6. Внутреняя и внешняя память эвм

Память предназначена для хранения данных и программ. Различают следующие виды памяти компьютера: внутреннюю и внешнюю.

Встроенная в компьютер память называется внутренней. Она разделяется на постоянное запоминающее устройство ПЗУ, или ROM – Read Only Memory и оперативную память ОЗУ, или RAM – Random Access Memory(память произвольного доступа).

В ПЗУ компьютера хранится базовая система ввода-вывода (BIOS) , которая состоит из программы тестирования памяти и периферийного оборудования компьютера: клавиатуры, монитора, принтера и т. д., а также программы запуска операционной системы.

ОЗУ предназначено для записи, считывания и хранения программ, исходных данных, промежуточных и окончательных результатов. Используется для временного хранения информации. При выключении компьютера все содержимое ОП стирается. Объем ОП является одной из важнейших характеристик компьютера. Типичные размеры ОП: 8 , 16 , 32 ,64 Мбайт.

Оперативная память состоит из большого количества конденсаторов, выполненных на одном полупроводниковом кристалле. Состояние зарядки конкретного конденсатора соответствует запоминанию “ 1 “, отсутствие зарядки – запоминанию

“ 0 “.

Оперативная память компьютера состоит из трех блоков. Нижний блок (первые 640 КБайта) носит название СТАНДАРТНАЯ ПАМЯТЬ (Conventional Memory) и предназначен для системных программ DOS, резидентных (постоянно находящихся в памяти) программ и программ пользователя. Следующий блок (640 – 1 Мбайт) заключает в себе ПЗУ, видеопамять и называется СТАРШАЯ ПАМЯТЬ (Upper Memory). Все, что расположено свыше 1 мБайта, носит название РАСШИРЕННАЯ ПАМЯТЬ (Extended Memory).

Кэш-память – память немедленного доступа (от 64 до 256 Кбайт) или сверхоперативная память является “ посредником “ между процессором и оперативной памятью. В ней хранятся наиболее часто используемые участки оперативной памяти. За счет того, что время доступа к кэш-памяти в несколько раз меньше, чем к обычной памяти, среднее время доступа к памяти значительно уменьшается.

Процессор работает гораздо быстрее всех остальных устройств компьютера, в том числе быстрее дисковода. При обмене данными с диском процессор вынужден некоторое время простаивать, ожидая, пока будут найдены нужная дорожка и нужный сектор диска, пока записывающая головка прекратит свои колебательные движения, вызванные перемещением вдоль диска, пока будет происходить сама процедура чтения или записи данных. Принцип работы программ кэширования состоит в переносе в кэш – область с диска несколько большего объёма данных, чем требуется процессору в данный момент. При этом программа кэширования пытается предугадать, какие из данных могут понадобиться процессору в ближайшее время. В результате такой организации работы процессор будет получать данные из кэш – области гораздо быстрее, чем с диска, и будет, соответственно, тратить гораздо меньше времени на простои.

Внешней памятью называются средства памяти на сменных носителях (магнитные диски, магнитные ленты), предназначенные для хранения больших массивов данных.

Для хранения информации, не используемой постоянно на компьютере, и переноса информации с одного компьютера на другой используются гибкие магнитные диски (FDD –Floppy Disk Drive). Для работы с ними в системный блок встроен накопитель на гибких магнитных дисках НГМД. Информация записывается концентрическими кольцами – дорожками, располагаясь небольшими порциями фиксированной длины – секторами.

Тип дискет:

5,25 дюйма - 1,2 Мбайт

3,5 дюйма – 1,44 Мбайт 1 дюйм = 2,54 см

Для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером, предназначены накопители на жестких магнитных дисках (HDD – Hard Disk Drive) – винчестер. Он представляет собой пакет из нескольких жестких магнитных дисков, вращающихся с высокой скоростью на одной оси и размещенных в герметичном корпусе вместе с головками записи – чтения. Ёмкость винчестеров может достигать 20 Гбайт и выше.

В качестве устройств внешней памяти применяются оптические диски, или CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) 1984 г.

Информация на CD кодируется посредством чередования отражающих и не отражающих свет участков на подложке диска. Эта подложка выполняется из алюминия, сверху наносится прозрачное покрытие, защищающее информацию от повреждений. Емкость компакт-дисков от 650 Мбайт.

DVD – накопители. 1997 г.

Первоначально аббревиатура означала цифровой видеодиск (Digital Video Disk), однако в связи с тем, что новый продукт годился не только для записи видеофильмов и хранения компьютерных данных и программ, её стали расшифровывать как цифровой универсальный диск (Digital Versatile Disk). Диски DVD имеют тот же диаметр (120 мм), что и компакт-диски, однако в отличие от них запись может производиться с обеих сторон (односторонняя запись также допускается). Каждая сторона содержит 4,7 Гбайт информации, что соответствует объёму примерно семи CD. Кроме того, можно применять диски с двумя рабочими слоями на каждой поверхности. В этом случае каждая сторона вмещает уже 8,5 Гбайт данных (4,7 Гбайт на первом слое и 3,8 Гбайт на втором). При использовании обеих сторон общий объём достигается 17,0 Гбайт, т.е. равен суммарному объёму 26 обычных компакт-дисков.

Если в обычном устройстве CD-ROM лазер имеет длину волны 780 нанометров (nm), то в устройствах DVD использован лазер с длиной волны 650 или 635 nm, что позволяет считывать почти вдвое больше дорожек, расположенных на одной записанной поверхности.

Поскольку толщина диска DVD может составлять 0,6 мм (половина толщины обычного CD), появилась возможность соединить два диска тыльными сторонами и получить двухсторонний DVD.

Внешний слой DVD – диска, представляет собой прозрачное защитное покрытие, которое оберегает информацию от пыли и царапин. Данные с диска считываются лазерным лучом. Какой-либо механический контакт между считывающей головкой и рабочей поверхностью носителя информации отсутствует, поэтому ни та, ни другая не изнашиваются в процессе чтения.

Стримеры – накопители на магнитных лентах. Их назначение – регулярное резервное копирование данных с жёстких дисков. Ленты картриджей вмещают от 40 Мбайт до 35 Гбайт данных.

Дисководы сменного типа. Используются в качестве дополнения к жёсткому диску или для переноса данных большого объёма. Ёмкость носителей от 100 Мбайт до 4,7 Гбайт.