Püsimälu: erinevus redaktsioonide vahel

Eemaldatud sisu Lisatud sisu
Karlmumm (arutelu | kaastöö)
Resümee puudub
Resümee puudub
1. rida:
{{See artikkel| räägib infotehnoloogia mõistest; psühholoogia mõiste kohta vaata artiklit [[Pikaajaline mälu]]}}
{{ToimetaAeg|kuu=detsember|aasta=2010}}
{{Mall:Mälu_tüübid}}
'''Püsimälu''' ehk '''ROM''' (''read only memory'') on [[Mälu (arvuti)|mälu]] liik, mis on tavaliselt ainult loetav või lugemine on oluliselt kiirem kui info talletamine.<ref>http://en.wikipedia.org/wiki/Read-only_memory</ref> Püsimälu on kasutusel nii arvutites kui ka teistes elektroonikaseadmetes näiteks [[elektrooniline mänguasi|elektroonilised mänguasjad]]. Vastupidiselt operatiivmälule ehk [[RAM]]-ile ei ole ROM [[haihtuv]] mälu, mis tähendab, et info säilib ka siis, kui puudub elektritoide. See võimaldab kasutada ROMi [[tarkvara]] talletamiseks, mida arvuti esimesena kasutab, näiteks [[BIOS]] või [[püsivara]], mis on [[riistvara]] [[konfiguratsioon]]. Püsimälusse(ROM) kirjutatud info on turvaliselt paigutatud, sest tingituna info kustutamise ja kirjutamise keerukusest on see ka suurema tõenäosusega kaistud [[kurivara]] ehk arvutit kahjustavate programmide eest. Seetõttu on püsimälu kasutusel ka turvasüsteemides, kus võtmed salastatud info avamiseks on talletatud püsimälule, mida ei saab ainult füüsiliselt muuta ja välja vahetada. Kuna püsimälu on aeglasem kui [[muutmälu]], laetakse BIOS käivitamisel operatiivmälusse (RAM), selline protsess kannab nime ''ROM shadowing''.
=ROM ehk püsimälu=
Püsimälu ehk ROM (read only memory) on mälu liik, mis on tavaliselt ainult loetav või lugemine on oluliselt kiirem kui info talletamine.<ref>http://en.wikipedia.org/wiki/Read-only_memory</ref> Püsimälu on kasutusel nii arvutites kui ka teistes elektroonikaseadmetes näiteks [[elektrooniline mänguasi|elektroonilised mänguasjad]]. Vastupidiselt operatiivmälule ehk [[RAM]]-ile ei ole ROM [[haihtuv]] mälu, mis tähendab, et info säilib ka siis, kui puudub elektritoide. See võimaldab kasutada ROMi [[tarkvara]] talletamiseks, mida arvuti esimesena kasutab, näiteks [[BIOS]] või [[püsivara]], mis on [[riistvara]] [[konfiguratsioon]]. Püsimälusse(ROM) kirjutatud info on turvaliselt paigutatud, sest tingituna info kustutamise ja kirjutamise keerukusest on see ka suurema tõenäosusega kaistud [[kurivara]] ehk arvutit kahjustavate programmide eest. Seetõttu on püsimälu kasutusel ka turvasüsteemides, kus võtmed salastatud info avamiseks on talletatud püsimälule, mida ei saab ainult füüsiliselt muuta ja välja vahetada. Kuna püsimälu on aeglasem kui [[muutmälu]], laetakse BIOS käivitamisel operatiivmälusse (RAM), selline protsess kannab nime ''ROM shadowing''.
[[Pilt:AMIBIOS ROM-Chip 1992.JPG|thumb|Näide püsimälust, millele on talletatud [[BIOS]]]]
 
==Püsimälu tüübid==
8[[Arvuti]]te arenguga käsikäes on arenenud ka püsimälu ja seetõttu on väljakujunenud mitu püsimälu tüüpi. Kõigile tüüpidele on omane talletatud info mitte haihtumine ning uue info kirjutamine ei ole võimalik või on aeglasem kui teabe lugemine. Kõikide mälude puhul on kasutusel [[kahendsüsteem]] ja mälupesade väärtus saab olla 1 või 0, kusjuures iga [[mälupesa]] vastab ühele bitile.
 
