Отиди на
Форум "Наука"

Recommended Posts

  • Модератор Инженерни науки

В случай че заглавието е неразбираемо, пояснявам, че тук ще става въпрос за определен вид интегрални схеми, кото се ползват в компютрите. Или - ако интегралните схеми се делят на аналогови и цифрови и смесени, а цифровите от своя страна на процеори и памети, то тук ще става дума за последните - цифрови интегрални схеми памети, които надолу за кратост ще се наричат само памети. Всякакви други памети/иннфорационни носители като хард диск, касета /магнитна лента/, дискета, CD/DVD диск, перфоленти, баркодове, QR кодове (матрични баркодове) и други ще бъдат разгледани по-натам в отделна тема, а ако се споменат тук ще бъде уточнявано.

Накратко - памет /компютърна памет/ представлява физическо устройство предназначено да съхранява информация. Има три пътя за записване на информация - магнитен, електронен и оптичен.

Малко сбити подробности - общо за всички видове комютърни памети (тук влиза и всичко различно от интегралните схеми и споменато по-горе) е че съхраняват информация (инструкции и данни) във вид на двоични числа на повърхността си. Двоично число е число от двоична бройна система при която числата се изразяват само с цифрите "0" и "1" в поредица, което за електрониката е удобно и може да съответства на 2 различни нива на сигнал или просто има или няма сигнал. Най малката неделима единица информация е бит и може да изразява "1"или "0" но никога двете едновременно (кюбитът като изключение от това правило, няма да се разглежда тук, има тема за квантовите компютри във "Физика") и при всички видове памети е малка част от общата им повърхност, която е:

- намагнитизирана със съответна поляризация - при магнитните носители - харддиск, дискета, касета и MRAM - като се появи;

- наелектризирана със съответната поляризация - при интигралните схеми (нарчуна още клетка) - може да е зареден кондензатор, обратима дифузия на ткови носители и необратим пробив. Не е много точно, но тук можем да включим и мемристора - новият вид резистивни памети;

- Различна отразяваща способност - CD/DVD, нолографска памет /няма масова/, но тук може да се сложи баркодът с неговите разновидности;

По отношение към захранването се делят на два вида - енергонезависими и енергозависими.

- Енергозависими - при тях информацията се губи след прекъсване на електрозахранването. Това са в общия случай RAM памети - Random access memory или памет с произволен достъп - това означава, че за

да се достъпят клетки съдържащи определена информаци не е нужно да се премине през всички клетки стоящи по ред пред търсените, достатъчно е да се зададе адрес (ред по стълб) на търсените клетки. Съществуват и памети със сериен дъстъп.

RAM паметите също се делят на два основни вида - статични и динамични.

- Статичните памети са по-скъпи - при тях всяка клетка (съхраняваща един бит) е тригер - схема от 4 полеви транзистора с две устойчиви състояния, към които има още два за да управляват включването на клетката. Тези памети са с по-висока цена по голяма площ на бит и са по-сложни. Предимството е че при тях е достатъчно да са захранени за да съхраняват информацията.

- Динамични памети - при тях клетка се състои от полеви транзизстор и кондензатор, което означава по-ниска цена и по-малка площ но бит. За сметка на това захранването на чипа е задължително, но недостатъчно условие за да работят. Зарядът върху кондензаора е информацията, транзисторът се използва като ключ, който включва верига само когато се чете или записва клетката, за да се запази по-дълго зарядът върху кондензатора. Въпреки това кондензаторът все пак се саморазрежда (за някакви микросекунди) и за да се избегне този проблем, динамичната RAM има нужда от рефреш цикли само за собствени нужди – сканира се, измерва се зарядът върху кондензаторите и ако е под някаква критична стойност - се зарежда. Ако не се лъжа (ще проверя) по тази причимаързодействието е по-нмалко.

Всъщност това са най-масово разпространените памети в компютрите.

- Енергиинозависими:

По отношение на възможността за записване са:

- Незаписваеми - ROM (Read only memory - само четими) информацията върху тези памети се записва от проезводителя при създаването на интегралната схема.

