Классификация типов памяти.

Автор: csaa ·

1. Кэш процессора – самая быстрая память, бывает нескольких уровней. В нем хранятся данные, которые с большой долей вероятности могут быть использованы компьютером повторно. Сделано это для ускорения работы процессора.

2. Оперативная память (ОЗУ) – служит для временного хранения данных. Более медленная память, чем кэш процессора.

3. Видеопамять – оперативная память видеокарты. Если видеокарта интегрированная, то в качестве видеопамяти будет использованная часть ОЗУ.

4. Винчестер (жесткий диск, ПЗУ) – здесь хранятся все Ваши файлы, игры, фильмы, музыка и прочие данные, включая системные файлы, такие как файлы Windows или Linux или другой операционной системы. Кстати, у него тоже есть кэш память.

5. BIOS на материнской плате тоже записан (или прошит) в микросхеме памяти. В современных материнских платах его можно заменять на более новую версию (перепрошивать) с помощью специальных программ. Но если не уверены в своих силах, то делать этого не рекомендую.

6. Также на различных устройствах компьютера (видеокарта, сетевая карта и прочие) есть микросхемы ПЗУ, с хранящимися данными об этих устройствах.

Существуют такие виды памяти компьютера: ROM, RAM, жесткий диск, оптические диски и различные переносные накопители.

ROM – это такие виды памяти компьютера, которые сильно отличаются от всех остальных, так как предназначены для осуществления скоростного доступа к ним. Данный тип используется только для хранения данных. По своему внешнему виду ROM представляет собой интегрированный чип, который обычно не подлежит замене. Отличие данного типа от других состоит в том, что он должен обладать высокоскоростным доступом, а цикл его чтения должен быть минимальным, в нем нет никаких подвижных частей, поэтому такие функции и стали возможны. Этот вид отличается еще и тем, что информация хранится в нем и в то время, когда компьютер полностью выключен.

RAM представляет собой устройство скоростной памяти, которая применяется для хранения информации в процессе работы компьютера. В данном виде хранение информации возможно только пока компьютер включен и работает. Оперативная память компьютера традиционно обеспечивается модулями, которые при желании можно удалить или заменить. Предназначение данного вида состоит в том, чтобы хранить промежуточные данные, получаемые в процессе работы микропроцессора. Время доступа к этим данным должно быть минимальным, поэтому к модулям оперативной памяти и выставляются определенные требования.

Существуют и такие виды памяти компьютера, которые позволяют осуществлять хранение информации достаточно длительное время. К примеру, жесткий диск является устройством, которое предназначено для постоянного хранения информации и данных, которые не стираются при выключении компьютера. Обычно на жестком диске установлена операционная система и необходимое прикладное программное обеспечение. Жесткий диск подключается к материнской плате и является внешним устройством хранения данных.

Адаптер— структурный шаблон проектирования, предназначенный для организации использования функций объекта, недоступного для модификации, через специально созданный интерфейс. Система поддерживает требуемые данные и поведение, но имеет неподходящий интерфейс. Чаще всего шаблон Адаптер применяется, если необходимо создать класс, производный от вновь определяемого или уже существующего абстрактного класса.

Контроллер — компонент чипсета, организующий взаимодействие процессора с оперативной памятью и формирующий компьютерную платформу.

11. Порт — разъем подсоединения внешнего устройства к адаптеру компьютера, а также логический адрес, используемый процессором для обращения к различным устройствам.Порты связи (ports) служат для сопряжения компьютера и внешних устройств, таких как мышь, принтер, клавиатура и т. д. Часто к портам подключают различные измерительные приборы, датчики. Существуют порты двух типов — последовательные (коммуникационных, сериальные) (serial ports) и параллельные. Поскольку, через них с компьютером может взаимодействовать любое устройство, (при условии, что оно поддерживает протокол порта), и параллельные, и последовательные порты еще называют универсальными. Про внешние устройства, подключаемые к последовательным портам, говорят, что они имеют «последовательный» интерфейс, а про подключаемые к параллельным портам — «параллельный» интерфейс. Все порты могут настраиваться на заданную скорость передачи и приема информации.

Большинство настольных компьютеров имеют два последовательных порта, называемых COM1 и COM2 для подключения внешних устройств, порты COM3, COM4 для устройств, встроенных внутрь системного блока, но можно установить и большее число последовательных портов. К последовательным портам традиционно подключаются модем и мышь. Последовательными порты называются потому, что передают информацию последовательно бит за битом.Максимальная скорость передачи данных по последовательному порту составляет 115 кб/с.В настоящее время данный порт вытеснен (не только из использования, но и с бортов некоторых материнских плат) такими преемниками современной IT-индустрии, как USB и FireWire.

