Главная

Статьи

пам'ять

Сучасні комп'ютери мають багато різноманітних запам'ятовуючих пристроїв, які сильно відрізняються між собою за призначенням, тимчасовим характеристикам, обсягом інформації, що зберігається і вартості зберігання однакового обсягу інформації. Розрізняють два основних види пам'яті - внутрішню і зовнішню.

Зовнішня (довготривала) пам'ять - це місце тривалого зберігання даних (програм, результатів розрахунків, текстів і т.д.), що не використовуються в даний момент в оперативній пам'яті комп'ютера. Зовнішня пам'ять, на відміну від оперативної, є незалежною. Носії зовнішньої пам'яті, крім того, забезпечують транспортування даних в тих випадках, коли комп'ютери не об'єднані в мережі (локальні або глобальні).
Цілісність її вмісту не залежить від того, включений або вимкнений комп'ютер. На відміну від оперативної пам'яті, зовнішня пам'ять не має прямого зв'язку з процесором. Інформація від ВЗУ до процесору і навпаки циркулює приблизно за такою ланцюжку: Зовнішня (довготривала) пам'ять - це місце тривалого зберігання даних (програм, результатів розрахунків, текстів і т

До складу зовнішньої пам'яті комп'ютера входять:

  • накопичувачі на жорстких магнітних дисках;

накопичувачі на жорстких магнітних дисках;

Мал. Жорсткий диск

Жорсткий диск (Hard Disk) призначений для постійного зберігання інформації, використовуваної при роботі з комп'ютером: програм операційної системи, часто використовуваних пакетів програм, різних даних.
Жорсткий диск - це магнітний диск, який встановлюється в системному блоці комп'ютера. Зовні цей диск являє собою герметичну металеву коробку, всередині якої розташований сам диск, магнітні головки читання-запису, механізми обертання диска і переміщення головок. Хоча кажуть "диск", насправді жорсткий диск складається з кількох дисків, нанизаних на загальну вісь. Запис інформації виробляється на обидві сторони кожного диска. Відповідно, є необхідна кількість магнітних головок. Наявність жорсткого диска значно підвищує зручність роботи з комп'ютером. В даний час комп'ютери без жорсткого диска не використовуються. Правда, якщо комп'ютер включений в локальну комп'ютерну мережу, то він може працювати без власного жорсткого диска, але тоді він використовує жорсткий диск центрального комп'ютера. Для користувача жорсткі диски відрізняються один від одного перш за все своєю ємністю. Сучасні жорсткі диски мають ємність від одного до десятків гігабайт (Гб).

  • накопичувачі на гнучких магнітних дисках;

Гнучкі магнітні диски (дискети) бувають двох типів: (3,5 "- 8 мм) і (5,25" - 133 мм). Тип визначається діаметром диска, що знаходиться всередині пластикової коробки. Сама пластикова коробка виконує функцію захисту від зовнішніх впливів.

Мал. Гнучкі магнітні диски

Обсяг дискети залежить 1. від щільності запису на доріжці, яка буває:

  • одинарної (SD - Single Density),
  • подвійний (DD - Double Density),
  • чотирикратної (QD - Quadruple Density),
  • високою (HD - High Density);

2. від кількості робочих сторін на дискеті:

  • одностороння (Single Sided - SS),
  • двостороння (Double Sided - DS).
Вони можуть бути пошкоджені, якщо:
  • доторкатися до записуючої поверхні;
  • писати на етикетці дискети олівцем або кульковою ручкою;
  • згинати дискету;
  • перегрівати дискету (на сонці або біля батареї опалення);
  • піддавати дискету впливу магнітних поля.

  • накопичувачі на магніто-оптичних компакт-дисках;

CD-ROM - це оптичний носій інформації, призначений тільки для читання, на якому може зберігатися до 650 Мб даних. Доступ до даних на CD-ROM здійснюється швидше, ніж до даних на дискетах, але повільніше, ніж на жорстких дисках.
Компакт-диск діаметром 120 мм (близько 4,75 '') виготовлений з полімеру і покритий металевою плівкою. Інформація зчитується саме з цієї металевої плівки, яка покривається полімером, що захищає дані від пошкодження. CD-ROM є одностороннім носієм інформації.