'''ROM''' (''read-only memory'' ehk ainult loetav mälu) Tänapäeval– ei ole tänapäeval arvutite juures enam kasutusel ei ole.
 
'''PROM ''' (''Programmable ROM'' ehk programmeeritav püsimälu) – võimalik programmeerida ühe korra. Tähis on 27xxxx.
'''ROM'''– (read-only memory ehk ainult loetav mälu) Tänapäeval arvutite juures enam kasutusel ei ole.
 
'''PROMEPROM ''' (Programmable''Erasable ROMPROM'' ehk kustutatav programmeeritav püsimälu) Võimalik– juba programmeeritud kiibil on võimalik infot kustutada, kasutades selleks [[UV-kiirgus]]t. Iseloomulik on kiibil olev aken, mille programeeridakaudu üheteostatakse korrakustutamine. Tähis on 27xxxx.
 
'''EPROMEEPROM või FlashROM ''' – (''Electronically Erasable PROM'' ehk elektrooniliselt kustutatav programmeeritav püsimälu) Juba programmeeritud kiibilinfot on võimalik infotkirjutada ja kustutada süsteemist eraldamata, kasutades selleks [[UV-kiirgus]]t.süsteemi Iseloomulikenda onelektri toidet. kiibilOlemas olevkaks akentüüpi, milleühe kaudupuhul teostataksevõimalik kustutamineinfot muuta ühe biti kaupa (EAPROM) ja teisel tehakse seda blokkide kaupa ([[välkmälu]]). Tähis on28xxxx või 27xxxx29xxxx.
 
== Erinevate püsimälu tüüpide ehitus ==
'''EEPROM või FlashROM ''' –(Electronically Erasable PROM ehk elektrooniliselt kustutatav programmeeritav püsimälu) Infot on võimalik kirjutada ja kustutada süsteemist eraldamata, kasutades selleks süsteemi enda elektri toidet. Olemas kaks tüüpi, ühe puhul võimalik infot muuta ühe biti kaupa (EAPROM) ja teisel tehakse seda blokkide kaupa ([[välkmälu]]). Tähis 28xxxx või 29xxxx.
 
=Erinevate püsimälu tüüpide ehitus=
===Mask ROM===
 
'''''Mask'' '''''ROM'' – info on kodeeritud valmistaja poolt ja hiljem seda enam muuta pole võimalik ei ole. Sellel tüübil on mitmeid puudusi, mistõttu tänaseks seda tüüpi enam ei kasutata. Uue ''mask'' ROMi valmistamisel kulub pikk aeg [[tarkvara]] loomisest lõpliku püsimälu saamiseni ja ainult suure arvu kiipide vajadusel on see soodne. Kuna info on füüsiliselt [[mikrokiip]]i kodeeritud, siis peab see olema staatiline (mitte muutuv), sest muudatuste tegemiseks on tarvis toota uus kiip, mis on kallis ja pikaajaline protsess.
 
Mask ROM-i [[elektriskeem]] on [[veerg|veergudest]] ja [[rida|ridadest]] koosnev [[mikrokiip]], kus iga veeru ja rea ristumiskohale vastab 1 [[bit]]. Kiibi võrgustik koosneb [[word-liin|''word-''liinidest]] ([[inglise keel|inglinglise]] aadressi ''input'') ja [[bit-liin|bit-liinidest]] ([[inglise keel|inglinglise]] data ''output''), mis on omavahel valikuliselt ühendatud [[MOSFET]] transistorlülititega. Sõltuvalt sellest, kas word- ja bit-liinid on ristumiskohal ühendatud või ei ole, on nende väärtus vastavalt 1 või 0. Ühendus sõltub sellest, kas [[MOSFET]] [[transistor]]i [[juhtpais]] ühendatakse word-liiniga või mitte, seega pole see hiljem ümberprogrammeeritav. Analoogiana võib tuua [[CD-ROM]]-i, mis on samuti tehases valistatud ning kasutajal puudub võimalus CD-ROM-il olevat infot muuta.
'''''Mask'' '''''ROM''– info on kodeeritud valmistaja poolt ja hiljem seda enam muuta pole võimalik. Sellel tüübil on mitmeid puudusi, mistõttu tänaseks seda tüüpi enam ei kasutata.Uue ''mask'' ROMi valmistamisel kulub pikk aeg [[tarkvara]] loomisest lõpliku püsimälu saamiseni ja ainult suure arvu kiipide vajadusel on see soodne. Kuna info on füüsiliselt [[mikrokiip]]i kodeeritud, siis peab see olema staatiline (mitte muutuv), sest muudatuste tegemiseks on tarvis toota uus kiip, mis on kallis ja pikaajaline protsess.
 
