Внутренняя память включает все виды запоминающих устройств, расположенных на материнской плате. В состав внутренней памяти входят следующие устройства.
Оперативная память или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) служит для хранения команд и данных, необходимых процессору для выполнения операций. Это памятьпозволяет обратиться к любой ячейке, поэтому называется также памятью с произвольным доступом ( RAM - память) . Отличается высоким быстродействием. К основному недостатку относится исчезновение данных после выключения электропитания.
Кэш-память или сверхоперативная память – очень быстрое запоминающее устройство, которое сохраняет текущие данные и предоставляет их процессору при необходимости. Отличается значительным быстродействием. К недостаткам относится более сложныйпроцесс изготовления, и соответственно, большая стоимость.
Специальная память имеет несколько составляющих:
постоянная память или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) предназначена только для чтения(ROM -память ), энергонезависимая, содержание памяти «зашивается» при изготовлении и в процессе эксплуатации не меняется;
перепрограммируемая постоянная память допускает многократную перезапись, энергонезависимая, содержит базовую систему ввода/вывода (BIOS), которая необходима для автоматического тестирования и загрузки операционной системы при включении компьютера;
память с питанием от батарейки является разновидностью постоянной памяти и служит для хранения времени, даты и данных о конфигурации системы;
видеопамять предназначена для хранения видеоданных, которые доступны одновременно процессору и монитору.
Внешняя память включает устройства (накопители), расположенные вне материнской платы и имеющие носители с разным принципом действия.
Носитель - это физическая среда или материальный объект, структура которых используется для хранения данных, в дисковом магнитном накопителе, например, это ферромагнитный слой на поверхности диска.
Накопители - это запоминающие устройства, предназначенные для долговременного хранения больших объемов данных при отсутствии электропитания. В зависимости от принципиальной основы носителя различают накопители магнитного, оптического и полупроводникового типа.
Накопитель на магнитных дисках (жесткий диск, винчестер) - это основное устройство долговременного хранения данных и программ, основанное на магнитном принципе записи. Магнитный накопитель собирается в герметичном корпусе, внутри которого соосно располагается несколько дисков. Каждый диск с двух сторон покрыт ферромагнитным слоем, поверхность диска разделена на дорожки и сектора (отформатирована). Диск вращается относительно магнитных головок, с помощью которых производится сохранение и считывание данных. Данные сохраняются в форме дорожки микроскопических намагниченных участков – доменов, намагниченность которых регистрируется как последовательность логических единиц.
Накопитель на оптических дисках ( CD - ROM ) – это устройство для долговременного хранения больших объемов данных, записанных с более высокой плотностью, чем на магнитном диске. Принцип действия основан на считывании данных с помощью лазерного луча, который отражается от поверхности диска. В качестве носителя данных выступает металлизированная поверхность компакт-диска (CD), на которой нанесена спиральная дорожка. Цифровая запись на дорожке компакт-диска сохраняется в виде последовательности участков, которые называются pit (точка, углубление) и land (поверхность). Логическая единица кодируется переходом между углублением и поверхностью. Последовательность углублений, в которой закодирована запись, наносят либо штамповкой с матрицы, либо прижиганием участков дорожки лучом лазера.
Компакт-диски изготавливаются из полипропилена, на поверхность которого наносится многослойное покрытие, включающее так называемый активный слой. В зависимости от соотношения покрытий, материала активного слоя, ширины дорожки различают компакт-диски разного устройства и назначения:
CD-R – диски, которые позволяют выполнить однократную запись и неограниченное количество считываний;
CD-RW – диски для многоразовой записи, перезаписи и чтения данных;
DVD – диски для многоразовой записи с повышенной плотностью данных.
Основной недостаток дисковых накопителей выражается в наличии электромеханического привода, который ограничивает надежность, ресурс, вес и размеры устройств.
Флэш-накопитель – устройство полупроводникового типа для долговременного энергонезависимого хранения данных, которое реализовано на основе микросхемы памяти. В качестве носителя данных выступает массив полупроводниковых ячеек, расположенных внутри микросхемы. Принцип действия полупроводникового накопителя основан на записи и стирании электрического заряда в ячейке полупроводниковой структуры. Благодаря компактности, дешевизне, механической прочности и низкому энергопотреблению флеш-накопитель все шире используется в компьютерной технике и успешно заменяет устройства памяти предыдущих поколений.
| " |
Урок 6. Назначение и устройство компьютера. Принципы организации внутренней и внешней памяти.
Изучаемые вопросы:
Компьютер как модель человека, работающего с информацией.
Схема информационного обмена в компьютере.
Отличие программы и данных.
Отличие внутренней и внешней памяти компьютера.
Принцип двоичной кодировки информации.
Структура внутренней памяти компьютера, её свойства.
Носители и устройства внешней памяти.
Аналогия между человеком и компьютером.
По своему назначению компьютер – универсальное техническое средство для работы человека с информацией. В памяти компьютера хранятся данные и программы.
Состав устройств ЭВМ
Данные и программы хранятся в общей памяти ЭВМ
Данные и программы хранятся в памяти ЭВМ в виде двоичного кода
Запись информации в память, а также чтение ее из памяти производится по адресам
Принципы Фон Неймана
Внутренняя память компьютера.
Внутренняя память состоит из частиц – битов. В одном бите памяти хранится один бит информации.
