Domov › Služby › Informatika externí paměti počítače. Externí úložná zařízení. externí paměti počítače. Optické mechaniky. Flash paměť. Flash disky

Informatika externí paměti počítače. Externí úložná zařízení. externí paměti počítače. Optické mechaniky. Flash paměť. Flash disky

Externí úložiště, někdy označované jako záložní úložiště nebo sekundární úložiště, umožňuje ukládat velké množství informací. V současné době je kapacita externí paměti vysoká, obvykle se měří ve stovkách megabajtů nebo dokonce gigabajtech (miliardách bajtů). Externí paměť má důležitou vlastnost, informace se ukládají a při vypnutí počítače se neztrácejí.

Externí paměť (VZU) je určena pro dlouhodobé ukládání programů, výsledků výpočtů, textů bez ohledu na to, zda je počítač zapnutý či vypnutý. Na rozdíl od RAM není externí paměť přímo spojena s procesorem. Toto je energeticky nezávislá paměť.

Který zahrnuje:

HDD: pevné disky;

NGMD: disketové jednotky;

CD-ROM, CD-RW, DVD: Jednotky CD-ROM;

Mechaniky na magneto-optických CD;

NML: magnetické páskové jednotky (streamery).

Hlavním úkolem externí paměti osobního počítače je schopnost uchovat dostatečně velké množství informací (programy, texty, fotografie, audio a videoklipy) po dlouhou dobu. Zařízení, které zajišťuje zápis/čtení informací, se nazývá jednotka nebo jednotka a informace se ukládají na média (například diskety).

Obrázek 3 - Klasifikace VZU

Disketa je nejstarším typem zařízení pro ukládání informací, které obsahuje malé množství dat. Byly vynalezeny v roce 1967 skupinou specialistů IBM, určené k distribuci softwaru, čtení/zápisu/přenosu dat z jednoho PC do druhého.

Jedná se o pružný plastový disk v ochranném obalu osobního počítače. Hlavními součástmi diskety jsou magnetický disk, který uchovává informace, a obálka, která plní pro disk ochrannou funkci.

Způsob záznamu binární informace na magnetické médium se nazývá magnetické kódování. Spočívá v tom, že magnetické domény v médiu se svými severními a jižními póly seřadí podél drah ve směru působícího magnetického pole. Obvykle je mezi binárními informacemi a orientací magnetických domén vytvořena korespondence jedna ku jedné.

Informace jsou zaznamenávány podél soustředných stop (stop), které jsou rozděleny do sektorů. Počet stop a sektorů závisí na typu a formátu diskety. Sektor ukládá minimum informací, které lze zapisovat na disk nebo číst. Kapacita sektoru je konstantní a je 512 bajtů.

Magnetická páska byla navržena tak, aby uchovávala data po dobu 50 let. Při ukládání dostatečně velkého množství informací bylo výrazně levnější použít pásku než disk nebo jiné možnosti ukládání dat. Moderní použití páskových médií je spojeno především s vysokou průměrnou kapacitou pro zálohování a archivy.

Obrázek 4 - Magnetická páska.

Zápis a příjem dat je poměrně pomalý. Protože páska používá sekvenční přístup pro čtení a zápis. Používá se pro aplikace, které vyžadují velké množství paměti, kde rychlost přístupu nepředstavuje problém. Je také široce používán pro zálohování souborových serverů počítačové sítě v různých aplikacích pro dávkové zpracování, jako je čtení bankovních šeků, mzdové agendy a obecné skladové hospodářství.

Nejběžnější formou externího úložiště je pevný disk, který je trvale nainstalován v počítači a obvykle má kapacitu stovek megabajtů. Informace se zapisují na disk magnetizací oxidového povlaku na soustředných kruhových drahách. To znamená, že před přístupem k datům čtecí/zapisovací hlavy nebo před jejich úpravou musí být nastavena správná cesta.

Pevný disk obsahuje veškerý software potřebný ke spuštění počítače. Všechna uživatelská data a programy lze také uložit na pevný disk. Většina počítačů má navíc nějakou formu vyměnitelného úložného zařízení, které lze použít k uchování kopií důležitých souborů.

Podobně jako disketa jsou pracovní plochy ploten rozděleny do kruhových soustředných drah a stopy jsou rozděleny do sektorů. Čtecí a zapisovací hlavy spolu s jejich nosnou konstrukcí a disky jsou uzavřeny v hermeticky uzavřeném pouzdře nazývaném datový modul. Když je datový modul nainstalován na jednotku, automaticky se připojí k systému, který čerpá vyčištěný chlazený vzduch. Povrch talíře má magnetický povlak o tloušťce pouhých 1,1 mikronu a také vrstvu lubrikantu, která chrání hlavu před poškozením při spouštění a zvedání na cestách. Když se talíř otáčí, vytvoří se nad ním vzduchová vrstva, která poskytuje vzduchový polštář pro zavěšení hlavy ve výšce 0,5 mikronu nad povrchem disku.

Optické mechaniky používají jako nosič disk potažený reflexní látkou se speciálními optickými vlastnostmi.

Nejběžnější typy optických médií jsou modrý paprsek , CD A DVD. Počítače mohou číst a zapisovat na disky CD a DVD pomocí vypalovačky CD nebo zapisovací jednotky disků DVD a Blu-ray ke čtení disků Blu-ray.

Existují tři hlavní typy optických médií: CD, DVD a Blu-ray disky. Na disky CD lze uložit až 700 megabajtů (MB) dat a na disky DVD lze uložit až 8,4 GB dat. Na Blu-ray disky, což jsou nejnovější typy optických médií, lze uložit až 50 GB dat. Toto množství paměti je jasnou výhodou oproti (magnetickým médiím), které mají kapacitu 1,44 MB. Další výhodou je, že optická média mají pružnější disk, díky odolnosti vydrží až 7x déle.

