Оперативная память смартфона: что это и сколько нужно?

Что такое оперативная память и встроенная память в (телефоне) смартфоне

Одной из важнейших характеристик любого мобильного телефона или планшета, определяющей его производительность и удобство в повседневном использовании, является объем памяти.

Тем не менее параметры памяти любого гаджета отличаются и имеют различное функциональное назначение.

В этой статье мы рассмотрим, что же такое оперативная память и встроенная память, какие их параметры являются оптимальными, а также разберемся в разнице между двумя видами памяти.

На что расходуется память iPhone?

Бытует мнение о том, что размер памяти – это показатель, который тесно связан с современными телефонами на базе системы Android. При этом iPhone (смартфон на базе Apple) работает с 1 гигабайтом памяти. Об этом, якобы, говорит некая статистика отличий концепций этих двух популярных марок.

Однако это не так, айфоны тоже любят использовать память. Да, системы Android и iOS – разные, возможности телефонов отличаются. Но у каждого гаджета своя собственная платформа, которая хоть и обрабатывает информацию различными способами, но делает это примерно одинаково, если смотреть «изнутри» на протекающие процессы.

Обладатели айфонов могут посмотреть объем используемой и свободной памяти устройства с помощью клика по «Настройкам», далее «Основные», и затем «Хранилище iPhone» (рис. 3).

Рис. 3. Пример распределения памяти в айфоне (iPhone).

Взглянем на рис. 3, где показан объем памяти устройства:

• почти половину занимает так называемое «другое» (серый цвет на диаграмме использования памяти);
• и где-то меньше половины от этой половины занимают «полезные» данные: программы (то есть, приложения в терминологии Андроида) и фото (там же хранятся и видео, снятые с помощью айфона);
• остальное совсем ничего, если можно так выразиться, маленькие узкие разноцветные полоски на диаграмме, даже без подписей, что это значит (Контакты, Заметки и тому подобное).

Казалось бы, вот наглядный пример, что на iPhone память расходуется значительно меньше, чем в Андроиде. Ведь почти половина памяти остается не занятой. Однако, если приглядеться не к диаграмме, а к цифрам, то сразу же видим, что «другое» вместе с программами, фотографиями и прочим занимают больше 8 Гб. То есть в объем памяти Андроида 8 Гб, рассмотренного выше, мы уже не помещаемся. Тут нас «спасает» лишь то, что в айфоне в приведенном примере общая память больше, чем в Андроиде в два раза: 16 Гб против 8 Гб.

Получается, что iPhone на нужды своей операционной системы iOS тратит почти половину всей памяти устройства. Ровно, как и в Андроиде.

Что такое оперативная память в (телефоне) смартфоне

Под оперативной памятью (ОЗУ или RAM) телефона понимается одна из энергозависимых частей его системы, предназначенная для хранения входной и выходной информации, специальных кодов и иных системных данных, необходимых для корректного функционирования девайса.

В ОЗУ находится вся информация, которую используют в настоящий момент активные программы и приложения, а также данные, необходимые операционной системе устройства для бесперебойной работы:

• страницы и вкладки поисковых браузеров;
• данные социальных сетей и мессенджеров;
• информация из почтовых серверов;
• запущенные игровые процессы.

Важной особенность оперативной памяти является возможность самоочищения: когда какое-либо приложение перестает быть активным, вся связанная с ним информация автоматически стирается с ОЗУ.

Если телефон выключается или перезагружается, оперативная память самостоятельно очищается.

Оперативная память устройства напрямую определяет следующие процессы:

1. число одновременно работающих программ (в том числе фоново);
2. многозадачность телефона;
3. скорость загрузки приложений;
4. корректность запуска игровых приложений;
5. возможность работы некоторых «тяжелых» программ.

Если объемов оперативной памяти на телефоне недостаточно, чтобы удовлетворить все потребности владельца девайса, то происходит сбой в работе устройства:

• не загружаются интернет-страницы;
• резко снижается скорость запуска приложений;
• тяжелые программы автоматически закрываются — операционная система свернет их, чтобы запустить другие программы.

Способы очистки ОЗУ

Существует несколько путей, как освободить оперативную память на телефоне Самсунг — с помощью встроенного функционала или дополнительных приложений. Такие действия позволяют решить следующие задачи:

1. Ускорить работу смартфона Самсунг на Андроид, благодаря уменьшению числа программ, работающих в «фоне».
2. Снизить нагрузку на ЦП и тем самым уменьшить нагрев аппарата.
3. Избежать ошибок или торможения при большом числе запущенного софта. В таких случаях нередко возникают конфликтные ситуации между разным ПО, а это, в свою очередь, ведет к сбоям в работе телефона.

При этом очистить ОЗУ можно двумя основными путями, на которых остановимся ниже.

Встроенные методы очистки

Самый простой способ очистить оперативную память на телефоне Самсунг — закрыть все лишние приложения, работающие в фоновом режиме. Для решения задачи сделайте такие шаги:

• войдите в настройки телефона Самсунг;
• перейдите к разделу Приложения;

• кликните на секцию Работающие (Запущенные, Выполняется);

• обратите внимание на количество съедаемой ОЗУ;
• выберите программу, которая забирает больше всего ресурсов;
• жмите на кнопку Остановить.

Путем остановки ненужных приложений удается очистить ОЗУ телефона Самсунг и ускорить его работу. Здесь же можно нажать на кнопку Очистить кэш, чтобы разгрузить ПЗУ (о нем упоминалось выше).

Существует и более быстрый способ, как очистить ОЗУ на Андроиде Самсунг. Сделайте такие шаги:

• кликните на символ квадрата внизу дисплея;
• посмотрите на запущенные приложения, которые имеют вид нескольких окон;
• перемести вверх все вкладки для закрытия программ.

С помощью рассмотренных методов можно быстро почистить оперативную память и улучшить работу мобильного устройства. Чтобы автоматизировать этот процесс, можно использовать специальное ПО, о котором пойдет речь ниже.

