Укажите две функции энергонезависимой памяти nvram
Примечание. В Packet Tracer, коммутатор Catalyst 2960 использует IOS версии 12.2 по умолчанию. При необходимости версию IOS можно обновить с файлового сервера в топологии Packet Tracer. После этого коммутатор может быть настроен на загрузку до версии IOS 15.0, если требуется эта версия.
Часть 1. Проверьте конфигурацию коммутатора по умолчанию
Шаг 1: Войдите в привилегированный режим EXEC.
Привилегированный режим EXEC дает доступ ко всем командам коммутатора. Но поскольку многие привилегированные команды задают рабочие параметры, привилегированный доступ должен быть защищен паролем во избежание несанкционированного использования.
Набор привилегированных команд EXEC включает в себя команды, доступные в пользовательском режиме EXEC, множество дополнительных команд и команду configure, с помощью которой обеспечивается доступ к режимам конфигурации.
a. Щелкните S1 и откройте вкладку CLI. Нажмите клавишу ввода.
б. Перейдите в привилегированный режим EXEC, выполнив команду enable:
Откройте окно конфигурации на S1
Switch> enable
Обратите внимание, что командная строка изменилась, указывая на привилегированный режим EXEC.
Изучите текущую конфигурацию коммутатора.
Введите команду show running-config.
Ответьте на следующие вопросы:
Сколько у коммутатора интерфейсов Fast Ethernet? 24
Сколько у коммутатора интерфейсов Gigabit Ethernet? 2
Каков диапазон значений, отображаемых в vty-линиях? 0-15
Какая команда отображает текущее содержимое энергонезависимого ОЗУ (NVRAM)? startup-config is not present
Часть 2. Настройка основных параметров коммутатора
Шаг 1: Назначьте имя коммутатору.
Для настройки параметров коммутатора, возможно, потребуется переключаться между режимами настройки. Обратите внимание, как изменяется командная строка при переходе по разделам меню коммутатора.
Шаг 2. Обеспечьте безопасный доступ к консоли.
Для безопасного доступа к консоли перейдите в режим config-line и установите для консоли пароль letmein.
Введите построчно команды настройки. В конце нажмите CNTL/Z.
%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console
Для чего нужна команда login?
Шаг 3. Убедитесь, что доступ к консоли защищен.
Выйдите из привилегированного режима, чтобы убедиться, что для консольного порта установлен пароль.
Switch con0 is now available
Press RETURN to get started.
User Access Verification
Примечание. Если коммутатор не выводит запрос на ввод пароля, значит, вы не настроили параметр login в шаге 2.
Шаг 4. Защитите доступ к привилегированному режиму.
Установите для enable пароль c1$c0. Этот пароль ограничивает доступ к привилегированному режиму.
Примечание. Символ 0 в c1$c0 — это ноль, а не заглавная буква «O». Это пароль будет считаться неверным, пока вы не зашифруете его в шаге 8.
%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console
Шаг 5. Убедитесь, что доступ к привилегированному режиму защищен.
a. Выполните команду exit еще раз, чтобы выйти из коммутатора.
б. Нажмите и после чего вам будет предложено ввести пароль.
User Access Verification
в. Первый пароль — это пароль для консоли, который был задан для line con 0. Введите этот пароль, чтобы вернуться в пользовательский режим EXEC.
г. Введите команду для доступа к привилегированному режиму.
д. Введите второй пароль, который был задан для ограничения доступа к привилегированному режиму EXEC.
е. Проверьте конфигурацию, изучив содержимое файла running-configuration file:
Обратите внимание, что пароли для консоли и привилегированного режима отображаются в виде обычного текста. Это может представлять угрозу безопасности, если кто-то смотрит через ваше плечо или получает доступ к конфигурационным файлам, хранящимся в резервной копии.
Шаг 6. Настройте зашифрованный пароль для защиты доступа к привилегированному режиму.
Пароль для enable нужно заменить на новый зашифрованный пароль с помощью команды enable secret. Установите для enable secret пароль itsasecret.
Примечание. Пароль enable secret перезаписывает пароль enable. Если для коммутатора заданы оба пароля, для перехода в привилегированный режим EXEC нужно ввести пароль enable secret.
Шаг 7. Убедитесь, что в файл конфигурации добавлен пароль enable secret.
Введите команду show running-config еще раз, чтобы проверить новый пароль enable secret.
