2.3. Адресація озу.
На статичних і динамічних ЭП виготовляють ИС різній ємності і розрядності. На мал. приведена типова ИС ємністю
N = 2L = m n (біт).
Масив ЭП складається з n рядків і m стовпців. Кожен ЭП зберігає один біт інформації.
Адреса ЭП, що бере участь в операції читання /запису, визначається L-розрядним двоичным кодом, що надходить із шини адреси ША в регістр адреси RGA. Молодші l1 розряду адреси в режимі чи читання запису інформації в ОЗУ з появою сигналу вибірки рядка RAS надходять на дешифратор рядків DCx. Старші l2 розряди адреси з появою сигналу вибірки стовпця CAS надходять на дешифратор стовпців DCy.
ВІДПОВІДНО до двоичным коду адреси кожний з дешифраторів збуджує тільки одну вихідну шину. На перетинанні збуджених шин Аx і Аy відповідний ЭП підключається до внутрішньої інформаційний парафазной шини .
У режимі запису (W=0, CAS=0, RAS=0) УУ включає підсилювач запису (УЗ) і приєднує його до шини . Одночасно до шини дешифраторами DCx і DCy підключається один ЭП, що УЗ встановлюється в стійкий стан, що задається тригером Т1. Тригер Т1 перед початком запису сприймає один біт інформації через комутатор К с зовнішньої шини даних ШД.
У режимі читання (W=1, RAS=0, CAS=0) УУ відключає УЗ від шини і підключає до неї підсилювач читання (УЧ). Одночасно вихід тригера Т2 через ДО приєднується до ШД. ВІДПОВІДНО до коду адреси підсилювачем читання (УЧ) установлюється стан тригера Т2, що відповідає стану збудженому ЭП дешифраторами DCx і DCy. У наступний момент часу інформація з тригера Т2 передається на ШД.
При збереженні інформації (CAS=RAS=1) комутатор ДО відключає від ШД ОЗУ. На всіх шинах Аx, Аy, установлюються потенціали, що забезпечують пасивний режим збереження станів ЭП.
2.4. Постійні запам'ятовуючі пристрої (пзу).
Крім оперативної пам'яті, під терміном "пам'ять" ми будемо мати на увазі постійну і CMOS – пам'ять.
ДО постійної пам'яті відносять постійне запам'ятовуюче пристрій, ПЗУ (в англомовній літературі – Read Only Memory, ROM, що дослівно переводиться як "пам'ять тільки для читання"), перепрограмувальне ПЗУ, ППЗУ (в англомовній літературі –Programmable Read Only Memory, PROM), і флэш-память (flash memory). Назва ПЗУ говорить саме за себе. Інформація в ПЗУ записується на заводі-виготовлювачі мікросхем пам'яті, і надалі змінити її значення не можна. У ПЗУ зберігається критично важлива для комп'ютера інформація, що не залежить від вибору операційної системи. Програмувальне ПЗУ відрізняється від звичайного тем, що інформація на цій мікросхемі може стиратися спеціальними методами (наприклад, променями ультрафіолету), після чого користувач може повторно записати на неї інформацію. Цю інформацію буде неможливо видалити до наступної операції стирання інформації.
Види ПЗУ
MROM (Mask ROM) програмується на стадії виготовлення. Після виготовлення змінити її вміст неможливий. Процес виготовлення MROM здійснюється масочным (шаблоновим) методом. Головний недолік: МС програмується на стадії виготовлення, і змінити інформацію не можна.
PROM (Programmable ROM) програмується один раз, але після його виготовлення. Процес програмування цих ПЗУ заснований на пережигании перемичок (плавких уставок)
Осередок вибирається за адресою (№ рядка і № стовпця), подається струм у цей осередок, що вище гранично припустимого, і перемичка згоряє.
Для запису в ЯП ПЗУ 0 необхідно перетнути плавну вставку. Для цього на початку ЯП вибирається по номері рядка і стовпця, а потім у неї подається струм, що перевищує номінальний струм перемички. Програмування цього ПЗУ здійснюється за допомогою спеціального пристрою программатора.
Недолік: повторне програмування неможливе.
EPROM (Erase - стирання) – стира перепрограмувальна ПЗУ. Цей вид ПЗУ можна програмувати неодноразово.
Недолік: можливість випадкового стирання інформації.
а) UV EPROM(Ultra - Vіolet ROM – перепрограмувальне ПЗУ з ультрафіолетовим стиранням). Стирання інформації з цієї МС здійснюється в такий спосіб: у МС мається кварцове віконце, через яке за допомогою кварцової лампи пропалюють УФ кола. ЯП реагують на це випромінювання й обнуляются, стирання продовжується протягом 40-50хв. Після закінчення цього часу стара інформація з ПЗУ буде стерта. Після стирання МС поміщають у программатор, що протягом 2-3хв. записує нову інформацію в ПЗУ.
Після програмування кварцове віконце варто закрити непрозорим матеріалом.
б) EE PROM (Electrіc Erase PROM). ПЗУ з електричним стиранням (багаторазово програмувальне). Принцип запису заснований на явищі інтенції. З цього виду ПЗУ відбувся новий вид пам'яті, що називається flash – пам'яті.
Дуже висока швидкість читання, вимірювана 10ах нс. Швидкість запису – одиниці мс. Швидкість стирання 1-2с. Її багаторазово підключають через USB.
Флэш-память.
Особливо варто розповісти про флэш-памяти. Flash по-англійському – це "спалах, проблиск". Флэш-память є енергонезалежною пам'яттю, (як і ПЗУ і ППЗУ). При вимиканні комп'ютера її вміст зберігається. Однак уміст flash-пам'яті можна багаторазово перезаписувати, не виймаючи її з комп'ютера (на відміну від ППЗУ). Запис відбувається повільніше, ніж зчитування, і здійснюється імпульсами підвищеної напруги. Уследcтвие цього, а також через її вартість, флэш пам'ять не замінить мікросхеми ОЗУ.
CMOS-пам'ять.
CMOS-пам'ять – энергозависимая, перезаписувана пам'ять, що при своїй роботі, однак, майже не споживає енергії. CMOS переводиться як complementary metal oxode semіconductor – "комплементарний метал – оксид – напівпровідниковий". Достоїнства цієї пам'яті – низьке споживання енергії, висока швидкодія. У CMOS – пам'яті комп'ютера знаходяться важливі для його роботи настроювання, що користувач може змінювати для оптимізації роботи комп'ютера. Харчується ця пам'ять від невеликого акумулятора, убудованого в материнську плату.
Недоліки перезаписуваної пам'яті.
Основний недолік ПЗУ – неможливість обновити інформацію в цьому виді пам'яті, – одночасно є і його перевагою: дані неможливо утратити випадково і навмисне. Особливо це стало актуальним на рубежі XX – XXІ століть, з витисненням мікросхем ПЗУ на CMOS і flash-пам'ять. Розглянемо виникаючі проблеми.
Утрата даних у CMOS.
Комп'ютери з ІSA шиною (утримуючі процесори аж до і80286), мали мінімум настроювань. Часто вони цілком нормально працювали у своїй основній конфігурації.
Ситуація змінилася після появи на комп'ютерах пам'яті більш ніж 16 Мбайт, ШВУ контролерів і PCі-шины. Як з'ясувалося, у більшості випадків стандартне настроювання материнської плати стала непридатної. Для збереження настроювань користувача їх стали зберігати в CMOS-пам'яті.
Іноді вміст CMOS-пам'яті руйнується. Це можливо в наступних випадках:
Вплив вірусу. При своїй роботі вірус може спеціально впроваджуватися в CMOS-пам'ять, щоб забезпечувати кращі умови для його поширення або спеціально вивести комп'ютер з ладу.
Несправність акумулятора. У деяких випадках акумулятор CMOS-пам'яті може розряджатися (від чи часу короткого замикання на платі.) У цьому випадку вміст CMOS може зруйнуватися не відразу, а по прошествии двох – трьох доби.
Стрибок напруги при роботі з CMOS. У цьому випадку наслідку непередбачені.
Установка пароля на завантаження. Іноді користувач для захисту від несанкціонованого доступу встановлює "пароль на завантаження". Якщо він потім забуде пароль, то для запуску комп'ютера буде необхідне скидання параметрів CMOS-пам'яті шляхом короткого замикання її акумулятора.
Для відновлення параметрів CMOS-пам'яті після її скидання існують опції "стандартної" і безпечної" настроювання цієї пам'яті на материнській платі. Користувачу в цьому випадку прийдеться відновлювати не всі, а тільки частина параметрів. Опції "стандартної" і "безпечної" настроювання зберігаються в ПЗУ і змінити їх неможливо!
Утрата даних у flash-пам'яті.
Утрата даних у flash-пам'яті можлива по тим же причинам, що й у CMOS-пам'яті. Однак для флэш-памяти немає можливості повернутися до первісних установок! У зв'язку з цим втрата інформації у флэш-памяти може бути непоправної.
... У 1998 році автор довідався про новий надзвичайно небезпечний вірусі - "Чорнобиль". Небезпека полягала в його дії – рівно в річницю аварії на Чорнобильської АЕС цей вірус псував уміст флэш-памяти і найбільш важливої її частини – BІOS. У результаті комп'ютер не міг узагалі здійснювати операції введення-висновку, у тому числі і завантаження операційних систем. CMOS-пам'ять же залишалася в повному порядку! Оскільки мікросхема з BІOS звичайно була припаяна до материнської плати, приходилося викидати всю материнську плату.
Автору відомий тільки один спосіб 100% гарантії уникнути дії цього вірусу – апаратно заборонити перезапис флэш-памяти. Справа в тім, що нові версії цього вірусу розмножуються лавинообразно, і немає гарантії, що він спрацює саме в цю дату.