Внутренняя память. Виды памяти
Память компьютера двух видов: внутренняя и внешняя. Внутренняя память компьютера реализована в виде постоянной, полупостоянной (верхней) и оперативной памяти.
Оперативная память
Физически оперативная память (ОЗУ) изготавливается в виде БИС различных типов (SIMM, DIMM), имеющих различную информационную емкость (1, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 Мбайта и т.д.).
Основной характеристикой ОЗУ является время доступа к информации. В современных компьютерах время доступа обычно меньше 70 нс (70*10-9 с).
Кроме ОЗУ в ПК используются и другие виды памяти:
Постоянная
Постоянная – BIOS – в ней хранятся программы для проверки оборудования компьютера, инициирования загрузки ОС и выполнения базовых функций по обслуживанию устройств компьютера.
Верхняя
Верхняя – CMOS – (полупостоянная), для хранения параметров конфигурации компьютера. Ее содержимое при выключении питания не стирается, поскольку для ее питания используется специальный аккумулятор. Верхняя память является частью оперативной памяти, но когда говорят об объеме памяти, то имеют в виду собственно оперативную память
Кэш-память
Кэш – память, специальная память, применяемая для ускорения работы компьютера, которая располагается, как бы, «между» МП и оперативной памятью.
Видеопамять.
Видеопамять. То есть память, используемая для хранения изображения, выводимого на экран монитора.
Внешняя (долговременная) память
При выключении питания компьютера или при перезагрузке операционной системы, содержимое оперативной памяти теряется. Для долговременного хранения информации (программ и данных) используется внешняя память.
Устройство, которое обеспечивает запись/чтение информации, называется накопителем или дисководом, а хранится информация на носителях.
Наиболее распространенными являются накопители следующих типов:
· Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) (дисководы);
· Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) или «Винчестеры»;
· Дисководы CD-R, -RW;
· Дисководы DVD-R, -RW.
Все накопители подключаются к магистрали с помощью контроллеров, которые обычно встроены непосредственно в системную плату.
В основу записи, хранения и считывания информации положены два физических принципа, магнитный и оптический. В НГМД и НЖМД используется магнитный принцип. При этом способе запись информации производится на магнитный носитель (диск, покрытый ферромагнитным лаком) с помощью магнитных головок.
Магнитный принцип. Для того чтобы на диске можно было хранить информацию, диск должен быть размечен (отформатирован), т.е. должна быть создана физическая и логическая структура диска. В процессе форматирования (инициализации) на диске формируются концентрические дорожки, которые в свою очередь делятся на сектора, для этого магнитная головка дисковода расставляет в определенных местах диска метки дорожек и секторов.
Оптический принцип. Информация на лазерном диске записана на одну спиралевидную дорожку, содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью. Лазерный луч падает на поверхность вращающегося диска, причем интенсивность отраженного луча, в зависимости от отражающей способности участка дорожки, приобретает значения 0 или 1. С помощью фотопреобразователя световые импульсы преобразуются в последовательности электрических импульсов, которые передаются в компьютер.
Гибкие магнитные диски
Носители информации (дискеты) имеют форму диска и помещаются в конверт из плотной бумаги (формат 5,25“) или пластмассовый корпус (формат 3,5”). В центре диска имеется отверстие для закрепления его в дисководе.
Гибкий диск формата 3,5” имеет емкость 1,44 Мб. После форматирования, его параметры будут следующие:
· Информационный объем сектора – 512 байт
· Количество секторов на дорожке – 18
· Дорожек на одной стороне – 80
· Сторон – 2
Для записи/чтения информации на дискете имеется продолговатое отверстие, прикрытое шторкой. Защиту от записи обеспечивает предохранительная защелка в левом нижнем углу пластмассового корпуса.
Важнейшей характеристикой дисковода является скорость передачи данных. НГМД имеют сравнительно небольшую скорость передачи данных, которая составляет всего около 50 Кбайт/сек.