Примечание. Команду show running-config можно сократить до
Почему пароль enable secret отображается не так, как было задано?
Он был зашифрован
Шаг 8. Зашифруйте пароли enable и console.
Как было видно в шаге 7, пароль enable secret зашифрован, а пароли enable и console хранятся в виде обычного текста. Сейчас мы зашифруем эти открытые пароли с помощью команды service password-encryption.
Если установить на коммутаторе другие пароли, они будут храниться в файле конфигурации в виде обычного текста или в зашифрованном виде? Дайте пояснение.
Мы ставим зашифрованный пароль для того, чтобы злоумышленники не смогли взломать и нанести ущерб
Часть 3: Настройте баннер MOTD
%SYS-5-CONFIG_I: Configured from console by console
Когда будет отображаться этот баннер?
Когда пользователь подключается к коммутатору
Зачем на всех коммутаторах должен быть баннер MOTD?
Это средство предупреждения или напоминания
Часть 4. Сохранение и проверка файлов конфигурации в NVRAM.
Шаг 1. Проверьте правильность конфигурации с помощью команды show run.
Сохраните файл конфигурации. Вы завершили основную настройку коммутатора. Теперь выполните резервное копирование файла конфигурации в NVRAM и убедитесь, что внесенные изменения не были потеряны при перезагрузке системы или отключении питания.
Destination filename [startup-config]?[Enter]
Закройтеокнонастройки S1
Какова самая короткая версия команды copy running-config startup-config?
Изучите файл загрузочной конфигурации.
Какая команда отображает содержимое NVRAM?
startup-config is not present
Все ли внесенные изменения были записаны в файл?
Часть 5. Настройка коммутатора S2
Вы завершили настройку коммутатора S1. Теперь вы настроили S2. Если вы не можете вспомнить команды, вернитесь к частям 1 - 4 .
Настройте для коммутатора S2 следующие параметры.
Откройте окно конфигурации на S2
a. Имя устройства: S2
б. Защитите доступ к консоли паролем letmein.
в. Установите в качестве пароля enable c1$c0 а в качестве пароля enable secret — itsasecret.
А вы видели таинственную аббревиатуру «NVRAM», которая мелькает на мониторе при включении компьютера? NVRAM – это одна из необходимых компьютеру «железок», и мы сейчас разберемся — что это за зверь такой и зачем он нужен.
Мы увидим также, как эта штука развивалась и «умнела», а вместе с ней «умнел» и весь компьютер. Для начала рассмотрим
Что такое энергонезависимая память?
NVRAM (Non Volatile Random Access Memory) – общее название энергонезависимой памяти. Энергонезависимая память – это такая, данные в которой не стираются при выключении питания. В противоположность ей есть энергозависимая память, данные в которой исчезают при отключении питания. Т.е. когда питание на микросхему (или модуль) памяти подается, она «помнит» данные, когда перестает подаваться – она их «забывает».
Под понятие «энергонезависимая» подпадает несколько видов памяти. Кстати сказать, память (и энергозависимая, и энергонезависимая) имеется не только в компьютере, но и во всех околокомпьютерных и периферийных устройствах:
- в принтерах — лазерных, струйных и матричных ,
- в мониторах,
- в модемах,
- графических картах и т.д.
Даже в компьютерных клавиатурах имеются оба вида памяти.
Оба они упакованы в бескорпусную микросхему («капельку»), покрытую компаундом.
Такая конструкция — все «в одном флаконе» — именуется контроллером (от английского «control» — управление) и очень широко применяется в электронике.
Что обозначают цифры в маркировке литиевого элемента?
В заключение отметим, что первые две цифры маркировки элемента (20) определяют его диаметр в миллиметрах.
Вторые две – его емкость (способность отдать определенное количество энергии).
Чем больше цифра, тем больше емкость и тем толще элемент. Типовое значение емкости элемента 2032 – 225 мА/ч (миллиампер-часов), элемента 2025 – 160 мА/ч.
Следует отметить, что это максимальные значения. Реальные цифры зависят от сопротивления нагрузки и окружающей температуры. Чем больше сопротивление нагрузки и выше температура (разумеется, до известных пределов), тем больше эквивалентная емкость. Т.е. тем дольше элемент будет питать энергией нагрузку. При пониженной окружающей температуре элемент «садится» быстрее.
Литиевые элементы – очень хорошие источники энергии.
