RAM, ROM และประเภทหน่วยความจำอื่นๆ
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| RAM/ræm/ | หน่วยความจำแบบสุ่มเข้าถึง (RAM) |
| ROM/rɒm/ | หน่วยความจำแบบอ่านได้เท่านั้น (ROM) |
| volatile/ˈvɒlətaɪl/ | ข้อมูลสูญหายเมื่อขาดพลังงาน |
| non-volatile/nɒn ˈvɒlətaɪl/ | ไม่ลบเลือน |
| firmware/ˈfɜːmweə/ | เฟิร์มแวร์ |
| bootstrap/ˈbuːtstræp/ | บOOTSTRAP (โปรแกรมเริ่มต้นระบบ) |
| SRAM/ˈesræm/ | SRAM (หน่วยความจำ RAM แบบสถิต) |
| DRAM/ˈdiːræm/ | DRAM (หน่วยความจำ RAM แบบพลวัต) |
| flip-flop/flɪp flɒp/ | ฟลิป-ฟลอป (Flip-flop) |
| capacitor/kəˈpæsɪtə/ | ตัวเก็บประจุ |
| refreshed/rɪˈfreʃt/ | รีเฟรช |
| cache/kæʃ/ | แคช (หน่วยความจำเร็ว) |
| PROM/prɒm/ | PROM ( ROM ที่เขียนได้ครั้งเดียว) |
| EPROM/ˈiːprɒm/ | EPROM ( ROM ที่ลบและเขียนใหม่ได้ด้วยแสง UV) |
| EEPROM/ˌiːiːˈprɒm/ | EEPROM ( ROM ที่ลบและเขียนใหม่ด้วยไฟฟ้า) |
ความจำถักทอด้วยมือ
- คอมพิวเตอร์นำทาง Apollo ที่บินไปดวงจันทร์เก็บโปรแกรมไว้ในหน่วยความจำ Core rope: สายไฟถูกร้อยผ่านหรือวนรอบแหวนแม่เหล็กขนาดเล็กด้วยมือ การร้อยครั้งหนึ่งแทนเลข 1 อีกครั้งแทนเลข 0
- เมื่อถักทอแล้วไม่สามารถแก้ไขได้ เป็นหน่วยความจำอ่านเพียงอย่างเดียว (Read-only memory) ในรูปแบบบริสุทธิ์ที่สุด และหมายความว่าซอฟต์แวร์สำหรับการบินต้องเสร็จสมบูรณ์ก่อนวันปล่อยยานนานหลายเดือน
- ข้อมูลการทำงานอยู่ในหน่วยความจำแยกต่างหากซึ่งลบออกได้แต่จะสูญเสียทุกสิ่งที่เก็บไว้เมื่อปิดเครื่อง
- คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องตั้งแต่บัดนี้เป็นต้นมาใช้หน่วยความจำหลักสองประเภทเดียวกัน บทเรียนนี้จะเน้นการแยกแยะและเลือกใช้งานระหว่างสองประเภทนี้
RAM และ ROM
- RAM (Random Access Memory) เป็น Volatile: เนื้อหาจะหายไปเมื่อปิดเครื่อง ใช้เก็บระบบปฏิบัติการ โปรแกรมที่กำลังทำงานและข้อมูล它们的它们它们是 constantly read and written.
