hodnota ROM. Pamäť počítača, RAM, ROM, vymeniteľné médiá. Čo je ROM

RAM(RAM - pamäť s náhodným prístupom, RAM) - zariadenie určené na ukladanie spracovaných informácií (údajov) a programov, ktoré riadia proces spracovania informácií. Konštrukčne ide o sadu čipov umiestnených na jednej malej doske (modul, držiak). Modul (moduly) RAM sa vkladá do príslušného slotu na základnej doske, čím umožňuje komunikáciu s inými počítačovými zariadeniami.

Aby sa program mohol začať vykonávať, musí byť načítaný do pamäte RAM. RAM je prchavý, tie. ukladá informácie, keď je počítač zapnutý (napájanie sa dodáva do modulu RAM). Program a údaje pre jeho prevádzku vstupujú do RAM z iných zariadení, sú načítané z externej pamäte, energeticky nezávislých pamäťových zariadení (pevný disk, CD atď.). Touto cestou, Stiahnuť ▼ Program znamená načítať ho zo súboru umiestneného na niektorom z externých pamäťových zariadení a uložiť načítanú kópiu do pamäte RAM, po čom mikroprocesor spustí svoju činnosť.

RAM ukladá aktuálne načítaný program a údaje, ktoré sa s ním spracúvajú. Ak sa po spracovaní očakáva ďalšie použitie údajov (môže to byť textový dokument, grafický obrázok, tabuľkové údaje a zvuk), potom je možné zapísať kópiu tohto dokumentu z pamäte RAM na jedno z externých pamäťových zariadení ( napríklad pevný disk) vytvorením súboru na pevnom disku, v ktorom je uložený dokument.

Ako technicky vykonať proces načítania požadovaného programu do pamäte RAM? To si vyžaduje sprostredkovateľský program, sprostredkovateľa medzi hardvérom a ľuďmi. Takýto program je operačný systém.

Operačný systém (OS) musí byť tiež načítaný do pamäte RAM, ale OS sa načíta automaticky po zapnutí počítača (zvyčajne z pevného disku, ale nie nevyhnutne z neho). Po jeho stiahnutí môžete využiť nástroje určené na sťahovanie iných programov (napríklad v MS Windows - skratky programov alebo program Prieskumník).

Hlavnými charakteristikami pamäte sú objem, čas prístupu a hustota záznamu informácií. Objem pamäť je určená maximálnym množstvom informácií, ktoré je možné umiestniť do tejto pamäte, a vyjadruje sa v kilobajtoch, megabajtoch, gigabajtoch. Čas prístupu do pamäte (sekundy) predstavuje minimálny čas dostatočný na uloženie jednotky informácie v pamäti. Hustota záznamu informácia (bit/cm 2 ) je množstvo informácií zaznamenaných na jednotkovej ploche média. Najdôležitejšou charakteristikou počítača ako celku je jeho výkon, t.j. schopnosť spracovávať veľké množstvo informácií. Výkon počítača je do značnej miery určený rýchlosťou procesora, ako aj množstvom pamäte RAM a rýchlosťou prístupu k nej.

Pamäť s priamym prístupom je vyrobená vo forme malých dosiek plošných spojov s radmi kontaktov, na ktorých sú umiestnené pamäťové integrované obvody (pamäťové moduly). Pamäťové moduly sa líšia veľkosťou a počtom kontaktov (SIMM alebo DIMM), rýchlosťou a objemom.

Najdôležitejšou charakteristikou modulov RAM je výkon- frekvencia, s akou sa informácie čítajú alebo zapisujú do pamäťových buniek. Moderné pamäťové moduly majú frekvenciu 133 MHz a vyššiu.

RAM pozostáva z obrovského počtu buniek (desiatky miliónov), z ktorých každá ukladá určité informácie. Množstvo pamäte RAM závisí od toho, či počítač dokáže pracovať s konkrétnym programom. Ak nie je dostatok pamäte, programy buď nebudú fungovať vôbec, alebo budú bežať pomaly. Typický moderný počítač má 256 alebo 512 MB RAM.

RAM je nestála - po vypnutí napájania informácie umiestnené v RAM navždy zmiznú (ak neboli uložené na žiadne pamäťové médium).

Štrukturálne sú pamäťové prvky vyrobené vo forme modulov, takže v prípade potreby ich môžete relatívne ľahko vymeniť alebo nainštalovať ďalšie a tým zmeniť množstvo celkovej pamäte RAM. Kapacita pamäťových modulov je násobkom výkonu 2: 128, 256, 512, 1024 Mb.

Cache

Cache (angl. Cache), alebo scratch memory – veľmi rýchla pamäť malého množstva, ktorá sa používa pri výmene dát medzi mikroprocesorom a RAM na kompenzáciu rozdielu v rýchlosti spracovania informácií procesorom a o niečo pomalšou RAM.