У них высокие показатели удельной энергии, т.е. большое соотношение «энергия/вес» и очень небольшой саморазряд (менее одного процента в год). У свинцовых кислотных аккумуляторов, например, эти показатели гораздо хуже.
ЦП выполняет инструкции операционной системы, такие как системная инициализация, функции маршрутизации и коммутационные функции.
RAM хранит инструкции, и данные должны были быть выполнены ЦП. RAM используется, чтобы хранить следующие компоненты:
Операционная система: Cisco IOS (Межсетевая Операционная система) копируется в RAM во время начальной загрузки.
Рабочий Конфигурационный файл: Это - конфигурационный файл, который хранит команды конфигурации, которые в настоящий момент использует IOS маршрутизатора. За редким исключением все команды, сконфигурированные на маршрутизаторе, сохраняются в рабочем конфигурационном файле, известном как рабочая конфигурация.
Таблица маршрутизации IP: Этот файл хранит информацию о непосредственно соединенных и удаленных сетях. Она используется, чтобы определить лучший маршрут для передачи пакета.
Кэш ARP: Этот кэш содержит сопоставления адресов IPv4 с MAC-адресами, подобно кэшу ARP на PC. Кэш ARP используется на маршрутизаторах, у которых есть интерфейсы LAN, такие как интерфейсы Ethernet.
Пакетный Буфер: Пакеты временно сохраняются в буфере, когда прибывают на интерфейс, или прежде, чем они выйдут из интерфейса.
RAM является энергозависимой памятью и теряет свое содержимое, когда маршрутизатор выключается или перезапускается. Однако, маршрутизатор также содержит постоянные области хранения, такие как ROM, флэш-память и NVRAM.
ROM является формой постоянного хранения. Устройства Cisco используют ROM, чтобы хранить:
Инструкции начальной загрузки
Основное диагностическое программное обеспечение
Упрощенную версию IOS
ROM использует встроенное микропрограммное обеспечение, которое является программным обеспечением, встраиваемым в интегральную схему. Встроенное микропрограммное обеспечение включает программное обеспечение, которое обычно не должно изменяться или обновляться, например инструкции начальной загрузки. Многие из этих функций, включая программное обеспечение контроля ROM, будут обсуждаться в последующих постах -->. ROM не теряет свое содержимое, когда маршрутизатор выключается или перезапускается.
Флэш-память
Флэш-память является энергонезависимой памятью компьютера, которая может быть электрически сохранена и стерта. Flash используется в качестве постоянного хранения для операционной системы, Cisco IOS. В большинстве моделей маршрутизаторов Cisco IOS постоянно хранится во флэш-памяти и копируется в RAM во время процесса начальной загрузки, где она затем выполняется ЦП. Некоторые более старые модели маршрутизаторов Cisco, выполняют IOS непосредственно из флэш-памяти. Flash состоит из SIMM или карт PCMCIA, которые могут быть обновлены, чтобы увеличить объем флэш-памяти.
Флэш-память не теряет свое содержимое, когда маршрутизатор отключается или перезапускается.
NVRAM
NVRAM (Энергонезависимая RAM) не теряет свою информацию, когда питание отключается. Она отличается от наиболее распространенных форм RAM, таких как DRAM, которая требует непрерывного питания, чтобы хранить свою информацию. NVRAM используется Cisco IOS в качестве постоянного хранения для конфигурационного файла запуска (конфигурация запуска). Все изменения конфигурации сохраняются в файле рабочей конфигурации в RAM, и за редким исключением, сразу реализуются IOS. Чтобы сохранить эти изменения в случае, если маршрутизатор перезапускается или теряет питание, рабочая конфигурация должна быть скопирована в NVRAM, где она сохраняется как файл конфигурации запуска. NVRAM сохраняет свое содержимое, даже когда маршрутизатор перезагружается или выключается.
ROM, RAM, NVRAM, и флэш-память будут обсуждаться в следующих статьях, которые представляют IOS и процесс начальной загрузки. -->
Для специалиста по сетевым технологиям более важно понимать функцию основных внутренних компонентов маршрутизатора, чем точное расположение этих компонентов в конкретном маршрутизаторе. Внутренняя физическая архитектура будет отличаться от модели к модели.
1. ABC Company just purchased three new routers to start their company network. Which items are needed to establish a terminal session between a PC and the router for the initial configuration? (Choose three.)