Standardní CD se skládá ze základní, reflexní a ochranné vrstvy. Základna je vyrobena z průhledného polykarbonátu, na kterém je lisováním vytvořen informační reliéf. Přes reliéf je nastříkána kovová reflexní vrstva. Reflexní vrstva je svrchu pokryta ochrannou vrstvou laku - aby byl celý kovový povrch chráněn před kontaktem s vnějším prostředím.

Informace jsou na disku zaznamenávány ve formě spirálovité stopy jdoucí od středu k okraji disku, na které jsou prohlubně (tzv. jamky). Laserový paprsek hnací hlavy prochází podél stopy a čte informace podle povahy odraženého paprsku.

USB flash disk (Universal Serial Bus) je malé přenosné zařízení, které se zapojuje do USB portu počítače. Stejně jako pevný disk ukládá informace, ale obvykle mnohem méně než většina pevných disků. USB flash disky se liší velikostí, tvarem a obsahují gigabajty informací. Někdy se jim říká flash disky, protože mají velikost a tvar lidského prstu. Hlavní výhodou je, že flash disky lze snadno přenášet, což je nejpohodlnější způsob přenosu informací z jednoho počítače do druhého.

paměťové úložiště na pevném disku

Obrázek 5 - USB flash disk.

Informační nosiče (flexibilní a pevné disky, CD-ROM disky).

Hlavním účelem externí paměti počítače je dlouhodobé ukládání velkého množství různých souborů (programů, dat atd.). Zařízení, které zajišťuje zápis/čtení informací, se nazývá jednotka a informace jsou uloženy na médiu. Nejběžnější typy pohonů jsou:

Disketové mechaniky (3,5" diskety (kapacita 1,44 MB);

Pevné disky (HDD) s informační kapacitou až 200 GB;

CD-ROM mechaniky pro CD-ROM s kapacitou 700-800 MB.

Pro uživatele jsou zásadní některé technické a ekonomické ukazatele: informační kapacita, rychlost výměny informací, spolehlivost jejich uložení a v neposlední řadě cena jednotky a média k ní.

Záznam, ukládání a čtení informací je založeno na dvou fyzikálních principech, magnetickém a optickém. Disketová mechanika a pevný disk využívají magnetický princip. U magnetické metody se informace zaznamenávají na magnetické médium (disk potažený feromagnetickým lakem) pomocí magnetických hlav.

Paměťové médium má tvar disku a je umístěno v plastovém pouzdře (3,5"). Uprostřed disku je otvor (nebo uchopovací zařízení) pro zajištění rotace disku v mechanice, která se provádí pod konstantním úhlem rychlost 300 ot./min.

Ochranný obal (tělo) má podlouhlý otvor, kterým se zapisují/čtou informace. U 3,5“ disket je ochrana proti zápisu zajištěna bezpečnostní západkou v levém dolním rohu plastového pouzdra.

Disk musí být naformátován, tj. musí být vytvořena fyzická a logická struktura disku. Během procesu formátování se na disku vytvoří soustředné stopy, které jsou rozděleny do sektorů, k tomu hlava jednotky umístí značky stop a sektorů na určitá místa na disku.

Pevné magnetické disky se skládají z několika disků umístěných na stejné ose a otáčejících se vysokou úhlovou rychlostí (několik tisíc otáček za minutu), uzavřených v kovovém pouzdře. Velké informační kapacity pevných disků je dosaženo zvýšením počtu stop na každém disku na několik tisíc a počtu sektorů na stopu na několik desítek.

Jednotky CD-ROM využívají optický princip čtení informací. Informace na CD-ROM jsou zaznamenány na jediné spirálové stopě (jako na gramofonové desce) obsahující střídající se úseky s různou odrazivostí. Laserový paprsek dopadá na povrch rotujícího CD-ROM disku, intenzita odraženého paprsku odpovídá hodnotám 0 nebo 1. Pomocí fotokonvertoru jsou převedeny na sekvenci elektrických impulsů,

Rychlost čtení informací v jednotce CD-ROM závisí na rychlosti otáčení disku.

CD-ROMy se vyrábějí buď ražením (bílé disky) nebo nahrané (žluté disky) na speciálních zařízeních nazývaných CD-recorder.

7. Paměť- prostředí nebo funkční část počítače určená k příjmu, ukládání a selektivnímu vydávání dat. Rozlišujte operační, registr, cache a externí paměť.

Funkce a hlavní vlastnosti vnitřní paměti PC

Vnitřní paměť je paměť, ke které může procesor přistupovat přímo za provozu a okamžitě ji používat.

Vnitřní paměť obsahuje:

1. RAM(RAM, anglicky RAM, Random Access Memory - paměť s náhodným přístupem) je rychlé paměťové zařízení nepříliš velké kapacity, přímo spojené s procesorem a určené k zápisu, čtení a ukládání spustitelných programů a dat zpracovávaných těmito programy.

RAM slouží pouze pro dočasné ukládání dat a programů, protože při vypnutí stroje se ztratí vše, co bylo v RAM. Přístup k prvkům paměti RAM je přímý - to znamená, že každý bajt paměti má svou vlastní individuální adresu.

2. Mezipaměti(anglicky cache) neboli scratch memory - velmi rychlá paměť malého objemu, která se používá při výměně dat mezi mikroprocesorem a RAM pro vyrovnání rozdílu v rychlosti zpracování informací procesorem a poněkud pomalejší RAM.

Cache paměť je řízena speciálním zařízením - řadičem, který se analýzou právě prováděného programu snaží předvídat, jaká data a příkazy bude s největší pravděpodobností procesor v blízké budoucnosti potřebovat a pumpuje je do mezipaměti. . V tomto případě jsou možné jak „údery“, tak „minutí“. V případě zásahu, tedy pokud jsou potřebná data napumpována do mezipaměti, jsou bez prodlení načtena z paměti. Pokud požadované informace nejsou v mezipaměti, procesor je načte přímo z paměti RAM. Poměr zásahů a chyb určuje efektivitu ukládání do mezipaměti.

