Классификация и иерархическая структура памяти эвм. основная память эвм. озу. пзу. созу

Гибкие магнитные диски

Гибкие магнитные диски помещаются в пластмассовый корпус. Такой носитель информации называется дискетой. В центре дискеты имеется приспособление для захвата и обеспечения вращения диска внутри пластмассового корпуса. Дискета вставляется в дисковод, который вращает диск с постоянной угловой скоростью.

При этом магнитная головка дискавода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска, на которую и производится считывание информации. Информационная емкость дискеты невелика всего 1,44 Мбайт. Скорость записи и считывания информации тоже мала (составляет всего около 50 Кбайт/с) из-за медленного вращения диска (360 об./мин).

В целях сохранения информации гибкие магнитные диски необходимо предохранять от воздействия сильных магнитных полей и нагревания, так как физические воздействия могут привести к размагничиванию носителя и потере информации.

ПЗУ с ультрафиолетовым или электрическим стиранием

Но такая ПЗУ-схема, за исключением построения ячейки, структурно не отличается от обычного масочного постоянного запоминающего устройства. Иногда такие устройства называют ещё репрограммируемыми. Но при всех преимуществах имеются и определённые границы скорости стирания информации: для этого действия обычно необходимо около 10-30 минут.

Несмотря на возможность перезаписи, репрограммируемые устройства имеют ограничения по использованию. Так, электроника с ультрафиолетовым стиранием может пережить от 10 до 100 циклов перезаписи. Затем разрушающее влияние излучения становится настолько ощутимым, что они перестают функционировать. Увидеть использование подобных элементов можно в качестве хранилищ для программ BIOS, в видео- и звуковых картах, для дополнительных портов. Но оптимальным относительно перезаписи является принцип электрического стирания. Так, число перезаписей в рядовых устройствах составляет от 100 000 до 500 000! Существуют отдельные ПЗУ-устройства, которые могут работать и больше, но большинству пользователей они ни к чему.

3Загрузка микросхемы CH341 из конфигурационной памяти

Теперь подключаем ПЗУ с записанными конфигурационными данными, к отладочной плате с микросхемой CH341, согласно приведённой выше схеме. Питание, естественно, пока должно быть отключено. (Не обращайте внимания, у меня на монтажке была собрана другая схема, ПЗУ находится на ближней стороне, и только оно относится к нашей теме).

Конфигурационное ПЗУ подключено к отладочной плате с микросхемой CH341

При подаче питания микросхема CH341 проверяет, не подключено ли к ней ПЗУ. Если ПЗУ подключено, то микросхема пытается прочитать конфигурационные данные и установить режим работы в соответствии с данными в ПЗУ. В зависимости от режима работы, микросхема CH341 определится в диспетчере устройств операционной системы либо как порт принтера, либо как COM-порт, либо как-то ещё. Например, в моём случае, в первый раз как преобразователь в параллельный интерфейс USB-EPP, а второй раз как стандартный порт принтера:

Кстати, в режиме принтера используются именно те конфигурационные данные с рисунка выше. Как видно, вендор 0x1A86 (ячейки 0x04 и 0x05 конфигурационного массива), идентификатор устройства 0x5501 (ячейки 0x06 и 0x07), ревизия 0x1234 (ячейки 0x08 и 0x09).

В приложении к статье несколько полезных файлов для скачивания:

• datasheet на CH341 и EEPROM 24C01, а также драйвер для CH341;
• программа WLPro (версия 2.20) для программатора SP200S.

2Запись конфигурационных данных в ПЗУ 24C01

Но прежде чем подключать ПЗУ к микросхеме CH341, необходимо записать в него конфигурационные данные. Структура данных приводится в техническом описании (datasheet) для микросхемы CH341:

Структура конфигурационной памяти для CH341

Ячейка памяти, расположенная по адресу 0x02, с псевдонимом CFG, расписана отдельно:

Детальное описание ячейки CFG

Для того чтобы записать данные в EEPROM (название ПЗУ по-английски), нам понадобится программатор.

Можно воспользоваться другим способом записи ПЗУ, например, использовать в качестве программатора Arduino, благо он также имеет интерфейс I2C. Но это путь более длинный, ибо придётся подробно изучать документацию, циклограмму записи ПЗУ 24C01 и т.д.

Каждый программатор поддерживает свои типы микросхем, поэтому необходимо убедиться, что используемый вами программатор поддерживает именно серию ПЗУ 24C01. Программатор SP200S относится как раз к таким, его и будем использовать.

