8.8. Пам'ять на оптичних дисках

Оптичні диски CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) за своєю конструкцією нагадує „вінчестер”. Але запис інформації відбувається на тонкий алюмінієвий шар, який нанесено на прозору основу. Запис здійснюється лазерним променем. В найпростішому випадку, якщо промінь пропалює покриття, то ця точка становиться прозорою („1”), якщо не пропалює, то непрозорою („0”). В цьому випадку можливий тільки одноразовий запис інформації. При більш розвинутих технологіях запис інформації проводиться не на прозорість, а на відбив (отражение луча), тоді можливий багатократний перезапис інформації.

CD- накопичувачі мають деякі переваги порівняно з „вінчестерами”: не бояться магнітних наводок, температури, механічних струсів, краще відношення ємність-ціна, вважається що вірогідність втрати інформації з часом менша. В той же час вони мають меншу ємність і меншу швидкодію.

Зараз відомі декілька стандартів компакт дисків.

CD-ROM – тільки читання інформації

CD-R – одноразовий запис

CD-RW – багаторазовій перезапис

Характеристики:

• ємність – 500-700 МВ

• час доступу – 100-200 мсек

• швидкість передачі даних – 600-3600 КВ/сек.

DVD (Digital Versatile Disk) – універсальний диск з використанням червоного лазера може забезпечувати як відеозапис, так і зберігання даних. Ємність – 4,7; 9,4; 16 ГВ. Подальшим розвитком технології DVD-дисків стали диски Dlu-Ray з використанням блакітного лазера. Ємність таких дисків біля 25 ГВ.

Найвідоміші компанії (NEC, Sony, Hitashi, Plextor, PHILIPS, Samsung, LG, TEAC, Creative, Hewlet-Packard).

Накопичувачі на мікросхемах флеш-пам’яті

На сьогоднішній день величезної популярності набули накопичувачі, в основі яких лежать енергонезалежна пам’ять на мікросхемах Flesh-пам’яті. Такі пристрої мають назву Flesh-накопичувачів. В основі такого накопичувача лежить мікросхема енергонезалежного типу, тобто вона зберігає інформацію після відключення джерела живлення. Користувач може багато разів записувати і перезаписувати дані у цю мікросхему. Flesh-накопичувачів розраховані мінімум на 1 млн. циклів запису-перезапису.

Слід зазначити, що пам’ять такого типу набуває все більшої популярності, зокрема у мобільних телефонах, МР3-плеєрах, годинниках та інших цифрових пристроях.

Flesh-накопичувачі представляють користувачу зручний інтерфейс користування (наприклад через звичайний «Проводник Windows»). Вони легко підключаються до ПК (через USB або MiniUSB порти) та характеризуються високою надійністю через відсутність рухливих механізмів у своїй конструкції.

Характеристики:

- ємність;

- швидкість обміну даними.

8.9 Віртуальна пам'ять

З перших часів існування комп’ютерів програмісти зіткалися з проблемою невистачання об’єму реальної фізичної оперативної пам’яті для рішення прикладних задач, які мали значно більший адресний простір. Традиційним вирішенням проблеми було використання допоміжної пам’яті, наприклад, диска. Для цього програміст поділяв програму на декілька частин, які по черзі перекачувались з диска в оперативну пам'ять. Програміст вимушений був вручну розподіляти розміщення програми на диску і в ОП і контролювати своєчасний обмін інформацією між диском і оперативною пам’яттю. Це дуже непроста і нудна робота з огляду на необхідність оптимізації використання фізичного об’єму пам’яті, а також враховуючи мультипрограмну роботу комп’ютера.

В сучасних комп’ютерах програміст позбавлений цих проблем за рахунок введення структури так званої віртуальної пам’яті.

Адреси, до яких буде звертатися програма, ми будемо називати віртуальним адресним простором, а реальні адреси пам’яті – фізичними адресами. Віртуальний адресний простір і фізичні адреси розбиваються на ряд сторінок рівного розміру, зазвичай від 512 байт до 64 Кбайт, а іноді до 4 Мбайт. На Рис 8.12 показані один з можливих варіантів розподілення перших 64 Кбайт віртуального простору і фізичних адрес на сторінки по 4 Кбайт.

Рис.8.12. Перші 64 Кбайт віртуальногоьадресного простору розділені на 16 сторінок по4 Кбайта кожна (а), 32 байт основної памяти розділені на 8 сторінкових кадрів по 4 Кбайта кожний (б).

Віртуальну пам'ять, зображену на Рис 3.9 можна реалізувати через таблицю сторінок. Тут ми для спрощення показали тільки 16 елементів віртуального простору і 8 елементів фізичних адресів. Кожний комп’ютер з віртуальною пам’яттю має пристрій для відображення віртуальних адресів на фізичні. Такий пристрій називається диспетчером пам’яті. Припустимо, що нашому прикладі диспетчер відображує 32-розрядну віртуальну адресу (вхідний регістр) на 15-розрядну фізичну адресу (вихідний регістр – 3 розряди сторінкового кадру плюс 12 розрядів для відображення адреси усередині фізичної сторінки) (Рис8.13)

Рис.8.13.Формування адреси основної пам’яти з адреси віртуальної пам’яти

Спочатку диспетчер пам’яті перевіряє чи знаходиться потрібна сторінка в поточний момент часу в пам’яті (біт присутності). Далі з вибраного елемента таблиці значення сторінкового кадру (в нашому випадку 110) копіюється в старші розряди вихідного регістра. Паралельно молодші 12 розрядів копіюються в молодші розряди вихідного регістра. Потім одержаний 15-розрядний адрес відправляється в оперативну пам'ять для пошуку.

В реальній ситуації одночасно зразу декілька сторінок віртуальної пам’яті відображається на фізичні сторінкові кадри, як це показано на Рис.8.14.

Рис.8.14