Память ПК
Памятью компьютера называется совокупность устройств для
хранения
программ,
вводимой
результатов и выходных данных.
информации,
промежуточных
Память ПК
Внутренняя
память
ОЗУ
(RAM)
ОЗУ
ПЗУ
(ROM)
Внешняя
память
КЭШ
память
Жесткие Флоппи- СD/ DVDдиски
диски
диски
ZIPдиски
Flash
память
оперативное
запоминающее
устройство.
Это
энергозависимая память с произвольным доступом: RAM – Random
–
Access Memory.

Основные характеристики памяти:
информационная ёмкость(объем)
быстродействие
энергопотребление
Быстродействие памяти зависит от:
полосы пропускания (максимальная
скорость передачи данных х разрядность)
различного рода задержек

Задержки памяти делят на:
время доступа (access time)
длительность цикла памяти (cycle time).
Время доступа представляет собой промежуток
времени между выдачей запроса на чтение и
моментом поступления запрошенного слова из
памяти.
Длительность цикла памяти определяется
минимальным возможным временем между двумя
последовательными обращениями к памяти. То
есть это суммарное время считывания адреса
ячейки и считывания/записи данных в эту ячейку.

Информационная ёмкость
Производные единицы исчисляются
в 2-ичной системе:
1024 б - 1 Кб
210 байт – 1 килобайт
1048576 б - 1024 Кб– 1 Мб
220 байт - 210 килобайт - 1 мегабайт
1073741824 б – 1048576 Кб – 1024 Мб – 1 Гб
230 байт - 220 килобайт - 210 мегабайт - 1 гигабайт

входы
…
…
…
…
сигнал
синхронизации
SRAM память, построенная на триггерах
выход
Статическая память
SRAM

Динамическая память DRAM
столбцы
2
3
1
4
транзистор
«ключ»
конденсатор
T
T
K
T
K
T
K
T
Ячейка памяти (1 бит)
T
T
T
K
T
K
T
K
T
K
T
K
K
K
Линия адреса
T
K
T
K
T
K
Линия данных
K
T
K
K

Быстродействие микросхем ОП
характеризуется тремя видами задержек:
1. Задержка между подачей номера строки и номера
столбца – tRCD
2. Задержка между подачей номера столбца и
получением содержимого ячейки на выходе – tCAC
3. Задержка между чтением последней ячейки и подачей
номера новой строки - tRP

Технологии для RAM
до середины 90-х годов:
DRAM
– Dynamic Random Access Memory динамическая память –
основной вид архитектуры ОЗУ. Суммарная задержка 200 нс
1995 год:
FPM DRAM - Fast-Page
Mode DRAM - динамическая память
быстрого страничного режима
1996 год:
EDO DRAM
- Extend Data Output DRAM – динамическая
память с усовершенствованным выходом
2000 год (до настоящего момента):
SDRAM – Synchronous DRAM синхронная динамическая память
DDR-SDRAM - Double Data Rate SDRAM - SDRAM
удвоенной скорости передачи данных.
DRDRAM - Direct Rambus DRAM
- технология фирмы «Rambus»

Конструктивную основу RAM (ОЗУ)
составляют модули памяти
Соединительные проводники
(линии интерфейса),
объединенные в шины
Чипы памяти на
модуле
Общий вид модуля памяти

Слоты RAM на материнской плате
Выходы микросхемы –
пины (pins)
Чипы с матрицами памяти

DIP модули микросхем RAM
информационная емкость DIP по 64 и 256 Кбайт,1 и 4 Мбайт
Гнездо для установки DIP-корпуса
1. DIP-корпус
Установленные модули
Установка модулей DIP на материнскую плату

SIPP модули микросхем RAM
SIPP – сокращение от Single Inline Package
выходы микросхемы (пины)
основа микросхемы
чипы памяти
(изоляционный слой)

SIММ модули микросхем RAM
30pin модуль
чипы памяти
FPM DRAM
выходы микросхемы (пины)
пластмассовый держатель

SIММ модули микросхем RAM
72pin модуль
чипы памяти
EDO DRAM
выходы микросхемы (пины)
пластмассовый держатель
колодка слота

DIММ модули микросхем RAM
DIMM DDR2 256 Mb, “KINGMAX“
частота шины 533 МГц
DIMM DDR 512 Mb, “SAMSUNG“
частота шины 400 МГц
DIMM DDR 256 Mb, “KINGMAX “
частота шины 400 МГц

RIMM - Rambus In-line Memory Module
радиатор для охлаждения
микросхемы
4-е модуля RIMM,
установленные на
материнской плате

Новые разработки RAM
4 модуля
DIMM по 1 Гб
плата
расширения
Американская компания DDR Drive собирается представить
устройство хранения информации, использующее модули DIMM, в
виде платы расширения. Плата связывается с системой через слот
PCI Express. Новинка способна поддерживать до 8 Гб памяти в
четырёх слотах DIMM.