- PROM (Programable ROM - програмируеми) - Еднократно се записва от потребителя. Изтриване и презапис са невъзможни;

- EPROM - Erasable PROM - Този тип памет пазвалява изтриване и презапис. Изтриването става при осветяване с UV, като за целта в корпуса на интегралната схема има прозорче към чипа;

- EEPROM - Еlectricaly Erazable PROM - усъвършенстваните (по-голям бързодействие, по-висока плътност) памети от този вид са познати още като флаш памети. Използват се и като алтернатива на харддиска - SSD - Solid state drive - Твърдотелна памет грубо казано. SSD имат някакви предимства пред механичнише харддискове, но са значително по-скъпи на бит /в пъти/ и имат ограничен брой цикли запис-изтриване. Това налага използването на допълнителни алгоритми, които да следят кои клетки колко се използват и ги редуват. Друг начин на ползване на SSD е заедно с хард /твърд/ диск, в един корпус, нещото се нарича

хибриден диск, като SSD се използва за системен диск (където презаписът би трябвало да са само настройки и инсталирани програми), а механичният диск - за устройство на което се съхранява потребителска

информация. С такова устройство, компютърът стартира много бързо. Елементът който съхранява информация е полеви транзистор с плаващ гейт, бърка се често с транзистор с изолиран гейт. Клетката при тези памети се състои от полеви транзизстора - един в качеството на електронен ключ, а другият (с плаващ гейт) - като носител на информация.

Има още за се пише, но засега е това

Редактирано от Joro-01
Link to comment
Share on other sites

  • Глобален Модератор

Браво за темата!!! Значи всичко е основано на комбинациите 1:0 и съответно на технологичните начини за съхранението им?

Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

КГ,

Мерси, дано...

Да, така е.

Малко още да добавя - десетично число се получава от двоично, като се сумират единициите и всяка единица е равна на 2n, където n e позицията отдясно наляво, най-дясната позия е нулева или числото 1011 = 23+0+21+20 = 11. Обратното превръщане става като се разделя някое число на две колкото пъти е необходимо, всяко следващо деление е една позиция в дясно, и ако се дели се пише 0, а ако има остатък се записва в 1. Със сигурност ги знаеш тези неща, има ги и тук някъде, но ми дойде по-лесно да го напиша...

В цифровата електроника интегралните схеми почти си говорят, правят си проверки, дават обратни връзки и правят корекции.. Накакъв ред от двоични числа се нарича дума.. Между интегралните схеми и/или в корпусите им има елементи, които уеднаквяват нивата на сигнала, защото сигналът означаващ лог 1 на изход от една схема може да е нисък (по-нисък от нивото за лог 0) или висок като напрежение за входа на другата. Има памети които на са споменати, може и да стане тук, има и контролери, които да пакетират и упътват сигналите...

Южняк,

за нищо

Редактирано от Joro-01
Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

Тъкмо си мислех да опиша в "Транзистор" работата на полеви транзистор с плаващ гейт и ето какво открих - цък, Тук е са описани полеви транзистори на БГ, но се говори точно за флаш памети.Въпреки това не мисля, че съм си загубил времето, като писах за транзистори, но ще поставя този линк и там.

Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

Лелее, пълен съм с грешки... Технически но достатъчно объркващи. Вторият вид памети към които принадлежат флаш паметите са енергииноНЕзависими.

Редактирано от Joro-01
Link to comment
Share on other sites

  • Потребители

За флаш паметите може още да се пише.

Като например това, че те НЕ съдържат САМО 0 и 1. Те съдържат определено натрупване на заряда - може да го считате като примерно от 0 до 20 (зависи от реализацията до колко). Това натрупване се нагнетява чрез "безобидна" операция за елемента, но в даден момент трябва да се изпразни. За целта се ползват големи токове - именно те намаляват живота на елемента.

Друго за флаш паметите е че се ползват 2 технологии. Едната се ползва при флашките, докато другата много често се ползва при SSD. Какво представляваха технологиите - не си спомням, че дори и имената на тези технологии. Именно и заради тези различни технологии цената на флашка и цената на SSD диск се различават толкова съществено ценово.

Всъщност флаш паметите са си съвсем отделна тема, но аз не съм много компетентен по тях.

Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

Ооо все пак имаме участник подхванал темата...

Прав си, ще ги видим, принципа основно описвам и в този смисъл в основата си принципът на запомняне е един - носителят на информация е полеви транзистер с плаващ гейт. В темата транзистори е споменато, търси го и така в търсачки, можем и тук да го обсъдим.

Това е единствен използван до момента начин (разработват се и други - МРАМ и мемристор) при който имаш запомняне при изключено електрозахранване и въпреки това възможхост за изтриване и презапис. Тоест това е модифицирана ЕЕПРОМ /EEPROM/ - електрически изтриваема програмируема памет. ROM означава read only, както при CD-то, ама не дръж на това.