Mezipaměť je implementována na čipech statické paměti SRAM (Static RAM), které jsou rychlejší, dražší a méně kapacitní než DRAM (SDRAM). Moderní mikroprocesory mají vestavěnou vyrovnávací paměť, tzv. mezipaměť první úrovně o velikosti 8, 16 nebo 32 KB. Kromě toho lze na základní desku počítače nainstalovat mezipaměť druhé úrovně s kapacitou 256,512 KB nebo více.

Trvalá paměť(ROM, anglicky ROM, Read Only Memory - paměť pouze pro čtení) - energeticky nezávislá paměť, slouží k ukládání dat, která nebude nikdy nutné měnit. Obsah paměti je v zařízení při jeho výrobě speciálním způsobem "zašit" pro trvalé uložení. ROM lze pouze číst.

Typy externích pamětí PC, jejich vlastnosti a hlavní vlastnosti.

Externí paměť(VZU) je určen pro dlouhodobé ukládání programů a dat a integrita jeho obsahu nezávisí na tom, zda je počítač zapnutý nebo vypnutý. Tento typ paměti má velký objem a nízkou rychlost. Na rozdíl od RAM není externí paměť přímo spojena s procesorem. Informace z VZU ke zpracovateli a naopak obíhají přibližně v následujícím řetězci:

Složení externí paměti počítače zahrnuje:

1. Pevný disk(pevné disky, HDD) - typ trvalé paměti. Na rozdíl od paměti RAM se data uložená na pevném disku při vypnutí počítače neztratí, takže je pevný disk ideální pro dlouhodobé ukládání programů a datových souborů a také nejdůležitějších programů operačního systému. Tato schopnost (uchování informací neporušených a bezpečných po vypnutí) vám umožňuje získat pevný disk z jednoho počítače a vložit jej do jiného.

Pevný disk neboli pevný disk je nejdůležitější součástí počítače. Ukládá operační systém, programy a data. Bez operačního systému Windows nelze spustit počítač a bez programů nelze nic dělat, když je již spuštěn. Bez databanky budete muset informace pokaždé zadávat ručně.

2. Diskety (floppy disk drives (FDD), angl. FDD) jsou dvou hlavních typů - pro velké diskety (velikost 5,25 palce, někdy zapisují 5,25") a pro malé (3,5 palce, 3,5") . Pětipalcová disketa pojme v závislosti na typu od 360 informací (360 tisíc znaků) až po 1,2 MB. Třípalcové, i když menší, obsahují více informací (720 KB – 1,44 MB). Třípalcové jsou navíc uzavřeny v plastovém pouzdře, a proto je obtížnější je rozbít nebo promáčknout. Standardní jednotkou pro moderní počítače je malá (3,5palcová) disketová jednotka. Odtud pochází jeho název v počítačovém systému – 3,5 A disk.

3. Laserové mechaniky (CD-ROM a DVD-ROM) využívají optický princip čtení informací.

Laserové CD-ROM (CD - Compact Disk, kompaktní disk) a DVD-ROM (DVD - Digital Video Disk, digitální video disk) uchovává informace, které na ně byly zaznamenány během výrobního procesu. Zapsat do nich nové informace je nemožné, což se odráží i ve druhé části jejich názvů: ROM (Real Only Memory - pouze pro čtení). Takové disky se vyrábějí lisováním a mají stříbrnou barvu.

Existují disky CD-R a DVD-R (R znamená zapisovatelný), které mají zlatou barvu. Informace na takové disky lze zapisovat, ale pouze jednou. Na disky CD-RW a DVD-RW (RW - ReWritable, Rewritable), které mají "platinový" odstín, lze informace zapisovat vícekrát.

4. Páskové jednotky (streamery) a vyměnitelné diskové jednotky

Streamer (anglicky tape streamer) - zařízení pro zálohování velkého množství informací. Jako nosič jsou zde použity magnetopáskové kazety s kapacitou 1 - 2 GB a více.

Streamery umožňují zaznamenat obrovské množství informací na malou páskovou kazetu. Hardwarové komprimační nástroje zabudované do streameru umožňují automaticky komprimovat informace před jejich zápisem a obnovit je po přečtení, což zvyšuje množství uložených informací.

Nevýhodou streamerů je jejich relativně nízká rychlost záznamu, vyhledávání a čtení informací. V současné době jsou streamery zastaralé, a proto se v praxi používají velmi zřídka.

Studiem tohoto tématu se naučíte:

Co je počítačová paměť a jak se srovnává s lidskou pamětí;
- jaké jsou vlastnosti paměti;
- proč se paměť počítače dělí na vnitřní a vnější;
- jaká je struktura a vlastnosti vnitřní paměti;
- jaké jsou nejběžnější typy externích počítačových pamětí a jaký je jejich účel.

Účel a hlavní charakteristiky paměti

Během provozu počítačového programu musí být počáteční data, stejně jako průběžné a konečné výsledky, někde uloženy a mít k nim přístup. K tomu má počítač různá paměťová zařízení, kterým se říká paměť. Informace uložené v paměťovém zařízení jsou různé symboly (čísla, písmena, znaky), zvuky, obrázky zakódované pomocí čísel 0 a 1.

Paměť počítače - soubor zařízení pro ukládání informací.

V procesu vývoje výpočetní techniky se lidé dobrovolně či nedobrovolně pokoušeli navrhnout a vytvořit různá zařízení pro ukládání technických informací v obraze a podobě své vlastní paměti. Abychom lépe porozuměli účelu a možnostem různých počítačových paměťových zařízení, můžeme nakreslit analogii s tím, jak se informace ukládají do paměti člověka.

Dokáže si člověk uložit do paměti všechny informace o okolním světě a potřebuje je? Proč si například pamatovat názvy všech měst a obcí ve vašem okolí, když v případě potřeby můžete použít mapu oblasti a najít vše, co vás zajímá? Není třeba si pamatovat ceny vlakových jízdenek v různých směrech, protože k tomu existují informační služby. A kolik všemožných matematických tabulek existuje, kde se počítají hodnoty některých komplexních funkcí! Při hledání odpovědi se vždy můžete obrátit na příslušný adresář.

