Память, предназначенная для хранения BIOS, играет ключевую роль в функционировании компьютера. BIOS (базовая система ввода-вывода) содержит встроенные инструкции, необходимые для загрузки операционной системы и инициализации аппаратных компонентов на этапе старта системы.
Эта память обычно представлена в виде энергонезависимого запоминающего устройства, что позволяет сохранять настройки и утилиты даже при отключении питания. Таким образом, корректная работа BIOS зависит от надежности и доступности этой памяти.
BIOS (флэш-память)
Флэш-память может обладать разными конфигурациями ячеек:
· Bulk Erase — вся информация может быть удалена только полностью;
· Boot Block — ячейки памяти организованы в несколько блоков различных размеров, при этом один из блоков может быть защищен от удаления и записи;
· Flash File — все ячейки памяти разделены на одинаковые и равноправные блоки.
В наше время существует широкий ассортимент микросхем флэш-памяти, которые находят применение в компьютерах, цифровых камерах, игровых консолях и других устройствах. Чтобы определить, какая именно микросхема установлена в вашем аппарате, в таблице 3.5 представлены буквенные индексы маркировки микросхем Flash Memory компании AMD, известной благодаря своей популярной серии микросхем Am29DL400B, используемой для сохранения BIOS. Буквенный индекс Цифровой индекс Объем памяти
F(5V) 040 4 Mbit, x8-only
LV (2,7 V) 002 2 Mbit, x8-only
DL (2,7 V двойной банк) 162 16 Mbit, x8/x16
SL(1,8V) 800 4 Mbit, x8/x16
Наиболее привлекательной для пользователей ПК является флэш-память с конфигурацией ячеек Boot Block, которая удобно используется для хранения BIOS.
В постоянной памяти ROM находится базовая система ввода/вывода — BIOS (Base Input-Output System) — программа, отвечающая за управление функциями и взаимодействием аппаратных компонентов компьютера, такими как клавиатура, монитор, дисководы и другими устройствами. BIOS осуществляет начальные операции при включении компьютера, а также проводит его самодиагностику.
После включения питания BIOS проводит тестирование состояния ПК и всех его элементов, а затем уже передает управление компьютером центральному процессору. В BIOS содержится также программа настройки конфигурации (SETUP), которая позволяет установить некоторые характеристик устройств ПК (типы контроллера, винчестера, дисководов для дискет, запрос пароля и т.д).
Вся информация сохраняется на одной или двух память-микросхемах, которые монтируются на материнской плате. Когда BIOS компьютера функционирует корректно, его работа незаметна. Однако при возникновении ошибки ваша жизнь может стать настоящим кошмаром. Дело в том, что BIOS выполняет ряд важных задач, от которых зависит работа и «состояние» компьютера.
При включении компьютера программа, находящаяся в BIOS, создает «реестр» аппаратных компонентов системы и подготавливает разные установленные устройства к функционированию. Без BIOS процессор не способен корректно управлять аппаратными процессами (чтение или запись данных на диск) и осуществлять взаимодействие между клавиатурой и дисплеем.
Без программного кода BIOS процессор не может воспользоваться системными часами или дисководом. В различных версиях грамма BIOS Setup может внешне отличаться, но она всегда представляет собой систему меню, которые сгруппированы по своему предназначению.
К примеру, настройки для работы с жестким диском выделены в отдельный раздел, так же, как и опции для периферийных устройств (мышь, клавиатура и т.д.). Единственное, что может ограничить пользователя в его настройках, это наличие или отсутствие определенных параметров. Ранее для подключения нового устройства к ПК требовалось заходить в BIOS и производить конфигурацию там. В настоящее время на большинстве компьютеров установлены современные версии операционной системы Windows (например, XP), и конфигурация осуществляется автоматически благодаря технологии Plug and Play. В процессе загрузки многие системы позволяют «войти» в BIOS и внести необходимые изменения. Для этого в некоторых системах при загрузке нужно нажать клавишу Delete, в других – использовать комбинацию клавиш (например, Ctrl+Alt+Delete, Ctrl+Esc и т.д.).