Применение сторонних приложений

Альтернативный вариант очистки — использование специального ПО. Сегодня в Гугл Плей можно найти множество приложений, обеспечивающих быстрое закрытие лишней нагрузки на телефоне Самсунг. Рассмотрим несколько вариантов:

1. Clean Master — универсальная программа для оптимизации смартфона, обеспечивающая многоуровневую защиту устройства. В его функции входит чистка смартфона, защита от вирусов, снижение расхода заряда батареи, ускорение аппарата и другие функции.
2. Очиститель, разгрузчик памяти — ПО, предназначенное для быстрой чистки и освобождения ОЗУ. С его помощью можно быстро удалить ненужные файлы, оптимизировать телефон Самсунг для игры, ускорить его работу и получить ряд дополнительных полезных опций.
3. RAM Cleaner Lite — качественная программа, для закрытия фоновых программ одним нажатием кнопки. Быстрый и простой в применении софт для чистки RAM. После установки достаточно поставить виджет на рабочий экран и использовать его по мере необходимости. Плюсы — отсутствие рекламы и лишних функций.
4. RAM Cleanup — легкий, быстрый и простой очиститель оперативной памяти. Дополнительные функции ПО — автоматическое закрытие, автоочистка, настройка цветов и фона, ярлык для пользовательской очистки и т. д.

В распоряжении пользователей много программ, позволяющих закрыть лишние приложения и тем самым разгрузить телефон. Такие действия способствуют уменьшению используемого ОЗУ в телефоне Самсунг и делают аппарат более быстрым при работе с другими программами и играми. Если оперативной памяти сильно не хватает, лучше поменять телефон на более современное устройство.

Что такое встроенная память телефона

Под встроенной (внутренней) памятью телефона понимается та часть системы смартфона, в которой хранится личная информация и данные владельца устройства: его фотографии, аудиозаписи, видео, загруженные приложения, в том числе игры, документы.

Чем больше показатели внутренней памяти девайса, тем больше информации в нем можно хранить без использования внешних носителей или облачного хранилища.

В то же время размеры встроенной памяти никак не отражаются на оперативности девайса и его быстродействии: они определяют только удобство использования смартфона для личных целей.

Объем внутренней памяти указывается как в описании смартфона или на его упаковке, так и в Настройках устройства.

Чтобы узнать размеры встроенной памяти, нужно:

1. открыть меню «Настроек»;
2. перейти в папку «Память»;
3. в строке «Память устройства» будет указан максимальный объем внутренней памяти гаджета, а также количество оставшихся гигабайтов.

Важно помнить, что производитель указывает максимальный размер встроенной памяти смартфона. Фактически пользователю доступен меньший объем: часть памяти используется для хранения операционной системы и установленных производителем программ и приложений.

Этот раздел внутренней памяти называется системным, освободить его невозможно. Для хранения данных владельца смартфона предназначен пользовательский раздел, подразделяемый, в свою очередь, на часть для программ и приложений и часть для медиа, аудио и иных файлов.

Основные функции

В блоки памяти ROM вносят информацию по управлению аппаратным обеспечением заданного устройства. ПЗУ включает в себя следующие подпрограммы:

• Директиву старта и контроля за работой микропроцессора.
• Программу проверяющую работоспособность и целостность всего аппаратного обеспечения, содержащегося в компьютере или телефоне.
• Программу дающую начало работе системы и завершающее её.
• Подпрограммы, управляющие периферийным оборудованием и модулями ввода/вывода.
• Данные о адресе операционной системы на физическом накопителе.

В чем разница между оперативной и встроенной памятью телефона

Разобравшись, что такое оперативная и встроенная память телефона, перейдем к вопросу об их принципиальной разнице.

Главное, чем отличается встроенная память от оперативной — показатель зависимости от энергопитания.

Как только устройство выключается, все данные из оперативной памяти смартфона автоматически удаляются, а само ОЗУ очищается от информации.

Внутренняя память никак не зависит от питания и сохраняет все пользовательские файлы даже после полного выключения устройства.

Остальные технические различия между встроенной и оперативной памятью смартфона приведены в таблице.

Как используется

Внутри устройста происходит разделение ОЗУ:

• Создается резерв, который обеспечивает работу операционной системы.
• Образуется хранилище виртуальных файлов, данных об IMEI (номере идентификаторе телефона), настройках сети.
• Выделяется часть для работы графического адаптера.
• Оставшаяся доля, которая доступна пользователю.

Зарезервированная под систему

Часть ОЗУ выделена для работы ядра – программного обеспечения телефона. Ее размер зависит от нескольких параметров. Это версия операционной системы, графические улучшения, количество служебных программ, другие компоненты.

RAM-диск для виртуальных файлов

Системное дерево содержит несколько ненастоящих папок. Это псевдофайлы, которые были записаны при загрузке. Они хранят сведения об уровне заряда батареи, скорости процессора.

Данные об IMEI и настройках сети

Эта информация находится в энергонезависимой памяти NVRAM. Ее данные не стираются при выключении питания. Сведения об IMEI, настройках сети передают в RAM вместе с программным обеспечением при первом включении телефона. Место для такой информации зарезервировано системой.

ОЗУ для графического адаптера

Эта память называется VRAM. Она необходима для временного хранения изображений, которые передают на экран. В телефонах используют встроенные графические процессоры, которые не имеют отдельной VRAM. Для такой цели резервируют часть памяти.

• Симптомы простатита и его лечение у мужчин: средства и методы
• Как сбить температуру у ребенка
• Этапы полового созревания мальчиков-подростков, раннее и позднее начало взросления

Оставшаяся свободная ОЗУ

Этот компонент – доля RAM, которая сохраняется незадействованной. Она необходима мобильному устройству для нормальной работы, запуска приложений. Такой объем выручает, когда система испытывает сильную нагрузку. Это происходит при скачивании большого файла, запуске игры, использовании графического редактора.

Оптимальные параметры памяти смартфона

Прежде чем покупать новый смартфон или планшет, необходимо определиться с вашими потенциальными потребностями и планируемым способом использования гаджета.

В зависимости от этого стоит выбирать модель, отвечающую хотя бы минимальному порогу по объемам оперативной и внутренней памяти.

Экономия при покупке более дешевого устройства с меньшим ОЗУ или встроенной памятью приведут не только к дискомфорту при работе со смартфоном, но и к скорой потребности в приобретении нового девайса.