- ROM (Read-Only Memory) เป็น Non-volatile: เก็บเนื้อหาไว้โดยไม่ต้องใช้พลังงาน เขียนได้ครั้งเดียวและในการใช้งานปกติจะอ่านเท่านั้น
- ROM เก็บ Firmware และ Bootstrap ที่เริ่มการทำงานของคอมพิวเตอร์ หรือโปรแกรมทั้งหมดของระบบฝังตัว RAM มีขนาดใหญ่และสามารถเพิ่มได้โดยทั่วไป; ROM มีขนาดเล็กและคงที่
RAM เป็น volatile และอ่าน/เขียน; ROM เป็น non-volatile และอ่านเท่านั้น
ห้องปฏิบัติการอุปกรณ์และจัดเก็บข้อมูล
จำแนกตัวอย่างงานคอมพิวเตอร์ตามหน้าที่它们在ระบบ
ข้อความใดต่อไปนี้ถูกต้อง?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
RAM จะสูญเสียเนื้อหาเมื่อไม่มีไฟ (ไม่ถาวร); ROM จะเก็บไว้ (ถาวร)
ROM มักจะเก็บ:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ROM เป็นแบบไม่ถาวรและเขียนได้ครั้งเดียว ดังนั้นจึงเก็บเฟิร์มแวร์เริ่มต้น โปรแกรมที่กำลังทำงานจะ resides ใน RAM
ตัวอย่างวิธีทำ: คำถามยอดนิยมสองข้อ
- อธิบายว่าทำไมคอมพิวเตอร์ที่มี RAM มากขึ้นจึงทำงานได้ดีขึ้น สามารถเก็บโปรแกรมและข้อมูลได้มากขึ้นในหน่วยความจำพร้อมกัน จึงมีการสลับข้อมูลระหว่างหน่วยความจำและดิสก์น้อยลง จึงทำงานได้เร็วขึ้น
- ระบุการใช้งาน ROM ในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลและเครื่องซักผ้า ในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล คือโค้ดเริ่มต้นที่ตรวจสอบฮาร์ดแวร์และโหลดระบบปฏิบัติการ ในเครื่องซักผ้า คือโปรแกรมควบคุมทั้งหมดที่ไม่เปลี่ยนแปลง
- ทั้งสองคำตอบระบุสิ่งที่ถูกจัดเก็บ และ เหตุผลที่ต้องอยู่ในที่นั้น
คอมพิวเตอร์ที่มี RAM มากขึ้นสามารถรองรับโปรแกรมและข้อมูลได้พร้อมกันมากขึ้น จึงลดจำนวนครั้งที่สลับระหว่างหน่วยความจำและ ____, ทำให้ทำงานได้เร็วขึ้น
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
เมื่อ RAM เต็ม ระบบปฏิบัติการจะย้ายหน้าข้อมูลออกไปยังหน่วยเก็บข้อมูลรองและกลับเข้ามาใหม่ และการสลับข้อมูลแต่ละครั้งช้ากว่าการเข้าถึงหน่วยความจำถึงหลายพันเท่า
ขั้นตอนการสตาร์ท
- เปิดเครื่องład Processor อ่านคำสั่งแรกจาก ROM เนื่องจาก RAM ยังว่างเปล่า
- Firmware ตรวจสอบฮาร์ดแวร์ จากนั้นโหลดระบบปฏิบัติการจาก Secondary storage เข้าไปใน RAM
- ตั้งแต่นั้นไป processor ทำงานจาก RAM ROM เริ่มต้นระบบ; RAM เก็บงานที่กำลังดำเนินการ
โมดูล RAM: ความเร็วสูง, volatle, และว่างเปล่าจนกว่า firmware จะเติมข้อมูลเข้าไป
เรียงลำดับขั้นตอนการเริ่มต้นเครื่องให้ถูกต้อง
Difficulty 3/5 · 200 coins + a small bonus on first completion today
ROM เป็นแบบไม่ลบเลือนได้ ดังนั้นเฟิร์มแวร์จึงมีอยู่ตั้งแต่เปิดเครื่อง จากนั้นจะโหลด OS เข้าไปไว้ใน RAM แบบลบเลือนได้
SRAM และ DRAM
- SRAMRAM (static RAM) เก็บแต่ละบิตใน Flip-flop ของทรานซิสเตอร์หลายตัว มีความเร็วสูงและใช้พลังงานต่ำเมื่อไม่ใช้งาน แต่มีราคาแพงและเก็บบิตได้ fewer ต่อชิป
- DRAMRAM (dynamic RAM) เก็บแต่ละบิตเป็นประจุไฟฟ้าบน Capacitor ขนาดเล็กหนึ่งตัวพร้อมทรานซิสเตอร์หนึ่งตัว มีราคาถูกและมีความหนาแน่นสูง mais ช้ากว่า และประจุรั่วไหลออก ทำให้ต้อง Refresh ทุกเซลล์หลายพันครั้งต่อวินาที
- ดังนั้น SRAM จึงใช้สำหรับ Cache ขนาดเล็กและความเร็วสูงของ processor และ DRAM ใช้สำหรับหน่วยความจำหลักขนาดใหญ่
SRAM มีความเร็วสูงแต่มีราคาแพง จึงถูกนำไปใช้หลักๆ สำหรับ:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
SRAM (flip-flops) มีความเร็วสูงแต่มีความหนาแน่นต่ำ เหมาะสำหรับการทำแคชขนาดเล็กและความเร็วสูง DRAM ถูกใช้ในหน่วยความจำหลักขนาดใหญ่
DRAM ต้องมีการรีเฟรช (เขียนทับ) หลายพันครั้งต่อวินาทีเพื่อรักษาข้อมูลไว้
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
DRAM เก็บแต่ละบิตเป็นประจุบนตัวเก็บประจุ ซึ่งประจุจะรั่วไหล — ดังนั้นจึงต้องมีการรีเฟรชอย่างต่อเนื่อง SRAM ไม่จำเป็นต้องทำเช่นนี้
จับคู่ประเภทหน่วยความจำแต่ละชนิดเข้ากับคุณสมบัติสำคัญ
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
การแบ่งแยก RAM/ROM ขึ้นอยู่กับความเป็นลบเลือนได้; การแบ่งแยก SRAM/DRAM ขึ้นอยู่กับความเร็วเทียบกับความหนาแน่น
ตัวอย่างวิธีทำ: ทำไมหน่วยความจำถึงอยู่ใน这个地方?