С помощью панели с нулевым усилением (ZIF-панели) или другим доступным способом подключаем ПЗУ к программатору:

Подключение ПЗУ 24C04 к программатору SP200S

Для данного программатора имеется софт, который позволяет редактировать данные, которые мы собираемся записать в ПЗУ. Называется Willar Programmer или WLPro. Запустим его и отредактируем конфигурационные данные. Зададим, к примеру, вот такой массив:

Содержимое конфигурационной памяти 24C04

Теперь запишем в ПЗУ эти конфигурационные данные. Для того чтобы понять, что здесь что, смотрим на рисунок выше, где приведена структура ячеек конфигурационной памяти. Как видите, мы заняли все 0x7F ячеек памяти, которые используются для конфигурирования микросхемы CH341.

Обратите внимание, что в логически объединённые группы ячеек (где данных больше 1-го байта), данные записываются как бы «задом наперёд». Например, идентификатор устройства PID, равный в данном случае 0x5501, записывается так: в ячейку 0x06 – 0x01, а в ячейку 0x07 – 0x55

Кстати, об идентификаторах. Стандартные идентификаторы PID для микросхемы CH341, присущие разным режимы её работы, такие:

Стандартные PID для микросхемы CH341

Если вы планируете использовать микросхему CH341 в роли порта принтера, то вам понадобится для того, чтобы корректно заполнить ячейки DID (0x07…0x20) конфигурационной памяти.

Далее разговор только о ПЗУ, флэш и прочем EEPROM

Если микросхема типа MMC/SD — то это самая обычная «флешка» SD интерфейса и она уже включает в себя контроллер и память, по сути просто флешка, которая имеет разный корпус. в интернете есть пример удачной замены микросхемы Hynix H26M52002CKR на обычную microSD карточку на мобильном телефоне Nokia 808.

Мне стало очень интересно всё это, и в тот же миг был спаян вот такой незамысловатый переходничек-кардридер.

Подключается к любому совместимому компьютеру.

Как же подсоединять всё это дело? Во-первых нужно узнать распиновку кардридера:

Распиновку интересующих карт памяти и картридеров можно посмотреть в интернете. А вот где посмотреть распиновку BGA и TSOP микросхем?

Всё там же, в интернете, точнее в даташите, скачанном под определенную микросхему, в даташите, кстати, есть все, начиная от напряжения питания, и до типа микросхем.

Внимательно смотрите на тип вашей микросхемы — если MMC/SD и вообще SD совместный, то всё должно получиться, а вот если просто NAND память — то нужно городить контроллер, такой как на USB флешках и на SD/microSD(SDHC) уже стоит. 

Удачи всем в интересных опытах, будьте внимательны и не сожгите что-нибудь! О результатах прошу писать Вас на конференцию. Автор материала — BIOS.

   Обсудить статью МИКРОСХЕМЫ ПАМЯТИ

Применение

ПЗУ с программным обеспечением

Образы ПЗУ широко используются при разработке встраиваемых систем. Разрабатываемое ПО часто записывается в файлы образа ПЗУ для тестирования и отладки на обычном компьютере перед записью в микросхемы ПЗУ физического устройства.

Сохранение данных

Время работоспособности большинства носителей цифровых данных невелико. Некоторые технологии, например чёрно-белая фотография, могут обеспечить сохранность данных в течение столетия и более. Однако, множество цифровых носителей становятся нечитаемыми всего через 10 и менее лет. Это становится проблемой, так как первые компьютерные системы сейчас имеют возраст 50-60 лет, а первые образцы игровых приставок перешагнули за 30 лет. Проблема состоит в том, что большинство первых компьютеров и компьютерных игр окажутся безвозвратно утраченными, если не будут перенесены на современный тип носителей. Таким образом, энтузиасты, увлечённые сохранением данных, ищут копии старых компьютерных и аркадных игр для создания образов содержащихся в них ПЗУ. Хранение образов на таких стандартизированных носителях, как CD-ROM или DVD-ROM, в будущем способно значительно уменьшить усилия, требующиеся для копирования их на носители, которые будут стандартизированы в будущем.

Рост массового распространения образов ПЗУ электронным способом, несмотря на возможный ущерб правообладателям, может внести позитивный вклад в дело сохранения данных. Несмотря на то, что оригинальные копии старых игр могут повреждаться, изнашиваться или выбрасываться, цифровые копии в виде образа ПЗУ или другого носителя могут распространиться повсеместно, сохраняя тем самым старые игры, которые иначе были бы утрачены безвозвратно.

Модификация и любительский перевод

Основные статьи: Ромхакинг и Любительский перевод

Пользователи могут делать модификации игры сразу после того, как она станет доступной в виде образа ПЗУ. Модификации могут изменять графику, игровые уровни, уровень сложности или выполнять перевод игры на язык, на котором оригинал никогда не выходил. Хаки иногда могут приобретать комическую форму. Например, одна из изменённых игр Mario Bros., названная «Afro Mario Brothers», отличалась наличием у главных персонажей причёсок афро. Также известна модификация «Metroid Redesign» игры Super Metroid, улучшающая оригинальную игру и вводящая новые цели.

