Відмінності між версіями «Операційні системи мобільних пристроїв (Кукуєва Анастасія)»
| Рядок 1: | Рядок 1: | ||
| − | + | Флэш-память у сприйнятті сучасних кишенькових комп'ютерах використовується на вирішення двох основних цілей. По-перше, для зберігання програмних модулів ОС, по-друге, вона використовують у ролі зовнішнього нагромаджувача даних. У ранніх моделях КПК, зазвичай, застосовувалися звичайні модулі ПЗУ, у яких розміщалася операційна система і найчастіше прикладне ПО. Такий їхній підхід забезпечував значне здешевлення і підвищення надійності, у разі якихось програмних збоїв користувачеві достатньо зробити процедуру повного очищення пам'яті, щоб отримати чисту й гарантовано працездатну систему. Расширению використання флеш-пам'яті у ролі системного носія ми маємо передусім Microsoft, точніше, горезвісного якості її програмних продуктів. | |
| − | + | Свідченням, можна навести апарати класу Psion Series 5mx, де ОС була в ПЗУ. Ці КПК функціонували під керівництвом ОС EPOC, виключно стабільної та швидкої системи, далекий нащадок якої, ОС Symbian, сьогодні працюємо в смартфонах і коммуникаторах. У зв'язку з необхідністю зберігати системні програмні компоненти у пам'яті, яку явно складно оновити (фактично досі єдиний вихід — фізична заміна мікросхем пам'яті), цю систему було доведено розробниками практично до досконалості (історію її створення можна знайти, наприклад, на Web-узле history.handy.ru). Аналогічна картина довгий час спостерігалися й у КПК з урахуванням Palm OS. | |
| − | + | У разі з Windows РЄ, а її початковому етапі була далекою від досконалості, цю проблему особливо загострилася. Певний час у ролі її вирішення застосовувалися різноманітних програмні «латки», але це практика не прижилася у зв'язку з тим, що постійно «висять» програмні модулі займали найдорогоцінніший ресурс КПК — пам'ять (що вже казати у тому, у разі жорсткого скидання доводилося наново встановлювати все відновлення). У результаті всі сучасні КПК перейшли на перезаписываемую пам'ять навіть зберігання такого, порівняно рідко мінливого виду ПО, як системне. Примітно, що роль першопрохідника у цьому напрямі належить тієї самої HP iPAQ (тоді ще носила марку Compaq). | |
| − | + | Друге застосування флеш-пам'яті — використання у ролі зовнішніх накопичувачів. Навряд чи хто з читачів потребує коментарів з цього питання. Зазначимо лише, що у сучасних моделях КПК частенько є ще одна частка пам'яті для зберігання даних (іноді таку можливість отримує гучне маркетингове назва, скажімо iPAQ Filestore). З технічною погляду реалізація тривіальна: програмними коштами невикористовуваної області ППЗУ виділяється область задля збереження інформації, яка для користувача виглядає як звичайний, хоча й змінний, флэш-накопитель. Програмні модулі ОС звичайно повністю займають ППЗУ, тож усе, що саме потрібно, — акуратне програмування відповідних драйверів (траплялися й помилки, наприклад, сумнозвісна проблема HP iPAQ h1930/h1940, коли за переповненні користувальницької області затирались системні модулі). Ємність такого «диска» різниться від моделі до моделі і як від 1-1,5 до 80-128 Мбайт. | |
| − | + | Флэш-память як така — різновид твердотільної напівпровідникової енергонезалежної перезаписываемой пам'яті. Нині випускається дві основні типу флеш-пам'яті: NOR (логіка осередків NOT OR) і NAND (логіка осередків NOT AND). Існує також пам'ять типу AND (І), але він не набула поширення серед виготовлювачів КПК. Специфічних різновидів із звучними торговими назвами, безумовно, більше, але вони у результаті зводяться до цих двом типам. Як елементарних осередків зберігання інформації використовуються польові двухзатвор-ные транзистори з плаваючим затвором. | |
| − | + | Аби не заглиблюватися до історії розвитку технологій твердотільної пам'яті, розглянемо основні типи флеш-пам'яті. На відміну з інших типів твердотільних накопичувачів в модулях флеш-пам'яті для зберігання даних використовується одну чи дві транзистора (за іншими типах це звичайно конструкція з кількох транзисторів і конденсатора). Ідея зберігання даних полягає в тому, що така транзистор здатний зберігати заряд, відповідно дозволяючи визначити її наявність. При записи заряд поміщається на плаваючий затвор (чи у вигляді перенесення електронів чи з допомогою квантово-механических ефектів тунелювання — це від типу пам'яті). | |
| − | + | За наявності заряду на плавающем затворі характеристики транзистора змінюються в такий спосіб, що з звичайному для операції читання напрузі токопроводящего каналу немає. Відповідно зі зміни вольтамперных характеристик транзистора можна дійти невтішного висновку про наявність чи відсутність заряду. Інакше кажучи, використати його для кодування битов інформації. | |
| − | + | Слово «флеш» в назві пам'яті виникло тому, що така операція записи вимагає подачі на стік і управляючий затвор високої напруги (звідси flash, «блискавка»). Электроны з енергією, достатньої задля подолання потенційного бар'єра, створюваного плівкою диэлектрика, переносяться на плаваючий затвор, тим самим змінюючи вольт-амперные характеристики транзистора. Диалогично, при стирання високу напругу подається на джерело. | |
| − | + | Різна організація логічних схем роботи пам'яті дала назви основним її типам, ще, якщо NOR вимагає контакту кожному транзисторі, то NAND є контактна матриця. | |
| − | + | Завдяки з того що цю схему дозволяє визначити як наявність або відсутність заряду в осередку, і навіть допускає вимір його величини, з'являється можливість збереження двох битов інформацією одному транзисторі (багаторівневі осередки, multilevel cell, MLC), на цьому принципі побудована, наприклад, пам'ять Intel StrataFlash. Теоретично можливо збереження і трьох і більше битов (відомо, що у лабораторних умовах реалізовані зразки, бережуть до 8 біт), але практично виготовлення таких мікросхем існує низка технологічних складнощів. З іншого боку, хоча такий дає можливість знизити питому вартість зберігання даних, він потребує ускладнення контролерів і пам'яті. | |
| − | + | Неважко здогадатися, що процедури записи-стирания викликають знос осередки флеш-пам'яті, саме тому в таких мікросхем обмежений ресурс циклів перезапису. Він досить значне (порядку мільйонів циклів), при цьому завдяки деякому «інтелекту» контролерів флеш-пам'яті вдається мінімізувати його шкідливе дію. Але тим щонайменше цілком очевидний, що розміщувати на флэш-накопителе мобільного устрою область інтенсивно перезаписываемых даних (наприклад, swap-раздел мобільного Linux), зрозуміло, буде невдалої ідеєю. | |
| − | + | Пам'ять типу NOR забезпечує можливість довільного чтения-записи даних (до окремих байтів) та швидке зчитування, та заодно щодо повільні схеми запису і стирання. З іншого боку, така пам'ять має досить великі осередки (до кожної необхідно підвести контакт), що викликає закономірні складності у виготовленні і підвищення ємності. Цей тип пам'яті забезпечує можливість «исполнения-по-месту» (Execute-ln-Place, XIP). Цей тип пам'яті переважно застосовується для зберігання програмного коду. | |
| − | + | Пам'ять типу NAND забезпечує блоковий доступ, швидкі процедури стирання і запис, дешевизну і простоту нарощування ємності модулів. Дані на флеш-пам'яті NAND зчитуються поблочно. Розмір одиничного блоку варіюється від 256 байт до 256 Кбайт, майже всі сучасні мікросхеми дозволяють працювати з блоками різного розміру. Ця схема накладає як обмеження, і надає певні переваги. Ця схема істотно знижує швидкість записи невеликі обсяги даних в довільні області пам'яті, але водночас збільшує швидкодія при послідовної записи великих масивів даних. Завдяки блокової організації флеш-пам'яті NAND вона дешевше порівняної по ємності пам'яті інших типів. | |
| − | + | Слід зазначити також, що існують гібридні рішення, щодо одного корпусі що об'єднають ряд різних типів пам'яті. Отже, наприк''''''' | |
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
Версія за 15:32, 22 березня 2015
Флэш-память у сприйнятті сучасних кишенькових комп'ютерах використовується на вирішення двох основних цілей. По-перше, для зберігання програмних модулів ОС, по-друге, вона використовують у ролі зовнішнього нагромаджувача даних. У ранніх моделях КПК, зазвичай, застосовувалися звичайні модулі ПЗУ, у яких розміщалася операційна система і найчастіше прикладне ПО. Такий їхній підхід забезпечував значне здешевлення і підвищення надійності, у разі якихось програмних збоїв користувачеві достатньо зробити процедуру повного очищення пам'яті, щоб отримати чисту й гарантовано працездатну систему. Расширению використання флеш-пам'яті у ролі системного носія ми маємо передусім Microsoft, точніше, горезвісного якості її програмних продуктів. Свідченням, можна навести апарати класу Psion Series 5mx, де ОС була в ПЗУ. Ці КПК функціонували під керівництвом ОС EPOC, виключно стабільної та швидкої системи, далекий нащадок якої, ОС Symbian, сьогодні працюємо в смартфонах і коммуникаторах. У зв'язку з необхідністю зберігати системні програмні компоненти у пам'яті, яку явно складно оновити (фактично досі єдиний вихід — фізична заміна мікросхем пам'яті), цю систему було доведено розробниками практично до досконалості (історію її створення можна знайти, наприклад, на Web-узле history.handy.ru). Аналогічна картина довгий час спостерігалися й у КПК з урахуванням Palm OS. У разі з Windows РЄ, а її початковому етапі була далекою від досконалості, цю проблему особливо загострилася. Певний час у ролі її вирішення застосовувалися різноманітних програмні «латки», але це практика не прижилася у зв'язку з тим, що постійно «висять» програмні модулі займали найдорогоцінніший ресурс КПК — пам'ять (що вже казати у тому, у разі жорсткого скидання доводилося наново встановлювати все відновлення). У результаті всі сучасні КПК перейшли на перезаписываемую пам'ять навіть зберігання такого, порівняно рідко мінливого виду ПО, як системне. Примітно, що роль першопрохідника у цьому напрямі належить тієї самої HP iPAQ (тоді ще носила марку Compaq). Друге застосування флеш-пам'яті — використання у ролі зовнішніх накопичувачів. Навряд чи хто з читачів потребує коментарів з цього питання. Зазначимо лише, що у сучасних моделях КПК частенько є ще одна частка пам'яті для зберігання даних (іноді таку можливість отримує гучне маркетингове назва, скажімо iPAQ Filestore). З технічною погляду реалізація тривіальна: програмними коштами невикористовуваної області ППЗУ виділяється область задля збереження інформації, яка для користувача виглядає як звичайний, хоча й змінний, флэш-накопитель. Програмні модулі ОС звичайно повністю займають ППЗУ, тож усе, що саме потрібно, — акуратне програмування відповідних драйверів (траплялися й помилки, наприклад, сумнозвісна проблема HP iPAQ h1930/h1940, коли за переповненні користувальницької області затирались системні модулі). Ємність такого «диска» різниться від моделі до моделі і як від 1-1,5 до 80-128 Мбайт. Флэш-память як така — різновид твердотільної напівпровідникової енергонезалежної перезаписываемой пам'яті. Нині випускається дві основні типу флеш-пам'яті: NOR (логіка осередків NOT OR) і NAND (логіка осередків NOT AND). Існує також пам'ять типу AND (І), але він не набула поширення серед виготовлювачів КПК. Специфічних різновидів із звучними торговими назвами, безумовно, більше, але вони у результаті зводяться до цих двом типам. Як елементарних осередків зберігання інформації використовуються польові двухзатвор-ные транзистори з плаваючим затвором. Аби не заглиблюватися до історії розвитку технологій твердотільної пам'яті, розглянемо основні типи флеш-пам'яті. На відміну з інших типів твердотільних накопичувачів в модулях флеш-пам'яті для зберігання даних використовується одну чи дві транзистора (за іншими типах це звичайно конструкція з кількох транзисторів і конденсатора). Ідея зберігання даних полягає в тому, що така транзистор здатний зберігати заряд, відповідно дозволяючи визначити її наявність. При записи заряд поміщається на плаваючий затвор (чи у вигляді перенесення електронів чи з допомогою квантово-механических ефектів тунелювання — це від типу пам'яті). За наявності заряду на плавающем затворі характеристики транзистора змінюються в такий спосіб, що з звичайному для операції читання напрузі токопроводящего каналу немає. Відповідно зі зміни вольтамперных характеристик транзистора можна дійти невтішного висновку про наявність чи відсутність заряду. Інакше кажучи, використати його для кодування битов інформації. Слово «флеш» в назві пам'яті виникло тому, що така операція записи вимагає подачі на стік і управляючий затвор високої напруги (звідси flash, «блискавка»). Электроны з енергією, достатньої задля подолання потенційного бар'єра, створюваного плівкою диэлектрика, переносяться на плаваючий затвор, тим самим змінюючи вольт-амперные характеристики транзистора. Диалогично, при стирання високу напругу подається на джерело. Різна організація логічних схем роботи пам'яті дала назви основним її типам, ще, якщо NOR вимагає контакту кожному транзисторі, то NAND є контактна матриця. Завдяки з того що цю схему дозволяє визначити як наявність або відсутність заряду в осередку, і навіть допускає вимір його величини, з'являється можливість збереження двох битов інформацією одному транзисторі (багаторівневі осередки, multilevel cell, MLC), на цьому принципі побудована, наприклад, пам'ять Intel StrataFlash. Теоретично можливо збереження і трьох і більше битов (відомо, що у лабораторних умовах реалізовані зразки, бережуть до 8 біт), але практично виготовлення таких мікросхем існує низка технологічних складнощів. З іншого боку, хоча такий дає можливість знизити питому вартість зберігання даних, він потребує ускладнення контролерів і пам'яті. Неважко здогадатися, що процедури записи-стирания викликають знос осередки флеш-пам'яті, саме тому в таких мікросхем обмежений ресурс циклів перезапису. Він досить значне (порядку мільйонів циклів), при цьому завдяки деякому «інтелекту» контролерів флеш-пам'яті вдається мінімізувати його шкідливе дію. Але тим щонайменше цілком очевидний, що розміщувати на флэш-накопителе мобільного устрою область інтенсивно перезаписываемых даних (наприклад, swap-раздел мобільного Linux), зрозуміло, буде невдалої ідеєю. Пам'ять типу NOR забезпечує можливість довільного чтения-записи даних (до окремих байтів) та швидке зчитування, та заодно щодо повільні схеми запису і стирання. З іншого боку, така пам'ять має досить великі осередки (до кожної необхідно підвести контакт), що викликає закономірні складності у виготовленні і підвищення ємності. Цей тип пам'яті забезпечує можливість «исполнения-по-месту» (Execute-ln-Place, XIP). Цей тип пам'яті переважно застосовується для зберігання програмного коду. Пам'ять типу NAND забезпечує блоковий доступ, швидкі процедури стирання і запис, дешевизну і простоту нарощування ємності модулів. Дані на флеш-пам'яті NAND зчитуються поблочно. Розмір одиничного блоку варіюється від 256 байт до 256 Кбайт, майже всі сучасні мікросхеми дозволяють працювати з блоками різного розміру. Ця схема накладає як обмеження, і надає певні переваги. Ця схема істотно знижує швидкість записи невеликі обсяги даних в довільні області пам'яті, але водночас збільшує швидкодія при послідовної записи великих масивів даних. Завдяки блокової організації флеш-пам'яті NAND вона дешевше порівняної по ємності пам'яті інших типів. Слід зазначити також, що існують гібридні рішення, щодо одного корпусі що об'єднають ряд різних типів пам'яті. Отже, наприк''