Кроме последовательных в компьютере, как правило, имеются порты параллельные — LPT. Через такой порт компьютер может посылать устройству группу бит информации одновременно. Принтер обычно подключается именно к параллельному порту.К LPT-портам подключают принтеры, плоттеры, сканеры, коммуникационные устройства и устройства хранения данных, а также электронные ключи. Иногда параллельный интерфейс используют для связи между двумя компьютерами — получается сеть. LPT-порт может работать в одном из следующих режимов:

StandartParallelPort (SPP). Стандартный, как следует из названия, режим работы параллельного порта; Следующие вариации расширяют функциональность параллельного порта:

NibbleMode. Режим, позволяющий работать LPT-порту в дуплексном (от ПК к устройству и наоборот) и одновременно SPP способе работы;

ByteMode. Очень малораспространенный режим передачи данных по параллельному порту;

EnhancedParallelPort (EPP). Добавленный функционал обеспечивает двунаправленность и скорость передачи данных, равную 2 мб/с;

ExtendedCababilitiesPort (ECP). Появилась возможность аппаратного сжатия данных, использования режима DMA, добавлен буфер;

Порты шины USB впервые были обнаружены в составе компьютера в 1996 году и до настоящего времени успели достаточно широко эволюционировать, нарастив несколько ответвлений от первоначального стандарта. На сегодняшний день существуют четыре версии данной шины.Сейчас устройств с интерфейсом USB уже предостаточно. Шина позволяет соединять устройства, удаленные от компьютера на расстояние до 25 м (с использованием промежуточных хабов). Шипа USB ориентирована на периферийные устройства, подключаемые к PC.USB обеспечивает обмен данными между хост-компьютером и множеством периферийных устройств (ПУ).Каждое устройство на шине USB (их может быть до 127) при подключении автоматически получает свой уникальный адрес. Логически устройство представляет собой набор независимых конечных точек (endpoint), с которыми хост-контроллер (и клиентское ПО) обменивается информацией.

12. Внешняя память — это память, предназначенная для длительного хранения программ и данных. Целостность содержимого ВЗУ не зависит от того, включен или выключен компьютер.

Виды носителей информации:

Ленточные носители информации

Магнитная лента — носитель магнитной записи, представляющий собой тонкую гибкую ленту, состоящую из основы и магнитного рабочего слоя. Рабочие свойства магнитной ленты характеризуются её чувствительностью при записи и искажениями сигнала в процессе записи и воспроизведения. Наиболее широко применяется многослойная магнитная лента с рабочим слоем из игольчатых частиц магнитно-твёрдых порошков гамма-окиси железа (у-Fе2О3), двуокиси хрома (СrО2) и гамма-окиси железа, модифицированной кобальтом, ориентированных обычно в направлении намагничивания при записи.

Дисковые носители информации

Дисковые носители информации относятся к машинным носителям с прямым доступом. Понятие прямой доступ означает, что ПК может «обратиться» к дорожке, на которой начинается участок с искомой информацией или куда нужно записать новую информацию.

Накопители на дисках наиболее разнообразны:

Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), они же флоппи-диски, они же дискеты

Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД), они же винчестеры (в народе просто «винты»)

Накопители на оптических компакт-дисках:

CD-ROM (Compact Disk ROM)

DVD-ROM

Имеются и другие разновидности дисковых носителей информации, например, магнитооптические диски, но ввиду их малой распространенности мы их рассматривать не будем.

Накопители на гибких магнитных дисках

Некоторое время назад дискеты были самым популярным средством передачи информации с компьютера на компьютер, так как интернет в те времена был большой редкостью, компьютерные сети тоже, а устройства для чтения-записи компакт дисков стоили очень дорого. Дискеты и сейчас используются, но уже достаточно редко. В основном для хранения различных ключей (например, при работе с системой клиент-банк) и для передачи различной отчетной информации государственным надзорным службам.

Дискета — портативный магнитный носитель информации, используемый для многократной записи и хранения данных сравнительно небольшого объема. Этот вид носителя был особенно распространён в 1970-х — начале 2000-х годов. Вместо термина «дискета» иногда используется аббревиатура ГМД — «гибкий магнитный диск» (соответственно, устройство для работы с дискетами называется НГМД — «накопитель на гибких магнитных дисках», жаргонный вариант — флоповод, флопик, флопарь от английского floppy-disk или вообще печенюшка). Обычно дискета представляет собой гибкую пластиковую пластинку, покрытую ферромагнитным слоем, отсюда английское название «floppy disk» («гибкий диск»). Эта пластинка помещается в пластмассовый корпус, защищающий магнитный слой от физических повреждений. Оболочка бывает гибкой или прочной. Запись и считывание дискет осуществляется с помощью специального устройства — дисковод (флоппи-дисковод). Дискета обычно имеет функцию защиты от записи, посредством которой можно предоставить доступ к данным только в режиме чтения. Внешний вид 3,5” дискеты представлен на рис. 1.2.