Объемы оперативной памяти устройства

Если рассматривать ОЗУ, то необходимый объем напрямую зависит от типа использования устройства:

• какими программами и приложениями планирует пользоваться владелец смартфона,
• как много одновременно работающих процессов ему необходимо,
• с какой целью планируется применять девайс.

Выбирая смартфон, необходимо помнить, что объемы ОЗУ увеличить невозможно: при повышении нагрузки на устройство единственным возможным способом получения больших объемов оперативки станет покупка нового телефона.

Рассмотрим более подробно, какими характеристиками будет обладать смартфон с конкретным объемом оперативной памяти:

• 512 Гб — такая вместимость ОЗУ чаще всего встречается в бюджетных моделях, а также телефонах солидного возраста. В наши дни оперативной памяти этого размера будет недостаточно для комфортной работы с гаджетом: она подойдет для тех, кто использует смартфоны для звонков или разовых задач.
• 1 Гб — во втором десятилетии XX века такой объем оперативной памяти считается минимальным для полноценного функционирования телефона. Девайс сможет поддерживать работу до 5 приложений одновременно, что позволит использовать его не только для звонков, но и с целью выхода в Интернет, общения в нескольких мессенджерах.
• 2 Гб — на сегодняшний день это оптимальный объем ОЗУ, характерный для смартфонов бюджетных линеек. Памяти хватает на запуск до 10 приложений и игр на невысоких скоростях. Повышение нагрузки приведет к значительному снижению производительности гаджета.
• 3 Гб — оперативная память рассчитана на многофункциональный режим работы. Владелец устройства сможет без проблем запускать «тяжелые» приложения и утилиты, устанавливать анимированные лаунчеры, без проблем играть в онлайн-игр.
• 4 Гб — смартфон с таким объемом памяти «не работает, а летает». Для обычных пользователей его более, чем достаточно: телефон сможет одновременно поддерживать до 30 открытых программ, запуск приложений будет происходить моментально. Оперативка 4 Гб характерна для флагманских моделей престижных брендов высокого ценового сегмента.
• 6 Гб — максимально возможный объем ОЗУ. Встречается на единичных моделях смартфонов последнего поколения. Приобретение гаджета с такими характеристиками не несет особой практической выгоды: для полной загрузки ОЗУ потребуется активировать свыше 100 программ одновременно.

Объемы встроенной памяти устройства

На современном рынке мобильных телефонов представлен большой выбор гаджетов: объем их встроенной памяти начинается от 4 Гб (бюджетные модели) и заканчивается 256 Гб и выше.

Чтобы выбрать оптимальный девайс и не переплачивать за ненужные гигабайты, следует учитывать следующие факты:

• объем памяти, необходимый для хранения операционной системы и рабочих файлов устройства, редко когда превышает 0,5 Гб;
• на хранение программ и приложений требуется в целом от 3 до 7 Гб (если не планируется устанавливать много игр);
• основным «потребителем» гигабайтов внутренней памяти являются фотографии и видео, особенно если вы используете режим съемки HDR или иные специальные эффекты.

Таким образом, для полноценной работы смартфона в качестве мультифункционального средства общения достаточно 16 Гб внутренней памяти.

Если вы используете смартфон не только для звонков и обмена сообщениями в мессенджерах, то при выборе устройства следует ориентироваться на следующие характеристики:

• Телефон с памятью 32 Гб. Подойдет, если помимо смартфона, вы используете другие гаджеты (планшет, умные часы, плеер и т.д.). Мобильное устройство приобретается в первую очередь для комфортного общения в Интернет и социальных сетях и съемки фотографий стандартного уровня качества.
• Телефон с памятью 64 Гб. Рассчитан на тех, кто делает свыше 20 кадров в день и любит снимать длительные видео в хорошем разрешении. Таким пользователям есть смысл задуматься о приобретении такого дорогостоящего устройства. Также модель смарфтона с 64 гигабайтами внутренней памяти необходима тем, кто использует гаджет для работы: хранения документов, загрузки таблиц, создания тяжелых файлов.
• Телефон с памятью 128 Гб. Оптимальный выбор для активных пользователей цифровых устройств. Если вы регулярно слушаете музыку, любите снимать качественные фото в режиме HDR или видео хорошего разрешения, заядлый игроман, то оптимально покупать девайс с внушительным объемом памяти. Особенно, если вы используете для развлечений только одно устройство.
• Телефон с памятью 256 Гб. Такая покупка является целесообразной, если мобильная фотография, видеосъемка или аудиозапись являются вашим постоянным занятием, при это вы не используете профессиональный фотоаппарат или иные устройства. Во всех остальных случаях можно ограничиться внешними носителями или загрузкой медиаконтента в облачные хранилища.

ПЗУ – расшифровывается как постоянное запоминающее устройство, обеспечивающее энергонезависимое хранение информации на каком-либо физическом носителе. По способу хранения информации ПЗУ можно разделить на три типа:

1. ПЗУ, основанные на магнитном принципе хранения информации.

Принцип работы этих устройств основан на изменении направления вектора намагниченности участков ферромагнетика под воздействием переменного магнитного поля в соответствии со значениями битов записываемой информации.

Ферромагнетик – вещество, способное при температуре ниже определенного порога (точки Кюри) обладать намагниченностью при отсутствии внешнего магнитного поля.

Считывание записываемых данных в таких устройствах основано на эффекте электромагнитной индукции или магниторезистивного эффекта. Этот принцип реализуется в устройствах с подвижным носителем в виде диска или ленты.

Электромагнитной индукцией называется эффект возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока проходящего через него.

Магниторезистивный эффект основан на изменении электрического сопротивления твердотельного проводника под действием внешнего магнитного поля.

Основное преимущество данного типа – большой объем хранимой информации и низкая стоимость единицы хранимой информации. Основной недостаток – наличие подвижных частей, большие габариты, низкая надежность и чувствительность к внешним воздействиям (вибрация, удары, перемещения и т.д.)

2. ПЗУ, основанные на оптическом принципе хранения информации.