Новые разработки RAM
чипы памяти по 256 Мб
Компания Elpida Memory в конце 2004 г. сообщила
о выпуске и начале поставок первых 1 Гб модулей DIMM
DDR2 SDRAM для серверов.

Новые разработки RAM
Микросхема АВМ Advanced Memory Buffer
Компания Elpida Memory в 2005 году начала производство
модулей памяти с полной буферизацией (Fully-Buffered Dual in-line
Memory Modules) FB-DIMM емкостью от 512 Мб до 4 Гб, предназначенной для использования в серверах новых поколений.

Новые разработки RAM
Компания OCZ Technology Inc. в декабре 2006г. представила новые
DDR2-модули с улучшенным радиатором (объемом по 1 Гб)
Новый сетчатый корпус радиатора, улучшая циркуляцию воздуха над микросхемами памяти, позволяет
эффективнее
решать
проблему
отвода тепла.

Новые разработки RAM
Компания OCZ Technology Inc. в ноябре 2006г. объявила о выпуске
модулей DDR2 1150 PC-9200 с гибридным радиатором (объемом
по 1 Гб)
Такая конструкция улучшает
климатические условия
работы микросхем памяти,
отводя тепло от контактных
площадок и нижней части
корпуса.
Гибридный
радиатор
несет ответственность за
верхнюю часть, теплопроводящая плата отвечает за нижнюю часть
микросхем и контакты.

Сравнительные характеристики типов SDRAM
SDRAM
DDR
SDRAM
DDR2
SDRAM
DDR3
SDRAM
Частота
системной
шины (МГц)
66, 100,
133
200, 266,
333, 400
400, 533
667, 800
800, 1066
1333, 1600
Напряжение
питания
3.3 (+/- 0.3)
2.5 (+/- 0.2)
1.8 (+/- 0.1)
1.5 (+/- 0.075)
DDR3 – это новейший этап развития памяти типа DDR SDRAM.
Первые модули памяти DDR3 были выпущены компанией
Infineon в июле 2005. От модулей DDR2 новые модули
отличаются более высокой скоростью передачи данных и
меньшим энергопотреблением.

Новая память Z-RAM вместо SRAM
для кэш-памяти
Разработка фирмы Innovative Silicon - Z-RAM (Zero
Capacitor DRAM), бесконденсаторная DRAM. В качестве
конденсатора используется затвор полевого транзистора,
отделенный от канала слоем диэлектрика. Основным
преимуществом
подобной
памяти
является
высокая
компактность ячейки памяти - ее размер меньше в пять раз по
сравнению с SRAM и в два раза - со стандартной DRAM
памятью. Еще одним плюсом Z-RAM является возможность
использования существующего оборудования и материалов при
производстве чипов - при изготовлении Z-RAM используется
SOI техпроцесс (кремний-на-изоляторе), который и применяет
AMD для производства своих чипов. Это позволит значительно
увеличить объем "кэша", а вместе с ним и производительность
чипов. (январь 2006г.)

Архитектура Z-RAM
Ячейка Z-RAM
Запись двоичных «1» и «0»

Новые разработки RAM
Seiko Epson выпустили прототип 16KB
SRAM модуля памяти, элементы которого
сформированы на низкотемпературном
поликристаллическом стекле и заключены
в платиск с использованием фирменной
“SUFTLA” технологии. Подобная
технология позволила создать различные
гибкие носители информации в
низкотемпературной среде.
Была успешно протестирована демо-система состоящая из 8 битного
процессора и модуля гибкой памяти.
Ячейка из 6-и транзисторов,
разработанная по 65-микронной
технологии. Уменьшение размера
ячейки SRAM позволяет увеличить
объем кэш-памяти и соответственно
производительность процессоров.

Постоянная память ПК
ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) или
ROM (read-only memory) – это энергонезависимая
постоянная память, доступная только для чтения.
микросхема ROM BIOS
размещение на
материнской плате

Постоянная память ПК
CMOS RAM - цифровой датчик времени.
Микросхема, созданная на основе технологии
Complementary Metal-Oxide Semiconductor
размещение CMOS батареи
на материнской плате

1 из 10

Презентация на тему: Виды компьютерной памяти

№ слайда 1

Описание слайда:

№ слайда 2

Описание слайда:

№ слайда 3

Описание слайда:

Внутренняя и внешняя память Работая с информацией, человек пользуется не только своими знаниями, но и книгами, справочниками и другими внешними источниками. В главе 1 «Человек и информация» было отмечено, что информация хранится в памяти человека и на внешних носителях. Заученную информацию человек может забыть, а записи сохраняются надежнее. У компьютера тоже есть два вида памяти: внутренняя (оперативная) и внешняя (долговременная) память.