- อธิบายว่าทำไมระบบฝังตัวจึงใช้ DRAM เป็นหน่วยความจำหลัก ระบบต้องการพื้นที่ความจำขนาดใหญ่ในราคาที่ต่ำและในขนาดที่เล็ก รวมถึงมีความต้องการด้านความเร็วที่ไม่สูงมาก ดังนั้น DRAM ที่มีราคาถูกกว่าและมีความหนาแน่นสูงกว่าจึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสม
- อธิบายว่าทำไมแคชของโปรเซสเซอร์ถึงเป็น SRAM แคชมีขนาดเล็กและต้องทำงานได้เร็วที่สุด และ SRAM ไม่จำเป็นต้องมีการรีเฟรชซึ่งจะทำให้ช้าลง ดังนั้นต้นทุนต่อบิตที่สูงกว่าจึงคุ้มค่าที่จะจ่าย
- คำตอบหนึ่งเน้นเรื่องต้นทุนและความหนาแน่น อีกคำตอบเน้นเรื่องความเร็ว ให้ระบุสิ่งใดสำคัญต่ออุปกรณ์ในโจทย์ข้อนี้
ทำไมระบบฝังจึงใช้ DRAM แทน SRAM สำหรับหน่วยความจำหลัก? เลือก ทุก ข้อที่ถูกต้อง
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ต้นทุนและความหนาแน่นคือข้อดีของ DRAM มีความช้ากว่าและจำเป็นต้องมีการรีเฟรช; อุปกรณ์ยอมรับทั้งสองอย่างเพราะความต้องการด้านความเร็วของ nóไม่สูงมาก
PROM, EPROM และ EEPROM
- PROM (Programmable ROM) สามารถเขียนข้อมูลได้ เพียงครั้งเดียว โดยผู้ใช้ใช้เครื่องโปรแกรมในการเผาฟิวส์ จึงไม่สามารถลบข้อมูลได้
- EPROM (Erasable Programmable ROM) สามารถลบข้อมูลได้โดยการใช้ แสงอัลตราไวโอเลตความเข้มสูง ผ่านหน้าต่างควอตซ์ โดยจะลบทั้งชิปพร้อมกัน และจำเป็นต้องถอดออกจากวงจรเพื่อทำการลบ
- EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) สามารถลบและเขียนซ้ำได้ bằng ไฟฟ้า โดยสามารถทำระดับ 字节 (byte) ได้ขณะที่ยังคงอยู่ในวงจร Flash memory เป็นรุ่นที่พัฒนาขึ้นเพื่อปรับปรุงให้สามารถลบทั้งบล็อกได้อย่างรวดเร็ว
EEPROM แตกต่างจาก EPROM เพราะสามารถ:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
EEPROM ลบได้ด้วยไฟฟ้าเป็นไบต์ต่อไบต์ในตำแหน่งเดิม; EPROM ต้องใช้แสง UV เพื่อลบทั้งชิป; PROM เขียนได้ครั้งเดียวเท่านั้น
ตัวอย่างการฝึกฝน: "ยกตัวอย่างความแตกต่างสองอย่าง"
- ยกตัวอย่างความแตกต่างระหว่าง EPROM และ EEPROM สองอย่าง ความแตกต่างแต่ละข้อต้องระบุสำหรับ ทั้งสอง ประเภท
- EPROM ลบข้อมูลด้วยแสงอัลตราไวโอเลต ในขณะที่ EEPROM ลบข้อมูลด้วยสัญญาณไฟฟ้า
- EPROM ลบทั้งชิปพร้อมกันและต้องถอดออกจากวงจร ในขณะที่ EEPROM ลบทีละ byte และยังคงอยู่ในตำแหน่งเดิม
- การตอบความแตกต่างโดยระบุเพียงด้านใดด้านหนึ่งนับเป็นครึ่งหนึ่งของคำตอบที่ถูกต้อง
จับคู่แต่ละประเภท ROM กับวิธีการลบหรือเขียนทับ
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ชื่อบอกไว้เลย: Programmable (โปรแกรมได้), Erasable Programmable (ลบและโปรแกรมได้), Electrically Erasable Programmable (ลบด้วยไฟฟ้าและโปรแกรมได้)