Принцип работы этих устройств основан на изменении оптических свойств участка носителя, например, за счет изменения степени прозрачности или коэффициента отражения. Примером ПЗУ, основанном на оптическом принципе хранения информации, могут служит CD -, DVD-, BluRay — диски.

Основное достоинство данного типа ПЗУ – низкая стоимость носителя, удобство транспортирования и возможность тиражирования. Недостатки – низкая скорость чтения/записи, ограниченное количество перезаписей, потребность в считывающем устройстве.

3. ПЗУ, основанные на электрическом принципе хранения информации.

Принцип работы этих устройств основан на пороговых эффектах в полупроводниковых структурах – возможности хранения и регистрации наличия заряда в изолированной области.

Этот принцип используется в твердотельной памяти – памяти, не требующей использование подвижных частей для чтения/записи данных. Примером ПЗУ, основанном на электрическом принципе хранения информации, может служить flash – память.

Основное достоинство данного типа ПЗУ – высокая скорость чтения/записи, компактность, надежность, экономичность. Недостатки – ограниченное число перезаписи.

На данный момент существуют или находятся на этапе разработки и другие, «экзотические» типы постоянной памяти, такие как:

Магнитно-оптическая память

– память, сочетающая свойства оптических и магнитных накопителей. Запись на такой диск осуществляется путем нагрева ячейки лазером до температуры около 200 о С. Разогретая ячейка теряет магнитный заряд. Далее ячейку можно остудить, что будет означать, что в ячейку записан логический ноль, либо зарядить заново магнитной головкой, что будет означать, что в ячейку записана логическая единица.

После охлаждения магнитный заряд ячейки изменить нельзя. Считывание производится лазерным лучом меньшей интенсивности. Если в ячейки содержится магнитный заряд, то лазерный луч поляризуется, а считывающее устройство определяет, является ли лазерный луч поляризованным. За счет «закрепления» магнитного заряда при охлаждении магнитно-оптические обладают высокой надежностью хранения информации и теоретически могут иметь плотность записи большую, чем ПЗУ основанное только на магнитном принципе хранения информации. Однако заменить «жесткие» диски они не могут из-за очень низкой скорости записи, обусловленную необходимостью высокого нагрева ячеек.

Широкого распространения магнитно-оптическая память не получила и используется очень редко.

Молекулярная память

– память, основанная на технологии атомной туннельной микроскопии, позволяющей изымать или добавлять в молекулы отдельные атомы, наличие которых затем может считываться специальными чувствительными головками. Данная технология была представлена в середине 1999 года компанией Nanochip, и теоретически позволяла достичь плотности упаковки около 40 Гбит/см 2 , что в десятки раз превосходит существующие серийные образцы «Жестких» дисков, однако слишком низкая скорость записи и надёжность технологии не позволяет говорить о практическом использовании молекулярной памяти в обозримом будущем.

Голографическая память

– отличается от существующих наиболее распространенных типов постоянной памяти, использующих для записи один или два поверхностных слоя, возможностью записывать данных по «всему» объему памяти с помощью различных углов наклона лазера. Наиболее вероятно применение такого типа памяти в ПЗУ на базе оптического хранения информации, где уже не в новинку оптические диски с несколькими информационными слоями.

Существуют и другие, совсем уж экзотические типы постоянной памяти, но они даже в лабораторных условиях балансируют на грани научной фантастики, поэтому упоминать о них не буду, поживем – увидим.

Дата последнего обновления файла 23.10.2009

Очень часто в различных применениях требуется хранение информации, которая не изменяется в процессе эксплуатации устройства. Это такая информация как программы в микроконтроллерах, начальные загрузчики (BIOS) в компьютерах, таблицы коэффициентов цифровых фильтров в , и , таблицы синусов и косинусов в NCO и DDS. Практически всегда эта информация не требуется одновременно, поэтому простейшие устройства для запоминания постоянной информации (ПЗУ) можно построить на мультиплексорах. Иногда в переводной литературе постоянные запоминающие устройства называются ROM (read only memory — память доступная только для чтения). Схема такого постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), построенная на мультиплексоре

В этой схеме построено постоянное запоминающее устройство на восемь одноразрядных ячеек. Запоминание конкретного бита в одноразрядную ячейку производится запайкой провода к источнику питания (запись единицы) или запайкой провода к корпусу (запись нуля). На принципиальных схемах такое устройство обозначается как показано на рисунке 2.

Рисунок 2. Обозначение постоянного запоминающего устройства на принципиальных схемах

Для того, чтобы увеличить разрядность ячейки памяти ПЗУ эти микросхемы можно соединять параллельно (выходы и записанная информация естественно остаются независимыми). Схема параллельного соединения одноразрядных ПЗУ приведена на рисунке 3.

Рисунок 3. Схема многоразрядного ПЗУ (ROM)

В реальных ПЗУ запись информации производится при помощи последней операции производства микросхемы — металлизации. Металлизация производится при помощи маски, поэтому такие ПЗУ получили название масочных ПЗУ

. Еще одно отличие реальных микросхем от упрощенной модели, приведенной выше — это использование кроме мультиплексора еще и . Такое решение позволяет превратить одномерную запоминающую структуру в двухмерную и, тем самым, существенно сократить объем схемы , необходимого для работы схемы ПЗУ. Эта ситуация иллюстрируется следующим рисунком:
Рисунок 4. Схема масочного постоянного запоминающего устройства (ROM)
Масочные ПЗУ изображаются на принципиальных схемах как показано на рисунке 5. Адреса ячеек памяти в этой микросхеме подаются на выводы A0 … A9. Микросхема выбирается сигналом CS. При помощи этого сигнала можно наращивать объем ПЗУ (пример использования сигнала CS приведён при обсуждении ). Чтение микросхемы производится сигналом RD.