Компания ABC только что купила три новых маршрутизатора, чтобы начать делать свою сеть. Какие элементы необходимы для установления терминальной сессии между компьютером и маршрутизатором для начала конфигурирования? (Выберите 3 ответа)
+ RJ-45 to DB-9 connector. Адаптер для преобразования RJ-45(коннектор витой пары) в DB-9(COM коннектор)
Для подключения маршрутизатора к компьютеру для базовой настройки требуется ролловер кабель, у которого с двух сторон порты rj-45. Один конец вставляется в порт маршрутизатора под названием Console, а второй конец необходимо подключить к COM-порту вашего компьютера. Для этого и требуется переходник (адаптер) с RJ-45 на DB-9 (COM-порт).
2. Which of the following descriptions are true regarding the management connections on a Cisco router? (Choose three.)
Какие из следующих описаний справедливы в отношении соединений для настройки на Cisco роутерах? (Выбрать три)
+ They are used for initial router configuration. Они используются для начальной конфигурации маршрутизатора.
Всё правильно, эти соединения не являются сетевыми, служат для первичной настройки и подключаются к COM-порту компьютера, который является последовательным асинхронным портом.
3. What contains the instructions that a router uses to control the flow of traffic through its interfaces?
Что содержит инструкции которые маршрутизатор использует для управления потоком трафика через свои интерфейсы?
Маршрутизатор маршрутизирует трафик с помощью заданных администратором конфигураций, которые хранятся в конфигурационных файлах.
+ provides connectivity over a large geographic area. Обеспечивает связь на большой географической области
WAN - (Wide Area Network) глобальная (большая) компьютерная сеть, которая охватывает крупные территории.
Internetworking - переводится как "межсетевое" и обозначает "межсетье" (если конечно так можно выразиться), удобнее воспринимать это как интернет. А интернет включает в себя коммутацию, маршрутизацию и адрессацию.
Всё это ищите у себя на материнской плате. Системная шина служит для соединения процессора и оперативной памяти.
7. Terminal emulation software, such as HyperTerminal, can be used to configure a router. Which of the following HyperTerminal options shown in the graphic are correctly set to allow configuration of a Cisco router? (Choose three.)
Программное обеспечение эмуляции терминала, например, Гипертерминал, могут быть использованы для настройки маршрутизатора. Какие из следующих опций Гипертерминала показанных на рисунке правильно установлены, для конфигурирования Cisco роутера.
Энергонезависимая память NVRAM (Non-Volatile Random Access Memory) – это оперативная память LPSRAM (Low Power SRAM – статическое ОЗУ с очень низким потреблением), сохраняющая данные независимо от наличия основного питания благодаря наличию встроенной литиевой батареи для резервного питания. Интегрированная схема контроля и переключения на резервный источник питания (супервизор и коммутатор литиевой батареи) гарантирует работоспособность памяти NVRAM и сохранение данных в течение десяти лет при полном отсутствии внешнего питания. Компания STMicroelectronics выпускает такой тип энергонезависимой памяти под торговой маркой ZEROPOWER NVRAM. Название говорит само за себя – NVRAM с нулевым потреблением мощности. Конечно, мощность потребления есть и обычно находится в пределах 1 мкА или чуть более для самых больших объемов памяти. Именно такие токи потребления в резервном режиме и обеспечивают сохранность записанной информации в течение десяти лет и более при полном отсутствии основного питающего напряжения. Важным преимуществом микросхем ZEROPOWER NVRAM является неограниченное количество циклов перезаписи (для EPROM, EEPROM и Flash этот параметр находится в пределах от одной тысячи до ста миллионов).
На рисунке 1 представлены два варианта конструкции памяти ZEROPOWER NVRAM. На примере серии M48Z35 (рис. 1а) показан корпус SNAPHAT со съемной литиевой батареей (корпус выполнен в виде законченного устройства с креплениями для фиксации). Недостаток такого варианта исполнения – довольно большая высота двух корпусов, соединенных вместе, поэтому для случаев, когда очень важно иметь малую высоту компонентов на печатной плате, разработана конструкция с внешней батареей, подключаемой непосредственно к выводам низкопрофильного корпуса, что позволяет резко уменьшить вертикальный размер энергонезависимой памяти. Пример использования низкопрофильного корпуса энергонезависимой памяти показан на рисунке 1б для серии M48Z32V.
Рис. 1. Варианты конструктивного исполнения энергонезависимой памяти ZEROPOWER NVRAM компании STMicroelectronics
Необходимо отметить, что литиевые батареи в корпусе SNAPHAT имеют свои наименования для разных емкостей (48 или 120 мА/ч) и заказываются отдельно. Наименования для заказа литиевых батарей в корпусе с фиксирующими элементами приведены на рисунке 2, где хорошо видны выводы литиевой батареи, служащие одновременно и направляющими для точной установки конструкции на корпусе. Фиксаторы с защелками обеспечивают надежное крепление и легкую замену батареи при необходимости. Диапазон рабочих температур литиевых батарей в корпусе SNAPHAT от -40 до 85°С.
Рис. 2. Наименования и внешний вид литиевых батарей в корпусе SNAPHAT
На рисунке 3 приведена структурная схема энергонезависимой памяти ZEROPOWER NVRAM компании STMicroelectronics. Память ZEROPOWER состоит из двух основных блоков: микромощного статического ОЗУ (LPSRAM или Low Power SRAM) и схемы контроля и переключения питания (супервизора). Схема защиты записи при сбоях по питанию исключает потерю и искажение информации при недостаточном напряжении питания микроконтроллера. Супервизор отслеживает напряжение питания статического ОЗУ и при предельно низком допустимом уровне переключает питание с основного источника на резервную литиевую батарею, так как при снижении основного напряжения питания Vcc ниже определенного порогового значения микроконтроллер может работать неустойчиво, что может привести к ошибкам записи или даже потери данных в ОЗУ. Для предотвращения такой нежелательной ситуации схема защиты записи блокирует доступ к ОЗУ и удерживает такое состояние до восстановления основного напряжения питания в допустимых пределах.
Рис. 3. Структура микросхем ZEROPOWER NVRAM фирмы STMicroelectronics
Сейчас компания STMicroelectronics выпускает микросхемы энергонезависимой памяти с объемом от 16 кбит до 16 Мбит. Основные параметры выпускаемых микросхем ZEROPOWER NVRAM сведены в таблицу 1.
Таблица 1. Параметры микросхем памяти ZEROPOWER фирмы STMicroelectronics
Наименование | Организация памяти | Uпит. мин., В | Uпит. макс., В | Диапазон рабочих температур,°С | Корпус (а) |
---|---|---|---|---|---|
M48Z2M1V | 16 Мбит (2 Мбит x 8) | 3,0 | 3,6 | 0…70 | PLDIP36 |
M48Z2M1Y | 4,5 | 5,5 | |||
M48Z512BV | 4 Мбит (512 кбит x 8) | 3,0 | 3,6 | 0…70 | PMDIP32 |
M48Z512AY | 4,5 | 5,5 | 0…70, -40…85 | PMDIP32 | |
M48Z512A | 4,75 | 5,5 | 0…70 | PMDIP32 | |
M48Z129V | 1 Мбит (128 кбит x 8) | 3,0 | 3,6 | 0…70 | PMDIP32 |
M48Z128Y | 4,5 | 5,5 | |||
M48Z128 | 4,75 | 5,5 | |||
M48Z35AV | 256 кбит (32 кбит x 8) | 3,0 | 3,6 | 0…70 | PCDIP28, SOH28 |
M48Z35Y | 4,5 | 5,5 | |||
M48Z35 | 4,75 | 5,5 | |||
M48Z18 | 64 кбит (8 кбит x 8) | 4,5 | 5,5 | 0…70 | PCDIP28 |
M48Z08 | 4,75 | 5,5 | 0…70 | ||
M48Z58Y | 4,5 | 5,5 | 0…70 | PCDIP28, SOH28 | |
M48Z58 | 4,75 | 5,5 | 0…70 | ||
M48Z12 | 16 кбит (2 кбит x 8) | 4,5 | 5,5 | 0…70 | PCDIP24 |
M48Z02 | 4,75 | 5,5 | 0…70 |
Большинство микросхем энергонезависимой памяти выпускается для коммерческого диапазона температур (0…70°С), но есть серия микросхем M48Z512AY с индустриальным (-40…85°С) и коммерческим диапазонами рабочих температур.
Микросхемы памяти ZEROPOWER NVRAM выпускаются в нескольких типах корпусов. Основным корпусом для поверхностного монтажа (SMD) является корпус SNAPHAT. Микросхема в корпусе SOH28 имеет стандартное расположение выводов статической памяти SRAM, а литиевая батарея крепится сверху с помощью фиксаторов для ее оперативной замены. Низкопрофильный корпус SNAPHAT позволяет установить батарею непосредственно перед началом эксплуатации прибора, что продлевает срок службы резервного источника питания.
Корпуса CAPHAT имеют встроенную несъемную батарею, так как в большинстве случаев хранение данных в течение гарантированного срока 10 лет вполне достаточно при отключенном основном питании.
Несмотря на широкое разнообразие различных типов технологий энергонезависимой памяти (Flash, EEPROM, FRAM и др.), каждый тип памяти, сохраняющий данные после отключения основного питания, имеет свои конкретные преимущества и недостатки, поэтому микросхемы с резервной батареей находят широкое применение в наши дни и, несомненно, память ZEROPOWER NVRAM будут популярны и в будущем. Главный вывод – выбирать конкретную технологию энергонезависимой памяти нужно обязательно по совокупности нескольких параметров.
В некоторых случаях требуется гораздо больший объем энергонезависимой памяти, чем содержится в одной микросхеме. Сейчас максимальный объем памяти ZEROPOWER NVRAM, выпускаемой STMicroelectronics, составляет 16 Мбит. Для создания энергонезависимой памяти объемом 64 Мбит STMicroelectronics предлагает использовать четыре микросхемы LPSRAM и специализированный контроллер (супервизор) M40Z300W (напряжение питания от 3,0 до 3,6 В) или M40Z300 (напряжение питания от 4,5 до 5,5 В) с собственным резервным питанием от встроенной литиевой батареи. Это проиллюстрировано на рисунке 4.
Рис. 4. Реализация 64 Мбит энергонезависимой памяти из четырех микросхем LPSRAM
с объемом 16 Мбит
Дополнительное преимущество контроллеров M40Z300 и M40Z300W – наличие наименований с диапазоном рабочих температур от -40°С. Более подробная схема включения M40Z300/M40Z300W и четырех микросхем LPSRAM приведена на рисунке 5.
Рис. 5. Схема организации энергонезависимой памяти 64 Мбит из четырех микросхем LPSRAM 16 Мбит
На основе базовой технологии ZEROPOWER NVRAM изготавливаются также микросхемы TIMEKEEPER NVRAM. Для этого к энергонезависимой памяти добавляются схемы часов реального времени (Real Time Clock или RTC) и календаря, включая часовой кварцевый резонатор на частоту 32.768 кГц, что существенно расширяет области применения микросхем энергонезависимой памяти, предоставляя разработчику готовые функционально завершенные узлы. Микросхемы TIMEKEEPER NVRAM производят отсчет времени и сохраняют данные в регистрах даже при длительном отключении основного источника питания. Цифровой код с выходов счетчиков записывается в область распределенной памяти NVRAM и считывается как обыкновенные адреса ячеек памяти SRAM. Цифровые данные формируются для считывания в параллельном или последовательном кодах. Задающий генератор часов реального времени потребляет не более 40 нА, что обеспечивает долговременную работу встроенной литиевой батареи. Микросхемы TIMEKEEPER NVRAM оптимизированы для напряжений питания 3,3 или 5,0 В.
Широкий выбор микросхем компании STMicroelectronics на основе энергонезависимой памяти ZEROPOWER NVRAM и функционально законченных устройств на их основе позволяет разработчику сделать оптимальный выбор, упростить схему, снизить себестоимость прибора и сократить время от постановки задачи до реализации готового изделия.
Проблема времени в компьютере
В первых компьютерах не было микросхемы RTS (Real Time Clock, часы реального времени).
Это было неудобно, и потом ее начали устанавливать.
Проблема, которая возникла с RTC в самом начале, заключалась в том, что компьютер работает не 24 часа в сутки. Он включается пользователем в начале рабочего дня и выключается в его конце. Пока компьютер был включен, он «помнил» время, как только его выключали, он время «забывал».
Каждый раз устанавливать время заново было бы очень неудобно. Неудобно было бы и каждый раз возобновлять и другие системные настройки (тип винчестера, источник загрузки и другие). Поэтому придумали встроить в общий корпус микросхему RTC, которая помнила не только время, но и все настройки BIOS Setup, и источник питания – батарею гальванических элементов.