Informace, které si člověk neustále ukládá do své vnitřní paměti, se vyznačují mnohem menším objemem ve srovnání s informacemi soustředěnými v knihách, filmech, videokazetách, discích a dalších hmotných nosičích. Můžeme říci, že hmotná média používaná k ukládání informací tvoří vnější paměť člověka. Aby mohl člověk využít informace uložené v této externí paměti, musí strávit mnohem více času, než kdyby byly uloženy ve vlastní paměti. Tato nevýhoda je kompenzována tím, že externí paměť umožňuje ukládat informace po libovolně dlouhou dobu a mnoho lidí ji může využívat.

Existuje další způsob ukládání informací osobou. Miminko, které se právě narodilo, už nese vnější rysy a částečně i charakter zděděný po rodičích. Jedná se o takzvanou genetickou paměť. Novorozenec toho umí hodně: dýchá, spí, jí... Znalec biologie si zapamatuje nepodmíněné reflexy. Tento druh vnitřní lidské paměti lze nazvat stálým, neměnným.

Podobný princip sdílení paměti je použit v počítači. Veškerá paměť počítače je rozdělena na interní a externí. Podobně jako lidská paměť je vnitřní paměť počítače rychlá, ale má omezenou kapacitu. Práce s externí pamětí vyžaduje mnohem více času, ale umožňuje uložit téměř neomezené množství informací.

Vnitřní paměť se skládá z několika částí: operační, permanentní a cache paměti. To je způsobeno skutečností, že programy používané procesorem lze podmíněně rozdělit do dvou skupin: dočasné (aktuální) a trvalé použití. Programy a dočasná data jsou uložena v paměti RAM a mezipaměti pouze tak dlouho, dokud je počítač zapnutý. Po jeho vypnutí se jim přidělená část vnitřní paměti zcela vymaže. Další část vnitřní paměti, nazývaná permanentní, je energeticky nezávislá, to znamená, že programy a data v ní zaznamenaná jsou uložena vždy, bez ohledu na to, zda je počítač zapnutý nebo vypnutý.

Externí paměť počítač, analogicky s tím, jak člověk obvykle ukládá informace v knihách, novinách, časopisech, na magnetických páskách atd., může být také uspořádán na různých materiálních médiích: diskety, pevné disky, magnetické pásky, laserové disky (kompaktní disky) .

Klasifikace typů počítačových pamětí podle účelu je znázorněna na obrázku 18.1.

Zvažte charakteristiky a koncepty společné všem typům paměti.

Existují dvě běžné paměťové operace – čtení (čtení) informací z paměti a jejich zápis do paměti pro uložení. Adresy se používají pro přístup k oblastem paměti.

Při čtení části informace z paměti se její kopie přenese do jiného zařízení, kde se s ní provedou určité akce: čísla se zapojí do výpočtů, slova se použijí k vytvoření textu, ze zvuků se vytvoří melodie atd. Po při čtení informace nezmizí a jsou uloženy ve stejné oblasti paměti, dokud na jejich místo nejsou zapsány jiné informace.

Rýže. 18.1. Typy počítačových pamětí

Při nahrávání (ukládání) informace, předchozí data uložená na tomto místě se vymažou. Nově zaznamenané informace jsou uloženy, dokud na jejich místo není zapsána jiná.

Operace čtení a zápisu lze přirovnat k postupům přehrávání a nahrávání, které znáte v každodenním životě, prováděným s konvenčním kazetovým magnetofonem. Když posloucháte hudbu, čtete informace uložené na kazetě. V tomto případě informace na pásce nezmizí. Ale po nahrání nového alba vaší oblíbené rockové skupiny budou informace dříve uložené na kazetě vymazány a navždy ztraceny.

Čtení (čtení) informací z paměti je proces získávání informací z paměťové oblasti na dané adrese.

Záznam (ukládání) informace do paměti je proces umístění informace do paměti na danou adresu pro uložení.

Způsob přístupu k paměťovému zařízení pro čtení nebo zápis informací se nazývá přístup. Tento koncept je spojen s takovým parametrem paměti, jako je přístupová doba nebo rychlost paměti – čas potřebný k načtení z paměti nebo k zápisu minimální části informace do ní. Je zřejmé, že pro číselné vyjádření tohoto parametru se používají časové jednotky: milisekunda, mikrosekunda, nanosekunda.

Access time, neboli výkon, paměť – čas potřebný k načtení z paměti nebo k zápisu do ní minimální části informací.

Důležitou vlastností paměti jakéhokoli druhu je její velikost, nazývaná také kapacita. Tento parametr udává maximální množství informací, které lze uložit do paměti. K měření množství paměti se používají následující jednotky: bajty, kilobajty (KB), megabajty (MB), gigabajty (GB).

Množství (kapacita) paměti je maximální množství informací v ní uložených.

Vnitřní paměť

Charakteristickými vlastnostmi vnitřní paměti oproti externí paměti je vysoká rychlost a omezená hlasitost. Fyzicky jsou vnitřní pamětí počítače integrované obvody (čipy), které jsou umístěny ve speciálních stojáncích (zásuvkách) na desce. Čím větší vnitřní paměť, tím složitější je úkol a tím rychleji ho počítač dokáže vyřešit.

Energeticky nezávislá paměť uchovává informace, které jsou velmi důležité pro normální provoz počítače. Zejména obsahuje programy potřebné ke kontrole hlavních zařízení počítače a také k načtení operačního systému. Je zřejmé, že tyto programy nelze změnit, protože jakýkoli zásah okamžitě znemožní použití počítače později. Proto je povoleno pouze číst trvale uložené informace. Tato vlastnost permanentní paměti vysvětluje její často používaný anglický název Read Only Memory (ROM) – paměť pouze pro čtení.

Všechny informace zaznamenané v trvalé paměti jsou uchovány i po vypnutí počítače, protože mikroobvody jsou energeticky nezávislé. K zápisu informace do trvalé paměti dochází většinou pouze jednou – při výrobě odpovídajících čipů výrobcem.

Paměť pouze pro čtení je zařízení pro dlouhodobé ukládání programů a dat.

