Pamięć RAM i ROM

RAM

Pamięć  operacyjna  (ang.  Random  Access 
Memory) 

– 

inaczej 

pamięć 

o 

dostępie 

swobodnym. Przechowuje program i dane do tego 
programu  tylko  podczas  zasilania  komputera.  Po 
wyłączeniu zasilania komputera informacja znika.

ROM 

Pamięć 

tylko-do-odczytu 

(ang. 

Read-Only 

Memory)  to  typ  nieulotnej  pamięci  w  komputerze. 
Dane  do  niej  są  wprowadzane  przy  wytwarzaniu 
kości  pamięci.  Pamięć  ROM  jest  powszechnie 
używana 

w 

komputerach 

osobistych 

do 

przechowywania najbardziej podstawowych danych i 
programów,  między  innymi  programu  ładującego 
system operacyjny, który jest wykonywany zaraz po 
włączeniu 

zasilania 

do 

komputera. 

Niektóre 

komponenty pamięci ROM mogą być programowane 
przez  użytkownika,  na  przykład  PROM,  EPROM  czy 
EEPROM.

Podstawowymi 

parametrami 

charakteryzującymi 

układy 

pamięci 

komputera są:
– pojemność, 

która 

jest 

liczbą 

bitów 

informacji,  jaką  można  zapisać  do  modułu 
pamięci i podawana jest najczęściej w bajtach 
(B), kilobajtach (KB) lub megabajtach (MB);
–  czas dostępu, który określa czas jaki musi 
upłynąć  od  momentu  podania  poprawnego 
adresu  słowa  odczytywanego  z  pamięci  do 
czasu  ustalenia  wartości  tego  słowa  na 
wyjściu pamięci.

Zawartość pamięci RAM jest podtrzymywana 
przez stałe napięcie elektryczne, którego 
chwilowy brak powoduje natychmiastową 
utratę wcześniej zapisanych informacji. 
Wyklucza to budowę pamięci mikrokomputera 
tylko z takich elementów, ponieważ każda 
przerwa w zasilaniu układu powodowałby 
utratę programu i danych, a więc konieczność 
ich ponownego wprowadzenia, co byłoby 
uciążliwe. Dlatego w systemach 
mikroprocesorowych obok pamięci typu RAM 
stosuje się pamięć stałą – ROM, która nie traci 
informacji po wyłączeniu napięcia zasilania, 
ale zapis do niej wymaga specjalnych 
warunków, jest powolny i niemożliwy do 
przeprowadzenia podczas normalnej pracy 
komputera. 

Zawartość  pamięci  ROM  jest  określona  przez 
producenta  układu  i  zapisana  za  pomocą  specjalnych 
programatorów. 

Wykorzystywana 

jest 

do 

przechowywania 

programów 

inicjujących 

pracę 

systemu  komputerowego.  Programy  te,  określane 
wspólną  nazwą  BIOS  (ang.  Basic  Input  Output 
System),  realizują  szereg  zadań,  do  których  można 
zaliczyć:
–  przeprowadzenie  po  uruchomieniu  komputera 
testów  podstawowych  układów  i  urządzeń  –  POST 
(ang. Power-On Self Test);
–      inicjalizację  pracy  systemu  komputerowego 
poprzez  ustawienie  poszczególnych  podzespołów  w 
odpowiednich  trybach  pracy  i  zainicjowanie  struktur 
systemowych  takich  jak:  tablica  wektorów  przerwań, 
czy też obszar zmiennych BIOS;
–  zapewnienie 

podstawowych 

procedur 

obsługi 

standardowych  urządzeń  systemu  komputerowego 
(np.  klawiatura,  napęd  dysków  twardych,  porty 
szeregowe, porty równoległe itp.).

W pamięciach nieulotnych typu ROM umieszczone są 
informacje stałe. ROM jest najbardziej niezawodnym 
nośnikiem informacji o dużej gęstości zapisu. Zapis 
informacji dokonuje się w procesie produkcji lub podczas ich 
programowania. W pamięci ROM zapisuje się ustawienia 
BIOSu. 
Pamięci typu ROM przeznaczone są głównie do 
umieszczania w nich startowej sekwencji instrukcji, 
kompletnych programów obsługi sterowników i urządzeń 
mikroprocesorowych, także ustalonych i rzadko zmienianych 
danych stałych. 