№ слайда 4

Описание слайда:

Внутренняя память - это электронное устройство, которое хранит информацию, пока питается электроэнергией. При отключении компьютера от сети информация из опера тивной памяти исчезает. Программа во время ее выполнения хранится во внутренней памяти компьютера. Сформулиро ванное правило относится к принципам Неймана. Его называют принципом хранимой программы. Внешняя память - это различные магнитные носители (ленты, диски), оптические диски. Сохранение информации на них не требует постоянного электропитания.

№ слайда 5

Описание слайда:

№ слайда 6

Описание слайда:

Структура внутренней памяти компьютера Все устройства компьютера производят определенную работу с информацией (данными и программами). А как же представляется в компьютере сама информация? Для ответа на этот вопрос «заглянем» внутрь машинной памяти. Структуру внутренней памяти компьютера можно условно изобразить так, как показано на рис. 2.4. Наименьший элемент памяти компьютера называется битом памяти. На рис. 2.4 каждая клетка изображает бит. Вы видите, что у слова «бит» есть два значения: единица измере ния количества информации и частица памяти компьютера. Покажем, как связаны между собой эти понятия. В каждом бите памяти может храниться в данный момент одно из двух значений: нуль или единица. Использование двух знаков для представления информации называется двоичной кодировкой Данные и программы в памяти компьютера хранятся в виде двоичного кода Один символ двухсимвольного алфавита несет 1 бит информации. В одном бите памяти содержится один бит информации

№ слайда 7

Описание слайда:

Битовая структура определяет первое свойство внутренней памяти компьютера - дискретность. Дискретные объекты составлены из отдельных частиц. Например, песок дискретен, так как состоит из песчинок. «Песчинками» компьютерной памяти являются биты. Второе свойство внутренней памяти компьютера - адресуемость. Восемь расположенных подряд битов памяти образуют байт. Вы знаете, что это слово также обозначает единицу количества информации, равную восьми битам. Следовательно, в одном байте памяти хранится один байт информации Во внутренней памяти компьютера все байты пронумерованы. Нумерация начинается с нуля.

№ слайда 8

Описание слайда:

Носители и устройства внешней памяти Устройства внешней памяти - это устройства чтения и записи информации на внешние носители. Информация на внешних носителях хранится в виде файлов. Что это такое, подробнее вы узнаете позже. Важнейшими устройствами внешней памяти на современных компьютерах являются накопители на магнитных дисках (НМД), или дисководы. Кто не знает, что такое магнитофон? На магнитофон мы привыкли записывать речь, музыку, а затем прослушивать записи. Звук записывается на дорожках магнитной ленты с помощью магнитной головки. С помощью этого же устройства магнитная запись снова превращается в звук. НМД действует аналогично магнитофону. На дорожки диска записывается все тот же двоичный код: намагниченный участок - единица, ненамагниченный - нуль. При чтении с диска эта запись превращается в нули и единицы в битах внутренней памяти. К магнитной поверхности диска подводится записывающая головка (рис. 2.5), которая может перемещаться по радиусу. Во время работы НМД диск вращается. В каждом фиксированном положении головка взаимодействует с круговой дорожкой. На эти концентрические дорожки и производится запись двоичной информации.

№ слайда 9

Описание слайда:

Другим видом внешних носителей являются оптические диски (другое их название - лазерные диски). На них используется не магнитный, а оптико-механический способ записи и чтения информации. Сначала появились лазерные диски, на которые информация записывается только один раз. Стереть или перезаписать ее невозможно. Такие диски называются CD-ROM - Compact Disk-Read Only Memory, что в переводе значит «компактный диск - только для чтения». Позже были изобрете ны перезаписываемые лазерные диски - CD-RW. На них, как и на магнитных носителях, хранимую информацию можно стирать и записывать заново. Носители, которые пользователь может извлекать из дисковода, называют сменными. Наибольшей информационной емкостью из сменных носителей обладают лазерные диски типа DVD-ROM - видео диски. Объем информации, хранящейся на них, может достигать десятков гигабайтов. На видеодисках записываются полноформатные видеофильмы, которые можно просматривать с помощью компьютера, как по телевизору.