В целях сохранения информации дискеты необходимо предохранять от воздействия сильных магнитных полей и нагревания, так как такие физические воздействия могут привести к размагничиванию носителя и потере информации.
Ввиду небольшой емкости дискеты, их используют в основном для переноса небольших объемов информации с одного компьютера на другой.
Жесткие магнитные диски
Жесткие магнитные диски представляют собой несколько десятков дисков, размещенных на одной оси и вращающихся с большой угловой скоростью (до 7200 об/мин), заключенных в металлический корпус.
В современных винчестерах магнитные головки как бы «летят» на расстоянии долей микрона (меньше толщины человеческого волоса) от поверхности вращающихся дисков. За счет малого расстояния между диском и головкой достигается большая плотность записи (количество дорожек на каждом диске может достигать несколько тысяч, а количество секторов на дорожке – нескольких десятков). В результате информационная емкость жестких дисков может составлять 40 Гбайт и более.
Скорость чтения/записи жестких дисков может достигать 30 Мбайт/сек
В целях сохранения информации и работоспособности жесткие диски необходимо оберегать от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы. «Падение» головки на рабочую поверхность может привести к повреждению магнитного слоя или к выходу из строя самой головки. Это может произойти при резком отключении питания компьютера.
Оптические накопители
CD-ROM и DVD-ROM накопители используют оптический принцип чтения информации. По внешнему виду, как сами диски, так и дисководы практически не отличаются.
Информационная емкость CD-ROM диска может достигать 650 Мбайт, емкость DVD-ROM диска может достигать 17 Гбайт. Информация на такие диски производится в процессе изготовления. Повторная запись на них невозможна
Для записи информации используются CD-R и DVD-R диски и, соответственно, CD-R и DVD-R дисководы. Такой дисковод обладает достаточно мощным лазером, который в процессе записи информации «выжигает» на поверхности диска углубления. Информация на такие диски может быть записана только один раз. Для многократной записи используются CD-RW и DVD-RW – диски.
Таблица 2.2.. Накопители и носители информации
| Тип носителя | Емкость носителя | Скорость передачи данных (Мбайт/с) | Опасные воздействия |
| НГМД 5,25”[1] | 1,2 Мб | 0,045 | Магнитные поля, нагревание |
| НГМД 3,5” | 1,44 Мб | 0,055 | |
| НЖМД - Винчестер | От 10 Гб | От 0,2 до 30 | Удары |
| CD-ROM x32 | До 650 Мб | До 4,8 | Механические повреждения, загрязнение |
| DVD-ROM | До 17 Гб | 1,3 |
2.8.4.Флэш[2]-носители с USB интерфейсом
Флэш-носители с USB интерфейсом, или, проще говоря, USB флэш-драйвы, являются энергонезависимыми, то есть данные в них не пропадают после отключения питания и теоретически способны храниться до 100 лет.
Устройства с флэш-памятью миниатюрны, они очень легкие, высоконадежные и обладают низким энергопотреблением. Благодаря этим свойствам флэш стала самым популярным носителем для цифровых устройств (цифровые камеры, карманные компьютеры, аудиоплейеры и т.д.).
Вначале портативные носители появились в виде компактных карт памяти (флэш-карты). Однако использование их в качестве сменных носителей сопряжено с некоторыми неудобствами. Так для считывания флэш-карт необходим специальный картридер[3], который постоянно приходится носить вместе с картой памятью. Это не очень удобно. Поэтому возникла идея создания единого устройства, которое объединяет в одном корпусе микросхемы флэш-памяти, контроллер и разъем USB.
Типичный размер USB-драйва 80х30х20 мм (некоторые чуть больше, некоторые чуть меньше). Вес обычно не превышает 20-30 г. Объем памяти 32, 128, 256 Мб, 1 Гб.
При подключении устройства к USB-разъему, операционная система Windows автоматически его распознает и присваивает имя, как съемному диску.