Mask ROM-i [[elektriskeem]] on [[veerg|veergudest]] ja [[rida|ridadest]] koosnev [[mikrokiip]], kus iga veeru ja rea ristumiskohale vastab 1 [[bit]]. Kiibi võrgustik koosneb [[word-liin|''word-''liinidest]] ([[inglise keel|ingl]] aadressi ''input'') ja [[bit-liin|bit-liinidest]] ([[inglise keel|ingl]] data ''output''), mis on omavahel valikuliselt ühendatud [[MOSFET]] transistorlülititega. Sõltuvalt sellest, kas word- ja bit-liinid on ristumiskohal ühendatud või ei ole, on nende väärtus vastavalt 1 või 0. Ühendus sõltub sellest, kas [[MOSFET]] [[transistor]]i [[juhtpais]] ühendatakse word-liiniga või mitte, seega pole see hiljem ümberprogrammeeritav. Analoogiana võib tuua [[CD-ROM]]-i, mis on samuti tehases valistatud ning kasutajal puudub võimalus CD-ROM-il olevat infot muuta.
[[Pilt:ROM.png|frame|center|Tehase poolt tehtud ROM mikrokiibis sõltub [[mälupesa]] väärtus sellest kas rea ehk ''word''-liini ja juhtpaisu (MOSFET) vahele on tekitatud ühendus. PROMi puhul on pilt sarnane kuna programmeerimisel põletatakse väärtuse "0" saamiseks mälupesades see ühendus läbi.]]
 
===Programmeeritav püsimälu===
[[Pilt:Programmer PROM.jpg|thumb|right|Püsimälude PROM ja EPROM programmeerimiseks on vajalik spetsiaalne tööriist.]]
'''PROM (Programmable ROM)''' – 1956. aastal väljatöötatud lahendus võimadabvõimaldab kiipi üks kord programmeerida. PROM muutis palju odavamaks püsimälude kasutamise [[tarkvara]] väljatöötamisel. Tehase poolt valmistatud uutel kiipidel on kõik mälupesad väärtusega 1 ja PROM kasutajal on võimalik seda ise vastavalt vajadusele programmeerida. Selleks kasutatakse spetsiaalset tööriista – PROM programmeerijat, mis kasutades kõrget pinget põletab läbi ''word- ''ja bit-liine ühendava transistori [[kaitse|kaitsme]] kasutaja soovitud positsioonidel, andes mälupesa väärtuseks 0<ref>http://computer.howstuffworks.com/rom.htm</ref>. PROM-i puhul on uute kiipide valmistamise kiirem ja odavam, sest kasutaja saab tellida suure koguse „tühjasid" PROM kiipe ning neile vastavalt soovile infot kodeerida. PROM-i analoog on [[CD-R]] või [[DVD-R]], millele kasutajal on võimalik üks kord info talletada, aga hiljem seda muuta pole enam võimalik.
 