№ слайда 10

Описание слайда:

Коротко о главном В состав компьютера входят внутренняя память и внешняя память. Исполняемая программа хранится во внутренней памяти (принцип хранимой программы). Информация в памяти компьютера имеет двоичную форму Наименьшим элементом внутренней памяти компьютера является бит. Один бит памяти хранит один бит информации: значение 0 или 1. Восемь подряд расположенных битов образуют байт памяти. Байты пронумерованы, начиная с нуля. Порядковый номер байта называется его адресом. Во внутренней памяти запись и чтение информации про исходят по адресам. Внешняя память: магнитные диски, оптические (лазерные) диски - CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM.

краткое содержание презентаций

Память ПК

Слайдов: 29 Слов: 1291 Звуков: 0 Эффектов: 95

Память ПК. Память компьютера. Основная память. Внутренняя память. Постоянное запоминающее устройство. Системный блок: память. Постоянная память. Кэш-память. Системный блок. Полупостоянная память. Видеопамять. Долговременная память. Основная функция. Дискеты. Правила работы. Винчестеры. Лазерные CD-диски. Dvd-диски. Рабочая поверхность. HD DVD. Blu-ray. Флэш-память. Энергонезависимый перезаписываемый вид памяти. Стримеры. Виды памяти. Сравнение типов внешней памяти. Пользователь. Домашнее задание. Гибкие магнитные диски. - Память ПК.ppt

Устройства памяти компьютера

Слайдов: 25 Слов: 1493 Звуков: 2 Эффектов: 93

Представление о микропроцессоре. Микросхема. Микропроцессор. АЛУ отвечает за обработку данных. Процессор оперирует машинными словами. Быстродействие компьютера. Максимальное количество памяти. Устройства памяти. Информация в ПК должна быть закодирована. Процесс получения информации из ячеек памяти. Основные характеристики памяти. Время доступа. Память. Характеристики. Микропроцессор обрабатывает данные, хранящиеся в памяти компьютера. Ячейка памяти. Постоянная память. Внешняя память. Плотность записи. Гибкий магнитный диск. Жесткие магнитные диски. Оптические диски. - Устройства памяти компьютера.ppt

Управление памятью компьютера

Слайдов: 22 Слов: 1232 Звуков: 0 Эффектов: 0

Операционные системы. Управление памятью. Физическая организация памяти. Иерархия памяти. Представление потоков в оперативной памяти. Связывание адресов. Виртуальное пространство. Виртуальное адресное пространство. Алгоритмы распределения памяти. Схема с фиксированными разделами. Динамическое распределение. Схема с переменными разделами. Страничная организация. Связь логического и физического адресов. Схема адресации. Сегментная и сегментно-страничная организация памяти. Преобразование логического адреса. Формирование адреса при странично-сегментной организации памяти. - Управление памятью компьютера.ppt

Виды памяти компьютера

Слайдов: 20 Слов: 487 Звуков: 0 Эффектов: 0

Виды памяти компьютера. Быстродействующая электронная память. Внутренняя память. Оперативная память. Виды памяти компьютера. Микросхемы. Емкость. Модуль памяти. Модуль памяти с двумя рядами контактов. Кэш-память. Память реализуется на микросхемах статистической памяти. Установлена на системной плате. Видеопамять. Скорость обработки видеоинформации. Специальная память. ПЗУ. Энергонезависимая память. Базовая система. BIOS. Разновидность ПЗУ. - Виды памяти компьютера.ppt

Виды компьютерной памяти

Слайдов: 10 Слов: 882 Звуков: 0 Эффектов: 0

Компьютерная память. Структура внутренней памяти. Внутренняя и внешняя память. Внутренняя память. Схема устройства компьютера. Структура внутренней памяти компьютера. Битовая структура. Носители и устройства внешней памяти. Оптические диски. Коротко о главном. - Виды компьютерной памяти.ppt

Внутренняя память

Слайдов: 18 Слов: 459 Звуков: 0 Эффектов: 0

Память. 0. Внутренняя память. Свойство внутренней памяти. Адресуемость. Оперативная память. Временная информация. Режимы записи. Диапазон емкости памяти. Постоянная память. Компьютер. Микросхемы. Кэш-память. Использование кэш-памяти. Два типа кэш-памяти. Видеопамять. Регистры. Процессор. - Внутренняя память.ppt

Оперативная и долговременная память

Слайдов: 11 Слов: 466 Звуков: 0 Эффектов: 0

Оперативная и долговременная память. Оперативная память (ОЗУ - оперативное запоминающее устройство). Жесткий диск. Графическая плата, видеокарта. Звуковая плата. Сетевая плата. TV-тюнер. Дисковод 3,5 дюйма, дискета. Дискета. Накопители на компакт-дисках. Флэш-память Флэш-память (flash) - разновидность полупроводниковой. - Оперативная и долговременная память.ppt

