Запоминающие устройства ПК

 

В состав современных компьютеров входит много разнообразных запомина-

ющих устройств, различающихся по назначению, характеристикам и объёму храни-

мой информации. На данном этапе выделяют 2 основных типа памяти:

Память

компьютера

 внутреннюю, являющуюся конструктивным элементом материнской пла-

ты;

 внешнюю, выполненную в виде отдельных устройств.

К элементам внутренней памяти относятся:

 оперативная память (ОЗУ);

 КЭШ-память;

 специальная память.

Внутренняя память реализуется на интегральных микросхемах и является

электронной памятью. Внешняя память реализуется в виде накопителей, а данные

хранятся на носителях.

К элементам внешней памяти относятся:

 жёсткие диски (HDD);

 накопители на гибких магнитных дисках (FDD);

 накопители на компакт-дисках (CD);

 накопители на магнитной ленте (Streamer);

 Flash-накопители.

Внутренняя память.

Оперативная память (ОЗУ).

Оперативная память (ОЗУ, Random Access Memory (RAM)) – запоминаю-

щее устройство большого объёма и высокого быстродействия. Её называют памятью

с произвольным доступом. Она непосредственно связана с микропроцессором и

предназначена для временного хранения данных и программ. ОЗУ – энергозависи-

мая память, т.е. все данные из неё пропадают при выключении компьютера. Кон-

структивно ОЗУ выполняется в виде модулей, на которых расположены интеграль-

ные микросхемы, т.е. данные хранятся в ячейках памяти микросхем. Сами модули

помещаются в специальные разъёмы материнской платы. На данном этапе выпус-

каются модули объёмом: 512 Мбайт, 1 и 2 Гбайт.2

Оперативная память

КЭШ-память (Cache).

КЭШ-память – сверхбыстрая память небольшого объёма, которая использу-

ется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью и меж-

ду микропроцессором и менее быстродействующими устройствами.

Кэш-память имеет многоуровневую структуру:

 L1 – до 128 кБт, располагается на одном кристалле с микропроцессором

и работает на одной частоте с ним;

 L2 – 256 КБт – 4 МБт, располагается в одном корпусе с микропроцессо-

ром;

 L3 – 2 МБт – 24 МБт, располагается на материнской плате.

Специальная память.

Специальная память – предназначена для хранения неизменяемой инфор-

мации, которая требуется при каждом включении компьютера. Она представляет

собой съёмную микросхему, помещаемую в специальную панель на материнской

плате.

Специальная память

Специальная память состоит из нескольких сегментов:

 Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, Read Only Memory

(ROM)) – память только для чтения. Энергонезависимая память, исполь-

зуется для хранения данных, которые никогда не будут изменены. Содер-

жимое этого сегмента памяти определяются (прошивается) на этапе из-

готовления микросхемы;

 Перепрограммируемая память (Flash Memory) – энергонезависимая па-

мять, допускающая многократную перезапись содержимого;

 Базовая система ввода-вывода (BIOS) – совокупность программ, пред-

назначенных для тестирования устройств компьютера после его включе-

ния, загрузки операционной системы и передачи ей функций управления

компьютером;

 CMOS RAM – сегмент памяти, предназначенный для хранения сведений

о конфигурации оборудования компьютера, режимах его работы, дате,

времени и т.д. Сохранность этих данных обеспечивается за счёт аккуму-

ляторной батарейки.3

Внешняя память.

Внешняя память предназначена для долговременного хранения данных,

независимо от того включён компьютер или выключен.

Жёсткий диск (HDD).

Жёсткий диск – это основное устройство долговременного хранения боль-

ших объёмов данных и программ. Управление работой жёсткого диска осуществля-

ется за счёт аппаратно-логического устройства, называемого контроллером жёст-

кого диска. Конструктивно жёсткий диск выполняется в герметичном корпусе и

сочетает в себе и привод (устройство записи-чтения), и алюминиевые пласти-

ны, покрытые слоем магнитного материала (устройства хранения данных).