===Kustutatav programmeeritav püsimälu===
 
[[Pilt:Intel 2708 1KB EPROM.jpg|thumb|1 KB suurune Inteli EPROM, millel on selgelt näha EPROM-ile iseloomulikku akent ja seal sees olev mikrokiip]]
'''EPROM (Erasable PROM)''' – kustutatav programmeeritav ROM. Leiutati 1971 aastal ja programmeeritud kiipe on võimalik kustutada kasutades selleks kindla [[sagedus]]ega [[UV-kiirgus]]t. See vähendas püsimälu kasutamise hinda veelgi, sest ühte kiipi sai nüüd palju kordi kasutada (umbes 1000 tsüklit, enne kui UV-kiirgus EPROM-i ära kulutab). EPROM [[vooluring]] koosneb samuti veergudest ja ridadest, aga ühes mälupesas on kaks transistorit: [[juhtpais]] (control gate = [[MOSFET]]) ja [[ujuvpais]] ('''F'''loating '''G'''ate MOSFET)<ref>http://en.wikipedia.org/wiki/Floating_gate_transistor</ref>, mille vahel on õhuke elektrit mittejutiv [[oksiid]]ikiht. [[Ujuvpais]] on ühenduses reaga (''word''-liin) ainult läbi juhtpaisu ja kui see ühendus laseb voolu läbi on mälupesa väärtus 1. Programmeerimiseks kasutatakse [[Fowler-Nordheimi tunneliefekt]]i ja selleks tuleb [[mikrokiip]] süsteemist eemaldada. Mälupesale rakendatakse vastavat ''word-''liini pidi [[pinge]] 25V ja bit-liini pidi 5V, mille tulemusena ergastatud [[elektron]]id liiguvad läbi oksiidikihi ja jäävad sinna lõksu, andes ujuvpaisule [[negatiivne laeng|negatiivse laengu]].<ref>http://www.howstuffworks.com/framed.htm?parent=rom.htm&url=http://www.altera.com/literature/ds/dsconfig.pdf</ref> Laetud elektronid käituvad kui barjäär juht- ja ujuvpaisu vahel. [[Mälupesa sensor]] mõõdab läbivat [[laeng]]ut ja kui see on suurem kui 50% algsest siis on väärtus 1 ning vähema puhul 0. Värskel EPROM-il on kõik ühendused lahti ja seega mälupesade väärtused 1.
43. rida ⟶ 41. rida:
EEPROM-il on erinevalt EPROM-ile lisaks üks selekteeriv transistor ja ühele mälupesale vastavad kaks rida (''word''- ja ''word´-''liin). ''Word''<nowiki>’</nowiki>-liin on kasutusel, et valida pingestatud veerust soovitud mälupesa, aktiveerides selekteeriva transistori<ref>http://www.youtube.com/watch?v=U6i8Xmi0Y20</ref>. Valitud pesas toimub seejärel EPROM-ile sarnane [[ujuvpaisuga]] transistorile tekitatud negatiivse laengu kustutamine, mis muudab mälupea väärtuse 0-lt tagasi 1-le. Selline süsteem võimaldabki EAPROM-i puhul biti kaupa kustutamist. [[Välkmälu]] puhul puudub selekteeriv transistor ja kustutamine toimub paljudele mälupesadele ühes blokis korraga.
[[Pilt:EAPROM.png|frame|center|EAPROM-i puhul on võimalik kustutada infot ühe biti haaval. Selleks on EPROM-il kasutavale süsteemile lisatud juurde selekteeriv transistor, mis aktiveerib mälupesa olles pingestatud ''word'''-liini poolt. See annab võimaluse nii kirjutada kui ka kustudada infot bit haaval. Mälupesale väärtuse (1 või 0) andmiseks kasutatakse ujuvpaisu negatiivset laadimist.]]
[[category:uncategorized]]
 
== Püsimälu kasutamine ==
 
Kuna püsimälu omadus, et uue info kirjutamine või vana muutmine on aeglane ja komplitseeritud, on ta muutnud vähe kasutatavaks ja seda spetsiifilistes rakendustes. Püsimäluga veel vaid tinglikult ja ajaloolistel põhjustel seotud [[välkmälu]] on praegusel hetkel väga laialdaselt kasutusel. Välkmälu on rakendatud arvutites, [[mobiiltelefon]]ides, [[MP3-mängija]]tes, [[mälukaart|mälukaartides]], [[kiipkaart|kiipkaartides]] jne. Traditsiooniline püsimälu on kasutusel arvutites käivitamiseks olulise info nagu näiteks [[BIOS]]-i salvestamiseks, füüsilistes [[krüpteerimine|krüpteerimisvõtmetes]] ja elektrilistes mänguasjades. Turvalisuse tagamisel on püsimälu suureks eeliseks, et sinna paigaldatud infot ei saa muuta ega kustutada.
[[Pilt:Rudolf mänguasi.jpg|thumb|Laulvate, tantsivate ja vilkuvate mänguasjade sees on vajalik info suure tõenäosusega talletatud just püsimälusse. Näiteks see punase ninaga põhjapõder Ruudolf, mis mängijalt saadud signaali peale hakkab laulma ja tantsima ning ninaots hakkab punaselt helendama.]]
 