Кэш-память

Слайдов: 39 Слов: 1720 Звуков: 0 Эффектов: 5

Организация памяти. Иерархии памяти. Схема иерархического построения памяти. Интерливинг. Организация кэш-памяти. Структура кэш-памяти. Оперативная память. Контроллер. Поиск данных. Основные вопросы организации кэш-памяти. Алгоритмы отображения. Кэш-память. Пример «буксования» кэш-памяти. Кэш-память. Зависимость количества промахов. Кэш-память. Сравнение алгоритмов отображения адресов. Алгоритмы записи. Алгоритмы замещения кэш-строк. Алгоритм замещения. Размер линии кэш-памяти. Основные параметры кэша. Процессор. Эффективное использование иерархии памяти. Схема иерархической памяти. Последовательный обход данных. - Кэш-память.ppt

Долговременная память

Слайдов: 20 Слов: 567 Звуков: 1 Эффектов: 4

Внешняя (долговременная) память. Основная функция. Магнитная память. Магнитные носители. Гибкие магнитные диски. Жесткие магнитные диски. Оптическая память. Оптические носители. CD-диски. DVD-диски. HD DVD, Blu-Ray. CD. Виды оптических дисков. Оптические дисководы CD. Оптические дисководы DVD. Флэш-память. Флэш-карты. Недостатки. Ответьте на вопросы. Задание. - Долговременная память.ppt

Внешний носитель памяти

Слайдов: 11 Слов: 2374 Звуков: 0 Эффектов: 20

Внешняя память. Основные носители внешней памяти. Гибкие диски. Жёсткий диск. Оптические диски. Информация. Технология многократной записи. Оптические дисководы. Флэш-память. Карты флэш-памяти. Применение флэш-памяти. - Внешний носитель памяти.ppt

Устройства внешней памяти

Слайдов: 20 Слов: 1250 Звуков: 0 Эффектов: 135

Внешняя память. Долговременное хранение. Магнитный принцип записи и считывания информации. Гибкие магнитные диски. Жесткие магнитные диски. Оптический принцип. Луч лазера. Оптические диски. Лазерные дисководы и диски. Информация. Записывающий слой. Дисководы. Скорость считывания информации. Флэш-память. Принцип записи. Карты флэш-памяти. Применение карт флэш-памяти. Производители. USB флэш-диски. Сердечник магнитной головки. - Устройства внешней памяти.pptx

Внешние накопители памяти

Слайдов: 22 Слов: 872 Звуков: 0 Эффектов: 31

Средства хранения информации. Внешняя память. Характеристики внешней памяти. Классификация носителей по типу доступа. Классификация носителей по способу записи-считывания. Гибкие магнитные диски. Внешние накопители памяти. Диск должен быть отформатирован. Параметры. Рассчитаем общую информационную емкость форматированного диска. Форматирование диска. Жесткие магнитные диски. Первый жесткий диск. Винчестер. Магнитные ленты. Лазерные (оптические) диски. Классификация лазерных дисков. Диски. Образцы флэш-памяти. Внешние накопители памяти. Тип носителя. Спасибо за внимание. - Внешние накопители памяти.ppt

Диски

Слайдов: 18 Слов: 644 Звуков: 0 Эффектов: 1

Дисковая подсистема компьютера. Накопители на гибких магнитных дисках. Устройство дискеты. Накопители на жестких магнитных дисках. Накопитель на жёстких магнитных дисках или НЖМД (англ. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров. Устройство HDD. Логическая структура винчестера. Форм-фактор: Запись данных на жесткий диск. Однако если мы посмотрим на конкретный домен в отдельности, то никакой разницы не увидим. Тепловая магнитная запись. Накопитель SSD(твердотельные диски). Твердотельный накопитель (англ. Гибридные накопители. Накопители на компакт-дисках. Компакт-диск диаметром 120 мм изготовлен из полимера и покрыт металической пленкой. - Диски.pptx

Разделы жёсткого диска

Слайдов: 13 Слов: 925 Звуков: 0 Эффектов: 0

Создание и настройка новых разделов жесткого диска. Форматирование диска. Средства создания разделов и форматирования дисков. Примечание. Запуск компьютера. Разделы жёсткого диска. Клавиша D для удаления существующего раздела. Разделы жёсткого диска. Раздел на том месте, где уже имеется один. Разделы жёсткого диска. Использование файловой системы NTFS. Программа установки. Установка Windows XP. - Разделы жёсткого диска.ppt

CD DVD диски

Слайдов: 27 Слов: 1389 Звуков: 0 Эффектов: 0

Создание диска

Слайдов: 13 Слов: 2598 Звуков: 0 Эффектов: 0

История создания CD и DVD дисков. История создания CD. Физик. Изобретатель. Права на технологию. Вклад в развитие науки и техники. История создания DVD. Ошеломляющее впечатление. Запись. Хорошо знакомый фильм. DVD-диск. DVD-проигрыватель. Объемы самой разнообразной информации. - Создание диска.ppt