Большую роль играют любительские переводы игр на другие языки. Многие игры изданы только в какой‑то стране мира. Например, многие ролевые игры, вышедшие в Японии, никогда не издавались вне её пределов. Группы переводчиков-любителей делают независимые переводы, встречая сильную поддержку от сообщества. Так в 1995 году в Японии была выпущена игра Tales of Phantasia, а в 2001 году группа «DeJap Translations» перевела экранный текст на английский язык. Более того, существовал проект «Vocals of Phantasia», целью которого было создание полной любительской озвучки игры. Официальная английская версия вышла лишь в 2006 году, через 5 лет после появления любительского перевода. Другой пример — игра Mother 3 — сиквел достаточно популярной игры EarthBound, выпущенный только в Японии. На вопросы от массы разгневанных фанатов представители фирмы Nintendo ответили, что выпуск английской версии в европейском регионе планируется, но эта версия так и не была выпущена. В ответ фанаты создали сайт starmen.net и приступили к переводу игры. Работа была завершена в октябре 2008 года. Перевод был высоко оценён фанатами, представителями фирм Nintendo, Square Enix и другими профессионалами рынка.

Вносимые в игры изменения (хаки) могут быть разными: от незначительных исправлений или ввода чит-кодов до полномасштабной переделки всей игры. Переделанную игру можно рассматривать как новую игру, созданную на основе старой.

Одной из игр, которая до сих пор имеет активную сцену ромхакинга, является игра Super Mario Bros.

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.

Ваш карманный Android гаджет сохраняет все программы и данные либо в постоянном (ROM), либо в оперативном (RAM) запоминающем устройстве. ROM — это постоянное запоминающее устройство (Read-Only Memory). Программы которые поставляются вместе с устройством, записаны в ROM. Данные, находящиеся в ROM, доступны только для чтения вы не сможете случайно их удалить.

RAM — это оперативное запоминающее устройство (Random Access Memory). Все документы, файлы в формате МРЗ и т.д., которые вы храните на вашем устройстве, обычно записываются в RAM. Этот вид памяти непостоянен. Если батарея полностью разрядится или будет произведена жесткая перезагрузка (о жесткой и мягкой перезагрузке читайте далее), вам придется переинсталлировать все программы, которые вы установили на вашем устройстве. Для поддержания уровня заряда батареи, вовсе не обязательно покупать батареи оптом — достаточно время от времени подзаряжать устройство. Хорошо, если после подключения питания вашего устройства и соединения с компьютером с помощью программы синхронизации удастся восстановить все ваши файлы (электронные сообщения, контакты, документы, музыку и т.д.) на момент последней синхронизации. Поэтому помните: все эти файлы должны быть сохранены на компьютере, а не только на мобильном устройстве — для этого и нужна программа синхронизации.

Flash ROM/File Store — это встроенный способ записи файлов в ROM. Многие новейшие модели Android устройств обладают этой возможностью. Более подробная информация об использовании программы синхронизации для резервного копирования файлов будет опубликована несколько позже.

Используемый на многих современных КПК и ноутбуках способ использует ресурсы ROM- памяти

Важно помнить, что, так как прямого доступа к этой памяти нет, передавая устройство в сервисный центр, осуществляющий ремонт ноутбуков или КПК, необходимо снять эту защиту. Конечно, в том случае, если у вас есть такая возможность

Дополнительные материалы:

• В этом разделе архитектура игровой приставки DENDY рассматривается с точки зрения программирования, подробно описываются центральный процессор, способы формирования изображения, работа
• Память Pocket PC состоит из трех частей: встроенных ПЗУ и ОЗУ, а также съемной карты расширения флеш-памяти. ПЗУ (ROM) используется для хранения операционной системы, встроенных
• Нужно ли как-то защищать дисплей карманного компьютера? Дисплей карманного компьютера достаточно легко повредить, например, случайно поцарапать. Поэтому для защиты дисплея
• Получение корневого доступа к устройству требует настройка на другом уровне. Некоторые из удобств, которыми вы могли бы наслаждаться в телефоне или на планшете, могут отсутствовать, либо

Внешняя память

Основной функцией внешней памяти компьютера является способность долговременно храненить большой обьем информации. Устройство которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем, или дисководом, а хранится информация на носителях.
В современных компьютерах устройства внешней памяти позволяют сохранять информацию после выключения компьютера, так как в них используется магнитный или оптический способ записи/чтения информации. В качестве носителей информации в этих случаях применяют магнитные и оптические диски.
В качестве внешней памяти используются носители информации различной информационной емкости: гибкие диски (1,44 Мбайт), жесткие диски (до 80 Гбайт), оптические диски СD-RОМ (650 Мбайт) и DVD (до 10 Гбайт). Самыми медленными из них по скорости обмена данными являются гибкие диски (0,05 Мбайт/с), а самыми быстрыми — жесткие диски (до 100 Мбайт/с).

Требования к составлению ПЗУ

Выполняется ПЗУ по данным топографической съемки, где указываются расположение границ земельного участка и основные данные по проектируемым и существующим на момент составления плана объекты. Кроме того, на схеме в обязательном порядке обозначаются следующее:

• Проектируемые объекты
• Существующие капитальные постройки
• Подъезды и подходы к объектам
• Подземные коммуникации

Проектируемые объекты привязываются к уже существующим на участке с соблюдением расстояний, предусмотренных требованиями санитарных и противопожарных норм. Схема не должна входить в противоречие с общим градостроительным планом участка и прочими регулирующими документами.

На основании положений, определенных в Постановлении правительства РФ № 87 от 16.02.2008 г. (http://base.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc;base=LAW раздел 2 в ред. от 13.04.2010 г.) СПОЗУ должна включать набор обязательных элементов:

• номер ГПЗУ,
• площадь участка,
• расчет процента застройки,
• показатели строения – состав, общая площадь, этажность и высота,
• характеристика ограждения участка,
• и условные обозначения, использованные при составлении схемы (легенда).

Содержание ПЗУ для ИЖС

План земельного участка для индивидуального жилищного строительства состоит из графической и текстовой частей. В текстовой части отражается следующая информация:

• Описание участка, предназначенного для строительства и показатели капитальных объектов;
• обоснование санитарных разрывов в привязке к границам земельного участка и существующим и планируемым объектам;
• соответствие плана организации участка существующим регламентам или заменяющим их документам об его использовании;
• примерный порядок благоустройства.

Графическая часть ПЗУ выполняется в произвольной форме, без учета особых чертежных требований, но в обязательном порядке отображает:

• размещение существующих объектов и предполагаемых к строительству объектов с проходами и подъездами;
• зоны действия публичных сервитутов, если таковые имеются;
• расположение санитарных разрывов и охранных зон;
• зоны участка и прилегающей территории, подлежащие благоустройству.

При составлении плана земельного участка в графической части не требуется указывать следующие элементы – ливневые стоки, разрезы строения, схемы фасадов и въезды на участок. Следует учитывать, что при предоставлении ПЗУ могут возникнуть дополнительные требования к нему, зависящие от местных ситуационных обстоятельств. Однако никакие дополнительные требования не могут выходить за рамки, определенные в ч. 5-11, ст. 51 Градостроительного

Сравнение

Оперативная память используется в операциях компьютера после его запуска и загрузки ОС. Из ПЗУ данные считываются преимущественно во время старта системы, а приложения к ним не обращаются. Запись информации в постоянную память может быть либо фабричной (собственно ROM), либо однократно программируемой (PROM, в быту манипуляция именуется «прошивкой»).

Основное техническое отличие оперативной памяти от постоянной – энергозависимость. С отключением питания ОЗУ полностью очищается от данных, сколько бы их ни было и какими бы важными они ни казались. Каждый хотя бы раз попадал в ситуацию, когда в процессе работы за компьютером внезапно отключался свет, и тогда изменения в документе, открытые странички в браузере, проигрывающееся видео не сохранялись. Это происходит потому, что до записи новой редакции во внешнюю память она хранится в памяти оперативной, которая, будучи обесточенной, обнуляется.

Постоянная память энергонезависима. Полное отключение энергии никак не влияет на ее содержимое, поэтому программы, запускаемые из ПЗУ (BIOS, POST, ОС) требуют лишь однократной записи.

Если сравнивать, к примеру, процесс набора текста в редакторе и заливку прошивки или обновления в смартфон, заметно, в чем разница между оперативной и постоянной памятью. Символы появляются на экране сразу (задействована RAM), а во втором случае потребуется несколько минут, а иногда и часы (пишется в ROM).

В современных системах используются твердотельные динамические ОЗУ (DRAM), выполненные в виде планок с распаянными на них микрочипами и контактами. Их можно извлекать и менять на другие, допустим, большего объема. ПЗУ размещаются непосредственно на плате, замене подлежат только в целях ремонта. Оперативная память может хранить до 64 Гб информации в одном модуле, вместительность одного чипа постоянной существенно меньше – несколько Мб.

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.

Исторические типы ПЗУ

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.