Рисунок 5. масочного ПЗУ (ROM) на принципиальных схемах

Программирование масочного ПЗУ производится на заводе изготовителе, что очень неудобно для мелких и средних серий производства, не говоря уже о стадии разработки устройства. Естественно, что для крупносерийного производства масочные ПЗУ являются самым дешевым видом ПЗУ, и поэтому широко применяются в настоящее время. Для мелких и средних серий производства радиоаппаратуры были разработаны микросхемы, которые можно программировать в специальных устройствах — программаторах. В этих ПЗУ постоянное соединение проводников в запоминающей матрице заменяется плавкими перемычками, изготовленными из поликристаллического кремния. При производстве ПЗУ изготавливаются все перемычки, что эквивалентно записи во все ячейки памяти ПЗУ логических единиц. В процессе программирования ПЗУ на выводы питания и выходы микросхемы подаётся повышенное питание. При этом, если на выход ПЗУ подаётся напряжение питания (логическая единица), то через перемычку ток протекать не будет и перемычка останется неповрежденной. Если же на выход ПЗУ подать низкий уровень напряжения (присоединить к корпусу), то через перемычку запоминающей матрицы будет протекать ток, который испарит ее и при последующем считывании информации из этой ячейки ПЗУ будет считываться логический ноль.

Такие микросхемы называются программируемыми

ПЗУ (ППЗУ) или PROM и изображаются на принципиальных схемах как показано на рисунке 6. В качестве примера ППЗУ можно назвать микросхемы 155РЕ3, 556РТ4, 556РТ8 и другие.
Рисунок 6. Условно-графическое обозначение программируемого постоянного запоминающего устройства (PROM) на принципиальных схемах
Программируемые ПЗУ оказались очень удобны при мелкосерийном и среднесерийном производстве. Однако при разработке радиоэлектронных устройств часто приходится менять записываемую в ПЗУ программу. ППЗУ при этом невозможно использовать повторно, поэтому раз записанное ПЗУ при ошибочной или промежуточной программе приходится выкидывать, что естественно повышает стоимость разработки аппаратуры. Для устранения этого недостатка был разработан еще один вид ПЗУ, который мог бы стираться и программироваться заново.

ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием

строится на основе запоминающей матрицы построенной на ячейках памяти, внутреннее устройство которой приведено на следующем рисунке:
Рисунок 7. Запоминающая ячейка ПЗУ с ультрафиолетовым и электрическим стиранием
Ячейка представляет собой МОП транзистор, в котором затвор выполняется из поликристаллического кремния. Затем в процессе изготовления микросхемы этот затвор окисляется и в результате он будет окружен оксидом кремния — диэлектриком с прекрасными изолирующими свойствами. В описанной ячейке при полностью стертом ПЗУ, заряда в плавающем затворе нет, и поэтому транзистор ток не проводит. При программировании ПЗУ, на второй затвор, находящийся над плавающим затвором, подаётся высокое напряжение и в плавающий затвор за счет туннельного эффекта индуцируются заряды. После снятия программирующего напряжения индуцированный заряд остаётся на плавающем затворе, и, следовательно, транзистор остаётся в проводящем состоянии. Заряд на плавающем затворе подобной ячейки может храниться десятки лет.

Описанного постоянного запоминающего устройства не отличается от описанного ранее масочного ПЗУ. Единственное отличие — вместо плавкой перемычки используется описанная выше ячейка. Такой вид ПЗУ называется репрограммируемыми постоянными запоминающими устройствами (РПЗУ) или EPROM. В РПЗУ стирание ранее записанной информации осуществляется ультрафиолетовым излучением. Для того, чтобы этот свет мог беспрепятственно проходить к полупроводниковому кристаллу, в корпус микросхемы ПЗУ встраивается окошко из кварцевого стекла.

Рисунок 8. Внешний вид стираемого постоянного запоминающего устройства (EPROM)

При облучении микросхемы РПЗУ, изолирующие свойства оксида кремния теряются, накопленный заряд из плавающего затвора стекает в объем полупроводника, и транзистор запоминающей ячейки переходит в закрытое состояние. Время стирания микросхемы РПЗУ колеблется в пределах 10 … 30 минут.

Компьютеры и любая электроника — сложные устройства, принципы работы которых не всегда понятны большинству обывателей. Что такое ПЗУ и зачем устройство необходимо? Большинство людей не смогут дать ответ на этот вопрос. Попробуем исправить это недоразумение. Что такое ПЗУ?

Чем они являются и где используются? Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) представляют собой энергонезависимую память. Технологически они реализованы как микросхема. Одновременно мы узнали, какова аббревиатуры ПЗУ расшифровка. Предназначены устройства для хранения информации, введённой пользователем, и установленных программ. В постоянном запоминающем устройстве можно найти документы, мелодии, картинки – т.е. всё, что должно храниться на протяжении месяцев или даже лет. Объемы памяти, в зависимости от используемого устройства, могут меняться от нескольких килобайт (на простейших устройствах, имеющих один кристалл кремния, примером которых являются микроконтроллеры) до терабайтов. Чем больше объем ПЗУ – тем больше объектов может быть сохранено. Объем прямо пропорционален количеству данных. Если уплотнить ответ на вопрос, что такое ПЗУ, следует ответить: это хранилище данных, которое не зависит от постоянного напряжения. Жесткие диски как основные постоянные запоминающие устройства На вопрос, что такое ПЗУ, уже дан ответ. Теперь следует поговорить о том, какие они бывают. Основным постоянным запоминающим устройством являются жесткие диски. Они есть в каждом современном компьютере. Используются они благодаря своим широким возможностям накопления информации. Но при этом существует ряд ПЗУ, которые используют мультиплексоры (это микроконтроллеры, начальные загрузчики и прочие подобные электронные механизмы). При детальном изучении будет нужно не только понимать значение ПЗУ. Расшифровка других терминов тоже необходима, для того, чтобы вникнуть в тему. Расширение и дополнение возможностей ПЗУ благодаря флеш-технологиям

Если стандартного объема памяти пользователю не хватает, то можно воспользоваться дополнительным расширением возможностей предоставленного ПЗУ в сфере хранения данных. Осуществляется это посредством современных технологий, реализованных в картах памяти и USB-флеш-накопителях. В их основе лежит принцип многоразового использования. Другими словами, данные на них можно стирать и записывать десятки и сотни тысяч раз. Из чего состоит постоянное запоминающее устройство