CD Burner XP

Слайдов: 12 Слов: 417 Звуков: 0 Эффектов: 23

Программа CD Burner XP. Назначение программы. Запуск программы. Содержимое окна. Файлы и папки. Носитель. Программа. Запись аудио-диска. Окно программы. Окно записи образа диска. Окно копирования диска. Стереть диск. -

Устройства памяти компьютера

Для хранения данных и программ их обработки предназначена память. Исторически компьютерную память делят на внутреннюю и внешнюю .

Внутреннюю память компьютера составляют постоянное запоминающее устройство (ПЗУ ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ ) и сверхоперативная память (кэш ).

Память компьютера

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

Постоянное запоминающее устройство предназначено для чтения хранящейся в нём информации. В ПЗУ находятся программы, которые записываются туда на заводе-изготовителе.

Они автоматически запускаются при включении компьютера. Эти программы предназначены для первона­чальной загрузки операционной системы. После выключения питания компьютера информация в ПЗУ сохраняется - это энергонезависимое устройство.

Оперативная память (ОЗУ)

Вся информация, необходимая для работы компьютера, помещается в оперативную память . Процессор может мгновенно обращаться к информации, находящейся в оперативной памяти, поэтому она называется «быстрой» (оперативной). После выключения источника питания вся информация, содержащаяся в оперативной памяти, разрушается - оперативная память энергозависима .

Оперативная память (ОЗУ)

ОЗУ характеризуется по двум параметрам: объем и быстродействие.

Возможности компьютера во многом зависят от объёма оперативной памяти: чем больше объём памяти, тем большими возможностями по работе с информацией обладает компьютер. Оперативная память компьютера состоит из большого количества ячеек, в каждой из которых может храниться определенный объем информации, например, один текстовый символ. В наиболее распространённых персональных компьютерах ёмкость ОЗУ 128-256 Мб.

ОЗУ

Второй важной характеристикой модулей оперативной памяти является их быстродействие, то есть период времени, за который происходит операция записи или считывания информации из ячеек памяти. Современные модули памяти обеспечивают скорость доступа к информации свыше 10 наносекунд (10 -9 с).

Кэш-память

Для ускорения вычислений информация из наиболее часто используемых участков ОЗУ помещается в сверхбыстро­действующие микросхемы памяти - кэш-память. Отсутствие кэш-памяти может на 20-30% снизить общую производительность компьютера. В настоящее время широко распространена кэш-память ёмкостью 64-512 Кб.

Внешняя (долговременная) память

Внешняя память предназначена для долговременного хранения программ и данных, не используемых в данный момент. Внешняя память, в отличие от оперативной, является энергонезависимой .

Для работы с внешней памятью необходимо наличие:

1) накопителя, или дисковода, - устройства, обеспечивающего запись/считывание информации;

2) носителя - устройства хранения информации.

Основные характеристики накопителей и носителей:

информационная ёмкость;

скорость обмена информацией;

надёжность хранения информации;

стоимость.

Магнитные диски

Магнитные диски - это круглые пластмассовые или металлические пластины, имеющие магнитное покрытие. Данные хранятся на таких дисках в виде намагниченных или ненамагниченных областей. Информация на магнитные носители может записываться многократно.

Дискета

Дискета (флоппи-диск) представляет собой тонкий и гибкий пластмассовый диск, покрытый с двух сторон специальным веществом и помещенный в жесткий пластмассовый конверт. Такие диски пользователь сам помещает в дисковод и вынимает из него. Большинство применяемых сейчас дискет имеют размер 3,5 дюйма. Информационная емкость дискеты - 1,44 Мб. На ней может быть, например, записана книга объемом около 600 страниц или несколько качественных графических изображений.

Жесткие диски (винчестеры)

Жесткие диски (винчестеры) сделаны из стекла или металла. Жесткие диски чаще всего постоянно находятся внутри компьютера. Они выполняют точно такие же функции, что и гибкие диски; однако, жесткие диски способны хранить значительно большее количество информации, быстрее вращаются и, в отличие от гибких дисков, их нельзя потерять, они защищены от грязи, пыли, влаги, температуры и других внешних воздействий. Наиболее популярны сегодня диски ёмкостью 20-300 Гб.

Лазерные диски

В настоящее время широкое распространение получили CD-ROM или лазерные диски. Запись и считывание информации в лазерных дисководах происходит с помощью света. Поэтому лазерные диски иначе называют оптическими.