Existují dva hlavní typy permanentních paměťových čipů: jednorázově programovatelné (po zápisu nelze obsah paměti měnit) a opakovaně programovatelné. Obsah opakovaně programovatelné paměti se mění pomocí elektronického ovlivnění.

RAM ukládá informace potřebné k provádění programů v aktuální relaci: počáteční data, příkazy, průběžné a konečné výsledky. Tato paměť funguje pouze při zapnutém počítači. Po jeho vypnutí se obsah paměti RAM vymaže, protože mikroobvody jsou těkavá zařízení.

RAM je zařízení pro ukládání programů a dat, které zpracovává procesor v aktuální relaci.

Zařízení RAM poskytuje režimy záznamu, čtení a ukládání informací a kdykoli je možný přístup k jakékoli paměťové buňce. Paměť s náhodným přístupem je často označována jako RAM (Random Access Memory).

Pokud potřebujete uchovávat výsledky zpracování po dlouhou dobu, měli byste použít nějaké externí paměťové zařízení.

POZNÁMKA!
Když vypnete počítač, všechny informace v paměti RAM se vymažou.

RAM se vyznačuje vysokou rychlostí a relativně malou kapacitou.

Čipy RAM jsou osazeny na desce s plošnými spoji. Každá taková deska je vybavena kontakty umístěnými podél spodního okraje, jejichž počet může být 30, 72 nebo 168 (obrázek 18.2). Pro připojení k jiným počítačovým zařízením se taková deska zasune svými kontakty do speciálního konektoru (slotu) na systémové desce umístěné uvnitř systémové jednotky. Základní deska má několik slotů pro paměťové moduly, jejichž celkový počet může nabývat řady pevných hodnot, například 64, 128, 256 MB a více.

Rýže. 18.2. Mikroobvody (čipy) RAM

Mezipaměti (anglicky cache - cache, storage) slouží ke zvýšení výkonu počítače.

Cache paměť se používá při výměně dat mezi mikroprocesorem a RAM. Algoritmus jeho činnosti umožňuje snížit frekvenci přístupů mikroprocesoru do RAM a v důsledku toho zvýšit výkon počítače.

Existují dva typy mezipaměti: interní (8-512 KB), která je umístěna v procesoru, a externí (256 KB až 1 MB), nainstalovaná na základní desce.

Externí paměť

Účelem externí paměti počítače je ukládat informace jakéhokoli druhu po dlouhou dobu. Vypnutím napájení počítače se nevymaže externí paměť. Tato paměť je tisíckrát větší než vnitřní paměť. V případě potřeby ji lze navíc „postavit“ stejně, jako si můžete dokoupit další knihovničku pro uložení nových knih. Přístup k externí paměti ale zabere mnohem více času. Stejně jako člověk tráví mnohem více času hledáním informací v referenční literatuře než jejich hledáním ve vlastní paměti, tak i rychlost přístupu (přístupu) k externí paměti je mnohem větší než u operační paměti.

Je nutné rozlišovat mezi pojmy paměťové médium a externí paměťové zařízení.

Nosič je hmotný objekt schopný uchovávat informace.

Externí paměťové zařízení (jednotka) je fyzické zařízení, které umožňuje čtení a zápis informací na příslušné médium.

Nosiče informací v externí paměti moderních počítačů jsou magnetické nebo optické disky, magnetické pásky a některé další.

Podle typu přístupu k informacím se externí paměťová zařízení dělí do dvou tříd: zařízení s přímým (náhodným) přístupem a zařízení se sekvenčním přístupem.

V zařízeních s přímým (náhodným) přístupem nezávisí doba přístupu k informacím na jejich umístění na médiu. V zařízeních se sériovým přístupem taková závislost existuje.

Podívejme se na známé příklady. Doba přístupu ke skladbě na audiokazetě závisí na umístění nahrávky. Chcete-li si ji poslechnout, musíte kazetu nejprve převinout do místa, kde byla skladba nahrána. Toto je příklad sekvenčního přístupu k informacím. Doba přístupu ke skladbě na gramofonové desce nezávisí na tom, zda je tato skladba první nebo poslední na disku. Pro poslech oblíbeného díla stačí umístit snímač přehrávače na určité místo na disku, kde je skladba nahrána, nebo uvést její číslo na hudební centrum. Toto je příklad přímého přístupu k informacím.

Kromě dříve zavedených obecných paměťových charakteristik pro externí paměť se používají pojmy hustota záznamu a rychlost výměny informací.

Hustota záznamu určeno množstvím informací zaznamenaných na jednotku délky stopy. Hustota záznamu se měří v bitech na milimetr (bit/mm). Hustota záznamu závisí na hustotě stop na povrchu, tedy počtu stop na povrchu disku.

HUSTOTA záznamu - množství informací zaznamenaných na jednotku délky stopy.

Směnný kurz informací závisí na rychlosti jeho čtení nebo zápisu na médium, která je zase určena rychlostí rotace nebo pohybu tohoto média v zařízení. Podle způsobu zápisu a čtení se externí paměťová zařízení (mechaniky) dělí podle typu média na magnetická, optická a elektronická (flash paměti). Zvažte hlavní typy externích paměťových médií.

Flexibilní magnetické disky

Jedním z nejrozšířenějších paměťových médií jsou diskety (diskety) nebo floppy disky (z anglického floppy disk). Nyní jsou široce používány diskety s vnějším průměrem 3,5" (in.), nebo 89 mm, běžně označované jako 3". Disky se nazývají flexibilní, protože jejich pracovní plocha je vyrobena z elastického materiálu a je umístěna v tvrdém ochranném obalu. Pro přístup k Magnetický povrch disku v ochranném obalu má okénko uzavřené clonou.

Povrch disku je pokryt speciální magnetickou vrstvou. Právě tato vrstva zajišťuje ukládání dat reprezentovaných binárním kódem. Přítomnost zmagnetizovaného povrchu je kódována jako 1, nepřítomnost je kódována jako 0. Informace jsou zaznamenávány z obou stran disku na stopy, které jsou soustřednými kružnicemi (obrázek 18.3). Každá stopa je rozdělena do sektorů. Stopy a sektory jsou zmagnetizované oblasti povrchu disku.