Жёсткий диск

Основными характеристиками жёсткого диска являются ёмкость и произво-

дительность.

Ёмкость зависит от технологии изготовления и составляет, на данном этапе

(≈ 500 ГБайт и выше).

Производительность определяется скоростью обмена данными между

жёстким диском и другими устройствами (на данном этапе (30÷60 МБт/с)) и сред-

ним временем доступа к данным (на данном этапе (5÷10 мс при скорости враще-

ния жёсткого диска 7200 об/мин)). Ресурс жёстких дисков составляет примерно

100000 часов безотказной работы.

Накопитель на гибких магнитных дисках (FDD).

Накопитель на гибких магнитных дисках предназначен для оперативного

переноса небольших объёмов данных с одного компьютера на другой. Носителями

информации служат дискеты. На данном этапе используются дискеты, размером

3,5". Максимальный объём хранимой на них информации составляет 1,44 МБайт.

В настоящее время дискеты используются, в основном, для хранения и переноса

лишь текстовой информации.

Накопитель на гибких магнитных

дисках, дискета

Накопители на компакт-дисках (CD).

Накопитель на компакт-дисках предназначен для чтения информации, хра-

нящейся на компакт-дисках. Принцип его действия состоит в считывании числовых

данных с помощью лазерного луча, отражённого от поверхности компакт-диска.

Цифровая запись отличается от записи на магнитных носителях очень высокой 4

плотностью. Компакт-диски используются для хранения и переноса больших объё-

мов данных.

Накопитель на компакт-дисках, компакт-диск

Существует 3 разновидности компакт-дисков:

 диски с уже записанной на заводе информацией (ROM-диски);

 диски, предполагающие однократную запись до полного заполнения диска

и не позволяющие удалять данные (R-диски);

 перезаписываемые диски, позволяющие многократно записывать данные на

диск и удалять их с него (RW-диски).

Ёмкость компакт-диска зависит от его типа.

 CD-диски позволяют записать до 700 МБайт информации на один слой;

 DVD-диски позволяют записать до 4,7 ГБайт информации на один слой;

 в настоящее время развиваются стандарты Blu-Ray (BD) и HD DVD, поз-

воляющие записывать до 30 ГБайт информации на один слой.

Накопитель на магнитной ленте (Streamer).

Накопитель на магнитной ленте – устройство, предназначенное для резерв-

ного копирования больших объёмов данных. Носителем является кассета с магнит-

ной лентой, ёмкостью 2 Гбайт и более. Стример использует последовательный ме-

тод записи данных на магнитную ленту. Данные перед записью уплотняются, а по-

сле считывания восстанавливаются, что повышает плотность хранения. Скорость

записи на магнитную ленту и чтения с неё невелики. Хранение данных на магнит-

ной ленте считается более надёжным и долговечным способом, чем хранение на

жёстком диске или на компакт-дисках.

Накопитель на магнитной ленте,

кассеты с магнитной лентой

Flash-память.

Flash-память представляет собой энергонезависимое постоянное запомина-

ющее устройство долговременного хранения информации. Это полупроводниковая

память особого типа. Flash-память подразделяется на:

USB-накопители – самостоятельные устройства, подключаемые к USB-

порту компьютера и не требующие приводов;

Flash-карты – для работы с которыми в компьютере должно быть установле-

но внутреннее или внешнее устройство записи-чтения данных (карт-ридер). Однако

Flash-карты очень широко применяются в цифровой технике (фотокамеры, теле-5

фоны и т.д.) как дополнительный источник памяти.

USB-накопители, Flash-карты, карт-ридер

Ёмкость USB-накопителей достигает, на сегодняшний день, 64 Гбайт, ём-

кость Flash-карт несколько меньше, до 16 Гбайт. Подсоединение и отсоединение

таких устройств может осуществляться в процессе работы компьютера и не требует

его выключения. Одним из преимуществ Flash-памяти является то, что она гораздо

компактнее всех механических устройств хранения данных.