Устройство лазерного диска

По своей структуре лазерный диск напоминает слоеный пирог. Первый слой - основной - изготавливается из пластмассы, второй - отражающий - выполнен из металла, третий - защитный - сделан из прозрачного лака.

Основной слой содержит полезную информацию, закодированную в нанесённых на него микроскопических углублениях, называемых питами .

Информация на лазерном диске записана на одну спиралевидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью. Лазерный луч падает на поверхность вращающегося диска, интенсивность отраженного луча зависит от отражающей способности участка дорожки и интерпретируется как 0 или 1.

СD-RОМ удобен для хранения неизменяемой информации объемом до 650Мб

Записывающие СD

Первое время главным недостатком компакт-диска была невозможность записи на него в домашних условиях.

Этот недостаток был устранен с появлением сначала однократно записываемых дисков СD-R , а затем дисков для многократной перезаписи СD-RW.

Записывающие СD

Пластиковая основа для СD-R не несёт полезной информации.

Сверху нанесена плёнка сплава редкоземельных металлов, способных обратимо менять своё состояние в зависимости от температуры нагрева лазерным лучом.

В последнее время на рынке появились цифровые универсальные диски DVD объемом до 7 Гб.

По внешнему виду и внутреннему устройству они сильно похожи на СD: используются аналогичные технологии нанесения на пластиковую основу углублений- питов ; регистрации отраженного от металлического покрытия сигнала и его интерпретации в виде нулей и единиц. Принципиальное отличие состоит в увеличении плотности записи за счет использования полупроводникового лазера с меньшей длиной волны.

Флэш - устройства

Слайд 2

Основной функцией внешней памяти является долговременное хранение информации. Внешняя память Магнитнаяпамять Оптическаяпамять Флэш-память

Слайд 3

Магнитный принцип записи и считывания информации

В накопителях на гибких магнитных дисках (НГМД) и накопителях на жестких магнитных дисках (НЖМД) в основу записи информации положено намагничивание ферромагнетиков в магнитном поле, хранение информации основывается на сохранении намагниченности, а считывание информации базируется на явлении электромагнитной индукции. В отсутствии сильных магнитных полей и высоких температур элементы носителя могут сохранять свою намагниченность в течение долгого времени (лет, десятилетий).

Слайд 4

Гибкие магнитные диски

Гибкие магнитные диски помещаются в пластмассовый корпус. Такой носитель информации называется дискетой. Информационная емкость дискеты невелика и составляет 1,44 МБ. Скорость записи и считывания информации также мала – около 50 Кбайт/с из-за медленного вращения диска (360 об/мин.)

Слайд 5

Жесткие магнитные диски

Жесткий магнитный диск представляет собой несколько десятков дисков, размещенных на одной оси, заключенных в металлический корпус и вращающихся с большой угловой скоростью. За счет большего количества дорожек на каждой стороне дисков и большого количества дисков информационная емкость дисков достаточно велика. Скорость чтения-записи – 300 Мб/с (по шине SATA), которая достигается за счет быстрого вращения дисков (до 7200 об/мин.).

Слайд 6

Оптический принцип записи и считывания информации

В процессе записи информации на лазерные диски для создания участков поверхности с различными коэффициентами отражения применяются различные технологии: от простой штамповки до изменения отражающей способности участков поверхности диска с помощью мощного лазера. Информация на лазерном диске записывается на одну спиралевидную дорожку, содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью.

Слайд 7

В процессе считывания информации с лазерных дисков луч лазера, установленный в дисководе, падает на поверхность вращающегося диска и отражается. Так как поверхность имеет участки с различными коэффициентами отражения, то отраженный луч также меняет свою интенсивность (0 или1). Затем отраженные импульсы преобразуются с помощью фотоэлементов в электрические импульсы и по магистрали передаются в оперативную память.

Слайд 8

Оптические диски

Оптические CD-диски рассчитаны на использование инфракрасного лазера с длиной волны 780 нм и имеют информационную емкость 700 Мбайт. Оптические DVD-диски рассчитаны на использование красного лазера с длиной волны 650 нм. Они имеют большую информационную емкость по сравнению с CD-дисками (4,7 Гбайт) за счет меньшей ширины и более плотного размещения оптических дорожек. DVD-диски могут быть двухслойными (емкость 8,5 Гбайт), при этом оба слоя имеют отражающую поверхность, несущую информацию. В настоящее время на рынок поступили оптические диски HD DVD и Blu Ray, информационная емкость которых в 3-5 раз превосходит инофрмационную емкость DVD-дисков за счет использования синего лазера с длиной волны 405 нанометров.

Слайд 9

Лазерные дисководы и диски

На лазерных CD-ROM и DVD-ROM дисках хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна. Производятся такие диски путем штамповки на дорожке микроскопических физических углублений (участков с плохой отражающей способностью).

