Внешняя память

Откройте форму "Виды памяти" и пройдите тест.

Результаты тестирования:

Фамилия, имя	Оценка
Жигайло Инесса	8
Удовенко и Щербина	11
Чикулина Даша и Петрушенко Маша	10
Зарудняя	8
Оселедец Ирина и Саркисова Елизавета	11
ратникова лара и баландюк рита	6
Чепурняк Макар	6
Никита Лёвушкин	9
Горбонос Дмитрий	7
МИРОНЕНКО ДАНІІЛ	9
Лакиза К. и Авдеева С.	8
лыша аня	5
никитюк валерия	8
можаев марченко	11
Буян София	8
Судовцова	8
Корчемный Илья	7

1.Магнитные носители

   Дискеты

   В 1967 Алан Шугарт возглавлял команду, которая разрабатывала дисководы в лаборатории фирмы IBM, где были созданы накопители на гибких дисках. Дэвид Нобль, один из старших инженеров, работающих под его руководством, предложил гибкий диск .

                                         

   Дискета, гибкий магнитный диск — сменный носитель информации, используемый для многократной записи и хранения данных. Представляет собой помещённый в защитный пластиковый корпус диск, покрытый ферромагнитным слоем. Для считывания дискет используется дисковод.Дискеты обычно имеют функцию защиты от записи, посредством которой можно предоставить доступ к данным только в режиме чтения.

Дискеты устарели и уже не так актуальны. Ведь это старые технологии с маленькой ёмкостью.

Дискета на 3,5 дюйма

Три поколения дискет

Жесткий диск

   Принцип работы жесткого диска во многом похож на работу магнитофона. Рабочая поверхность диска перемещается относительно считывающей головки. Когда на головку подается электрический ток, он возбуждает переменное магнитное поле, воздействующее, в свою очередь, на ферромагнетик, которым покрыт диск, что изменяет направление вектора, причем это изменение зависит от величины поля.

   Жесткий диск также зачастую называют винчестер. При разработке жесткого диска инженеры называли его кратко 30-30, что означало использование двух модулей по 30 Мб.

Внутреннее устройство жесткого диска

Преимущества очевидны:

• Удобство подключения.
• Мобильность. Компактные размеры и подключение по usb позволяют брать девайс в поездку или с легкостью подключать к домашнему кинотеатру.
• Соотношение цена/объем
• Возможность подключить к компьютеру неограниченное число дисков.

2. Оптические носители

DVD-диски

Общий вид лазерного диска

Бренд DVD дисков

   DVD - результат совместной работы компаний Toshiba, Matsushita, Philips, Sony и других. Первоначально существовали два стандарта второго поколения DVD. Группа компьютерных компаний во главе с IBM настаивала, чтобы все компании, предлагающие стандарты DVD согласились с общим единым стандартом. Объединенный формат DVD был объявлен в сентябре 1995.

     Первые диски и проигрыватели DVD появились в ноябре 1996 года в Японии. В марте 1997 года они появились в США и СНГ. В России фильмы и мультфильмы выпускаются на DVD с 1999 года.

   DVD-привод — устройство чтения и записи. DVD может содержать как минимум 4,7 ГБ (что достаточно для полноразмерного фильма

3.Флэш-память

Флэшки

   Самые первые USB-флеш-накопители появились в 2000 году. Их изобрели сотрудники израильской компании M-Systems Амир Баном, Дов Моран и Оран Огдан. В апреле 1999 года в США был зарегистрирован патент на флешку, а в сентябре 2000 года был представлен и сам накопитель. Флешку назвали DiskOnKey, в США она продавалась совместно с IBM и несла на борту логотип американской корпорации. Первая флешка обладала 8 Мб памяти и стоила 50$, к концу года вышли модели на 16 Мб и 32 Мб (100$).

 Преимущества

• Малый вес, бесшумность работы и портативность.
• Универсальность: современные компьютеры, телевизоры, DVD- и медиа-проигрыватели имеют USB-порты.
• Низкое энергопотребление
• Работоспособность в широком диапазоне температур.
• Более устойчивы к механическим воздействиям (вибрации и ударам), а также к воздействию магнитных полей по сравнению с жёсткими дисками.
• Не подвержены воздействию царапин и пыли, которые были проблемой для оптических носителей и дискет.

   Недостатки

В отличие от компакт-дисков, имеют недостатки, свойственные любой электронике:

чувствительны к электростатическому разряду — обычное явление в быту, особенно зимой;

чувствительны к радиации.

Внутренняя память

Откройте таблицу общего доступа "Внешняя память".

Таблица "Внешняя память 1 группы"

Таблица "Внешняя память 2 группы"

Внутренняя память

Read more publications on Calaméo

Так как компьютер моделирует все информационные функции человека, то он должен иметь память для хранения информации. Память в компьютере используется нескольких типов, отличающихся по своему функциональному назначению, а также конструктивно. Рассмотрим память компьютера, которая по отношению к процессору является внутренней.

Внутренняя память компьютера предназначена для хранения программ и данных, с которыми процессор непосредственно работает, пока включен компьютер. В современных компьютерах элементы внутренней памяти изготавливаются на микросхемах.

Различают оперативную и постоянную внутреннюю память.

В оперативной памяти хранятся те программы и данные, с которыми вы работаете в данный момент. При выключении компьютера информация в оперативной памяти не сохраняется. Например, вы работаете с учебной программой по русскому языку, записанной на лазерном диске. Процессор загружает программу и все необходимые данные с этого диска в оперативную память и только после этого может их обработать.Процессор считывает команды и данные из оперативной памяти и записывает в нее результаты. После окончания работы с программой и выключения компьютера все данные из оперативной памяти исчезнут.

Таким образом, основное свойство оперативной памяти — то, что она является энергозависимой, т. к. при отключении энергии данные в ней не сохраняются.

Существуют программы для управления основными устройствами компьютера, которые не должны теряться при отключении энергии. Они хранятся в постоянной внутренней памяти компьютера. Эту информацию процессор может считывать, а изменять не может.

Оперативная память (RAM – Random Access Memory) – это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные.

В ячейку можно записать только 0 или 1, т. е. 1 бит информации. Такая ячейка так и называется – “бит”.

Это наименьшая частица памяти компьютера и в связи с этим память имеет битовую структуру, которая определяет первое свойство оперативной памяти – дискретность.Бит является слишком маленькой единицей информации, поэтому биты объединили в группы по 8 и получили байт.

Каждый байт получает порядковый номер – адрес. Адресуемость – второе свойство оперативной памяти. Нумерация начинается с нуля.Таким образом, память можно представить себе в виде многоквартирного дома, в котором квартиры – это байты, а номер квартиры – адрес. Чтобы найти нужную информацию, необходимо знать адрес байта, в котором она хранится. Именно так поступает процессор, когда обращается за данными и программам к оперативной памяти.

Рассмотрим физический принцип действия оперативной памяти. С этой точки зрения различают динамическую память (DRAM) и статистическую память (SRAM).

Оба вида памяти запоминающих микросхем успешно конкурируют между собой, поскольку ни одна из них не является идеальной. С одной стороны, статическая память значительно проще в эксплуатации, т.к. не требует регенерации, и приближается по быстродействию к процессорным микросхемам. С другой стороны, она имеет меньший информационный объем и большую стоимость, сильнее нагревается при работе. На практике в данный момент выбор микросхем для построения ОЗУ всегда решается в пользу динамической памяти. И все же быстродействующая статическая память в современно компьютере тоже обязательно есть – кэш-память.

Модули оперативной памяти

Оперативную память в компьютере размещают на стандартных панельках, называемых модулями.

Модули вставляются в соответствующие разъемы на материнской плате. Такая конструкция облегчает процесс замены или наращивания памяти. Важнейшей характеристикой модулей ОЗУ является их быстродействие, т.е. у памяти есть своя скорость работы. У современных модулей скорость доступа к информации порядка 10 нс.

Первую свою команду процессор находит в памяти, которая в отличие от магнитных и оптических дисков является внутренней и, в отличии от ОЗУ , энергонезависимой, т.е. хранит информацию постоянно, даже после выключения компьютера. В ПЗУ хранится информация об устройствах компьютера, т.е. параметры и характеристики монитора, жесткого диска, мыши т.д. для того, чтобы при включении компьютера, прежде чем начать работу, можно было убедиться, что все они работоспособны.

Постоянная память на материнской плате

CMOS – это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки расположенной на материнской плате. Зарядки батарейки хватает на несколько лет. Наличие такого вида памяти позволяет отслеживать время и календарь, даже если компьютер выключен.

Процессор

ПРОЦЕССОР

Read more publications on Calaméo

Материнская плата – самая большая плата компьютера. На ней располагаются магистрали, связывающие процессор с оперативной памятью, - так называемые шины. К шинам материнской платы подключаются также все прочие внутренние устройства компьютера. Управляет работой материнской платы микропроцессорный набор микросхем – так называемый чипсет.

Процессор – основная микросхема компьютера. Все вычисления выполняются в ней. Процессор аппаратно реализуется на большой интегральной схеме (БИС). БИС является большой не по размеру, а по количеству элементов. Использование современных высоких технологий позволяет разместить на БИС процессора огромное количество функциональных элементов, размеры которых составляют всего около 0.13 микрон (1 микрон = 10-6 м). Например, в процессоре Pentium 4 их около 42 миллионов.

Основная характеристика процессора – тактовая частота (измеряется в мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц)). Чем выше тактовая частота, тем выше производительность компьютера. Так, например, при тактовой частоте 2000 МГц процессор может за одну секунду изменить свое состояние 2000 миллионов раз.

Единственное устройство, о существовании которого процессор “знает от рождения” – оперативная память – с нею он работает совместно.

Смотрите моделирование процесса производства процессора в видео фирмы Intel:

Физически микропроцессор представляет собой интегральную схему — тонкую пластинку прямоугольной формы площадью всего несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы, реализующие все функции процессора. Кристалл-пластинка обычно помещается в пластмассовый или керамический плоский корпус и соединяется золотыми проводками с металлическими штырьками, чтобы его можно было присоединить к системной плате компьютера. Процессор имеет кэш-память - массив сверхбыстрой оперативной памяти, являющейся буфером между контроллером системной памяти и процессором. В этом буфере сохраняются блоки данные после того, как их считал процессор, а потом он выполняет команду над данными.

Внутреннее устройство процессора

1. металлическая поверхность (крышка) микропроцессора, служащая для отвода тепла и защиты от механических повреждений того, что находится за этой крышкой (то есть внутри самого процессора).
2. сам кристалл, по факту являющийся самой важной и дорогой в изготовлении частью микропроцессора. Именно благодаря этому кристаллу происходят все вычисления (а это и есть самая главная функция процессора) и чем он сложнее, чем совершенней - тем мощнее получается процессор и тем дороже соответственно. Кристалл изготавливается из кремния. 
3. специальная текстолитовая подложка, к которой крепятся все остальные части процессора, кроме того она играет роль контактной площадки - на ее обратной стороне есть большое количество золотистых "точек" - это контакты. Благодаря контактной площадке (подложке) обеспечивается тесное взаимодействие с кристаллом, ибо напрямую хоть как нибудь воздействовать на кристалл не представляется возможным.

Крышка (1) крепится к подложке (3) с помощью клея-герметика, устойчивого к высоким температурам. Между кристаллом (2) и крышкой нет воздушного зазора, его место занимает термопаста, при застывании из нее получается "мостик" между кристаллом процессора и крышкой, благодаря чему обеспечивается очень хороший отток тепла.

Процессор состоит из ячеек, в которых обрабатываются данные. Ячейки процессора называют регистрами. Регистры могут быть восьмиразрядные (в такой регистр помещаются 8 бит, т.е. 1 байт), шестнадцатиразрядные (в такой регистр помещается два байта или говорят машинное слово), 32-разрядные (помещается двойное слово). Разные регистры процессора имеют разное назначение. Для сохранения данных и результатов используются регистры данных . Для хранения адреса команды - счётчик команд. Для хранения команды – регистр команд. Для хранения адреса данных адресный регистр. Существуют специальные регистры для самопроверок процессора.

Машинные команды, которые обрабатывает процессор состоят из двух основных частей:

Код операции

адресная часть

Код операции показывает, какую именно операцию из системы команд процессора надо выполнить, а в адресной части содержится адрес данных, над которыми будет выполняться эта операция.

К процессору подходят магистрали передачи сигналов:

• адресная шина - соединяет процессор с оперативной памятью;
• шина данных - по ней в регистры процессора передаётся содержимое ячеек памяти и отправляются результаты обработки назад в оперативную память;
• шина управления.

Для хранения адреса команды - счётчик команд. Первым делом процессор считывает из счётчика команд адрес команды.

Размеры регистров (в битах) определяют разрядность процессора.

Разрядность процессора и его тактовая частота - это основные характеристики процессора, от которых зависит производительность компьютера. Для хранения команды у процессора существует -регистр команд. Когда процессор знает адрес команды он считывает слово -команду. 

 Подробнее смотрите в видео "Как делают процессоры":