ROM (Read-Only Memory)

Was ist ROM (Read-Only Memory)?

Das Read-Only Memory (ROM) ist ein Computerspeicher, der nichtflüchtige, permanente Daten enthält, die normalerweise nur gelesen, aber nicht beschrieben werden können. ROM enthält die Programmierung, die es einem Computer ermöglicht, bei jedem Einschalten neu zu starten oder zu regenerieren. ROM führt auch große Ein-/Ausgabeaufgaben (I/Os) aus und schützt Programme oder Softwareanweisungen. Einmal auf einen ROM-Chip geschriebene Daten können nicht mehr entfernt werden.

Fast jeder Computer enthält einen kleinen Teil an ROM, der die Start-Firmware enthält. Diese Boot-Firmware wird als Basic Input/Output System (BIOS) bezeichnet. Diese Software besteht aus Code, der die Startvorgänge des Computers steuert – wie das Laden des Betriebssystems in den Arbeitsspeicher (RAM) oder die Durchführung von Hardwarediagnosen. ROM wird daher am häufigsten für Firmware-Aktualisierungen verwendet.

ROM wird jedoch auch in Videospielkonsolen verwendet, damit ein System verschiedene Spiele ausführen kann. Außerdem wird ROM in optischen Speichermedien verwendet, einschließlich verschiedener Arten von Compact Discs(CD) – wie CD-ROM und CD-RW. ROM wird auch häufig in Taschenrechnern und Peripheriegeräten wie Laserdruckern verwendet, deren Schriftarten in der Regel im ROM gespeichert sind.

Typen von ROM

ROM wird manchmal auch als maskROM (MROM) bezeichnet. MROM ist eine Form des Read-Only-Speichers, der statisch ist und vom Hersteller in einen integrierten Schaltkreis programmiert wird. Solid-State-ROM, die älteste Art von ROM, ist ein Beispiel für maskROM. Da das ursprüngliche ROM wirklich schreibgeschützt war, musste es entfernt und physisch ersetzt werden, um seinen Inhalt zu ändern.

Es sind jedoch neue ROM-Typen erschienen, die immer noch nicht flüchtig sind, aber neu programmiert werden können; diese Typen werden als programmierbares Read-Only Memory (PROM) bezeichnet. PROM kann zur Aktualisierung von Firmware, wie zum Beispiel BIOS, durch die Verwendung von Installationssoftware verwendet werden.

Zu den PROM-Typen gehören:

• Ultraviolet-erasable ROM (UV-ROM): ROM, dessen Inhalt mit ultraviolettem Licht gelöscht und anschließend neu programmiert werden kann.
• Erasable Programmable ROM (EPROM): Ein ROM-Typ, der mit Hilfe von Hochspannungen programmiert wird und etwa 20 Minuten lang ultraviolettem Licht ausgesetzt wird.
• Electrically-Erasable Programmable ROM (EEPROM): EEPROM wird häufig in älteren Computerchips und zur Steuerung des BIOS verwendet und kann mehrmals gelöscht und neu programmiert werden, wobei jeweils nur ein Speicherplatz gelöscht und beschrieben werden kann. Flash-Speicher ist eine aktualisierte Version von EEPROM, mit der zahlreiche Memory-Plätze gleichzeitig geändert werden können.

Wie ist die Funktionsweise von ROM?

Das ROM wird von einer kleinen, langlebigen Batterie im Computer gespeist. Es enthält zwei grundlegende Komponenten: den Decoder und die OR-Logikgatter. Im ROM empfängt der Decoder Eingaben in binärer Form; die Ausgabe ist das dezimale Äquivalent. Die OR-Gatter im ROM verwenden die dezimale Ausgabe des Decoders als Eingang.

ROM funktioniert wie ein Festplatten-Array. Es enthält ein Gitter aus Zeilen und Spalten, die zum Ein- und Ausschalten des Systems verwendet werden. Jedes Element des Arrays entspricht einem bestimmten Memory-Element auf dem ROM-Chip. Die Verbindung der entsprechenden Elemente erfolgt über eine Diode.

Wenn eine Anforderung eingeht, wird der Adresseneingang verwendet, um den spezifischen Speicherplatz zu finden. Der Wert, der aus dem ROM-Chip gelesen wird, sollte mit dem Inhalt des gewählten Array-Elements übereinstimmen.

ROM und RAM im Vergleich

Anders als beim RAM eines Computers gehen die Daten im ROM nicht verloren, wenn der Computer ausgeschaltet wird. Während der ROM-Chip in der Regel für die Startvorgänge des Computers verwendet wird, wird der RAM-Chip häufig für die wiederkehrenden Aufgaben des Computers verwendet, sobald das Betriebssystem konfiguriert wurde.

Ein weiterer Unterschied zwischen ROM und RAM ist die Größe des Speicherplatzes, den sie enthalten. ROM-Chips können nur einige Megabyte (MB) an Daten speichern, in der Regel zwischen 4 und 8 MB pro ROM-Chip. RAM-Chips können mehrere Gigabyte (GB) speichern; dieser Speicherplatz liegt oft zwischen 1 und 265 GB pro RAM-Chip. 1 GB wird als Äquivalent zu 1000 MB angesehen. Daher weist der RAM eine größere Speicherkapazität auf.

Es ist fast unmöglich, einen Computer nur mit ROM zu betreiben. RAM ist notwendig, um nützliche und veränderbare Programme auszuführen. Aus diesem Grund müssen Computer beide Formen an Memory enthalten.

Vorteile von ROM

ROM liefert die notwendigen Anweisungen für die Kommunikation zwischen verschiedenen Hardwarekomponenten. Wie bereits erwähnt, ist er für die Speicherung und den Betrieb des BIOS unverzichtbar, kann aber auch für die grundlegende Datenverwaltung, die Speicherung von Software für die grundlegenden Prozesse der Dienstprogramme und zum Lesen und Beschreiben von Peripheriegeräten verwendet werden.

Weitere Vorteile von ROM sind:

• Seine statische Natur bedeutet, dass er nicht aktualisiert werden muss.
• Er ist leicht zu testen.
• ROM ist zuverlässiger als RAM, da es nicht flüchtig ist und nicht verändert oder versehentlich geändert werden kann.
• Der Inhalt des ROMs ist immer bekannt und kann überprüft werden.
• Günstiger als RAM.