Práce s disketou (zápis a čtení) je možná pouze v případě, že má magnetické značení stop a sektorů. Postup předběžné přípravy (označení) magnetického disku se nazývá formátování. K tomu je v systémovém softwaru zahrnut speciální program, s jehož pomocí se disk naformátuje.

Rýže. 18.3. Povrchové značení diskety

Formátování disku je proces magnetického označení disku na stopy a sektory.

Pro práci s disketami je navrženo zařízení nazývané disketová jednotka nebo disketová jednotka (FDD). Disketová jednotka patří do skupiny jednotek s přímým přístupem a je instalována uvnitř systémové jednotky.

Do štěrbiny mechaniky se vloží disketa, načež se závěrka automaticky otevře a disk se otočí kolem své osy. Když k ní přistoupí vhodný program, magnetická zapisovací/čtecí hlava se nainstaluje nad sektor disku, kam je třeba zapsat informace nebo odkud je třeba informace přečíst. K tomu je pohon vybaven dvěma krokovými motory. Jeden motor otáčí diskem uvnitř ochranného obalu. Čím vyšší je rychlost otáčení, tím rychleji se informace čte, což znamená, že se zvyšuje rychlost výměny informací. Druhý engine pohybuje zapisovací/čtecí hlavou po poloměru povrchu disku, což určuje další charakteristiku externí paměti – dobu přístupu k informacím.

Ochranná obálka má speciální okénko na ochranu proti zápisu. Toto okno lze otevřít nebo zavřít pomocí posuvníku. Toto okno se otevře pro ochranu informací na disku před změnou nebo smazáním. V tomto případě je zápis na disketu nemožný a k dispozici zůstane pouze čtení z disku.

Pro označení disku nainstalovaného v jednotce se používají speciální názvy ve formě latinského písmene s dvojtečkou. Přítomnost dvojtečky za písmenem umožňuje počítači rozlišit název jednotky od písmene, protože se jedná o obecné pravidlo. Mechanika pro čtení informací z 3palcového disku má název A: nebo někdy B:.

Pamatujte na pravidla pro práci s disketami.

1. Nedotýkejte se rukama pracovní plochy disku.
2. Udržujte disky mimo dosah silného magnetického pole, jako je magnet.
3. Nevystavujte disky teplu.
4. Pro případ poškození a poruchy se doporučuje vytvořit kopie obsahu disket.

Objem uložený na magnetickém disku lze výrazně zvýšit technologiemi, které při záznamu navíc využívají kompresi informací (ZIP disk).

Pevné magnetické disky

Jednou ze základních součástí osobního počítače jsou pevné disky. Jedná se o sadu kovových nebo keramických disků (balení disků) potažených magnetickou vrstvou. Disky spolu s blokem magnetických hlav jsou instalovány uvnitř utěsněného krytu jednotky, obvykle nazývaného pevný disk. Jednotka pevného disku (pevný disk) označuje jednotky s přímým přístupem.

Výraz „winchester“ vznikl ze slangového názvu pro první 16kb pevný disk (IBM, 1973), který měl 30 stop po 30 sektorech, které se shodou okolností shodovaly s ráží 30"/30" slavné lovecké pušky Winchester.

Hlavní vlastnosti pevných disků:

♦ pevný disk patří do třídy médií s náhodným přístupem k informacím;
♦ pro ukládání informací je pevný disk označen na stopy a sektory;
♦ pro přístup k informacím jeden motor diskové jednotky otáčí balík disků, druhý nastavuje hlavy na místo, kde se informace čte/zapisuje;
♦ Nejběžnější velikosti pevných disků jsou 5,25 a 3,5 palce s vnějším průměrem.

Pevný disk je velmi složité zařízení s vysoce přesnou mechanikou čtení/zápisu a elektronickou deskou, která řídí činnost disku. Pro zachování informací a výkonu pevných disků je nutné je chránit před otřesy a náhlými otřesy.

Výrobci pevných disků zaměřili své úsilí na vytváření pevných disků s větší kapacitou, spolehlivostí, rychlostí přenosu dat a nižším hlukem. Ve vývoji pevných magnetických disků lze rozlišit následující hlavní trendy:

♦ vývoj pevných disků pro mobilní aplikace (např. jednopalcové, dvoupalcové pevné disky pro notebooky);
♦ vývoj aplikací mimo PC (televizory, videorekordéry, automobily).

Pro přístup k pevnému disku použijte název určený libovolným latinským písmenem počínaje C:. Pokud je nainstalován druhý pevný disk, je mu přiřazeno následující písmeno latinské abecedy D: atd. Operační systém pro pohodlí poskytuje možnost podmíněně rozdělit jeden fyzický disk na několik nezávislých částí, nazývaných logické disky, pomocí speciálního systémový program. V tomto případě je každé části jednoho fyzického disku přiřazeno vlastní logické jméno, které vám umožňuje k nim nezávisle přistupovat: C:, D: atd.

Optické disky

Optická nebo laserová média Jedná se o disky, na jejichž povrchu jsou zaznamenávány informace pomocí laserového paprsku. Tyto disky jsou vyrobeny z organických materiálů s tenkou vrstvou hliníku nastříkanou na povrchu. Takové disky se často nazývají CD nebo CD (anglicky Compact Disk - CD). Laserové disky jsou v současnosti nejoblíbenějším paměťovým médiem. S rozměry (průměr - 120 mm) srovnatelnými s disketami (průměr - 89 mm) je kapacita moderního CD asi 500x větší než u diskety. Kapacita laserového disku je přibližně 650 MB, což odpovídá uložení textových informací přibližně 450 knih nebo zvukového souboru v délce 74 minut.

