Почему операционная система должна быть нестабильной?

Если оперативная память компьютера должна была быть нестабильной, как в других постоянных хранилищах, тогда не было бы такой вещи, как время загрузки. Тогда почему нет возможности иметь нелетучий модуль управления? Спасибо.

  • Как вы извлекаете / устанавливаете из файла .iso?
  • Как жесткий диск сравнивается с флэш-памятью, работающей как жесткий диск с точки зрения скорости?
  • Зачем использовать RAMdisk сегодня?
  • Как установить каталог в качестве диска в Windows 7?
  • Как установить каталог в качестве диска в Windows 7?
  • Как жесткий диск сравнивается с флэш-памятью, работающей как жесткий диск с точки зрения скорости?
  • Зачем использовать RAMdisk сегодня?
  • Как вы извлекаете / устанавливаете из файла .iso?
  • 10 Solutions collect form web for “Почему операционная система должна быть нестабильной?”

    Когда большинство людей читают или слышат «ОЗУ», они думают об этом:

    Две палочки SDRAM, любезно предоставлены Википедии

    На самом деле они сделаны из чипов DRAM, и это противоречиво, если DRAM – это своего рода ОЗУ. (Раньше это была «настоящая» оперативная память, но технология изменилась, и это скорее религиозное убеждение, если это RAM или нет, см. Обсуждение в комментариях.)

    ОЗУ – это широкий термин. Это означает «память произвольного доступа», то есть любую память, к которой можно получить доступ в любом порядке (где «доступ» я имею в виду чтение или запись, но некоторые виды ОЗУ могут быть доступны только для чтения).

    Например, HDD не является оперативной памятью, потому что, когда вы пытаетесь прочитать два бита, которые не смежны (или вы читаете их в обратном порядке по любой причине), вам нужно дождаться поворота планшета, а заголовок двигаться. Только последовательные биты могут быть прочитаны без дополнительных операций между ними. Вот почему DRAM можно считать не-ОЗУ – он читается в блоках.

    Существует много видов оперативной памяти. Некоторые из них нестабильны, и есть даже только для чтения, например, ROM. Таким образом, существует энергонезависимая ОЗУ.

    Почему мы не используем его? Скорость не самая большая проблема, так как, например, флэш-память NOR может читаться так же быстро, как DRAM (по крайней мере, это то, что говорит Википедия , но без цитаты). Скорость записи хуже, но самая важная проблема:

    Из-за внутренней архитектуры энергонезависимой памяти они должны изнашиваться. Количество циклов записи и стирания ограничено 100 000-1 000 000. Это похоже на большое количество, и обычно этого достаточно для энергонезависимого хранилища (pendrives не ломаются так часто, правда?), Но это проблема, которую уже пришлось решать в SSD-дисках. RAM записывается чаще, чем диски SSD, поэтому он будет более подвержен ношению.

    DRAM не изнашивается, это быстро и относительно дешево. SRAM еще быстрее, но он также дороже. Сейчас он используется в ЦП для кэширования. (И это действительно RAM без всяких сомнений;))

    В глубине души это связано с физикой.

    Любая энергонезависимая память должна хранить свои биты в двух состояниях, которые имеют большой энергетический барьер между ними, иначе наименьшее влияние изменит бит. Но при написании этой памяти мы должны активно преодолевать этот энергетический барьер.

    Дизайнер имеет определенную свободу в настройке этих энергетических барьеров. Установите значение 0 . 1 0 . 1 , и вы получаете память, которую можно переписать много, не генерируя много тепла: быстро и неустойчиво. Установите энергетический барьер высокий 0 | 1 0 | 1 и бит останется почти навсегда, или пока вы не потратите серьезную энергию.

    DRAM использует небольшие конденсаторы, которые протекают. Большие конденсаторы будут течь меньше, быть менее волатильными, но требуют больше времени для зарядки.

    Flash использует электроны, которые снимаются при высоком напряжении в изолятор. Энергетический барьер настолько высок, что вы не можете получить их контролируемым образом; Единственный способ – очистить весь блок бит.

    Следует отметить, что первым обычно используемым «основным хранилищем» в компьютерах был «ядро» – крошечные тороиды ферритового материала, расположенные в массиве, с проводом, проходящим через них в трех направлениях.

    Чтобы написать 1, вы должны послать равные импульсы силы через соответствующие провода X и Y, чтобы «перевернуть» ядро. (Чтобы записать нуль, вы бы этого не сделали.) Вам нужно будет удалить место перед записью.

    Чтобы прочитать, вы попытаетесь написать 1 и посмотреть, был ли сформирован соответствующий импульс на проводнике «смысл» – если это так, то оно было нулевым. Тогда вам, конечно, придется написать данные обратно, так как вы просто стерли его.

    (Это, конечно, немного упрощенное описание).