Защото двата вида RAM са енергозависими памети, като динамичната дори трябва да се сканира само за да се поддържа.

Само PROM - преграмируема риид онли - това може да се постигне по много начини - прогаряне на шини или p-n преходи, не съм се задълбавал, кое се ползва - лесна е за реализация.

Редактирано от Joro-01
Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

Нека се върнем на флаш паметите и твърдотелните /Solid state/ дискове.

Единици и нули са най-малките информационни носители във всички памети. Другото е организация - подредба. Тук не броим ДHK нали ;) Има ли натрупан заряд или няма. Тук един бит се съхранява в един транзистор. Примерно - инжектирани или тунелирани електрони под плаващия гейт /това е един допълнителен изолационен слой в полевия транзистор/ които остават там. Това не е точно химическа промяна на полупроводника. По-скоро е обратим пробив или поляризация. Та зарядът остава там и въпреки, че е много малък, той влияе върху електропроводимостта /или съпротивлението/ на транзистора - което се отчита като записана информация - 1 или 0.

Може би имаш предвид самата организация и технология - NOR и NAND - ИЛИ-НЕ и И-НЕ и как са подредени.

NOR - позволяват свободен/произволен (по адрес) достъп /Rаndon access/ към всяка част, но са по-бвани и имат по-голяма площ на единица информация;

NAND - не позволяват съвсем произволен достъп (данните се четат сериино, но пък са обединени на блокове - оргаподобно на секторите в харддиска), но са по-бързи и с по-малка площ на единица инфрмация; Тези се позлват за SSD. Това може би имаш предвид.

Ще пишем още, давай ако имаш нещо.

Редактирано от Joro-01
Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

Май не съм пояснил разликите между паметите с произволен и сериен достъп. А има и смесени...

После.

Редактирано от Joro-01
Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

За флаш паметите може още да се пише.

Като например това, че те НЕ съдържат САМО 0 и 1. Те съдържат определено натрупване на заряда - може да го считате като примерно от 0 до 20 (зависи от реализацията до колко). Това натрупване се нагнетява чрез "безобидна" операция за елемента, но в даден момент трябва да се изпразни. За целта се ползват големи токове - именно те намаляват живота на елемента.

Друго за флаш паметите е че се ползват 2 технологии. Едната се ползва при флашките, докато другата много често се ползва при SSD. Какво представляваха технологиите - не си спомням, че дори и имената на тези технологии. Именно и заради тези различни технологии цената на флашка и цената на SSD диск се различават толкова съществено ценово.

Всъщност флаш паметите са си съвсем отделна тема, но аз не съм много компетентен по тях.

Ta NOR позволява 1 байт - единична дума да се пише/чете заради произволния достъп. Вероятно /не съм задълбаля но ще го направя/ това означава и улеснсно търсене на дума. А не, че натрупания заряд може да има няколко дискретни стойности.

При NAND заради серииния поблоков достъп се пише и чете сериино по блокове.

Ценово могат да се различават и заради качеството - цикли на презапис, скорост на четене и запис, не само заради организацията и предназначението.

Редактирано от Joro-01
Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Флашките се развалят най-често когато се изваждат от куплунга без да са изключени софтуерно. Проблемът е, че дори и да си съвестен, това може да се случи при лош контакт.

Има програми, с които може да се извади информацията от развалени флашки:

http://flashboot.ru/index.php?name=Files&op=cat&id=1

ако не са изгорели контролерите им.

Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

Полезна инфо

Случва се.. като си помисля и аз как ги вадя...

За "логически" повредени флашки може би. Това става понякога като издърпаме флашката по време на четене или запис.. Хардуетът си е здрав, информацията обаче става нечетима..

Може би тези програми помагат и в случай на повредени сектори / блокове, но от самия повреден сектор едва ли ще спаси информацията..

Редактирано от Joro-01
Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

Доста е изписано и пак има пропуски.. Щях да кажа какво е сериен достъп и какво е свободен/произволен.. Това което разделя паметите..

Дано не засегна някой с примитивните аналогии, които правя.

Акво е паметта? Нещо съдържащо битове на повърхността си в общият случай, и което се сканира /обхожда от четеца.

- Памет със сериинен достъп - за да достифнете до някакъв файл, трябва да преминете през всички преди него. Това не ознаава да се прочетат, могат само да се инициализират, но нямате по пряк път. Механична такава памет е касетата. Е, онези полупроводникови памети, които са със сериен достъп се четат именно така. По-скоро се сканират x*y както четем страница от книга, но няма прескачане на редове и страници.

- Памет с произволен достъп - Дискета, Харддиск. Съответно има и памети които позволяват адресиране. За CD не съм сигурен, за разлика от диска и дискетата, пътеките са спирали /като на грамофонната плоча/, а не сектори /концентрични окръжости/ би трябвало да е с произволен достъп. Ако четем учебник или наредба, просто отиваме на интересуващият ни член, точка, параграф..

Смесени - името показва - поблоковото разделение - SSD не е само със сериен достъп.

Понятието "достъп" може да реферира към четене и записване. Памет със сериен достъп за четене може да се записва приоизволно.

Редактирано от Joro-01
Link to comment
Share on other sites

  • Потребители
Та зарядът остава там и въпреки, че е много малък, той влияе върху електропроводимостта /или съпротивлението/ на транзистора - което се отчита като записана информация - 1 или 0.

Така е било в първите флаш памети - един транзистор един бит информация. В момента вече в един транзистор се зарежда с различно количество заряд. Причината за това е, че едната операция - увеличаване на заряда може да се извършва контролирано и е практически "безобидна" за схемата. Обратната се извършва на цела области от паметта и с високи напрежения - тази операция намалява живота на флаш паметите.

Имаме един познат, който беше представил лекция, свързана с математическите проблеми при този вид реализация. Колкото са повече нивата на заряда, то толкова повече информация може да се пази в една клетка и толкова повече се удължава живота на флаш паметта. Да, обаче, при повече нива се оказва, че понякога записът на единчно количество заряд може да се обърка и да се инжектира примерно двойна доза. Примерно от 3 да стане 5, а не от 3 да стане 4. Решение на този проблем е, чрез специално кодиране на информацията, което означава че ще трябва да се вкарва заряд в конкретни други клетки от паметта, а накрая записаната информация като се чете се декодира с подходящи механизми.

Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

Говориш за multi level cell - MLC (онези за които говорих са single ......) я за които мислех че са многослойни.. Да, прав си, една клетка - полеви транзистор с плаващ гейт може да има повече от 2 устойчиви състояния. Дефинира се от различни нива на заряд в клетка. Това обаче води до по-бавно четене, записване, по-малко цикли, по-висока консумация и по-високо ниво на грешката. Затова има по-специални алгоритми за четене.

Да, прав си.

Редактирано от Joro-01
Link to comment
Share on other sites

  • 2 седмици по-късно...
  • Модератор Инженерни науки

Има толкова да се каже / пише за паметитер особено за енергозависимите - RAM..

За друго обаче ми е думата - онези които работят с лаптопи познават и ползват състояниета стендбай и хибирнeйт.. Тези режими са възможни и при десктоп системи. Е, по какво се различават?

- Режим стендбай - състоянието на машината към момента на стартиране на командата се записва в RAM паметта. Това означава, че RAM паметта се сканира, както и клавиатурата (излизането от този режим става с натискане на произволен бутон или комбинация от функционални бутони) тоест протича процес и се консумира макар и малко енергия. Черпи се ток от батерията и макар, че мощността и топлоотделянето са пренебрежимо малки, не се преполъчва лаптоп в стендбай да се прибира в чанта.

- Хибернейт - състоянието на машината към момента на стартирне на командата се записва на харддиска в специално заделен сектор. Можете да се махне при необходимост. В този режим лаптопът е изключен. Стартирането става от бутонът за включване. От батерията не се консумира ток.

Една забележка нямаща много отношевие към паметите - на дънната платка на компютъра /и на редица други устройства - контролери/ има поставена /запоена малка литиева батерия, която може да дава ток с години.

Необходима е за да осигурява захранване на енергозависимата памет съхраняваща настройките на BIOS-а (в случай че им направите промени) и за часовника. В известен смисъл, компютърът не се изключва съвсем.

При развитието на паметите е възможно вече паметта на ВIOS-а да не е енергозависима /не съм се задълвочавал/, но часовникът е процес и не може да протича без енергия, така че тези батерии ще продължат да съществуват.

*

Link to comment
Share on other sites

Напиши мнение

Може да публикувате сега и да се регистрирате по-късно. Ако вече имате акаунт, влезте от ТУК , за да публикувате.

Guest
Напиши ново мнение...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Зареждане...

За нас

Вече 15 години "Форум Наука" е онлайн и поддържа научни, исторически и любопитни дискусии с учени, експерти, любители, учители и ученици.

 

За контакти:

×
×
  • Create New...