Na rozdíl od magnetických disků má laserový disk jednu stopu ve tvaru spirály. Informace na stopě-spirále zaznamenává silný laserový paprsek, který vypaluje prohlubně na povrchu disku a je střídáním prohlubní a vyboulení. Při čtení informace výstupky odrážejí světlo slabého laserového paprsku a jsou vnímány jako jednotka (1), dutiny pohlcují paprsek a podle toho jsou vnímány jako nula (0).

Bezkontaktní metoda čtení informací pomocí laserového paprsku určuje životnost a spolehlivost CD. Podobně jako magnetické jsou i optické disky zařízení s náhodným přístupem k informacím. Optickému disku je přiřazen název – první volné písmeno latinské abecedy, které se nepoužívá pro názvy pevných disků.

Existují dva typy jednotek (optických jednotek) pro práci s laserovými disky:

♦ čtečka CD-ROM, která pouze čte informace dříve zapsané na disk. To je důvod pro název optické mechaniky CD-ROM (z angl. Compact Disk Read Only Memory - CD pouze pro čtení). Nemožnost záznamu informací v tomto zařízení je vysvětlena tím, že má zdroj slabého laserového záření, jehož výkon stačí pouze ke čtení informací;
♦ optická mechanika, která umožňuje nejen čtení, ale i zápis informací na CD. Jmenuje se CD-RW (Rewritable). CD-RW zařízení disponují dostatečně výkonným laserem, který umožňuje měnit odrazivost povrchových ploch během procesu záznamu a vypalovat mikroskopické prohlubně na povrchu disku pod ochrannou vrstvu, čímž nahrávají přímo v mechanice počítače.

DVD, stejně jako CD, ukládají data pomocí uspořádaných vyboulenin (zářezů) podél spirálových drah na reflexním kovovém povrchu potaženém plastem. Laser používaný v DVD rekordérech/čtečkách vytváří menší zářezy, což umožňuje zvýšit hustotu záznamu dat.

Začlenění průsvitné vrstvy, která je pro světlo jedné vlnové délky propustná a světlo jiné vlnové délky odráží, umožňuje vytvářet dvouvrstvé a oboustranné disky a tím zvýšit kapacitu disku při stejné velikosti. Geometrické rozměry DVD a CD jsou přitom stejné, což umožnilo vytvořit zařízení schopná reprodukovat a zaznamenávat data jak na CD, tak na DVD. Ale ukázalo se, že to není limit. DVD video a audio využívá sofistikovanou technologii komprese dat, aby se do menšího prostoru vešlo ještě více informací.

Magnetické pásky

Magnetické pásky jsou média podobná těm, která se používají v domácích kazetových magnetofonech. Zařízení, které zajišťuje záznam a čtení informací z magnetických pásků, se nazývá streamer (z anglického stream - flow, flow; flow). Streamer označuje zařízení se sekvenčním přístupem k informacím a vyznačuje se mnohem nižší rychlostí zápisu a čtení informací ve srovnání s diskovými jednotkami.

Hlavním účelem streamerů je vytváření datových archivů, zálohování a spolehlivé ukládání informací. Mnoho velkých bank, komerčních firem, komerčních podniků přenáší důležité informace na magnetické pásky na konci plánovacích období a ukládá kazety do archivů. Kromě toho jsou informace z pevného disku pravidelně zapisovány do streamerových kazet, aby je bylo možné použít v případě nepředvídané poruchy pevného disku, kdy je nutné urychleně obnovit informace na něm uložené.

Flash paměť

Flash paměť označuje elektronický energeticky nezávislý typ paměti. Princip činnosti flash paměti je podobný principu činnosti modulů RAM počítače.

Hlavní rozdíl je v tom, že je non-volatile, to znamená, že ukládá data, dokud je sami nesmažete. Při práci s flash pamětí se používají stejné operace jako u jiných médií: zápis, čtení, mazání (mazání).

Flash paměť má omezenou životnost, která závisí na množství přepisovaných informací a na tom, jak často jsou aktualizovány.

Srovnávací charakteristiky

Moderní počítače mají zpravidla externí paměť skládající se z pevného disku, jednotky pro 3,5palcové diskety, CD-ROM, flash paměti. Je třeba si uvědomit, že magnetické disky a pásky jsou citlivé na magnetická pole. Zejména umístění silného magnetu do jejich blízkosti může zničit informace uložené na těchto médiích. Proto je při použití magnetických médií nutné zajistit jejich vzdálenost od zdrojů magnetických polí.

Tabulka 18.1 porovnává velikosti paměti nejběžnějších moderních paměťových zařízení a paměťových médií, o kterých jsme hovořili dříve.

Tabulka 18.1. Srovnávací charakteristiky paměťových zařízení
osobní počítač, srpen 2006

Kontrolní otázky a úkoly

1. Kapacita 3,5" diskety je 1,44 MB. Laserový disk může obsahovat 650 MB informací. Určete, kolik disket bude potřeba k uložení informací z jednoho laserového disku.

2. Průměr disket je uveden v palcích. Vypočítejte rozměry diskety v centimetrech (1 palec = 2,54 cm).

3. Bylo stanoveno, že k zápisu jednoho znaku je zapotřebí 1 bajt paměti. Do sešitu v buňce, složeného z 18 listů, napíšeme do každé buňky jeden znak. Kolik notebooků lze zapsat na jednu disketu s kapacitou paměti 1,44 MB?

4. Určete množství paměti potřebné k uložení 2 milionů znaků. Kolik 1,44 MB disků bude potřeba k zaznamenání těchto informací?

5. Váš pevný disk má kapacitu 2,1 GB. Zařízení pro rozpoznávání řeči vnímá informace rychlostí maximálně 200 písmen za minutu. Jak dlouho trvá zaplnění 90 % místa na pevném disku?

6. K čemu slouží zařízení pro ukládání informací v počítači?

7. Jaké znáte typy paměti a jaký je jejich hlavní rozdíl?

8. K čemu slouží externí paměť při práci na osobním počítači?

9. Co je podstatou čtení a zápisu informací do paměti?

10. Jaké znáte vlastnosti, které jsou společné všem typům paměti?

11. Čím se vyznačuje vnitřní paměť počítače?