Слайд 10

На дисках CD-R и DVD-R информация может быть записана, но только один раз. Данные записываются на диск лучом лазера повышенной мощности, который разрушает органический краситель записывающего слоя и меняет его отражающие свойства. Управляя мощностью лазера, на записывающем слое получают чередование темных и светлых пятен, которые при чтении интерпретируются как логические 0 или 1. Строение DVD-диска

Слайд 11

На дисках CD-RW и DVD±RW информация может быть записана и стерта многократно. Записывающий слой изготавливается из специального сплава, который можно нагреванием приводить в два различных устойчивых агрегатных состояния – аморфное и кристаллическое. При записи (или стирании) луч лазера нагревает участок дорожки и приводит его в одно из устойчивых состояний, которые характеризуются различной степенью прозрачности. При чтении луч лазера имеет меньшую мощность и не изменяет состояние записывающего слоя, а чередующиеся участки с различной прозрачностью интерпретируются как логические 0 и 1. Строение DVD-RW-диска Строение СD-RW-диска

Слайд 12

Оптические CD- и DVD –дисководы используют лазер для чтения или записи информации. Скорость чтения/записи информации зависит от скорости вращения диска. Первые CD-дисководы были односкоростными и обеспечивали скорость чтения информации 150 Кбайт/с. В настоящее время широкое распространение получили CD-дисководы, которые обеспечивают в 52 раза большую скорость чтения и записи дисков. (до 7,8 Мбайт/с).. Запись CD-RW дисков производится на меньшей скорости, поэтому CD-дисководы маркируются 3-мя числами «скорость чтения × скорость записи CD-R × скорость записи CD-RW.

Слайд 13

Первое поколение DVD-накопителей обеспечивало скорость считывания информации примерно 1,3 Мбайт/с. В настоящее время широкое распространение получили DVD-дисководы, которые обеспечивают в 16 раз большую скорость чтения (примерно 21 Мбайт/с), в 8 раз большую скорость записи DVD±R дисков и в 6 раз большую скорость записи DVD±RW дисков. DVD-дисководы маркируются тремя числами (например, «16 × 8 × 6»).

Слайд 14

Флэш-память

Свойства флэш-памяти Полупроводниковая – не содержащая механически движущихся частей, построенная на основе полупроводниковых микросхем Энергонезависимая – не требующая дополнительной энергии для хранения данных (энергия требуется только для записи) Перезаписываемая – допускающая изменения хранимых в ней данных

Слайд 15

Принцип записи и чтения на картах флэш-памяти

Во флэш-памяти для записи и считывания информации используются электрические сигналы. В простейшем случае каждая ячейка флэш-памяти хранит один бит информации и состоит из одного полевого транзистора со специальной электрически изолированной областью («плавающим затвором»). При отсутствии сигнала на линии управления ячейка памяти хранит один бит информации (0 или 1) на стоке полевого транзистора. Между стоком и истоком ток не идет. При записи данных на линию управления подается положительное напряжение и электроны в результате эффекта туннелирования попадают на плавающий затвор. Между стоком и истоком возникает электрический ток и в результате на стоке полевого транзистора записывается один бит данных.

Слайд 16

Карты флэш-памяти

Флэш-память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный плоский корпус. Микросхемы флэш-памяти могут содержать миллиарды ячеек, каждая из которых хранит 1 бит информации. Информация, записанная на флэш-память может храниться очень длительное время (от 20 до 100 лет) и способна выдержать значительные механические нагрузки (в 5-10 раз превышающие предельно допустимые для жестких дисков). Флэш-память компактнее и потребляет значительно меньше энергии (примерно в 10 -20 раз), чем магнитные и оптические дисководы.Накопители на флэш-памяти представляют собой микросхему флэш-памяти, дополненную контроллером USB, и подключаются к последовательному порту USB. USB флэш-диски могут использоваться в качестве сменного носителя информации.

Слайд 20

Вопросы

Почему сердечник магнитной головки изготавливается из магнитомягкого материала, а магнитный слой носителя – из магнитожесткого материала? Как можно увеличить информационную емкость жестких дисков? Почему в CD-дисководах используется инфракрасный лазер, в DVD-дисководах – красный лазер, а в HDDVD- и Blu-Ray-дисководах – синий лазер? В чем состоит различие между дисками CD-ROM, CD-R и CD-RW? Что означают числа маркировки DVD-дисководов? В чем состоит отличие микросхем флэш-памяти от микросхем оперативной памяти? В чем состоит преимущество флэш-памяти перед магнитной и оптической памятью?

Посмотреть все слайды