Накопители на жестких магнитных дисках

В качестве накопителей на жестких магнитных дисках широкое распространение в ПК получили накопители типа «винчестер».

Термин винчестер возник из жаргонного названия первой модели жесткого диска емкостью 16 КВ (IBM, 1973 г.), имевшего 30 дорожек по 30 секторов, что случайно совпало с калибром 30/30 известного охотничьего ружья «Винчестер».

Накопители на оптических дисках

Компакт-диск («CD», «Shape CD», «CD-ROM», «КД ПЗУ») — оптический носитель информации в виде диска с отверстием в центре, информация с которого считывается с помощью лазера. Изначально компакт-диск был создан для цифрового хранения аудио (т. н. Audio-CD), однако в настоящее время широко используется как устройство хранения данных широкого назначения (т. н. CD-ROM). Аудио-компакт-диски по формату отличаются от компакт-дисков с данными, и CD-плееры обычно могут воспроизводить только их (на компьютере, конечно, можно прочитать оба вида дисков). Встречаются диски, содержащие как аудиоинформацию, так и данные — их можно и послушать на CD-плеере, и прочитать на компьютере.

Оптические диски имеют обычно поликарбонатную или стеклянную термообработанную основу. Рабочий слой оптических дисков изготавливают в виде тончайших плёнок легкоплавких металлов (теллур) или сплавов (теллур-селен, теллур-углерод, теллур-селен-свинец и др.), органических красителей. Информационная поверхность оптических дисков покрыта миллиметровым слоем прочного прозрачного пластика (поликарбоната). В процессе записи и воспроизведения на оптических дисках роль преобразователя сигналов выполняет лазерный луч, сфокусированный на рабочем слое диска в пятно диаметром около 1 мкм. При вращении диска лазерный луч следует вдоль дорожки диска, ширина которой также близка к 1 мкм. Возможность фокусировки луча в пятно малого размера позволяет формировать на диске метки площадью 1-3 мкм. В качестве источника света используются лазеры (аргоновые, гелий-кадмиевые и др.). В результате плотность записи оказывается на несколько порядков выше предела, обеспечиваемого магнитным способом записи. Информационная ёмкость оптического диска достигает 1 Гбайт (при диаметре диска 130 мм) и 2-4 Гбайт (при диаметре 300 мм).

Широкое применение в качестве носителя информации получили также магнитооптические компакт-диски типа RW (Re Writeble). На них запись информации осуществляется магнитной головкой с одновременным использованием лазерного луча. Лазерный луч нагревает точку на диске, а электромагнит изменяет магнитную ориентацию этой точки. Считывание же производится лазерным лучом меньшей мощности.

Во второй половине 1990-х годов появились новые, весьма перспективные носители документированной информации — цифровые универсальные видеодиски DVD (Digital Versatile Disk) типа DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R с большой ёмкостью (до 17 Гбайт).

По технологии применения оптические, магнитооптические и цифровые компакт-диски делятся на 3 основных класса:

Диски с постоянной (нестираемой) информацией (CD-ROM). Это пластиковые компакт-диски диаметром 4,72 дюйма и толщиной 0,05 дюйма. Они изготавливаются с помощью стеклянного диска-оригинала, на который наносится фоторегистрирующий слой. В этом слое лазерная система записи формирует систему питов (меток в виде микроскопических впадин), которая затем переносится на тиражируемые диски-копии. Считывание информации осуществляется также лазерным лучом в оптическом дисководе персонального компьютера. CD-ROM обычно обладают ёмкостью 650 Мбайт и используются для записи цифровых звуковых программ, программного обеспечения для ЭВМ и т.п.;

Диски, допускающие однократную запись и многократное воспроизведение сигналов без возможности их стирания (CD-R; CD-WORM — Write-Once, Read-Many — один раз записал, много раз считал). Используются в электронных архивах и банках данных, во внешних накопителях ЭВМ. Они представляют собой основу из прозрачного материала, на которую нанесён рабочий слой;

Реверсивные оптические диски, позволяющие многократно записывать, воспроизводить и стирать сигналы (CD-RW; CD-E). Это наиболее универсальные диски, способные заменить магнитные носители практически во всех областях применения. Они аналогичны дискам для однократной записи, но содержат рабочий слой, в котором физические процессы записи являются обратимыми. Технология изготовления таких дисков сложнее, поэтому они стоят дороже дисков для однократной записи.

В настоящее время оптические (лазерные) диски являются наиболее надёжными материальными носителями документированной информации, записанной цифровым способом. Вместе с тем активно ведутся работы по созданию ещё более компактных носителей информации с использованием так называемых нанотехнологий, работающих с атомами и молекулами. Плотность упаковки элементо