12. Jaké jsou vlastnosti trvalé paměti?

13. Jaké jsou vlastnosti paměti RAM?

14. Jaké jsou vlastnosti mezipaměti?

15. Určete rozlišovací vlastnosti interní a externí paměti počítače.

16. Jaké znáte specifické vlastnosti externí paměti?

17. Uveďte nositele informací, které znáte od starověku až po současnost. Uspořádejte je v chronologickém pořadí.

18. Uveďte stručný popis nejběžnějších paměťových médií používaných v počítači.

19. Jaký je rozdíl mezi přímým a sekvenčním přístupem k informacím na médiích?

20. Zadejte obecné vlastnosti a charakteristické rysy disket a pevných disků.

21. Co je CD, CD-ROM, CD-R?

22. Kdy je vhodné použít streamer?

23. Vyplňte tabulku 18.1 údaji pro váš konkrétní model počítače.

externí paměti počítače.
Hlavní typy externí paměti.

Disketové mechaniky (FFD) dvou různých typů, určené pro disky o průměru 5,25" (kapacita 1,2 MB) a disky o průměru 3,5" (kapacita 1,44 MB);
Pevné disky (HDD) s informační kapacitou od 1 do desítek GB;
CD-ROM mechaniky s kapacitou 640 MB;
Jednotky DVD-ROM až do 17 GB.

Pro uživatele jsou zásadní některé ukazatele: informační kapacita, rychlost výměny informací, spolehlivost jejich uložení atd. (viz tabulka).

Záznam, ukládání a čtení informací je založeno na dvou fyzikálních principech , magnetické a optické.

Používá se disketa a pevný disk magnetický zásada. U magnetické metody se informace zaznamenávají na magnetické médium (disk potažený feromagnetickým lakem) pomocí magnetických hlav.

V procesu záznamu se hlava s jádrem z měkkého magnetického materiálu (nízká zbytková magnetizace) pohybuje po magnetické vrstvě tvrdého magnetického média (velká zbytková magnetizace). Elektrické impulsy vytvářejí v hlavě magnetické pole, které sekvenčně magnetizuje (1) nebo nemagnetizuje (0) nosné prvky.

Při čtení informace způsobují zmagnetizované úseky nosiče proudový impuls v magnetické hlavě (fenomén elektromagnetické indukce).

Datové nosiče mají podobu disku a jsou umístěny v obálce ze silného papíru (5, 25”) nebo plastovém pouzdře (3,5”). Ve středu disku je otvor (neboli chapadlo), který umožňuje otáčení disku v pohonu konstantní úhlovou rychlostí 300 ot./min.

Ochranný obal (tělo) má podlouhlý otvor, kterým se zapisují/čtou informace. Na bočním okraji disket (5,25”) je malý výřez umožňující záznam, pokud je výřez přelepen neprůhlednou nálepkou, záznam se stává nemožným (disk je chráněn). U 3,5“ disket je ochrana proti zápisu zajištěna bezpečnostní západkou v levém dolním rohu plastového pouzdra.

Disk je nutné naformátovat, tzn. musí být vytvořena fyzická a logická struktura disku. Během procesu formátování se na disku vytvoří soustředné stopy, které jsou rozděleny do sektorů, k tomu hlava jednotky umístí značky stop a sektorů na určitá místa na disku.

Pevné magnetické disky sestávají z několika disků umístěných na stejné ose a otáčejících se vysokou úhlovou rychlostí (několik tisíc otáček za minutu), uzavřených v kovovém pouzdře. Velké informační kapacity pevných disků je dosaženo zvýšením počtu stop na každém disku na několik tisíc a počtu sektorů na stopu na několik desítek. Vysoká úhlová rychlost otáčení disků umožňuje dosáhnout vysoké rychlosti čtení / zápisu informací (více než 5 Mb/s).

CD -ROM použití pohonů optický princip čtení informací. Informace na CD-ROM disku jsou zaznamenány na jedné spirálové stopě (jako na gramofonové desce) obsahující střídající se úseky s různou odrazivostí. Laserový paprsek dopadá na povrch rotujícího CD-ROM disku, intenzita odraženého paprsku odpovídá hodnotám 0 nebo 1. Pomocí fotokonvertoru jsou převedeny na sekvenci elektrických impulsů.

Rychlost čtení informací v jednotce CD-ROM závisí na rychlosti otáčení disku. První jednotky CD-ROM byly jednorychlostní a poskytovaly rychlost čtení informací 150 Kb/s, nyní jsou stále běžnější 24rychlostní jednotky CD-ROM, které poskytují rychlost čtení informací až 3,6 Mb/s.

Informační kapacita disku CD-ROM může dosáhnout 640 MB. Disky CD-ROM se vyrábějí buď ražením (bílé disky) nebo nahrané (žluté disky) na speciálních zařízeních nazývaných CD-recorder.

DVD -ROM disky (digitální video disky) mají mnohem větší informační kapacitu (až 17 GB), protože informace lze zaznamenávat na dvě strany, ve dvou vrstvách na jednu stranu a samotné stopy jsou tenčí.

První generace jednotek DVD-ROM poskytovala rychlost čtení přibližně 1,3 MB/s. V současné době dosahují 5rychlostní disky DVD-ROM rychlosti čtení až 6,8 MB/s.

Existovat CD -R a DVD -R disky (R - zapisovatelné, zapisovatelné), které mají zlatou barvu. Speciální CD-R a DVD-R mechaniky mají poměrně výkonný laser, který během procesu záznamu mění odrazivost povrchů nahrávaného disku. Informace na takové disky lze zapsat pouze jednou.

Jsou tu také CD -RW a DVD -RW disky (RW - Rewritable, Rewritable), které mají "platinový" odstín. Speciální CD-RW a DVD-RW mechaniky také během procesu záznamu informace mění odrazivost jednotlivých částí povrchu disku, nicméně informace na takové disky lze zapisovat vícekrát. Před přepsáním jsou zaznamenané informace „vymazány“ zahřátím povrchů disku laserem.

Oblíbené v kategorii: