Инструкция как скласть кубик рубик;pdf

1
Организация памяти компьютера
Всю память компьютера можно разделить на
Внутренняя
1. оперативная ОЗУ
2. постоянная ПЗУ
3. CMOS
ОЗУ обладает наибольшей скоростью
обмена информации; предназначена для
кратковременного хранения информации. При выключении ПК вся информация в оперативной памяти стирается
Внешняя
Гибкие магнитные диски (дискеты)
Жесткие магнитные диски (винчестер)
Лазерные диски (CD, DVD)
Флэш-память или карты памяти
1. Оперативная память
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 — байты. В одном байте памяти можно сохранить 1 байт информации.
Каждый байт получает порядковый номер — адрес. Адресуемость — второе
свойство оперативной памяти. Нумерация начинается с нуля.
Группа из нескольких байтов, которые процессор может обработать, как
единое целое, называется машинным словом. Длина машинного слова бывает
различной длины — 8, 16, 32 бита и т.д.
Объем оперативной памяти увеличивался из поколения в поколение. В современных компьютерах ее размер достигает 2048, 4096 Мбайт.
Физически ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) выполнено на микросхемах, в которых логическими элементами выступают конденсаторы и
триггеры. Поэтому ее третье свойство — энергозависимость. Так как и конденсаторы, и триггеры хранят информацию, закодированную с помощью электрического сигнала, следовательно, его отсутствие ведет к потере информации.
Это значит, что ОЗУ используется для временного хранения данных и программ,
так как когда машина выключается (пропадает источник электрических сигналов), все, что находилось в данной памяти, пропадает.
И, наконец, оперативную память в компьютере размещают на стандартных па-
2
нельках, называемых модулями. Модули вставляются в соответствующие разъемы на материнской плате. Важнейшей характеристикой модулей ОЗУ является
их быстродействие, т.е. у памяти есть своя скорость работы. У современных модулей скорость доступа к информации очень большая и равна порядка 10 нс
(наносекунд) (1 нс = 10-9 с).
2. Постоянная память
Постановка проблемы.
Попытайтесь представить себе, что происходит в момент включения компьютера.
Где процессор должен брать свои первые команды?
Наводящие вопросы:
1.Может ли процессор брать свои первые команды из оперативной памяти? Почему?
2.Может ли процессор брать свои первые команды из внешней памяти? Почему?
3.Какой должна быть память, чтобы процессор мог к ней обратиться в момент
старта?
Вывод: первую свою команду процессор находит в памяти, которая в отличие от
магнитных и оптических дисков является внутренней и, в отличие от ОЗУ, энергонезависимой, т.е. хранит информацию постоянно, даже после выключения
компьютера.
Такая память действительно существует и называется ПЗУ (ROM – Read Only
Memory, память только для чтения) - постоянное запоминающее устройство.
Микросхема ПЗУ устанавливается так, что ее память занимает нужные адреса.
Поэтому процессор, когда начинает свою работу, попадает в постоянную память, заготовленную для него заранее. Из ПЗУ можно только читать информацию.
В постоянной памяти хранятся программы, необходимые для запуска компьютера и «зашитые» в нее при изготовлении. Основное назначение этих программ, состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособность компьютерной системы сразу после включения.
Итак, в ПЗУ должна храниться информации об устройствах компьютера, т.е.
параметры и характеристики монитора, жесткого диска, мыши и т.д. для того,
чтобы при включении компьютера, прежде чем начать работу, можно было убедиться, что все они работоспособны.
—Как вы считаете, знали ли изготовители ПЗУ параметры вашего жесткого диска или монитора?
—Вы сменили монитор. Как сообщить о его параметрах ПЗУ, если вы сами не
можете в нем изменить информацию?
—Можно ли записать эту информацию в ОЗУ?
Вывод: необходима такая память, в которую можно было бы записывать, информацию (в отличие от ПЗУ) и которая была бы энергонезависимой (в отличие
от ОЗУ). И такая память действительно существует и по технологии изготовления называется она CMOS.
3. CMOS-память
3
CMOS — это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки, расположенной на материнской плате. Заряда батарейки хватает на несколько лет. CMOS используется для хранения информации о составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы. Наличие этого вида памяти позволяет отслеживать время и календарь, даже если
компьютер выключен. Таким образом, программы, записанные в ПЗУ, считывают информацию о составе оборудования компьютера из микросхемы CMOS,
после чего выполняют тестирование устройств ПК.
Внешняя память (ВЗУ)
Внешняя память, в отличие от оперативной, является энергонезависимой, но не
имеет прямой связи с процессором. Информация от внешней памяти к процессору и наоборот циркулирует примерно по такой схеме:
ВЗУ
ОЗУ
Процессор
В накопителях на гибких магнитных дисках (НГМД) и накопителях на жестких
дисках магнитных дисках (НЖМД), или т.н. винчестерах, в основу записи, хранения и считывания информации положен магнитный принцип. В лазерных дисководах - оптический принцип.
Гибкие магнитные диски (ГМД)
Предназначены для переноса документов и программ с одного компьютера на другой, хранения архивных копий и информации, не используемой
постоянно на компьютере. Наиболее популярны гибкие диски (дискеты) размером 3,5 дюйма Диски называются гибкими потому, что пластиковый диск,
расположенный внутри защитного конверта, действительно гнется.
Именно поэтому защитный конверт изготовлен из твердого пластика. ГМД
имеют скорость вращения 300—360 об./мин
Информация записывается с двух сторон по дорожкам, которые представляют собой концентрические окружности. Каждая дорожка разделена на секторы
(рис. 2). Объем дискеты зависит от количества дорожек и секторов, а также от
плотности записи информации. Стандартная емкость трехдюймовой дискеты составляет 1,44 Мбайт.
Запись и считывание информации в дисководах осуществляется с помощью магнитных головок. Поэтому дискету необходимо оберегать от магнитных полей
(проверка сумок в аэропорту). Это самое медленное устройство компьютера. На
дискете есть «окошко» Если оно открыто, то на дискету запись не произвести.
4
Дорожка
Сектор
Рис. 2. Разметка поверхности гибкого диска
Процесс разметки диска на дорожки и сектора называется форматированием.
Некоторые программы форматирования позволяют разметить дискету на нестандартный объем (1,7 Мбайт).
Жесткий магнитный диск (ЖМД), или винчестер
Предназначен для постоянного хранения информации, используемой при
работе с компьютером (программ операционной системы, часто используемых пакетов программ, текстовых редакторов и т. д.) Современные ЖМД имеют
скорость вращения 7200 об/мин. Время доступа к информации от 60 до 7мс. Жесткие магнитные диски — это часто несколько дисков на одной оси, головки считывания/записи передвигаются сразу по всем поверхностям. Информационная емкость — до 400 Гбайт и выше. Винчестеры надо оберегать от ударов.
Жесткие диски имеют преимущества перед гибкими дисками по параметрам:
- объем жестких дисков существенно выше;
- скорость обмена информацией в 10 раз выше;
- надежность - время наработки на отказ 5-18 лет.
Лазерные диски
Диски CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory — только для чтения) обладают
емкостью 650-870 Мбайт, высокой надежностью хранения информации, долговечностью (прогнозируемый срок службы диска при качественном исполнении — до 30—
50 лет) Информация на лазерном диске записана на одну спиралевидную дорожку,
идущую от внутреннего края диска к наружному. Информация на дорожке создается мощным лазерным лучом, выжигающим на поверхности диска впадины, и представляет собой чередование впадин и выступов. При считывании информации выступы отражают свет лазерного луча и воспринимаются как
единица (1), впадины не отражают луч и, соответственно, воспринимаются как
ноль (0).
Скорость доступа к данным достаточно низкая и составляет 150 мс.
Скорость передачи данных, определяемая скоростью вращения диска и
плотностью записываемых на нем данных, составляет не менее 170 Кбайт/с и
доходит до 1,2 Мбайт/с. Скорость CD измеряется относительно односкоростного.
Например, 10-скоростной имеет скорость в 10 раз больше, чем аудио CD.
5
Достоинство лазерных дисков — это их съѐмность (как дискеты) и достаточно большой объем памяти (как у жестких дисков). А также нечувствительность к
электромагнитным полям. Лазерные диски необходимо предохранять от
механических повреждений (царапин), а также от загрязнений.
CD-R (Compact Disk Recorder)
CD-R является записываемым диском емкостью 650 Мбайт. На дисках СD-R
отражающий слой выполнен из золотой пленки. Между этим слоем и основой
расположен регистрирующий слой из органического материала, темнеющего при
нагревании. В процессе записи лазерный луч нагревает выбранные точки слоя,
которые темнеют и перестают пропускать свет к отражающему слою, образуя
участки, аналогичные впадинам. Накопители CD-R, благодаря сильному удешевлению, приобретают все большее распространение.
CD-RW (Compact Disk Rewritable)
Более популярными являются накопители CD-RW, которые позволяют записывать и перезаписывать информацию. Дисковод CD-RW позволяет записывать и
читать диски CD-R и CD-RW, читать диски CD-ROM, т.е. является в определенном смысле универсальным.
DVD диски
Диски DVD (Digital Video(Versatile) Disk - цифровой видео(или универсальный)
диск) обладают емкостью от 4,7 Гб до 17 Гб, срок службы 30-100 лет.
Существенным отличием DVD от CD является возможность двухслойной записи
дисков. На одном одностороннем можно хранить в два раза больше информации.
Оба слоя имеют отражающую поверхность, только один из них обладает высокой
прозрачностью (до 40%). При записи/чтении луч просто меняет фокусировку, что
позволяет не попадать на оба слоя одновременно.
Более высокой емкостью DVD-диски обязаны не только возможностью двухслойной записи дисков, но и большей плотностью записи информации. Все типы
DVD-дисков:
• DVD-5 - односторонний однослойный диск емкостью 4,7 Гб;
• DVD-9 - односторонний двухслойный диск емкостью 8,5 Гб;
• DVD-10 - двухсторонний однослойный диск емкостью 9,4 Гб;
• DVD-14 - двухсторонний диск: на одной стороне - один слой, на другой - два;
емкость - 13,24 Гб;
• DVD-18 - двухсторонний двухслойный диск емкостью 17 Гб.
Самые распространенные диски - DVD-5 и DVD-10. Остальные имеют меньшую
популярность в силу большей стоимости и меньшей распространенности соответствующих производственных линий.
Защита DVD
6
Для защиты DVD-дисков от внешних повреждений и царапин поверхности был
предусмотрен дополнительный прозрачный пластиковый слой. Он наносится поверх информационной отражающей поверхности и не препятствует чтению диска.
В разных странах премьеры одних и тех же фильмов проходят в разное время. И
поскольку издателям фильмов нет интереса в появлении фильма там, где еще не
было его премьеры, было принято решение ввести так называемое зонирование.
Весь мир был разделен на 8 зон. Если вы установили в привод диск из "чужой"
зоны, он его просто не распознает. Ниже приведен список зон DVD:
1. Канада и США;
2. Япония, Европа, Южная Африка, Ближний Восток;
3. Юго-восток Азии, Восточная Азия;
4. Австралия, Новая Зеландия, Тихоокеанские острова, Карибские острова,
Южная и Центральная Америка;
5. Территория бывшего СССР, Индийский полуостров, основная часть Африки;
6. Китай;
7. Зарезервированная зона;
8. Экстерриториальная зона: самолеты, лайнеры, пароходы...;
В пятой зоне, как видите, поместили Россию, Украину, Белоруссию и еще множество стран, по иронии судьбы - с высоким уровнем пиратства.
7
Вопросы по теме: «Организация памяти ПК»
Перечислить свойства оперативной памяти.
Каков размер ОП в современных компьютерах?
Из каких элементов строится ОП?
Что случится с информацией в ОП при отключении электричества?
Почему нельзя записать информацию об устройствах компьютера в
ОП?
6. Является ли ПЗУ энергозависимой?
7. Чему равна стандартная емкость дискеты?
8. От чего нужно оберегать дискеты?
9. Что такое форматирование?
10.От чего нужно оберегать лазерные диски?
11.Каков примерный объем CD-диска?
1.
2.
3.
4.
5.