Мал. магнітний диск


Накопичувачі CD-R (CD-Recordable) дозволяють записувати власні компакт-диски. Більш популярними є накопичувачі CD-RW, які дозволяють записувати і перезаписувати диски CD-RW, записувати диски CD-R, читати диски CD-ROM, тобто є в певному сенсі універсальними.
Абревіатура DVD розшифровується як Digital Versatile Disk, тобто універсальний цифровий диск. Маючи ті ж габарити, що звичайний компакт-диск, і досить схожий принцип роботи, він вміщує надзвичайно багато інформації - від 4,7 до 17 Гбайт. Можливо, саме через великої місткості він і називається універсальним. Правда, на сьогодні реально застосовується DVD-диск лише в двох областях: для зберігання відеофільмів (DVD-Video або просто DVD) і надвеликих баз даних (DVD-ROM, DVD-R).
Розкид ємностей виникає так: на відміну від CD-ROM, диски DVD записуються по обидва боки. Більш того, з кожного боку можуть бути нанесені один або два шари інформації. Таким чином, односторонні одношарові диски мають об'єм 4,7 Гбайт (їх часто називають DVD-5, тобто диски ємністю близько 5 Гбайт), двосторонні одношарові - 9,4 Гбайт (DVD-10), односторонні двошарові - 8,5 Гбайт (DVD-9), а двосторонні двошарові - 17 Гбайт (DVD-18). Залежно від обсягу вимагають зберігання даних і вибирається тип DVD-диска. Якщо мова йде про фільми, то на двосторонніх дисках часто зберігають дві версії однієї картини - одна широкоекранна, друга в класичному телевізійному форматі

  • накопичувачі на магнітній стрічці (стримери) і ін.
Стриммер

(stream - довга стрічка) - пристрій для запису інформації на магнітну стрічку. Стриммер використовується для архівування інформації з жорсткого диска.
Стриммер - це магнітофон, який записує інформацію з дуже великою швидкістю - від одиниць до десятків Мб в секунду. Наприклад, стриммери вироблені компанією IBM в 2003 році мають швидкість 30 Мб / сек. Носіями інформації для стриммеров є касети і стрічкові картриджі. Касети мають обсяг до 60 Гб, картриджі до 160 Гб. Ці обсяги дозволяють зберегти на касету чи картридж інформацію з усього жорсткого диска. Як і багато інших пристроїв стриммери бувають внутрішніми і зовнішніми. Внутрішні стриммери вставляється в ті ж пази системного блоку, що і CD-ROM, зовнішні виконані в окремому корпусі і з'єднуються з комп'ютером через зовнішній порт.

Внутрішня пам'ять

До складу внутрішньої пам'яті входять оперативна пам'ять, кеш-пам'ять і спеціальна пам'ять.

1. Оперативна пам'ять

Оперативна пам'ять (ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory - пам'ять з довільним доступом) - це швидке пристрій не дуже великого обсягу, безпосередньо пов'язане з процесором і призначене для запису, зчитування і зберігання виконуваних програм і даних, які обробляються цими програмами. Оперативна пам'ять використовується тільки для тимчасового зберігання даних і програм, так як, коли машина вимикається, все, що знаходилося в ОЗУ, пропадає. Доступ до елементів оперативної пам'яті прямий - це означає, що кожен байт пам'яті має свій індивідуальний адресу. Зазвичай ОЗУ виповнюється з інтегральних мікросхем пам'яті SDRAM (синхронна динамічна ОЗУ). Кожен інформаційний біт в SDRAM запам'ятовується у вигляді електричного заряду крихітного конденсатора, утвореного в структурі напівпровідникового кристала. Через струмів витоку такі конденсатори швидко розряджаються, і їх періодично (приблизно кожні 2 мілісекунди) підживлюють спеціальні пристрої. Цей процес називається регенерацією пам'яті (Refresh Memory). Мікросхеми SDRAM мають ємність 16 - 256 Мбіт і більше. Вони встановлюються в корпуси і збираються в модулі пам'яті. . Більшість сучасних комп'ютерів комплектуються модулями типу DIMM (Dual-In-line Memory Module - модуль пам'яті з дворядним розташуванням мікросхем). У комп'ютерних системах на найсучасніших процесорах використовуються високошвидкісні модулі Rambus DRAM (RIMM) і DDR DRAM.

Мал
Мал. Мікросхеми пам'яті RIMM (зверху) і DIMM (знизу)

Модулі пам'яті характеризуються такими параметрами, як обсяг - (16, 32, 64, 128, 256 або 512 Мбайт), число мікросхем, паспортна частота (100 або 133 МГц), час доступу до даних (6 або 7 наносекунд) і число контактів ( 72, 168 або 184). У 2001 р починається випуск модулів пам'яті на 1 Гбайт і дослідних зразків модулів на 2 Гб.

2. Кеш-пам'ять

Кеш (англ. Cache), або сверхоперативная пам'ять - дуже швидке ЗУ невеликого обсягу, що використовується при обміні даними між мікропроцесором і оперативною пам'яттю для компенсації різниці в швидкості обробки інформації процесором і трохи менш швидкодіючої оперативної пам'яттю. Кеш-пам'яттю управляє спеціальний пристрій - контролер, який, аналізуючи виконувану програму, намагається передбачити, які дані і команди найімовірніше знадобляться найближчим часом процесору, і підкачує їх у кеш-пам'ять. При цьому можливі як "попадання", так і "промахи". У разі потрапляння, тобто, якщо в кеш підкачати потрібні дані, вилучення їх з пам'яті відбувається без затримки. Якщо ж необхідна інформація в кеші відсутній, то процесор зчитує її безпосередньо з оперативної пам'яті. Співвідношення числа влучень і промахів визначає ефективність кешування. Кеш-пам'ять реалізується на мікросхемах статичної пам'яті SRAM (Static RAM), більш швидкодіючих, дорогих і малоёмкіх, ніж DRAM (SDRAM). Сучасні мікропроцесори мають вбудовану кеш-пам'ять, так званий кеш першого рівня розміром 8, 16 або 32 Кбайт. Крім того, на системній платі комп'ютера може бути встановлений кеш другого рівня ємністю 256, 512 Кбайт і вище.

3. Спеціальна пам'ять

До пристроїв спеціальної пам'яті відносяться постійна пам'ять (ROM), перепрограмувальна постійна пам'ять (Flash Memory), пам'ять CMOS RAM, що живиться від батарейки, відеопам'ять і деякі інші види пам'яті. Постійна пам'ять (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory - пам'ять тільки для читання) - незалежна пам'ять, використовується для зберігання даних, які ніколи не вимагатимуть зміни. Зміст пам'яті спеціальним чином "зашивається" у пристрої при його виготовленні для постійного зберігання. З ПЗУ можна тільки читати. Перепрограмувальна постійна пам'ять (Flash Memory) - незалежна пам'ять, яка припускає багаторазову перезапис свого вмісту з дискети. Перш за все в постійну пам'ять записують програму керування роботою самого процесора. У ПЗУ знаходяться програми управління дисплеєм, клавіатурою, принтером, зовнішньою пам'яттю, програми запуску і зупинки комп'ютера, тестування пристроїв. Найважливіша мікросхема постійної або Flash-пам'яті - модуль BIOS. Роль BIOS двояка: з одного боку це невід'ємний елемент апаратури, а з іншого строни - важливий модуль будь-якій операційній системи. BIOS (Basic Input / Output System - базова система введення-виведення) - сукупність програм, призначених для автоматичного тестування пристроїв після включення живлення комп'ютера і завантаження операційної системи в оперативну пам'ять. Різновид постійного ЗУ - CMOS RAM. CMOS RAM - це пам'ять з невисокою швидкодією і мінімальним енергоспоживанням від батарейки. Використовується для зберігання інформації про конфігурацію і склад устаткування комп'ютера, а також про режими його роботи.

Мал
Мал. Інтегральні схеми BIOS і CMOS

Вміст CMOS змінюється спеціальною програмою Setup, що знаходиться в BIOS (англ. Setup - встановлювати, читається "сетап"). Для зберігання графічної інформації використовується відеопам'ять. Відеопам'ять (VRAM) - різновид оперативного ЗУ, в якому зберігаються закодовані зображення. Це ЗУ організовано так, що його різноманітні опції відображаються відразу двом пристроям - процесору і дисплею. Тому зображення на екрані змінюється одночасно з оновленням відеоданих в пам'яті.

наверх