2.2 Пам'ять ЕОМ

1. пристрої, що запам'ятовують
2. Оперативна пам'ять
3. Існують так само наступні види пам'яті:
4. зовнішня пам'ять
5. Накопичувачі високої щільності
6. Накопичувачі на оптичних дисках
7. USB Flash Drive
8. Логічна структура дисків

пристрої, що запам'ятовують

Оперативна пам'ять (ЗУ), або пам'ять для зберігання програм і даних. У сучасних комп'ютерах ЗУ включає:

• оперативний пристрій (ОЗУ), що зберігає ту інформацію, з якої ПК працює безпосередньо в даний час;
• зовнішній пристрій (ВЗУ) набагато більшої місткості, але з істотно більш повільним доступом і значно меншою вартістю в перерахунку на 1 байт інформації;
• реєстрова Кеш-пам'ять - високошвидкісна пам'ять порівняно великої місткості, що є буфером між основною пам'яттю і процесором і дозволяє збільшити швидкість виконання операцій. Регістри КЕШ недоступні для користувача (Cache - тайник).

Пам'ять комп'ютера складається з певної кількості пронумерованих осередків, у кожній з яких можуть перебувати або оброблятися дані, або інструкції програм.

Оперативна пам'ять

Оперативна пам'ять - запам'ятовуючий пристрій (ОЗУ) складається з осередків, у кожній з яких зберігається один байт даних. Кожна осередок має свою адресу (номер). Кількість байтів, що зберігаються в оперативній пам'яті, залежить від її обсягу. Обсяг вимірюють кілобайтами (Кбайт), мегабайтами (Мбайт), гігабайтами (Гбайт).

ОЗУ служить для зберігання команд і даних, необхідних процесору для виконання ним операцій, тобто це пам'ять з довільним доступом (RAM пам'ять), дозволяє звернутися до будь-якої комірки пам'яті. Оперативна пам'ять призначена для зберігання і оперативного обміну інформацією з іншими блоками машини, безпосередньо беруть участь в інформаційно-обчислювальному процесі в поточний момент часу, але має недолік - втрачає інформацію при відключенні живлення комп'ютера (ОЗУ - енергозалежна пам'ять: при відключенні напруги живлення інформація, що зберігається в ній, втрачається).

Головним достоїнством ОЗУ є висока швидкодія і можливість звернутися окремо до кожної комірки пам'яті.

Конструктивно елементи оперативної пам'яті виконані у вигляді окремих мікросхем типу DIP (Dial In-line Package - дворядне розташування висновків) або SIP (Single In-line Package - однорядне) або частіше SIMM (Single In-line Memory Module - модуль пам'яті з однорозрядним розташуванням висновків ).

Існують так само наступні види пам'яті:

Постійна пам'ять (постійний запам'ятовуючий пристрій - ПЗУ або ROM-пам'ять) призначена тільки для читання, незалежна. Зміст пам'яті «зашивається» в пристрої при виготовленні і ніколи не змінюється.

До спеціальної пам'яті відносять постійну пам'ять, перепрограммируемую постійну пам'ять, пам'ять з незалежним живленням, відеопам'ять і деякі інші види пам'яті.

Перепрограмувальна постійна пам'ять (Flash Memory) - незалежна пам'ять, яка припускає багаторазову перезапис. Містить модуль BIOS - сукупність програм для автоматичного тестування пристроїв після включення живлення комп'ютера і завантаження ОС в оперативну пам'ять.

Пам'ять з незалежним живленням від батарейки (CMOS RAM) служить для зберігання часу, дати, поточних параметрів оперативної пам'яті, мікропроцесора. Це різновид постійної пам'яті.

Відеопам'ять - різновид ОЗУ, в якому зберігається закодоване зображення. Доступна процесору і дисплею, тому зображення на екрані змінюється одночасно з оновленням відеоданих в пам'яті.

зовнішня пам'ять

Зовнішня пам'ять розташовується на носіях - матеріальних об'єктах, здатних зберігати інформацію. На перших ЕОМ застосовувалися паперові носії. А зараз в основному магнітні, дискові і оптичні. Диски відносяться до машинних носіїв інформації з прямим доступом, це означає, що ПК може «звернутися» до доріжці, на якій знаходиться інформація незалежно від того, де знаходиться голівки, що зчитує.