В составе ПЗУ находится две части, которые обозначаются как ПЗУ-А (для хранения программ) и ПЗУ-Э (для выдачи программ). Постоянное запоминающее устройство типа А является диодно-трансформаторной матрицей, которая прошивается с помощью адресных проводов. Этот раздел ПЗУ выполняет главную функцию. Начинка зависит от материала, из которого сделаны ПЗУ (могут применяться перфорационные и магнитные ленты, перфокарты, магнитные диски, барабаны, ферритовые наконечники, диэлектрики и их свойство накопления электростатических зарядов). Схематическое строение ПЗУ

Этот объект электроники изображается в виде устройства, которое по внешнему виду напоминает соединение определённого числа одноразрядных ячеек. Микросхема ПЗУ, несмотря на потенциальную сложность и, казалось бы значительные возможности, по размеру мала. При запоминании определённого бита производится запайка к корпусу (когда записывается нуль) или к источнику питания (когда записывается единица). Для увеличения разрядности ячеек памяти в постоянных запоминающих устройствах микросхемы могут параллельно соединяться. Так и делают производители, чтобы получить современный продукт, ведь микросхема ПЗУ с высокими характеристиками позволяет им быть конкурентными на рынке. Объемы памяти при использовании в различных единицах техники

Объемы памяти разнятся в зависимости от типа и предназначения ПЗУ. Так в простой бытовой технике вроде стиральных машинок или холодильников можно хватает установленных микроконтроллеров (с их запасов в несколько десятков килобайт), и в редких случаях устанавливается что-то более сложное. Использовать большой объем ПЗУ здесь не имеет смысла, ведь количество электроники невелико, и от техники не требуется сложных вычислений. Для современных телевизоров требуется уже что-то более совершенное. И вершиной сложности является вычислительная техника вроде компьютеров и серверов, ПЗУ для которых, как минимум, вмещают от нескольких гигабайт (для выпущенных лет 15 назад) до десятков и сотен терабайт информации. Масочное ПЗУ

В случаях, когда запись ведётся при помощи процесса металлизации и используется маска, такое постоянное запоминающее устройство называется масочным. Адреса ячеек памяти в них подаются на 10 выводов, а конкретная микросхема выбирается с помощью специального сигнала CS. Программирование этого вида ПЗУ осуществляется на заводах, вследствие этого изготовление в мелких и средних объемах невыгодно и довольно неудобно. Но при крупносерийном производстве они являются самым дешевым среди всех постоянных запоминающих устройств, что и обеспечило им популярность. Схематически от общей массы отличаются тем, что в запоминающей матрице соединения проводников заменены плавкими перемычками, изготовленные из поликристаллического кремния. На стадии производства создаются все перемычки, и компьютер считает, что везде записаны логические единицы. Но во время подготовительного программирования подаётся повышенное напряжение, с помощью которого оставляют логические единицы. При подаче низких напряжений перемычки испаряются, и компьютер считывает, что там логический нуль. По такому принципу действуют программируемые постоянные запоминающие устройства. Программируемые постоянные запоминающие устройства ППЗУ оказались достаточно удобными в процессе технологического изготовления, чтобы к ним можно было прибегать при средне- и мелкосерийном производстве. Но такие устройства имеют и свои ограничения – так, записать программу можно только раз (из-за того, что перемычки испаряются раз и навсегда). Из-за такой невозможности использовать постоянное запоминающее устройство повторно, при ошибочном записывании его приходится выбрасывать. В результате повышается стоимость всей произведённой аппаратуры. Ввиду несовершенства производственного цикла эта проблема довольно сильно занимала умы разработчиков устройств памяти. Выходом из этой ситуации стала разработка ПЗУ, которое можно программировать заново многократно. ПЗУ с ультрафиолетовым или электрическим стиранием

И получили такие устройства название «постоянное запоминающее устройство с ультрафиолетовым или электрическим стиранием». Создаются они на основе запоминающей матрицы, в которой ячейки памяти имеют особую структуру. Так, каждая ячейка является МОП-транзистором, в котором затвор сделан из поликристаллического кремния. Похоже на предыдущий вариант, верно? Но особенность этих ПЗУ в том, что кремний дополнительно окружен диэлектриком, обладающим чудесными изолирующими свойствами, – диоксидом кремния. Принцип действия здесь базируется на содержании индукционного заряда, который может храниться десятки лет. Тут есть особенности по стиранию. Так, для ультрафиолетового ПЗУ-устройства необходимо попадание ультрафиолетовых лучей, идущих извне (ультрафиолетовой лампы и т.д.). Очевидно, что с точки зрения простоты эксплуатация постоянных запоминающих устройств с электрическим стиранием является оптимальным, так как для их активации необходимо просто подать напряжение. Принцип электрического стирания был с успехом реализован в таких ПЗУ, как флеш-накопители, которые можно увидеть у многих. 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.

Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ)

предназначены для постоянного, энергонезависимого хранения информации.

По способу записи
ПЗУ
классифицируют следующим образом:

1. однократно программируемые маской на предприятии-изготовителе;
2. однократно программируемые пользователем с помощью специальных устройств, называемых программаторами — ППЗУ
   ;
3. перепрограммируемые, или репрограммируемые ПЗУ
   —
   РПЗУ
   .

Масочные ПЗУ

Программирование масочных ПЗУ

происходит в процессе изготовления БИС. Обычно на кристалле полупроводника вначале создаются все
запоминающие элементы (ЗЭ)
, а затем на заключительных технологических операциях с помощью фотошаблона слоя коммутации реализуются связи между линиями адреса, данных и собственно запоминающим элементом. Этот шаблон (маска) выполняется в соответствии с пожеланиями заказчика по картам заказа. Перечень возможных вариантов карт заказов приводится в технических условиях на ИМС
ПЗУ
. Такие
ПЗУ
изготавливаются на основе матриц диодов, биполярных или МОП-транзисторов.