การเลือกหน่วยความจำสำหรับงานที่กำหนด
- แคชของโปรเซสเซอร์: SRAM เนื่องจากต้องเร็วที่สุดและสามารถมีขนาดได้น้อย
- หน่วยความจำหลักของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล โทรศัพท์ หรือระบบฝังตัว: DRAM เนื่องจากต้องมีขนาดใหญ่และราคาถูก
- ซอฟต์แวร์เฟิร์มแวร์ที่อาจต้องอัปเดตในพื้นที่ใช้งานจริง: EEPROM หรือ Flash เพื่อให้สามารถติดตั้งการแก้ไขโดยไม่ต้องเปิดอุปกรณ์
- ซอฟต์แวร์เฟิร์มแวร์ที่ไม่ควรเปลี่ยนแปลงเลยและผลิตจำนวนมาก: Mask ROM หรือ PROM ซึ่งมีราคาถูกและปลอดภัยที่สุด
เฟิร์มแวร์ของเร้าเตอร์อาจต้องการอัปเดตความปลอดภัยหลังจากขายแล้ว หน่วยความจำใดควรเก็บมัน?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ต้องทนต่อการไม่มีพลังงาน ดังนั้นไม่ใช่ RAM และต้องเขียนทับได้ในตำแหน่งเดิม ไม่ใช่ PROM EEPROM หรือแฟลชสามารถโปรแกรมซ้ำได้ด้วยไฟฟ้าโดยไม่จำเป็นต้องเปิดอุปกรณ์
คะแนนที่หลุดหายไป
- ข้อความว่า "ROM ไม่สามารถเขียนได้" เป็นจริงเฉพาะ Mask ROM เท่านั้น PROM เขียนได้ครั้งเดียว ส่วน EPROM และ EEPROM สามารถเขียนซ้ำได้ตามวิธีที่กล่าวมาข้างต้น
- การรีเฟรชเกี่ยวข้องกับ DRAM เท่านั้น SRAM เก็บค่าบิตไว้ใน Flip-flop จึงไม่จำเป็นต้องมีการรีเฟรช
- SRAM และ DRAM เป็นประเภทของ RAM; PROM, EPROM และ EEPROM เป็นประเภทของ ROM อย่าสับสนระหว่างรายการทั้งสอง
- คำว่า "Volatile" หมายถึงเรื่อง พลังงาน ไม่ใช่ความเร็ว ควรตอบว่า "สูญเสียข้อมูลเมื่อไม่มีกระแสไฟเข้า"
SRAM ต้องมีการรีเฟรชหลายพันครั้งต่อวินาทีเพื่อรักษาเนื้อหา
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
การรีเฟรชเป็นสิ่งที่ DRAM จำเป็น เพราะประจุของตัวเก็บประจุรั่วไหล Flip-flop รักษาสถานะไว้ตราบจนกว่าจะมีไฟ
คุณเข้าใจแล้ว
- RAM เป็นข้อมูลหายเมื่อไฟดับ, อ่าน/เขียนได้, เก็บโปรแกรมที่กำลังทำงาน; ROM เป็นข้อมูลไม่หายเมื่อไฟดับ, อ่านได้เท่านั้น, เก็บ firmware; ROM เริ่มต้นระบบ, RAM ทำภาระงาน
- SRAM ใช้ flip-flops, เร็ว, ไม่ต้องรีเฟรช → ใช้เป็น cache; DRAM ใช้ capacitor, ความหนาแน่นสูงและราคาถูกกว่า, ต้องรีเฟรช → ใช้เป็นหน่วยความจำหลัก
- PROM เขียนได้ครั้งเดียว; EPROM ลบด้วยรังสี UV, ทั้งชิป, ออกจากวงจร; EEPROM ลบด้วยไฟฟ้า, แบบไบต์ต่อไบต์, ในวงจร (แฟลช = ลบแบบบล็อก)
- คำตอบประเภท "ความแตกต่าง" ต้องระบุทั้งสองด้าน; คำตอบประเภท "ทำไมต้องใช้หน่วยความจำนี้" ต้องอธิบายจากความเร็วหรือจากต้นทุนและความหนาแน่น