Байт памяти – наименьшая адресуемая часть внутренней памяти (1 байт = 8 бит)
Все байты пронумерованы, начиная от 0
Номер байта – адрес байта памяти
Процессор обращается к памяти по адресам
Носители и устройства внешней памяти
Магнитная память - стримеры и дисководы;
Оптическая память – CD, DVD (ROM, R, RW);
Электронная память – карты памяти, flash накопители.
Проверочная работа.
1. Какие из перечисленных ниже характеристик относятся к оперативной , а какие – к внешней памяти?
а) Является энергозависимой.
б) Её объём измеряется десятками и сотнями гигабайт.
в) Используется для долговременного хранения информации.
г) Её объём измеряется сотнями мегабайт или несколькими гигабайтами.
д) Более быстрый доступ.
е) Используется для временного хранения информации.
ж) Более медленный доступ.
Какой объём памяти в байтах будет занимать следующий двоичный код: ? Поясните свой ответ.
Текст объёмом 1024 бита располагается в оперативной памяти , начиная с байта с номером 10 . Каков будет адрес последнего байта , который занят данным текстом?
Перечислите не менее пяти известных вам устройств внешней памяти.
В чём отличие дисков CD - ROM , CD - RW и CD - R ?
Домашнее задание. П. 5,6
Биты Байты Информационная структура внутренней памяти - битово-байтовая
Свойства внутренней памяти 1. Дискретность (лат. discretus)- прерывистый, состоящий из отдельных чаcтей) Ячейка памяти, хранящая один двоичный знак, называется БИТ. БИТ 0 или 1 Двоичная кодировка 2. Адресуемость Байт памяти – наименьшая адресуемая часть внутренней памяти Процессор обращается к внутренней памяти по адресам Структура внутренней памяти БайтыБиты Порядковый номер байта называется его АДРЕСОМ
Файл – именнованное пространство на диске для хранения информации Информация на внешних носителях имеет файловую организацию Информационная структура внешней памяти информационная структура внешней памяти – файловая Виды информации: текстовая, числовая, графическая, звуковая
Накопители на магнитной ленте НМЛ (стриммеры) Кассетные накопители Накопители на магнитных дисках НМД (дисководы) Накопитель на компакт дисках Оптические (лазерные) дисководы Накопители на гибких дисках (дискеты) Накопители на жестком диске (винчестеры) Накопители CD-R, CD-RW DVD-ROM
Устройством для записи-считывания информации с гибких магнитных дисков является дисковод (FDD – Floppy Disk Drive). Информационная ёмкость дискеты невелика и составляет всего 1.44 Мбайт. Скорость записи и считывания информации также мала (около 50 Кбайт/с) из-за медленного вращения диска (360 об./мин). Гибкие магнитные диски (дискета, флоппи-диск)
Для того чтобы на диске можно было хранить информацию, диск должен быть отформатирован, т.е. должна быть создана физическая и логическая структура диска. В процессе форматирования 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.
После форматирования гибкого диска формата 3.5", его параметры будут следующие:
Первый жесткий диск был разработан фирмой IBM в 1973 г. и имел емкость 16 Кбайт. Жесткие магнитные диски представляют собой несколько дисков, размещенных на одной оси, заключенных в металлический корпус и вращающихся с высокой угловой скоростью. За счет множества дорожек на каждой стороне и большого количества дисков информационная емкость жестких дисков может в десятки тысяч раз превышать информационную емкость дискет и достигать сотен Гбайт. Скорость записи и считывания информации с жестких дисков достаточно велика (около 133 Мбайт/с) за счет быстрого вращения дисков (7200 об./мин).
Магнитные ленты Устройства для записи- считывания информации с гибких магнитных лент называется стримером. Магнитные ленты бывают: Кассетными Катушечными предназначена для создания архивов данных, резервного копирования; представляет собой гибкую пластмассовую ленту, покрытую тонким магнитным слоем; информация фиксируется посредством магнитной записи; ёмкость магнитной ленты может достигать нескольких гигабайт.
Используются для хранения большого объема информации на небольшой площади; диск изготовлен из поликарбоната, который покрыт с одной стороны отражающим слоем; информация фиксируется посредством оптической записи; ёмкость оптического диска - от 640 Мбайт и выше Лазерные (оптические) диски
МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ ДИСК используется при построении оптических библиотек; представляет собой поликарбонатную подложку толщиной 1,2 мм, на которую нанесено несколько тонкопленочных слоев; информация фиксируется как посредством магнитной так и оптической записи; ёмкость магнитооптического оптического диска до 9,1 Гбайт.
Flash – диски (карты) Flash-память - это энергонезависимый тип памяти, позволяющий записывать и хранить данные в микросхемах. Устройства на основе flash-памяти не имеют в своём составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах. Flash-память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный корпус. Для записи или считывания информации накопители подключаются к компьютеру через USB-порт. Информационная емкость карт памяти от 256 Мбайт – 4 Гбайт. Устройства для чтения – Картридер.
Первые образцы флэш-памяти были разработаны компанией Toshiba еще в 1984 году, однако массовое ее использование началось только несколько лет назад с появлением цифровых фотокамер. Флэш-память все активнее применяется для хранения и переноса данных. Сегодня производители выпускают несколько типов карт и USB-накопители, которые впервые появились в 2001 году.