    Но материал был нестабильным. Вы могли бы выключить компьютер, запустить его через неделю, и данные все равно будут там. И это определенно «ОЗУ».

    (Перед «ядром» большинство компьютеров работало непосредственно с магнитного «барабана», имея лишь несколько регистров памяти ЦП и несколько используемых элементов, таких как ЭЛТ для хранения.)

    Таким образом, ответ о том, почему RAM (в его текущей, наиболее распространенной форме) является изменчивым, просто состоит в том, что эта форма дешевая и быстрая. (Intel, как ни странно, был лидером в разработке полупроводниковой ОЗУ и только попал в бизнес-центр для генерации рынка для своей оперативной памяти).

    DRAM работает быстро, может быть построено дешево до чрезвычайно высоких плотностей (низкие $ / MB и cm 2 / MB), но теряет свое состояние, если не обновляется очень часто. Его очень маленький размер является частью проблемы; Электроны просачиваются через тонкие стенки.

    SRAM очень быстрая, дешевая (высокая $ / MB) и менее плотная, и она не требует обновления, но теряет свое состояние после выключения питания. Конструкция SRAM используется для «NVRAM», которая представляет собой RAM, прикрепленную к небольшой батарее. У меня есть некоторые картриджи Sega и Nintendo, у которых есть многолетние состояния сохранения, хранящиеся в NVRAM.

    EEPROM (обычно в форме «Flash») является энергонезависимым, медленным для записи, но дешевым и плотным.

    FRAM (сегнетоэлектрическое ОЗУ) – одна из технологий хранения нового поколения, которая становится доступной, которая делает то, что вы хотите: быстрый, дешевый, энергонезависимый … но еще не плотный. Вы можете получить микроконтроллер TI, который использует его, и обеспечивает требуемое поведение. Режущая способность и восстановление позволяют вам возобновить работу, где вы остановились. Но это всего лишь 64 килобайта. Или вы можете получить 2Mbit последовательный FRAM .

    Технология «Memristor» исследуется для доставки аналогичных свойств FRAM, но пока не является коммерческим продуктом.


    Изменить : обратите внимание, что если у вас есть постоянная система RAM, вам нужно либо разработать, как применять обновления к ней во время ее работы, либо принять необходимость периодического перезапуска без потери всей вашей работы. Было несколько предварительных смартфонов КПК, которые сохраняли все свои данные в NVRAM, предоставляя вам мгновенную и потенциальную мгновенную потерю всех ваших данных, если батарея разрядилась.

    ИМО, главная проблема здесь – волатильность. Чтобы писать быстро, письмо должно быть легким (т. Е. Не требует длительных периодов времени). Это противоречит тому, что вы хотели бы видеть при выборе ОЗУ: он должен быть быстрым.

    Повседневная аналогия: – Написание чего-то на доске очень легко и требует мало усилий. Таким образом, это быстро, и вы можете набросать все это в течение нескольких секунд. – Однако ваши эскизы на доске очень нестабильны. Некоторое неправильное движение и все исчезло. – Возьмите какую-то каменную плиту и выгравируйте свой эскиз там – как стиль Флинстоуза – и ваш эскиз останется там годами, десятилетиями или, возможно, веками. Написание этого занимает гораздо больше времени.

    Назад к компьютерам: технология использования быстрых чипов для хранения постоянных данных уже существует (например, флеш-накопители), но скорости все еще намного ниже по сравнению с энергозависимой оперативной памятью. Посмотрите на флэш-накопитель и сравните данные. Вы найдете что-то вроде «чтение со скоростью 200 МБ / с» и «запись со скоростью 50 МБ / с». Это довольно большая разница. Конечно, цена на продукт здесь играет определенную роль, однако общее время доступа может увеличить расходы на большее количество денег, но чтение все равно будет быстрее, чем писать.

    «Но как насчет мигания BIOS? Это встроено и быстро!» Вы можете спросить. Вы правы, но вы когда-нибудь вспыхивали образ BIOS? Загрузка через BIOS занимает всего несколько моментов – большинство времени тратится впустую, ожидая внешнего оборудования, но фактическое мигание может занять несколько минут, даже если это всего лишь несколько килобайт для записи / записи.

    Тем не менее, есть обходные пути для этой проблемы, например, функция «Hybernate» Windows. Содержимое ОЗУ записывается в энергонезависимое хранилище (например, HDD), а затем при считывании. Некоторые BIOS на нетбуках предоставляют аналогичные функции для общей конфигурации и настроек BIOS с использованием скрытого раздела жесткого диска (поэтому вы, по сути, пропустите BIOS даже на холодных ботинках).

    В основном из-за улова-22 . Если ваша DRAM (как уже говорилось, оперативная память – очень широкий термин. То, о чем вы говорите, называется DRAM , с D для Dynamic) внезапно становится энергонезависимым, люди будут называть его NVRAM, который представляет собой совершенно другой тип хранилища.

    Существует также практическая причина, в настоящее время нет NVRAM (я имею в виду настоящую основанную на EEPROM NVRAM, без требуемого источника питания) существует тип, который позволяет неограниченное количество записей без аппаратной деградации.


    Что касается устройств хранения на основе DRAM: взгляните на i-RAM Gigabyte (обратите внимание на перезаряжаемую литий-ионную батарею, которая делает ее энергонезависимой на некоторое время)

    На самом деле, оперативная память, строго говоря, НЕОБХОДИМО быть нестабильной, но для удобства мы обычно делаем это именно так. См. Magnetic Ram в Википедии ( http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetoresistive_random-access_memory ) для одной потенциальной энергонезависимой технологии ОЗУ, хотя все еще нуждается в дальнейшей разработке для практического использования.

    В принципе, преимущество DRAM – это размер. Это чрезвычайно простая технология, которая имеет очень быстрые характеристики чтения и записи, но, как следствие, нестабильна. Флэш-память имеет характеристики чтения, но TREMENDOUSLY SLOW по сравнению с тем, что необходимо для ОЗУ.

    Статическая ОЗУ обладает чрезвычайно благоприятными характеристиками чтения и записи и имеет довольно низкую мощность, но имеет большое количество компонентов по сравнению с DRAM и, следовательно, намного дороже. (Больше внимания на кремнии = больше сбоев + более низкое количество микросхем на кристалл = более высокая стоимость). Это также неустойчиво, но даже небольшая батарея может в течение некоторого времени активировать его, сделав его своего рода psudo-NVRAM, если бы не стоимость вопрос.

    Независимо от того, является ли это MRAM или какой-либо другой технологией, вполне вероятно, что в какой-то момент в будущем мы найдем способ обойти текущую потребность в многоуровневых структурах памяти, которые замедляют работу компьютеров, и мы пока еще не там. Тем не менее, даже если наступит эта эпоха, скорее всего, нам понадобится целый ряд долгосрочных надежных (читаемых: SLOW) носителей для архивирования данных.

    • Память большой емкости требует небольших отдельных ячеек памяти. Простой конденсатор, который содержит 1 заряд или заряд 0, может быть намного меньше сложной логики в нелетучем режиме и быстрее.

    • Заполнение количества утечки – это независимый от оборудования цикл. Эта логика выполнена таким образом, что процессор обычно беспрепятственно.

    • С другой стороны, питание отключает освежение. Так что да, требуется полная перезагрузка, при загрузке или спячке.

    • Большие возможности для того же размера, выигрывают голоса.

    8GB ram = 8.589.934.592 bytes x 8 бит = 68.719.476.736 бит (ячейки – без контроля четности)

    Чтобы ответить на вопрос – нет!

    Энергонезависимая память с произвольным доступом Из Википедии свободная энциклопедия Энергонезависимая оперативная память (NVRAM) представляет собой оперативную память, которая сохраняет свою информацию при выключении питания (энергонезависимой). Это отличается от динамической памяти с произвольным доступом (DRAM) и статической памяти с произвольным доступом (SRAM), которые сохраняют данные только до тех пор, пока применяются мощности. Самая известная форма памяти NVRAM сегодня – флеш-память. Некоторые недостатки флэш-памяти включают требование записать ее в больших блоках, чем многие компьютеры могут автоматически адресовать, а относительно ограниченная долговечность флеш-памяти из-за ее конечного числа циклов стирания записи (большинство потребительских флеш-продуктов на момент написания может Выдерживать только около 100 000 перезаписей, прежде чем память начнет ухудшаться). Другим недостатком является ограничение производительности, предотвращающее совпадение времени срабатывания вспышки и, в некоторых случаях, случайной адресности, предлагаемой традиционными формами ОЗУ. Несколько новых технологий пытаются заменить флеш в определенных ролях, а некоторые даже утверждают, что они являются поистине универсальной памятью, предлагая производительность лучших устройств SRAM с нелетучестью вспышки. На сегодняшний день эти альтернативы еще не стали основной.

    Источник: вики-страница NVRAM

    Строго говоря, оперативная память не должна быть неустойчивой. В компьютерах использовались несколько форм энергонезависимой ОЗУ. Ферритовая память ядра, например, была доминирующей формой ОЗУ (действующей в качестве основного хранилища, из которой процессор принимал информацию напрямую) в 50-х годах до 70-х годов, когда транзисторная монолитная память стала распространенной.

    Я полагаю, что IBM также упоминает жесткий диск как хранилище с произвольным доступом, поскольку он отличается от хранилища последовательного доступа, такого как магнитная лента. Разница сравнима с кассетной лентой и виниловой пластинкой – вам нужно прокрутить всю ленту, прежде чем вы сможете добраться до последней песни, тогда как вы можете просто переместить булавку в любом месте записи, чтобы начать слушать оттуда.

    Давайте будем гением компьютера.