Püsimälu olulisus info salvestina on aegade jooksul vähenenud (kui mitte arvestada välkmälu). Siiani on püsimälu kasutusel elektriliste seadmete käivitamiseks vajamineva info talletamiseks. Selleks võib olla [[BIOS]] aga ka [[püsivara]], mis sisaldab endast mingile riistvarale olulisi [[draiver|draivereid]]. Püsivara ([[inglise keel|ingl]] ''firmware'') vajavaid seadmeteks võivad olla näiteks [[DVD-ajam|DVD-ajamid]], [[kõvaketas|kõvakettad]], [[graafikakaart|graafikakaardid]], [[monitor|monitorid]], [[muusikakeskus]]ed, [[köögimasin]]ad jne. Siiski on ka selles rakenduses püsimälu välja vahetumas [[välkmäluga]], seda põhjustab vajadus ka püsivara vahel uuendada. Näiteks suudavad tootjad väljatöötada püsivara draiverid, mis muudavad DVD-ajami töö optimaalsemaks või võimaldab muusikakeskuse püsivara uuendamine esitada mõnda uut [[helivorming]]ut. Ka on vähendanud püsimälu salvestusvahendina kasutamist [[muutmälu]] praeguseks välja kujunenud suurem lugemiskiirus. Tihti laetakse arvuti käivitamisel püsimälule talletetudtalletatud info muutmälusse, et see oleks kiiremini ligipääsetav. Sellist protsessi kutsutakse ROM ''shadowing''-iks.
 
Püsimälu kasutamine on olnud laialt levinud [[mängukonsool]]ides mängude talletamiks <ref>http://www.wordiq.com/definition/Read_only_memory</ref>. Püsimälu kaitseks on mikrokiibid suletud plastikkarpi - [[kassett|mängukassetti]]. Püsimälusse salvestatud info on füüsiliste mõjutuste suhtes vastupidav ja võimaldab pidevat [[ühilduv]]ate seadmete vahelist liigutamist. Püsimälu oli põhiliseks info talletamise vahendiks vanemates [[mängukonsool]]ides, tänapäeval on enam levinud [[optiline andmekandja|optilised andmekandjad]] nagu [[CD]], [[DVD]] ja [[Blueray]], kuna viimased on suure mahuga ning kergelt ja odavalt paljundatavad. Püsimälusse talletatud mängud on muutumatud ja et säiliks mängus saavutatud edasiminek on tarvis lisasüsteeme nagu välkmälul põhinevad kaardid. Mängukassettidelt on võimalik infot lugeda spetsiifilise tarkvara abil, mis võimaldab luua püsimälu [[kujutisfail]]e (ROM ''image''). [[Kujutisfail]] on palju piraatluses kasutatav vorm.
 
Laialdaselt on kasutusel püsimälu ka elektroonilistes [[mänguasi|mänguasjades]]. Mänguasjale, mis sooritab mingeid kindlaid liigutusi, vilgutab tulukesi või esitab helisid ning need ei pea olema muudetavad, on kõige ratsionaalsem vajalik info salvestada just püsimälusse. Kuna püsimälu on mitte haihtuv ei kao mänguasja funktsioon [[patarei]]de tühjenemisel. Samuti on suures koguses valmistatud ühesugused ''mask'' ROM elemendid kõige odavam salvesti.
 
==Viited==
{{Viited}}
 
==Vaata ka==
67. rida ⟶ 61. rida:
*[[protsessori vahemälu]] (''CPU cache'')
 
==VälislingidViited==
=={{Viited==}}
http://www.embeddedcomponents.com/blogs/2007/09/introduction-to-hhp-16k-eprom-emulator/
 
==Välislingid==
http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/hades/webdemos/40-memories/20-rom/rom.html
* http://www.embeddedcomponents.com/blogs/2007/09/introduction-to-hhp-16k-eprom-emulator/
* http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/hades/webdemos/40-memories/20-rom/rom.html
 
{{Mall:Arvuti}}