Масочные ПЗУ на основе диодной матрицы

Схема такого ПЗУ

представлена на рис. 12.1 . Здесь горизонтальные линии – адресные, а вертикальные – это линии данных, с них в данном случае снимаются 8-разрядные двоичные числа. В данной схеме ЗЭ – это условное пересечение линии адреса и линии данных. Выбор всей строки ЗЭ производится при подаче логического нуля на линию адреса
ЛА
i c соответствующего выхода дешифратора. В выбранный ЗЭ записывается логический 0 при наличии диода на пересечении линии
D
i и
ЛА
i , т.к. в этом случае замыкается цепь: + 5 В, диод, земля на адресной линии. Так, в данном
ПЗУ
при подаче адреса 11 2 активный нулевой сигнал появляется на адресной линии
ЛА
3 , на ней будет уровень логического 0, на шине данных
D
7
D
0 появится информация 01100011 2 .

Масочные ПЗУ на основе матрицы МОП-транзисторов

Пример схемы данного ПЗУ представлен на рис. 12.2 . Запись информации осуществляется подключением или неподключением МОП-транзистора в соответствующих точках БИС. При выборе определенного адреса на соответствующей адресной линии ЛА

i появляется активный сигнал логической 1, т.е. потенциал, близкий к потенциалу источника питания + 5 В. Данная логическая 1 подается на затворы всех транзисторов строки и открывает их. Если сток транзистора металлизирован, на соответствующей линии данных
D
i появляется потенциал порядка 0,2 0,3 В, т.е. уровень логического 0. Если же сток транзистора не металлизирован, указанная цепь не реализована, на сопротивлении R i не будет падения напряжения, т.е. в точке
D
i будет потенциал +5 В, т.е. уровень логической 1. Например, если в показанном на рис. 12.2 ПЗУ на адрес подать код 01 2 , на линии адреса
ЛА
1 будет активный уровень 1, а на шине данных
D
3
D
0 будет код 0010 2 .

Масочные ПЗУ на основе матрицы биполярных транзисторов

Пример схемы данного ПЗУ

представлен на рис. 12.3 . Запись информации осуществляется также металлизацией или неметаллизацей участка между базой и адресной линией. Для выбора строки ЗЭ на линию адреса
ЛА
i подается логическая 1. При металлизации она подается на базу транзистора, он открывается вследствие разницы потенциалов между эмиттером (земля) и базой (примерно + 5 В). При этом замыкается цепь: + 5 В; сопротивление
R
i ; открытый транзистор, земля на эмиттере транзистора. В точке
D
i при этом будет потенциал, соответствующий падению напряжения на открытом транзисторе – порядка 0,4 В, т.е. логический 0. Таким образом, в ЗЭ записан ноль. Если участок между линией адреса и базой транзистора не металлизован, указанная электрическая цепь не реализована, падения напряжения на сопротивлении
R
i нет, поэтому на соответствующей линии данных
D
i будет потенциал +5 В, т.е. логическая 1. При подаче, например, адреса 00 2 в приведенном на рис. 12.3
ПЗУ
на ШД появится код 10 2 .

Примеры масочных ПЗУ

приведены на рис. 12.4 , а в табл. 12.1 – их параметры .
Таблица 12.1. Параметры масочных ПЗУ

Программируемые ПЗУ

Программируемые ПЗУ

(
ППЗУ
) представляют собой такие же диодные или транзисторные матрицы, как и масочные ПЗУ, но с иным исполнением ЗЭ. Запоминающий элемент
ППЗУ
приведен на рис. 12.5 . Доступ к нему обеспечивается подачей логического 0 на линию адреса
ЛА
i . Запись в него производится в результате осаждения (расплавления) плавких вставок ПВ, включенных последовательно с диодами, эмиттерами биполярных транзисторов, стоками МОП-транзисторов. Плавкая вставка ПВ представляет собой небольшой участок металлизации, который разрушается (расплавляется) при программировании импульсами тока величиной 50 100 микроампер и длительностью порядка 2 миллисекунд. Если вставка сохранена, то в ЗЭ записан логический 0, поскольку реализована цепь между источником питания и землей на
ЛА
i через диод (в транзисторных матрицах – через открытый транзистор). Если вставка разрушена, то указанной цепинет и в ЗЭ записана логическая 1.

Персональные компьютеры имеют четыре иерархических уровня памяти:

микропроцессорная память;

основная память;

регистровая кэш-память;

внешняя память.

Микропроцессорная память рассмотрена выше. Основная память предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с другими устройствами компьютера. Функции памяти:

прием информации от других устройств;

запоминание информации;

выдача информации по запросу в другие устройства машины.

Основная память содержит два вида запоминающих устройств:

ПЗУ — постоянное запоминающее устройство;

ОЗУ — оперативное запоминающее устройство.

ПЗУ предназначено для хранения постоянной программной и справочной информации. Данные в ПЗУ заносятся при изготовлении. Информацию, хранящуюся в ПЗУ, можно только считывать, но не изменять.

В ПЗУ находятся:

программа управления работой процессора;

программа запуска и останова компьютера;

программы тестирования устройств, проверяющие при каждом включении компьютера правильность работы его блоков;

программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью;

информация о том, где на диске находится операционная система.

ПЗУ является энергонезависимой памятью, при отключении питания информация в нем сохраняется.

ОЗУ предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных), непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом компьютером в текущий период времени.

Главными достоинствами оперативной памяти являются ее высокое быстродействие и возможность обращения к каждой ячейке памяти отдельно (прямой адресный доступ к памяти). Все ячейки памяти объединены в группы по 8 бит (1 байт), каждая такая группа имеет адрес, по которому к ней можно обратиться.

ОЗУ является энергозависимой памятью, при выключении питания информация в нем стирается.

В современных компьютерах объем памяти обычно составляет 8-128 Мбайт. Объем памяти — важная характеристика компьютера, она влияет на скорость работы и работоспособность программ.

Кроме ПЗУ и ОЗУ на системной плате имеется и энергонезависимая CMOS-память, постоянно питающаяся от своего аккумулятора. В ней хранятся параметры конфигурации компьютера, которые проверяются при каждом рключении системы. Это полупостоянная память. Для изменения параметров конфигурации компьютера в BIOS содержится программа настройки конфигурации компьютера — SETUP.

Для ускорения доступа к оперативной памяти используется специальная сверхбыстродействующая кэш-память, которая располагается как бы «между» микропроцессором и оперативной памятью, в ней хранятся копии наиболее часто используемых участков оперативной памяти. Регистры кэш-памяти недоступны для пользователя.

