Н

Рис. 16. Оперативная память

(Rimm-модуль)

а плате модуля RIMM может быть до 16 микросхем памяти Direct RDRAM, установленных по восемь штук с каждой стороны платы. Модули RIMM могут быть использованы на материнских платах со стандартными форм-факторами, например такими как ATX. При этом использование модулей RIMM возможно только в составе систем, BIOS и чипсеты которых рассчитаны на использование данного типа памяти. Из особенностей эксплуатации модулей RIMM необходимо отметить, что модули этого типа требуют интенсивного охлаждения. Это связано со значительным их энергопотреблением и соответственно тепловыделением, что обусловлено высоким быстродействием данных модулей памяти. Тем не менее, производители модулей RIMM считают, что проблему высокого тепловыделения можно решить ускоренным внедрением новых технологических процессов производства микросхем памяти Direct Rambus DRAM, например 0,13–0,1 мкм, что достижимо уже в течение ближайших 2–3 лет. Практически все основные производители микросхем и модулей памяти объявили о поддержке технологии Direct Rambus и наладили их производство.

Хотя внешне модули RIMM напоминают модули DIMM, однако они имеют меньшее число контактов и с обеих сторон закрыты специальными металлическими экранами, не используемыми в предыдущих модулях памяти. Данные металлические экраны защищают модули RIMM, работающие на больших частотах, экранируя их чувствительные электронные схемы от внешних электромагнитных наводок. Кроме того, используемые в конструкции RIMM экраны уменьшают взаимное влияние соседних модулей памяти.

Кэш-память. В ней хранятся часто используемые данные и команды из ОЗУ. Она используется для ускорения работы микропроцессора с оперативной памятью. Информация в нее записывается аппаратными средствами автоматически.

Блок прерываний устанавливает новое состояние микропроцессора с сохранением прежнего состояния. Это действие выражается в исполнении новой команды вместо предыдущей.

Таймер – это электронные часы, обеспечивающие при необходимости автоматический съем текущего момента времени (год, месяц, часы, минуты, секунды и доли секунд). Таймер подключается к автономному источнику питания – аккумулятору и при отключении машины от сети продолжает работать.

Системная шина предназначена для обмена информацией микропроцессора с любыми внутренними устройствами. Она обеспечивает направления передачи информации между микропроцессором и основной памятью, между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств, между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств.

Все блоки, а точнее их порты ввода-вывода, через соответствующие унифицированные разъемы (стыки) подключаются к шине единообразно: непосредственно или через контроллеры (адаптеры). Управление системной шиной осуществляется микропроцессором либо непосредственно, либо через дополнительную микросхему – контроллер шины, формирующий основные сигналы управления. Обмен информацией между внешними устройствами и системной шиной выполняется с использованием ASCII-кодов.

Адаптер – это электронная схема, выполненная в виде микросхемы, вставляемой в один из разъемов системного блока и выполняющей какую-либо специальную функцию. Например, адаптер НЖМД обеспечивает согласование работы МП с НЖМД, а также осуществляет контроль работы этого накопителя.

Накопители информации позволяют хранить и переносить информацию, которая может долгое время не потребоваться. Такая память называется внешней. Внешняя память чаще всего выполняется на магнитных носителях (магнитные диски (винчестеры, дискеты), магнитные ленты) или, в последнее время, на оптических носителях (компакт-диски для лазерных считывающих устройств) и различных USB-накопителях, флеш-картах.

Жесткие магнитные диски встроены в корпус ПЭВМ и являются несъемными. По сравнению с дискетами они обладают значительно большей емкостью (до сотен Гбайт) и высокой скоростью доступа к информации.

Жесткий диск – это единая система, собранная из нескольких частей. Жесткий диск также называют винчестером.

Жесткий диск представляет собой не один, а несколько металлических дисков, размещенных на одной оси и заключенных в металлический корпус. Обычно ось является шпинделем мотора, который вращает данный диск. Большинство жестких дисков использует шпиндельные моторы с сервоуправлением. Они самостоятельно контролируют свою скорость, используя оптические или магнитные сенсоры. Жесткие магнитные диски изготовляют и з алюминия и его сплавов, диаметр дисков от 250 до 650 мм, толщина 2–2,5 мм. Диски, закрепленные на одной оси, образуют пакет дисков. Пакет дисков бывает сменным или постоянным. В накопителях на постоянных магнитных дисках может быть до 36 дисков (два блока по 18) с общим числом рабочих поверхностей 64. Сменный пакет дисков может содержать 6 дисков с 10 рабочими поверхностям или 11 дисков с 20 рабочими поверхностями. В отличие от остальных дисков внешние поверхности верхних и нижних дисков не используются. Прямой доступ к информации, записанной на рабочих поверхностях, осуществляет механизм доступа с магнитными головками, количество которых равно количеству рабочих поверхностей диска. Каретка с рычагами, на которых расположены магнитные головки, перемещается вдоль радиуса дисков. Каждая головка сканирует поверхность диска при обмене информации. Если бы головка не могла перемещаться, для хранения информации использовалась бы только узкая часть поверхности диска. Головка может перемещаться, изменяя участки сканирования. Механизм, который осуществляет эти перемещения, называется приводом головки. Обычно вся конструкция головки вращается и перемещается над поверхностью диска при помощи специального соленоида или мотора. Вращающийся жесткий диск создает воздушный поток, обладающий достаточной подъемной силой, чтобы удержать головку над поверхностью диска на малом расстоянии. Современные приводы головок разработаны таким образом, чтобы также способствовать увеличению емкости жесткого диска. Это увеличение достигается благодаря более точному позиционированию. Привод головки – часть электромеханической системы, включающий электронику, контролирующую ее движение.

На каждой рабочей поверхности дисков расположены n окружностей. Значит, механизм доступа имеет n положений. Если на каждом диске условно выбрать окружность с одним и тем же номером, то образуется цилиндр из окружностей по количеству рабочих поверхностей дисков пакета. В пакете n цилиндров, нумерация идет от внешнего края дисков к центру. Каждый цилиндр имеет определенное (постоянное для каждого диска, равное числу рабочих поверхностей) количество дорожек, нумерация сверху вниз. Начало дорожки указывается специальным маркером дорожки, отмечающим начало оборотов всех дисков. Крошечные области носителя на поверхности диска, хранящие по одному биту информации, называются магнитными доменами. Сама поверхность диска не может записать этот бит, как и не может считать его. Для работы жесткому диску нужно реализовать 3 электронных и механических функции. Нужно усилить слабые логические сигналы до значений, способных изменить магнитную направленность доменов во время операций записи информации, различить слабые сигналы магнитного покрытия во время чтения и преобразовать их в форму, понятную цифровым микросхемам. Во-вторых, головка диска должна позиционироваться по радиусу с точностью до домена при выполнении операций чтения/записи. Третий элемент должен вращать диск с как можно более постоянной скоростью, чтобы последовательное чередование доменов по радиусу происходило через равные интервалы времени. Источником вращения служит вал мотора.

Достоинства жестких дисков – большая информационная емкость и короткое время доступа для получения информации.

Недостатки жестких дисков – их несменяемость: замена жесткого диска требует разборки системного блока и не может выполняться так же просто, как и гибкого; высокая чувствительность к механическим воздействиям (вибрациям и толчкам), так как это может привести к повреждению магниточувствительного слоя головки.

Жесткие диски разнообразны по своим характеристикам. К числу наиболее важных для пользователя следует отнести габаритные размеры и физические характеристики.