ROM ( Read-Only Memory - pamięć tylko 
do odczytu) 

Ze  względu  na  sposób  programowania,  pamięci  stałe 
możemy podzielić na : 
– MROM  (ang.  mascable  rom)–  pamięci,  których 
zawartość  jest  ustalana  w  procesie  produkcji.  W 
pamięci  tego  typu  niemożliwa  jest  zmiana  raz 
zapisanych danych;
–  PROM  (ang.  programmable  ROM)  –  pamięci 
programowane  przez  użytkownika  przy  wykorzystaniu 
specjalnego  programatora.  Zapis  do  tego  rodzaju 
pamięci może być wykonany tylko jeden raz;
– EPROM  (ang.  erasable  PROM)  –  programowane  za 
pomocą specjalnego programatora. Zawartość pamięci 
można  wykasować  przez  naświetlenie  promieniami 
ultrafioletowymi,  dzięki  czemu  istnieje  możliwość 
wielokrotnego zapisu informacji;

–  EEPROM  (ang.  electrically  erasable  PROM)  – 
podobne są do pamięci EPROM, przy czym kasowanie 
zawartości  odbywa  się  elektrycznie.  W  pamięciach 
tego typu istnieje możliwość selektywnego kasowania 
i  modyfikowania  dowolnej  komórki  pamięci.  Pewną 
odmianą  pamięci  EEPROM  jest  obecnie  bardzo 
popularna  pamięć  typu  Flash,  której  podstawową 
różnicą  jest  możliwość  kasowania  i  modyfikowania 
tylko całej zawartości pamięci.

Organizacja

Podstawowym elementem pamięci półprzewodnikowej jest 
komórka pamięci. Chociaż są wykorzystywane różne 
technologie, wszystkie komórki pamięci 
półprzewodnikowych mają pewne wspólne cechy:

•2 stabilne (lub półstabilne) stany, które mogą być użyte 
do reprezentowania binarnych 1 i 0

•umożliwiają zapis (przynajmniej jednokrotny) i odczyt

Najczęściej komórka ma 3 końcówki funkcyjne służące do 
przenoszenia sygnału elektrycznego:

•końcówka wyboru – służy do wybierania komórki 
pamięci w celu odczytu lub zapisu

•końcówka sterowania – umożliwia wskazanie rodzaju 
operacji (zapis lub odczyt). W przypadku zapisu przez 
inną końcówkę wprowadzany jest sygnał elektryczny, 
który ustala stan komórki na 1 lub 0. W przypadku 
odczytu ta sama końcówka służy do wyprowadzania 
sygnału o stanie komórki.

Korekcja błędu

W systemach pamięci półprzewodnikowych występują 
błędy. Można je podzielić na:

•Stałe – permanentny defekt fizyczny powodujący, że 
uszkodzona komórka lub komórki pamięciowe nie są w 
stanie niezawodnie przechowywać danych, lecz 
pozostają w stanie 0 lub 1, albo błędnie przeskakują 
między 0 a 1. mogą być wywołane przez działanie 
ostrych narażeń środowiskowych, defekty produkcyjne 
lub zużycie.

•Przypadkowe – losowe i nieniszczące zjawisko, które 
zmienia zawartość jednej lub wielu komórek 
pamięciowych, bez uszkodzenia samej pamięci. Mogą 
być spowodowane przez problemy zasilania lub 
cząsteczki alfa.

 
Większość współczesnych systemów pamięci głównych 
zawiera układy logiczne wykrywające i korygujące błędy.

Gdy dane mają być wczytane do pamięci, 
przeprowadza się na tych danych obliczenia, w celu 
utworzenia kodu do korekty. Zarówno kod jak i dane są 
przechowywane. W rezultacie, jeśli ma być zapisane 
M-bitowe słowo danych, a kod ma długość K bitów, to 
aktualna długość przechowywanego słowa wynosi 
M+K bitów.
Gdy uprzednio zmagazynowane słowo jest 
odczytywane, kod jest wykorzystywany do wykrywania 
i ewentualnej korekty błędów. Generowany jest nowy 
zestaw K bitów kodowych z M bitów danych, po czym 
porównuje się go z pobranymi bitami kodowymi. 
Porównanie prowadzi do jednego z 3 wyników:

•Nie wykryto błędów

•Wykryto błąd, którego korekta jest możliwa – bity 
danych i bity korekty błędu są doprowadzane do 
układu korektora, który tworzy poprawiony zestaw 
M bitów przeznaczony do wysłania

•Wykryto błąd niemożliwy do poprawienia – stan 
ten jest zgłaszany.