В кэш-памяти хранятся данные, которые микропроцессор получил и будет использовать в ближайшие такты своей работы. Быстрый доступ к этим данным позволяет сократить время выполнения очередных команд программы.

Микропроцессоры, начиная от МП 80486, имеют свою встроенную кэш-память. Микропроцессоры Pentium и Реntium Pro имеют кэш-память отдельно для данных и отдельно для команд. Для всех микропроцессоров может использоваться дополнительная кэш-память, размещаемая на материнской плате вне микропроцессора, емкость которой может достигать нескольких Мбайт. Внешняя память относится к внешним устройствам компьютера и используется для долговременного хранения любой информации, которая может потребоваться для решения задач. В частности, во внешней памяти хранятся все программное обеспечение компьютера.

Устройства внешней памяти — внешние запоминающие устройства — весьма разнообразны. Их можно классифицировать по виду носителя, по типу конструкции, по принципу записи и считывания информации, по методу доступа и т. д.

Наиболее распространенными внешними запоминающими устройствами являются:

накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД);

накопители на гибких магнитных дисках (НГМД);

накопители на оптических дисках (CD-ROM).

Реже в качестве устройств внешней памяти персонального компьютера используются запоминающие устройства на кассетной магнитной ленте — стримеры.

Накопители на дисках — это устройства для чтения и записи с магнитных или оптических носителей. Назначение этих накопителей — хранение больших объемов информации, запись и выдача хранимой информации по запросу в оперативное запоминающее устройство.

НЖМД и НГМД различаются лишь конструктивно, объемами хранимой информации и временем поиска, записи и считывания информации.

В качестве запоминающей среды у магнитных дисков используются магнитные материалы со специальными свойствами, позволяющими фиксировать два магнитных состояния — два направления намагниченности. Каждому из этих состояний ставятся в соответствие двоичные цифры 0 и 1. Информация на магнитные диски записывается и считывается магнитными головками вдоль концентрических окружностей — дорожек (треков). Количество дорожек на диске и их информационная емкость зависят от типа диска, конструкции накопителя, качества магнитных головок и магнитного покрытия. Каждая дорожка разбита на секторы. В одном секторе обычно размещается 512 байт данных. Обмен данными между накопителем на магнитном диске и оперативной памятью осуществляется последовательно целым числом секторов. Для жесткого магнитного диска используется также понятие цилиндра — совокупности дорожек, находящихся на одинаковом расстоянии от центра диска.

Диски относятся к машинным носителям информации с прямым доступом. Это означает, что компьютер может обратиться к дорожке, на которой начинается участок с искомой информацией или куда нужно записать новую информацию, непосредственно, где бы ни, находилась головка записи и чтения накопителя.

Все диски — и магнитные, и оптические — характеризуются своим диаметром (форм-фактором). Из гибких магнитных дисков наибольшее распространение получили диски диаметром 3,5(89 мм). Емкость этих дисков составляет 1,2 и 1,44 Мбайт.

Накопители на жестких магнитных дисках получили название «винчестер». Этот термин возник из жаргонного названия первой модели жесткого диска, имевшего 30 дорожек по 30 секторов каждая, что случайно совпало с калибром охотничьего ружья «винчестер». Емкость накопителя на жестком магнитном диске измеряется в Мбайтах и Гбайтах.

В последнее время появились новые накопители на магнитных дисках — ZIP-диске — переносные устройства емкостью 230-280 Мбайт.

В последние годы самое широкое распространение получили накопители на оптических дисках (CD-ROM). Благодаря маленьким размерам, большой емкости и надежности эти накопители становятся все более популярными. Емкость накопителей на оптических дисках — от 640 Мбайт и выше.

Оптические диски делятся на неперезаписываемые лазерно-оптические диски, перезаписываемые лазерно-оптические диски и перезаписываемые магнитооптические диски. Неперезаписываемые диски поставляются фирмами-изготовителями с уже записанной на них информацией. Запись информации на них возможна только в лабораторных условиях, вне компьютера.

Кроме основной своей характеристики — информационной емкости, дисковые накопители характеризуются и двумя временными показателями:

временем доступа;

скоростью считывания подряд расположенных байтов.

МТС Банк

Новости

Вопросы и ответы

Как определить объем памяти смартфона на «Андроид»?

Чтобы узнать, сколько оперативной памяти имеется в смартфоне, можно перейти в раздел с приложениями, затем найти вкладку «Работающие», где в самом низу под списком будет указано количество оперативной памяти, в соотношении «занято» к «свободно». Как узнать оперативную память телефона до покупки? Тут придется поверить информации от продавца. Если захочется больше подробностей, нужно перейти на официальный сайт производителя и ознакомиться со спецификацией. Также можно зайти в настройки приложений непосредственно при покупке гаджета.

Типы памяти мобильных телефонов

Современные гаджеты используют следующие типы памяти:

• RAM – энергозависимая оперативная память, в которой временно хранятся данные ОС и работающих приложений. После перезагрузки или отключения устройства вся информация удаляется.
• ROM – постоянное хранилище, которое продолжает хранить данные даже после отключения питания телефона. Это аналог жесткого диска ПК.

ROM состоит как минимум из двух разделов: первого — для хранения пользовательских файлов (видео, картинок, музыки, документов и прочего); второго –для области памяти, выделенной под ОС. Как правило, производители закрывают пользователям доступ к этому разделу, чтобы предотвратить случайное удаление системных файлов.

• Внешняя память (карты Micro SD) для хранения пользовательских файлов. Используется для расширения встроенной памяти. Некоторые производители (например, Apple) не предусматривают возможность установки Micro SD карт.

Устройство на Android предоставляет возможность хранить на SD карте медиафайлы (картинки, видео) и файлы приложений. Флагманские устройства содержат быструю встроенную ROM-память, которая по скорости обращения к данным (чтение/запись) значительно превосходит память Micro SD. Поэтому внешний накопитель — карту Micro SD рекомендуют использовать для хранения крупных медиафайлов. Приложения, сохраненные на внешнем накопителе, могут работать значительно медленнее.