks that slip away
- "ROM cannot be written" is only true of mask ROM. PROM is written once; EPROM and EEPROM can be rewritten, in the ways above.
- Refresh belongs to DRAM only. SRAM holds its bit in a flip-flop and needs none.
- SRAM and DRAM are kinds of RAM; PROM, EPROM and EEPROM are kinds of ROM. Do not cross the lists.
- "Volatile" is about power, not speed. Say "loses its contents when the power is removed".
Marcas que escapam
- "ROM não pode ser gravada" só é verdade para mask ROM. PROM é gravada uma vez; EPROM e EEPROM podem ser regravadas, das formas acima.
- Refresh pertence apenas à DRAM. A SRAM armazena seu bit em um flip-flop e não precisa de refresh.
- SRAM e DRAM são tipos de RAM; PROM, EPROM e EEPROM são tipos de ROM. Não misture as listas.
- "Volatile" refere-se a energia, não a velocidade. Diga "perde seu conteúdo quando a energia é removida".
SRAM must be refreshed thousands of times a second to keep its contents. · SRAM precisa ser atualizada milhares de vezes por segundo para manter seu conteúdo.
Refresh is a DRAM requirement, because a capacitor's charge leaks. A flip-flop holds its state for as long as the power is on. · Atualização é um requisito de DRAM, pois a carga de um capacitor vaza. Um flip-flop mantém seu estado enquanto há alimentação.
You've got it
- RAM volatile, read/write, holds running programs; ROM non-volatile, read-only, holds firmware; ROM starts the system, RAM does the work
- SRAM flip-flops, fast, no refresh → cache; DRAM capacitor, denser and cheaper, needs refresh → main memory
- PROM written once; EPROM UV-erased, whole chip, out of circuit; EEPROM electrically erased, byte at a time, in circuit (flash = block erase)
- a "difference" answer states both sides; a "why this memory" answer argues from speed or from cost and density
Entendeu?
- RAM: volátil, leitura/escrita, armazena programas em execução; ROM: não volátil, leitura apenas, armazena firmware; ROM inicializa o sistema, RAM realiza o trabalho
- SRAM: flip-flops, rápida, sem refresh → cache; DRAM: capacitor, mais densa e barata, precisa de refresh → memória principal
- PROM: escrita uma vez; EPROM: apagada por UV, chip inteiro, fora do circuito; EEPROM: apagada eletronicamente, byte por byte, dentro do circuito (flash = apagamento em bloco)
- Uma resposta de "diferença" apresenta ambos os lados; uma resposta de "por que esta memória" argumenta com base em velocidade ou custo e densidade