|
ЗАПОМИНАЮЩИЕ
УСТРОЙСТВА ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА. ИХ ИЕРАРХИЯ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Персональные компьютеры
имеют четыре иерархических уровня памяти:
- микропроцессорная
память;
- основная память;
- регистровая кэш-память;
- внешняя память.
Микропроцессорная
память рассмотрена выше. Основная память предназначена для хранения и
оперативного
обмена информацией с другими устройствами компьютера. Функции памяти:
- прием информации
от других устройств;
- запоминание информации;
- выдача информации
по запросу в другие устройства
машины.
Основная память содержит
два вида запоминающих
устройств:
- ПЗУ — постоянное
запоминающее устройство;
- ОЗУ — оперативное
запоминающее устройство.
ПЗУ предназначено
для хранения постоянной программной
и справочной информации. Данные в ПЗУ заносятся
при изготовлении. Информацию, хранящуюся в
ПЗУ, можно только считывать, но не изменять.
В ПЗУ находятся:
- программа управления
работой процессора;
- программа запуска
и останова компьютера;
- программы тестирования
устройств, проверяющие при каждом включении компьютера правильность
работы его блоков;
- программы управления
дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью;
- информация о том,
где на диске находится операционная система.
ПЗУ является энергонезависимой
памятью, при отключении питания информация в нем сохраняется.
ОЗУ предназначено
для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ и данных),
непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе, выполняемом
компьютером в текущий период времени.
Главными достоинствами
оперативной памяти являются ее высокое быстродействие и возможность обращения
к каждой ячейке памяти отдельно (прямой адресный доступ к памяти). Все
ячейки памяти объединены в группы по 8 бит (1 байт), каждая такая группа
имеет адрес, по которому к ней можно обратиться.
ОЗУ является энергозависимой
памятью, при выключении питания информация в нем стирается.
В современных компьютерах
объем памяти обычно составляет 8-128 Мбайт. Объем памяти — важная характеристика
компьютера, она влияет на скорость работы и работоспособность программ.
Кроме ПЗУ и ОЗУ на
системной плате имеется и энергонезависимая CMOS-память, постоянно питающаяся
от своего аккумулятора. В ней хранятся параметры конфигурации компьютера,
которые проверяются при каждом рключении системы. Это полупостоянная память.
Для изменения параметров конфигурации компьютера в BIOS содержится программа
настройки конфигурации компьютера — SETUP.
Для ускорения доступа
к оперативной памяти используется специальная сверхбыстродействующая кэш-память,
которая располагается как бы «между» микропроцессором и оперативной
памятью, в ней хранятся копии наиболее часто используемых участков оперативной
памяти. Регистры кэш-памяти недоступны для пользователя.
В кэш-памяти хранятся
данные, которые микропроцессор получил и будет использовать в ближайшие
такты своей работы. Быстрый доступ к этим данным позволяет сократить время
выполнения очередных команд программы.
Микропроцессоры,
начиная от МП 80486, имеют свою встроенную кэш-память. Микропроцессоры
Pentium и Реntium Pro имеют кэш-память отдельно для данных и отдельно
для команд. Для всех микропроцессоров может использоваться дополнительная
кэш-память, размещаемая на материнской плате вне микропроцессора, емкость
которой может достигать нескольких Мбайт. Внешняя память относится
к внешним
устройствам компьютера и используется для долговременного хранения любой
информации, которая может потребоваться для решения задач. В частности,
во внешней памяти хранятся все программное обеспечение компьютера.
Устройства внешней
памяти — внешние запоминающие устройства — весьма разнообразны. Их можно
классифицировать по виду носителя, по типу конструкции, по принципу записи
и считывания информации, по методу доступа и т. д.
Наиболее распространенными
внешними запоминающими устройствами являются:
- накопители на
жестких магнитных дисках (НЖМД);
- накопители на
гибких магнитных дисках (НГМД);
- накопители на
оптических дисках (CD-ROM).
Реже в качестве устройств
внешней памяти персонального компьютера используются запоминающие устройства
на кассетной магнитной ленте — стримеры.
Накопители на дисках
— это устройства для чтения и записи с магнитных или оптических носителей.
Назначение этих накопителей — хранение больших объемов информации, запись
и выдача хранимой информации по запросу в оперативное запоминающее устройство.
НЖМД и НГМД различаются
лишь конструктивно, объемами хранимой информации и временем поиска, записи
и считывания информации.
В качестве запоминающей
среды у магнитных дисков используются магнитные материалы со специальными
свойствами, позволяющими фиксировать два магнитных состояния — два направления
намагниченности. Каждому из этих состояний ставятся в соответствие
двоичные
цифры 0 и 1. Информация на магнитные диски записывается и считывается
магнитными головками вдоль концентрических окружностей — дорожек (треков).
Количество дорожек на диске и их информационная емкость
зависят от типа диска, конструкции накопителя, качества магнитных головок
и магнитного покрытия. Каждая дорожка разбита на секторы. В одном секторе
обычно размещается 512 байт данных. Обмен данными между накопителем на
магнитном диске и оперативной памятью осуществляется последовательно
целым
числом секторов. Для жесткого магнитного диска используется также понятие
цилиндра — совокупности дорожек, находящихся на одинаковом расстоянии
от центра диска.
Диски относятся к
машинным носителям информации с прямым доступом. Это означает, что компьютер
может обратиться к дорожке, на которой начинается участок с искомой информацией
или куда нужно записать новую информацию, непосредственно, где бы ни ,
находилась головка записи и чтения накопителя.
Все диски — и магнитные,
и оптические — характеризуются своим диаметром (форм-фактором). Из гибких
магнитных дисков наибольшее распространение получили диски диаметром 3,5(89
мм). Емкость этих дисков составляет 1,2 и 1,44 Мбайт.
Накопители на жестких
магнитных дисках получили название «винчестер». Этот термин
возник из жаргонного названия первой модели жесткого диска, имевшего 30
дорожек по 30 секторов каждая, что случайно совпало с калибром охотничьего
ружья «винчестер». Емкость накопителя на жестком магнитном
диске измеряется в Мбайтах и Гбайтах.
В последнее время
появились новые накопители на магнитных дисках — ZIP-диске — переносные
устройства емкостью 230-280 Мбайт.
В последние годы
самое широкое распространение получили накопители на оптических дисках
(CD-ROM). Благодаря маленьким размерам, большой емкости и надежности эти
накопители становятся все более популярными. Емкость накопителей на оптических
дисках — от 640 Мбайт и выше.
Оптические диски
делятся на неперезаписываемые лазерно-оптические диски, перезаписываемые
лазерно-оптические диски и перезаписываемые магнитооптические диски. Неперезаписываемые
диски поставляются фирмами-изготовителями с уже записанной на них информацией.
Запись информации на них возможна только в лабораторных условиях, вне
компьютера.
Кроме основной своей
характеристики — информационной емкости, дисковые накопители характеризуются
и двумя временными показателями:
- временем доступа;
- скоростью считывания
подряд расположенных байтов.
|