Память предназначена для хранения биос
Базовая система ввода/вывода (BIOS)
BIOS представляет собой как аппаратное, так и программное обеспечение операционной системы. Она интегрирована в персональный компьютер и включает в себя программы управления такими устройствами, как клавиатура, видеокарта, накопители, порты и другие элементы до загрузки самой операционной системы. В BIOS также предусмотрены программы для самодиагностики при включении устройства и начального запуска. Как правило, современные видеокарты и множество SCSI-контроллеров имеют свои собственные версии BIOS, что позволяет дополнять общую систему.
В современных компьютерах BIOS представлена в виде единой микросхемы ПЗУ, которая монтируется на материнской плате. Для ее хранения в материнских платах используются электрически перепрограммируемые устройства (ППЗУ).
BIOS содержит CMOS RAM — энергонезависимую память, в которой хранится информация о текущей дате, показания таймера (часов), конфигурации компьютера (количестве оперативной памяти, типах накопителей и т.д.). В системе BIOS имеется программа Setup, которая может изменять содержимое CMOS-памяти, то есть задавать параметры конфигурации системы (обычно запускается нажатием клавиши Del в процессе загрузки). При загрузке и выполнения контроля оборудования BIOS полает на динамик компьютера звуки, по которым можно диагностировать его состояние. Если все в порядке, то подается длинный гудок; если неисправна видеокарта — один длинный и два коротких гудка; если неисправна память — повторяющиеся короткие гудки. Если неисправен процессор, то никаких гудков не будет, поскольку программа выполняется процессором.
Память
Каждый компьютер применяет три типа памяти: оперативную, постоянную и внешнюю.
Оперативная память (ОЗУ — устройство оперативного запоминания) служит для хранения данных, к которым требуется частый доступ, и обеспечивает процессы записи, чтения и хранения информации. В зависимости от метода хранения, оперативная память подразделяется на статическую и динамическую.
Постоянная память (ПЗУ — постоянное запоминающее устройство) обычно содержит такую информацию, которая не должна меняться в ходе выполнения микропроцессором различных программ. Постоянная память имеет также название ROM (Read Only Memory), которое указывает на то, что обеспечиваются только режимы считывания и хранения.
Память, которая сохраняет данные независимо от источника питания, называется постоянной. Она может сохранять информацию даже при отключении электричества. Микросхемы постоянной памяти классифицируются по методам записи данных на масочные, программируемые производителем (ROM), однократно программируемые пользователями (Programmable ROM) и многократно программируемые пользователями (Erasable PROM).
Кроме того, Erasable PROM делятся на стираемые с использованием электричества и стираемые с помощью ультрафиолетового излучения. К электрически стираемым EPROM можно отнести, к примеру, флеш-память. Она обладает высокой скоростью доступа и оперативным стиранием информации, что отличает её от обычных EPROM. Этот тип памяти в настоящее время активно применяется для хранения BIOS и других видов постоянной информации.
Оперативная память выполнена обычно на микросхемах динамического типа с произвольной выборкой (DRAM). Каждый бит такой памяти представляется наличием (или отсутствием) заряда на конденсаторе, образованном в структуре полупроводникового кристалла. Другой тип памяти — статический (SRAM) — в качестве элементарной ячейки использует так называемый статический триггер (схема которого состоит из нескольких транзисторов). Статический тип памяти обладает более высоким быстродействием и используется, например, для организации кэш-памяти.
Для оценки параметров быстродействия оперативной памяти используются циклы чтения и записи. Так, процесс чтения одного слова в SRAM занимает 3 такта, тогда как запись осуществляется за 4 такта.
Динамическая память (DRAM) в современных персональных компьютерах обычно применяется в качестве общей оперативной памяти, а В качестве памяти для видеокарт.
Видеопамять, применяемая в графических адаптерах, является разновидностью динамической оперативной памяти, которая имеет свои уникальные характеристики, связанные с доступом к ней крупными блоками и возможностью перезаписи без прерывания считывания. Одним из наиболее оптимальных решений для этой задачи является так называемая двухпортовая RAM, позволяющая выполнять чтение и запись данных одновременно. Такого типа память включает VRAM (Video RAM) и WRAM (Window RAM). Для повышения скорости доступа к памяти со стороны графического процессора, что особенно критично для 3D-акселераторов, применяются технологии MDRAM, которые распределяют операции доступа по множеству банков памяти, или синхронная память SGRAM.
Кэш-память. Кэшированием данных называется размещение наиболее важных и часто используемых данных в области памяти с более быстрым доступом. Применение кэширования существенно повышает быстродействие ПК при чтении данных (в 10-1000 раз). Помимо кэширования операций чтения данных можно выполнять кэширование записи данных. Применение кэш-записи еще более увеличивает скорость работы ПК, но повышает риск потери данных в случае внезапного выхода системы из строя (например, при отключении электропитания).
Устройства подключаются к материнской плате посредством ее шинных интерфейсов. Пропускная способность первой шины, созданной два десятка лет назад в архитектуре ISA, составила примерно 5,5 Мбит/с. Развитием этого стандарта стал EISA (расширенный ISA) с производительностью до 32 Мбит/с. С 2000 года производство материнских плат с разъемами ISA и EISA прекращено из-за их низкой эффективности.
С выходом процессоров Intel 80386 и 80486 для обмена данными между оперативной памятью и процессором был внедрен новый стандарт VLB, который позволяет увеличить скорость шины до 130 Мбит/с.
С появлением процессора Intel Pentium внедрена шина стандарта PCI производительностью до 264 Мбит/с для 32-разрядных данных и 528 Мбит/с для 64-разрядных данных. Шина имеет разъемы для подключения внешних устройств и PCI-мосты в виде чипсета для связи с основной шиной ISA/EISA.
Внедрение шины PSI впервые открыло возможность использования режима Plug And Play, который позволяет операционной системе автоматически реагировать на подключение нового устройства и осуществлять его установку на компьютере за счет автоматических программных средств. Позже, с выходом процессора Intel Pentium Pro, начнется использование шины FSB, обеспечивающей производительность до 800 Мб/с, а также шины AGP для высокопроизводительных видеокарт с пропускной способностью до 1066 Мб/с. На сегодняшний день наиболее продвинутой является шина USB, предназначенная для связи материнской платы с периферийным оборудованием. Ее преимущества включают: возможность подключения практически неограниченного числа устройств (до 256); отсутствие конфликтов между оборудованием; возможность добавления новых устройств во время работы компьютера, а также объединение нескольких компьютеров в сеть без необходимости установки специального сетевого программного обеспечения.
Внешние устройства хранения данных обычно созданы на основе магнитных или оптических носителей.
Что такое ПЗУ Для чего оно нужно, какие виды бывают
П родолжаем рассказывать о ключевых элементах устройства компьютера. Эта статья посвящена памяти ROM (ПЗУ) и ее роли в вычислительной технике. ПЗУ играет важную роль в процессе загрузки компьютера. Когда компьютер включается, процессор обращается к ПЗУ, чтобы получить начальную программу, которая запускает загрузку операционной системы с жесткого диска в оперативную память. Этот процесс, часто называемый процессом загрузки, опирается на код, хранящийся в ПЗУ.
В компактных или интегрированных вычислительных системах, таких как бытовые приборы, смартфоны или специализированное оборудование, в ПЗУ могут быть размещены полные приложения или операционные системы, которые являются простыми и не нуждаются в обновлениях. Это особенно актуально для устройств, где стабильность и надежность имеют приоритет над гибкостью.
Что такое ПЗУ
ПЗУ, или «постоянное запоминающее устройство» (англ. ROM, Read-Only Memory), представляет собой разновидность энергонезависимой памяти, которая используется в компьютерах и различных электронных appareils. В отличие от ОЗУ (оперативной запоминающей устройства, англ. RAM), задействованной для временного хранения изменяющихся данных в процессе работы, ПЗУ сохраняет информацию даже при отключении питания.
Значение ПЗУ в функционировании компьютера неоценимо, так как оно влияет на все аспекты работы: от инициализации системы до управления аппаратными компонентами, обеспечения безопасности и сохранения структурной целостности системы. Оно обеспечивает постоянную доступность критически важных инструкций, что способствует стабильной и надежной работе с момента включения устройства.
С годами технология, лежащая в основе ПЗУ, развивалась, и были разработаны различные формы, включая PROM (программируемое ПЗУ), EPROM (стираемое программируемое ПЗУ) и EEPROM (электрически стираемое программируемое ПЗУ), каждая из которых допускает различные уровни перепрограммируемости.
Назначение постоянной памяти
Хранение микропрограммы
В основном хранилище под названием ПЗУ сохраняется микропрограмма или загрузчик, который требуется для первоначальной загрузки системы и выполнения ключевых функций. Эта микропрограмма, часто именуемая BIOS (базовая система ввода-вывода) в персональных компьютерах, отвечает за инициализацию и проверку аппаратного обеспечения при старте, перед загрузкой операционной системы из другого источника.
Постоянное хранилище
Из-за сложности переписывания ПЗУ, оно предназначено для сохранения программного обеспечения, которое редко подвергается изменениям, такого как системные микропрограммы и данные приложений, требующие постоянства.
Безопасность и стабильность
Поскольку ПЗУ доступно только для чтения, хранящиеся на нем данные не могут быть изменены случайно или с помощью вредоносного ПО, что делает его безопасным и стабильным местом для хранения критически важного кода и данных.
Виды ПЗУ и как они работают
Память постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) функционирует как долговременное хранилище информации, которая должна сохраняться даже при потере электричества. Способы работы различных типов памяти варьируются. Каждый из них создается для конкретных задач, учитывая требуемый уровень надежности и адаптивности хранения данных. Традиционное ПЗУ применяется в случаях, когда данные должны оставаться неизменными, в то время как такие варианты, как EEPROM, используются там, где периодическое, но не частое обновление информации может оказаться необходимым.
Базовое (масочное) ПЗУ
Традиционная структура ПЗУ создается с заранее установленными данными. Запись информации осуществляется в процессе производства чипа, когда данные физически кодируются на кремниевой основе. Слово «масочная» связано с применением фотомаски в процессе изготовления, которая фиксирует информацию как неотъемлемую часть полупроводникового чипа. В этом процессе обычно используют маски, которые определяют, является ли каждый бит в памяти 0 или 1. Поскольку используемая технология производства не позволяет вносить изменения, этот тип ПЗУ остается неизменным после своего создания.
Программируемое ПЗУ (PROM)
PROM представляет собой чистый чип памяти, и данные в него могут быть записаны один раз. Данные записываются с помощью специального устройства, называемого программатором PROM или устройством записи PROM. Запись в PROM включает в себя посылку высоковольтного электрического заряда в определенные места на чипе, который сжигает предохранитель или постоянно изменяет состояние транзистора, тем самым сохраняя данные. После программирования данные в PROM не могут быть изменены.
Стираемое программируемое ПЗУ (EPROM)
EPROM обладает возможностью стирания и перепрограммирования благодаря использованию иной технологии. Информация в EPROM сохраняется в транзисторах с плавающими затворами. Во время программирования EPROM электрический заряд задерживается в плавающем затворе, что изменяет работу транзистора, позволяя ему отображать 1 или 0. Чтобы стереть EPROM, необходимо подвергнуть их воздействию интенсивного ультрафиолетового света. Под влиянием ультрафиолетового света заряд рассеивается, возвращая чип в первоначальное, незапрограммированное состояние.
Электрически стираемое программируемое ПЗУ (EEPROM)
EEPROM расширяет функции перепрограммирования EPROM, упрощая и улучшая их использование. В отличие от EPROM, EEPROM позволяет стирать и перепрограммировать данные непосредственно в системе с помощью электрических импульсов. Нет необходимости извлекать ее из устройства или подвергать действию ультрафиолетового света. Вместо этого можно легко очистить ее содержимое, применив электрический заряд, что делает эту технологию идеальной для случаев, когда требуется периодическое обновление информации, например, в конфигурационных настройках.
Характеристики ПЗУ
Память с произвольным доступом (ПЗУ) обладает рядом уникальных свойств, которые влияют на их функции и использование в различных электронных устройствах.
При выборе ПЗУ (памяти только для чтения) для конкретного приложения следует учитывать несколько характеристик, чтобы убедиться, что выбранный тип ПЗУ отвечает специфическим потребностям устройства или системы.
Тип памяти
Массовое ПЗУ. Идеально подходит для серийного производства, в котором информация остается неизменной.
PROM (программируемое постоянное запоминающее устройство). Наилучший выбор для мелкосерийного производства или на начальной стадии разработки, когда данные нужно задать единожды.
EPROM (стираемое программируемое ПЗУ). Используется для разработки и тестирования, когда данные необходимо стирать и перепрограммировать с помощью ультрафиолетового света.
EEPROM (электрически стираемая программируемая память). Отлично подходит для задач, требующих регулярного обновления информации; процесс стирания и записи осуществляется с использованием электрических импульсов.
Емкость
Объем информации, который требуется для хранения в постоянном запоминающем устройстве, определяет необходимый размер памяти. Проанализируйте потребности приложения в памяти, учитывая возможные будущие обновления или расширения функционала.
Долговечность и надежность
ПЗУ должно быть устойчивым к физическим воздействиям и условиям окружающей среды, таким как перепады температуры, влажность и механические воздействия. Надежность имеет решающее значение для приложений, содержащих критически важные данные, такие как процессы загрузки или системные прошивки.
Время доступа (задержка)
Это период, который измеряется от начала процесса чтения до момента получения информации. Для приложений, которые нуждаются в быстрой загрузке или извлечении данных, требуется уменьшенное время доступа.
Потребление энергии
Это особенно актуально для портативных устройств, функционирующих на батарейках, где эффективность использования энергии играет ключевую роль. EEPROM и другие современные формы ПЗУ способны обеспечить более оптимальное управление энергопотреблением по сравнению с устаревшими типами этой памяти.
Программируемость и стираемость
В зависимости от частоты обновлений или изменений данных в ПЗУ, выбор более универсального типа памяти, такого как EEPROM, может быть более разумным вариантом по сравнению с однократными программируемыми решениями.
Стоимость
Бюджет, доступный для компонента памяти, может повлиять на выбор типа ПЗУ. Маскированные ПЗУ обычно дешевле при больших объемах, в то время как EEPROM дороже, но обеспечивает большую гибкость.
Число циклов
Определенные виды ПЗУ, такие как EEPROM, обладают ограничением на количество операций записи и стирания. Это важно учитывать, если требуется часто обновлять содержимое памяти на протяжении всего срока эксплуатации устройства.
Безопасность данных
В тех приложениях, где критически важна безопасность, правильный выбор ПЗУ, изначально предназначенного только для чтения и не поддающегося легким изменениям (например, масочное ПЗУ), способен защитить программное обеспечение от несанкционированного доступа.
Выбор правильного типа ПЗУ предполагает баланс между этими характеристиками в зависимости от конкретных требований и ограничений приложения. Часто это компромисс между стоимостью, производительностью и гибкостью.
В чем отличие ОЗУ и ПЗУ
Разница между оперативной памятью и постоянной связана с их функциональным назначением в вычислительных системах: оперативная память предоставляет быструю и динамическую память для обработки данных в реальном времени, в то время как постоянная память обеспечивает надежное и долговременное сохранение важных системных данных.
Волатильность
Оперативная память. Является нестабильной (удаляет информацию при отсутствии электрического питания).
ПЗУ. Энергонезависима (сохраняет данные даже при выключении питания).
Функциональность
Оперативная память. Служит для временного агрегирования данных; в ней размещаются информация и программы, которые необходимы процессору для выполнения различных задач.
Память только для чтения. Применяется для долговременного хранения данных; обычно хранит встроенное ПО или приложения, которые изменяются крайне редко.
Перезаписываемость
Оперативная память. Способность к чтению и записи; информация может быть занесена в ОЗУ и извлечена из нее несколько раз.
ПЗУ. В основном только для чтения; традиционно данные записываются в процессе производства и не могут быть изменены впоследствии (хотя некоторые современные типы, например EEPROM, могут быть перезаписаны).
Скорость
Оперативная память. Обычно обладает большей скоростью, чем постоянная память, и используется для быстрого доступа к данным и их обработки.
Постоянная память. Имеет более медленную скорость по сравнению с оперативной памятью, но обеспечивает стабильный и надежный доступ к данным.
Использование
ОЗУ. Является основной памятью компьютера, непосредственно доступной центральному процессору для выполнения программ.
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Содержит жизненно важные программы, которые необходимы для загрузки системы и настройки оборудования.
Емкость
Оперативная память. В современных ПК она, как правило, в разы превосходит по объему постоянное запоминающее устройство, что дает возможность параллельно запускать несколько приложений.
ПЗУ. Меньше по объему, так как содержит только основные программы и данные, необходимые для работы системы.
Стоимость
Оперативная память. Дороже в расчете на одну единицу хранилища ввиду своей высокой скорости и сложности.
Память только для чтения. Обычно стоит дешевле, особенно при изготовлении в крупных масштабах.
Форм-фактор
Оперативная память. Может быть представлена как съемный элемент или интегрирована в цифровые гаджеты.
ПЗУ. Обычно интегрирована в микроконтроллер или специальный раздел материнской платы устройства.
Рекомендации по выбору видеокарты для игр, майнинга и видеоредактирования
Руководство по подбору видеокарты Основные советы и технические аспекты
Видеокарта – один из самых дорогих компонентов компьютера, поэтому вопрос ее выбора очень важен для пользователя. Наш материал поможет выбрать графический ускоритель для апгрейда или сборки новой системы
Тактовая частота CPU: что собой представляет, какие факторы на нее влияют, как её определить
Определение тактовой частоты процессора, способы её измерения, влияние на производительность и выбор оптимального значения
Что такое тактовая частота процессора, на что она влияет, какая должна быть, в чем измеряется, за что отвечает и как ее увеличить
Как проверить температуру процессора
Как узнать температуру процессора Какие существуют приложения
Объясняем, почему знание температуры процессора имеет значение, какие факторы могут привести к его перегреву и как осуществить контроль за этой температурой.
Материнская плата: что это, характеристики, из чего состоит, как работает
Что представляет собой материнская плата? Какова её роль и каким образом она функционирует?
Материнская плата символизирует достижения технологий, способствующих росту вычислительной способности и многообразия возможностей современных компьютеров. Рассматриваем все аспекты «матери»
Устройство компьютера: из чего состоит ПК
Что включает в себя компьютер? Какие устройства составляют персональный компьютер и какова их функция? Подробный анализ и общие советы.
Хотя компьютер сегодня является неотъемлемой частью рабочего пространства, для большинства людей он остается своего рода «темным лесом». Изучение его внутренностей будет полезно для каждого.
CPU Fan Error: что это, как исправить ошибку
Ошибка CPU Fan при старте системы: причины возникновения и способы устранения
Ошибка CPU Fan: насколько это критично и как можно решить проблему
DisplayPort против HDMI: что предпочтительнее и в чем основные отличия
DisplayPort или HDMI? Рассмотрим пропускную способность, разрешение, частоту обновления и многое другое, чтобы сделать выбор между DisplayPort и HDMI.
Топовые игровые мониторы и видеокарты предлагают разнообразные функции, но один из моментов, который часто игнорируется, – это возможности подключения через DisplayPort и HDMI. Какова разница между этими интерфейсами и что предпочтительнее для игрового процесса?