Типи дисків:

• НГМД, інакше флоппі-диски, або дискети, 1,2 (5,25 "); 1,44 Мб (3,5 "), які отримали велике поширення;
• НЖМД, інакше жорсткий диск або «вінчестер», 250 і більше Мб;
• НЖМД на змінних дисках, які використовують ефект Бернуллі , 20-230 Мб;
• Накопичувачі на оптичних дисках, 250-1500 Мб;
• Накопичувачі на магнітооптичних дисках (НМОД), 128-1300 Мб;
• Накопичувачі високої щільності, 120-240 Мб;
• DVD-накопичувачі та ін;
• Флеш-накопичувачі - високошвидкісні напівпровідникові ЗУ, 128-4000мб.

Накопичувачі високої щільності

У цих дисках для більш точного позиціонування магнітної головки використовується лазерний промінь. За зовнішнім виглядом це 3,5 дюймові дискети з більш жорсткою конструкцією.

• Накопичувачі на флоптіческіх дисках - виконують звичайну магнітну запис, але зі значно більшою щільністю розміщення доріжок на поверхні диска (ємність до 20,8 Мб);
• Накопичувачі надвисокої щільності запису (VHD - Very High Density) використовують крім лазерного позиціонування ще і спеціальні дисководи, що забезпечують іншу технологію запису / зчитування: «перпендикулярного» способу запису замість звичайного «поздовжнього». Випускають диски ємністю 120-240 Мб і більше.

Накопичувачі на оптичних дисках

• Неперезапісиваемие лазерно-оптичні диски CD-ROM. Запис інформації виробляється лазерним променем великої потужності, який залишає на активному шарі CD слід - доріжку з мікроскопічними западинами.
• Перезаписувані лазерно-оптичні з одноразовою (CD-R) і багаторазового (CD-RW) записом. На цих дисках лазерний промінь безпосередньо в дисководі комп'ютера при записі пропалює мікроскопічні поглиблення на поверхні диска під захисним шаром.

магнітооптичні накопичувачі

Такі накопичувачі запам'ятовують дані, представлені у вигляді коливань магнітного поля на відповідний носій за допомогою додаткового магнітного поля (поля зсуву) і променя лазера. Поверхня носія покривається магнітним матеріалом, який при звичайній температурі через високу коерцитивної сили (величина напруженості магнітного поля, яка необхідна, щоб знищити залишкову намагніченість) не може бути перемагнічен доданим до нього полем зміщення. При нагріванні, досягнувши температури Кюрі (точка Кюрі 145 ° - існування температури, вище якої зникають феромагнітні властивості) коерцитивної сила слабшає і відповідну ділянку перемагнічується належним чином. Зчитування даних здійснюється променем лазера, але меншої потужності. Використовується ефект Керра (явище подвійного променезаломлення в ізотропному (однакові властивості в усіх напрямках) речовині, вміщеному в електричне поле), що полягає в зміні площини поляризації відбитого променя в залежності від напрямку магнітного поля. У магнитооптического диска використовуються обидві сторони, ємність носія від сотень Мбайт до декількох Гбайт з геометричними розмірами 3,5 "або 5,25".

USB Flash Drive

USB Flash Drive - це переносний накопичувач на незалежній Flash-пам'яті, оснащеним інтерфейсом USB.

Для переносу заряду, що є власне фізичним «носієм інформації» в Flash-накопичувачі, застосовуються два механізми: інжекція «гарячих» електронів (процес переносу заряду через енергетичний бар'єр, утворений тонким діелектриком, за рахунок збільшення кінетичної енергії електронів в каналі між витоком і стоком осередки ), і туннелирование Фаулера-Нордхейма (перехід електронів в плаваючий затвор при зміщенні потенційного бар'єру електричним полем. Поле виникає при додатку різниці потенціалів між керуючим зат злодієм (-) і витоком (+)).

Логічна структура дисків

Інформація на магнітний диск (МД) записується і зчитується магнітними головками уздовж концентричних кіл - доріжок (треків). Кожна доріжка розбита на сектори. Обмін даними здійснюється послідовно цілим числом секторів (кластерів). Кластер - це мінімальна одиниця розміщення інформації на диску, що має свою адресу.

Дані на дисках зберігаються в файлах, які ототожнюють з ділянкою пам'яті на цих носіях. Поле створюваному файлу виділяється кратним певній кількості кластерів. Кластери можуть перебувати в будь-якому вільному місці дискової пам'яті. Файл з розкиданими по диску кластерами називають фрагментованим.

Для пакетів магнітних дисків (встановлених на одній осі) і для двосторонніх вводиться поняття «циліндр» - сукупність доріжок МД, що знаходяться на однаковій відстані від його центру.