Ячейки памяти RTC представляли собой, по сути, оперативную память (RAM). Такую память также отнесли к энергонезависимой, так как она не зависела от источника внешнего напряжения. Она была энергонезависимой до тех пор, пока встроенная батарея не «садилась». Такая память была сделана на основе КМОП структур, поэтому потребляла в статическом режиме (режиме хранения) очень небольшой ток, порядка единиц микроампер.
Поэтому встроенной батареи хватало на несколько лет. После чего весь модуль подлежал замене. Существовали конструкции материнских плат с разъемом под такой модуль. И можно было легко выполнить его замену. Но затем технический прогресс продолжил свой неумолимый бег. Число микросхем на материнской плате уменьшалось, а степень их интеграции увеличивалась.
В конце концов пришли к чипсету (набору микросхем), состоящему из 1-2 корпусов, который включал в себя почти все подсистемы материнской платы.
Встраивать в тот же корпус (куда напихано уже много всего) еще и источник напряжения посчитали нецелесообразным.
Такой корпус имеет много выводов. Установка его в разъем усложнила бы конструкцию, увеличила бы ее стоимость и снизила бы надежность.
Поэтому источник питания (3 V литиевый элемент) стали устанавливать отдельно. Это упростило и удешевило плату, так как теперь надо менять только элемент, а не все сразу. Следует отметить, что вначале в качестве источника резервного питания использовались никель-кадмиевые аккумуляторы.
После длительной эксплуатации они могли потечь. И вытекший электролит мог повредить проводники материнской платы. Современные литиевые элементы не текут даже при очень глубоком разряде.
Технология изменилась, но название структуры, хранящей настройки BIOS Setup, осталось прежним – NVRAM. Но теперь, в строгом смысле, она не является энергонезависимой. Ведь ее «энергонезависимость» обеспечивается внешним источником напряжения.
Напомним, что первым признаком того, что элемент 2032 исчерпал свой ресурс, является сброс времени и даты при включении компьютера. Напряжение свежего элемента составляет величину около 3,3 В. По мере истощения его ЭДС падает. И, как только оно снизится (ориентировочно) менее 2,8 В, структура, хранящая настройки, «забудет» их. Заряду литиевые элементы не подлежат.
Виды энергонезависимой памяти
Один из видов энергонезависимой памяти именуется ROM (Read Only Memory, память только для чтения). В русскоязычной литературе такая память называется ПЗУ (постоянное запоминающее устройство). Данные в микросхему, которая именуется еще англоязычным термином «chip» (чип, кристалл), записываются при изготовлении. Изменить их потом нельзя.
Еще одна разновидность энергонезависимой памяти – PROM (Programmable ROM). Эквивалентный русскоязычный термин – ППЗУ (Программируемое ПЗУ). В такой микросхеме в исходном состоянии во всех ячейках памяти записана одинаковая информация (нули или единицы). С помощью специальной процедуры программирования в ячейки записывается нужная информация.
Происходило это путем пережигания плавких перемычек.
После записи изменить данные в ячейках было нельзя.
Возможность программирования предоставляет гибкость в производстве и использовании. Чтобы записать модифицированную информацию в микросхему, не надо перестраивать технологический процесс производства. Пользователь (точнее, производитель электронной техники) сам записывает нужную ему информацию.
Но однократно программируемая память тоже не всегда хороша. Модифицировать «прошитую» в микросхему информацию нельзя, нужно менять микросхему. Это не всегда удобно и возможно. Поэтому появились многократно программируемые микросхемы. В первых изделиях информация стиралась ультрафиолетовым излучением, для чего использовалась специальная лампа.
В таких микросхемах имелось окошечко, закрытое кварцевым стеклом, которое пропускало УФ излучение. Но все равно это было неудобно, и после научились стирать, и записывать информацию электрическим сигналом. Такую память стали называть EEPROM (Electric Erasable PROM, ЭСППЗУ, электрически стираемое программируемое ПЗУ).
Затем появилась ее разновидность — Flash (флеш) память, которая получила в последние годы очень широкое распространение.
Это и микросхема BIOS в компьютере.
Это и всем известные ныне «флэшки» (портативные накопители данных), твердотельные накопители SSD (Solid State Drive), альтернатива электромеханическим винчестерам, карты памяти, применяемые в фотоаппаратах и т.п.
Отметим, что перезаписать информацию в таких накопителях можно ограниченное (хотя и большое) количество раз.
Читайте также: