RAM (Random Access Memory) on nopeasti käytettävissä oleva muisti, joka tallentaa tietoja toiminnan aikana, kun taas ROM (Read Only Memory) tallentaa pysyviä tietoja, joita käytetään sen toimintoihin, kuten tietokoneen käynnistystiedot. Siten keskeinen ero RAM:n ja ROM:n välillä on tavassa, jolla tiedot tallennetaan niihin; tallennus RAM-muistiin on väliaikaista, kun taas ROM-muisti on pysyvä.
Tietokone, kuten ihmisaivot, tarvitsee muistia tarvittavien tietojen tallentamiseen. Esimerkiksi ihminen voi laskea kaksi numeroa yhteen ja tuottaa tulokset oppimansa ja ulkoa olleen menetelmän perusteella. Samalla tavalla tietokoneen täytyy pitää menetelmiä ja tietoja muistissa toimiakseen. RAM ja ROM ovat molemmat erityyppisiä muisteja, joita käytetään missä tahansa tietokoneessa nopeuttamaan sitä ja mahdollistamaan tietokoneeseen tallennettujen tietojen käyttö. Jokaisessa tietokoneessa on tietty määrä fyysistä muistia, joka on sirujen muodossa, jotka sisältävät tietoja.
Mikä on RAM?
RAM on lyhenne sanoista Random Access Memory. Kuten nimi tulkitsee, muistin käyttö tai pääsy on satunnaista, koska mikroprosessori lukee muistia ja kirjoittaa siihen erittäin nopeasti. Harkitse tietokonetta, johon on lisättävä kaksi käyttäjän syöttämää numeroa. Kun käyttäjä syöttää kaksi numeroa, tietokone tallentaa ne RAM-muistiin. Sen jälkeen se tallentaa tuloksen takaisin RAM-muistiin käyttäjän luettavaksi. Tällä tavalla tietokone tai mikroprosessori lukee ja kirjoittaa tietoja RAM-muistiin. Samoin ohjelmaa suorittaessaan tietokone tallentaa tarvittavat tiedot kiintolevyasem alta RAM-muistiin nopeaa käyttöä varten.
Miten tiedot tallennetaan RAM-muistiin
RAM on integroitu piiri, joka koostuu muistisoluista, jotka ovat logiikkaporttien piirejä. Jokaisella muistisolulla on osoite, jonka perusteella mikroprosessori tunnistaa, minne data kirjoittaa tai mistä se tulee lukea. Yksi muistisolu voi tallentaa vain yhden bitin dataa, ja yleensä muistisolut on järjestetty rekistereiksi säilyttämään 8 bitin levyistä tietoa. Tietojen leveys voi vaihdella RAM-tyypin mukaan. Toisin sanoen 16-bittisessä RAM-muistissa on 16-bittiset rekisterit, kun taas 8-bittisessä RAM-muistissa on 8-bittiset rekisterit.
Yllämainituissa rekistereissä on kahdenlaisia yhteyksiä: osoitelinjoja ja datalinjoja. Osoiteriville asetettu logiikka '1' ja '0' -yhdistelmä aktivoi rekisterin, joka vastaa tiettyä yhdistelmää ja mahdollistaa sen joko lukemisen tai kirjoittamisen. Näihin RAM-rekistereihin tallennetut tiedot ovat kuitenkin vain väliaikaisia, joten ne katoavat, kun virta katkaistaan. Tämä tekee RAMista haihtuvan muistin.
Kuva 01: RAM
RAM-tyypit
Tietokoneissa käytetään useita RAM-muistityyppejä; päätyypit ovat Static RAM (SRAM) ja Dynamic RAM (DRAM). SRAM on paljon nopeampi pääsy ja tuotantokustannukset ovat korkeammat kuin DRAM. Siksi SRAM-muistia käytetään mikroprosessorisirun välimuistina. DRAM puolestaan on hieman hitaampi ja suhteellisen halvempi. DRAM-muistia käytetään emolevyn mikroprosessorin ulkopuolella. Joskus tietokone tekee kiintolevylle erillisen osion RAM-muistiksi korvatakseen ylikäytettyä fyysistä RAM-muistia. Tämä prosessi hidastaa tietokoneen toimintaa, koska tämä edellyttää tietojen kirjoittamista ja lukemista kiintolevyllä olevaan sivutiedostoon. Tämän tyyppistä RAM-muistia kutsutaan virtuaaliseksi RAM-muistiksi.
Mikä on ROM?
ROM on lyhenne sanoista Read-Only Memory. Toisin kuin RAM, ROM on haihtumaton muisti; vaikka ROM-sirun teho poistetaan, tallennetut tiedot säilyvät edelleen niiden rekistereissä. ROM-levyillä on yleensä valmiiksi tallennettuja tietoja, kun niitä valmistetaan. Tietokoneissa ROM on hyödyllinen muokkaamattomien ohjelmien tallentamiseen; esimerkiksi BIOS, joka suoritetaan käynnistyksen yhteydessä.
ROM-muistin haitat
ROM-levyillä on monia haittoja, ja suurin haittapuoli on kyvyttömyys muuttaa tai päivittää laiteohjelmiston ominaisuuksia. Jos valmistaja on ohjelmoinut siihen virheellisen laiteohjelmiston, kaikki sirut on palautettava ja vaihdettava yksitellen. Toinen haittapuoli on, että ROM-levyt eivät ole hyödyllisiä T&K-työssä, koska ohjelmoijan on testattava monet laiteohjelmiston versiot ennen lopullisen tuotteen julkaisua.
ROM-tyypit
Yllä mainittujen ongelmien ratkaisemiseksi on otettu käyttöön pyyhittävä ohjelmoitava ROM (EPROM), johon ohjelmoija voi kirjoittaa laiteohjelmiston uudelleen. Pyyhintä vaatii kuitenkin voimakkaan UV-valon, mikä tekee siitä edelleen vaikeaa. Ratkaisuna tähän on ohjelmoijille esitelty sähköisesti pyyhittävä ohjelmoitava ROM (EEPROM), jotta niitä voidaan käyttää itse testialustalla ja ohjelmoida uudelleen toistuvasti.
Kuva 02: EEPROM
Flash-muisti, jota käytetään USB-asemissa ja nykyaikaisissa kannettavissa tietokoneissa kovalevynä, on EEPROMin jatkokehitys, joka käyttää sirualuetta erittäin tehokkaasti. Uudelleenkirjoitettavia CD- ja DVD-levyjä pidetään myös CD- ja DVD-ROM-levyjen edistysaskeleina.
RAM- ja ROM-muistin ero
RAM vs ROM |
|
| Tietoja voidaan sekä tallentaa että hakea RAM-muistista (Random-Access Memory). | Tietoja voidaan lukea vain ROM-muistista (vain lukumuisti). |
| Pääsy | |
| Käyttöaika on hyvin lyhyt RAM-muistissa. Tietokone käyttää sitä nopeasti usein tarvittavien tietojen tallentamiseen. | Käyttöaika on pitkä ROM-muistissa. Sitä ei voi käyttää nopeaan lukemiseen. |
| Tallennustila | |
| RAM on haihtuva muisti, joten kun jännitteensyöttö katkeaa, tiedot poistetaan muistista. | ROM on haihtumaton muisti. Jos sitä ei voida poistaa, tiedot säilyvät muistissa, kunnes laitteisto vaurioituu. |
| Käytä | |
| RAM-muistia käytetään tietokoneen välimuistissa ja päämuistissa, koska se on nopea, tuotantokustannukset korkeat ja pinta-ala yksikköä kohden suurempi. | ROM-levyjä käytetään pysyvien, mutta vähemmän käytettyjen tietojen, kuten ohjelmistoasetusten, vain kerran käytettyjen BIOS-tietokoneiden tallentamiseen, koska niitä valmistetaan suurempia kapasiteettia ja tuotantokustannukset ovat pienemmät. |
Yhteenveto – RAM vs ROM
RAM on nopea väliaikainen tallennustila tiedoille, jota käytetään nopeasti käytettyjen arvojen tallentamiseen. Sitä vastoin ROM-levyt ovat pysyvä muistityyppi, ja toisin kuin RAM-muistit, tietoja ei menetetä, vaikka jännite poistetaan. Tämä on keskeinen ero RAM: n ja ROM: n välillä. ROM-levyt ovat haitallisia käytössä, koska kun laiteohjelmisto on kirjoitettu ROM:iin, sitä ei voi muuttaa parannusten tai korjausten vuoksi. Siksi ROM-levyt otetaan käyttöön myös luku- ja kirjoitusominaisuuksilla, kuten RAM-muistit. Mutta RAM-muistien luku-/kirjoitustoiminto on paljon nopeampi kuin ROM.