Vyrovnávacia pamäť je riadená špeciálnym zariadením - radičom, ktorý sa analýzou vykonávaného programu snaží predvídať, aké dáta a príkazy bude procesor v blízkej budúcnosti s najväčšou pravdepodobnosťou potrebovať a pumpuje ich do vyrovnávacej pamäte. . V tomto prípade sú možné „údery“ aj „minutia“. V prípade zásahu, teda ak sa potrebné údaje načerpajú do vyrovnávacej pamäte, sa bez meškania stiahnu z pamäte. Ak sa požadované informácie nenachádzajú vo vyrovnávacej pamäti, procesor ich načíta priamo z pamäte RAM. Pomer zásahov a nezdarov určuje efektivitu ukladania do vyrovnávacej pamäte.

Cache pamäť je implementovaná na SRAM statických pamäťových čipoch (Static RAM), ktoré sú rýchlejšie, drahšie a menej kapacitné ako DRAM (SDRAM). Moderné mikroprocesory majú vstavanú vyrovnávaciu pamäť, takzvanú vyrovnávaciu pamäť prvej úrovne s veľkosťou 8, 16 alebo 32 KB. Okrem toho je možné na základnú dosku počítača nainštalovať vyrovnávaciu pamäť druhej úrovne s kapacitou 256,512 KB alebo viac.

Energeticky nezávislá pamäť (pamäť CMOS, komplementárny kov-oxid-polovodič)

Medzi špeciálne pamäťové zariadenia patrí pamäť len na čítanie (ROM), preprogramovateľná pamäť len na čítanie (Flash pamäť), batériou napájaná CMOS RAM, video pamäť a niektoré ďalšie typy pamäte.

Rôzne parametre konfigurácie počítača, ako je počet a typ diskových jednotiek, typ grafického adaptéra, prítomnosť koprocesora a niektoré ďalšie údaje, sú uložené v takzvanej pamäti CMOS. Pamäťový čip CMOS obsahuje aj klasické elektronické hodiny. Vďaka nim môžete kedykoľvek zistiť aktuálny dátum a čas. Aby sa po vypnutí napájania počítača nevymazal obsah pamäte CMOS a hodiny pokračovali v odpočítavaní času, je pamäťový čip CMOS napájaný špeciálnou malou batériou alebo akumulátorom, ktorý sa tiež nachádza v systéme. doska.

Pamäť iba na čítanie (ROM), Angličtina ROM, Read Only Memory - pamäť iba na čítanie) - energeticky nezávislá pamäť používaná na ukladanie údajov, ktoré nikdy nebude potrebné meniť. Obsah pamäte je v zariadení pri jeho výrobe špeciálnym spôsobom „zašitý“ na trvalé uloženie. ROM sa dá len čítať.

V prvom rade sa do trvalej pamäte zapíše program na riadenie činnosti samotného procesora. ROM obsahuje programy na ovládanie displeja, klávesnice, tlačiarne, externej pamäte, programy na spustenie a zastavenie počítača a testovanie zariadení.

ROM – pamäť iba na čítanie (BIOS – základný vstupno/výstupný systém)

Video pamäť (VRAM)- typ pamäte s náhodným prístupom, do ktorej sa ukladajú zakódované obrázky. Táto pamäť je usporiadaná tak, že jej obsah je dostupný dvom zariadeniam naraz – procesoru a displeju. Preto sa obraz na obrazovke mení súčasne s aktualizáciou video údajov v pamäti.

Podobné informácie.

Pamäť len na čítanie (Pamäť len na čítanie – ROM)

(Pamäť iba na čítanie – ROM)

Read-only memory (ROM, eng.ROM, Read Only Memory - read-only memory) - energeticky nezávislá pamäť, používaná na ukladanie dát, ktoré už nikdy nebude potrebné meniť. Obsah pamäte je špeciálnym spôsobom "zašitý" v zariadení pri jeho výrobe na trvalé uloženie. ROM sa dá len čítať.

V prvom rade sa do trvalej pamäte zapíše program na riadenie činnosti samotného procesora. ROM obsahuje programy na ovládanie displeja, klávesnice, externej pamäte, programy na spustenie a zastavenie počítača a programy na testovanie zariadení.

Najdôležitejším čipom ROM je modul BIOS (Basic Input / Output System - základný vstupno-výstupný systém) - súbor programov určených na automatické testovanie zariadení po zapnutí napájania počítača a načítaní operačného systému do pamäte RAM.

Úloha BIOSu je dvojaká – na jednej strane je integrálnym prvkom hardvéru a na druhej strane je dôležitým modulom každého operačného systému.

Takže ROM trvalo ukladá informácie, ktoré sú tam zapísané počas výroby počítača.

! Energeticky nezávislá pamäť. Po vypnutí napájania sa obsah ROM nevymaže.

ROM obsahuje:

1. testovacie programy, ktoré kontrolujú správnu činnosť zariadenia pri každom zapnutí počítača;
2. riadiace programy pre hlavné periférne zariadenia (disk, monitor, klávesnica);
3. bootstrap program, ktorý hľadá zavádzač operačného systému na externom médiu. Moderné BIOSy umožňujú zaviesť operačný systém nielen z magnetických a optických diskov, ale aj z USB flash diskov.

Keď je počítač zapnutý, v jeho RAM nie sú žiadne dáta, pretože RAM nemôže ukladať dáta, keď je počítač vypnutý. Procesor však potrebuje príkazy, a to aj ihneď po zapnutí. Procesor preto pre svoju prvú inštrukciu prejde na špeciálnu štartovaciu adresu, ktorú vždy pozná. Táto adresa ukazuje na pamäť, ktorá sa bežne označuje ako pamäť iba na čítanie (ROM) alebo pamäť iba na čítanie (ROM). ROM v počítačoch kompatibilných s IBM PC sa nachádza v adresnom priestore od F600:0000 do FD00:0FFF. Čip ROM je schopný ukladať informácie, keď je počítač vypnutý. Hovorí sa, že programy, ktoré sú v ROM, sú v ňom "napevno pripojené" (alebo "firmvér") - sú tam napísané vo fáze výroby mikroobvodu. Súbor programov umiestnených v ROM tvorí základný vstupno/výstupný systém BIOS (Basic Input Output System).

Hlavným účelom týchto programov je skontrolovať zloženie a výkon systému, zabezpečiť počiatočné spustenie počítača a spustenie operačného systému. a poskytnúť operačnému systému prístup k hardvéru počítača a k nemu pripojeným zariadeniam (klávesnica, monitor, pevné disky a diskety atď.).

Od roku 1996 je BIOS zapísaný na čip Flash ROM vo všetkých počítačoch. Informácie v tomto čipe je možné vymazať a preprogramovať priamo v počítači bez špeciálneho vybavenia. Vymazanie a preprogramovanie starších čipov PROM si vyžadovalo špeciálny zdroj UV svetla a programovacie zariadenie a vo Flash ROM je možné dáta vymazať a prepísať bez toho, aby boli dokonca odstránené zo systému.

Pomocou Flash ROM je možné stiahnuť si novú verziu BIOSu z internetu alebo, ak ju máte na diskete, stiahnuť ju na Flash ROM čip na základnej doske bez vyberania a výmeny čipu. Tieto aktualizácie sa zvyčajne sťahujú z webového servera výrobcu; potom pomocou dodaného programu vytvorí zavádzaciu disketu s novým obrazom systému BIOS. Je dôležité vykonať tento postup pomocou zavádzacej diskety, pretože žiadny iný softvér alebo ovládače by nemali zasahovať do úpravy. Tento spôsob inovácie šetrí čas a peniaze výrobcovi systému aj koncovému používateľovi.

Niekedy je čip Flash ROM v systéme chránený proti zápisu; potom pred pokračovaním v úprave musíte vypnúť ochranu. Zvyčajne sa to robí pomocou prepínača, ktorý ovláda zámok modifikácie ROM. Bez zámku môže akýkoľvek program prepísať ROM vo vašom systéme, čo je nebezpečné. Bez ochrany proti zápisu by vírusy mohli zapisovať svoje kópie priamo do kódu ROM BIOS vo vašom počítači. Aj bez fyzickej ochrany proti zápisu majú moderné BIOSy v čipoch Flash ROM ochranný algoritmus, ktorý zabraňuje neoprávneným úpravám. Toto je technika, ktorú Intel používa na svojich základných doskách.

Práca takýchto štandardných zariadení, ako je klávesnica, môže byť obsluhovaná programami BIOS, ale takéto nástroje nemôžu zabezpečiť prácu so všetkými možnými zariadeniami (kvôli ich obrovskej rozmanitosti a prítomnosti veľkého množstva rôznych parametrov). Ale programy BIOS vyžadujú všetky informácie o aktuálnej konfigurácii systému, aby fungovali. Z pochopiteľných dôvodov tieto informácie nemožno uložiť ani do pamäte RAM, ani natrvalo. Špeciálne na tento účel má základná doska energeticky nezávislú pamäť s názvom CMOS. Od pamäte s náhodným prístupom sa líši tým, že jej obsah nezmizne ani po vypnutí počítača a od permanentnej pamäte sa líši tým, že údaje je možné do nej zadávať a meniť nezávisle, podľa toho, aké vybavenie je súčasťou systému.

Pamäťový čip CMOS je neustále napájaný malou batériou umiestnenou na základnej doske. Táto pamäť ukladá údaje o disketách a pevných diskoch, procesoroch atď. To, že počítač presne sleduje dátum a čas, je spôsobené aj tým, že tieto informácie sa neustále ukladajú (a aktualizujú) v pamäti CMOS. Programy BIOS teda čítajú informácie o zložení počítačového systému z čipu CMOS, po ktorom majú prístup k pevnému disku a iným zariadeniam.

3.2. Externá pamäť

Externá pamäť označuje externé PC zariadenia a používa sa na dlhodobé ukladanie akýchkoľvek informácií, ktoré môžu byť niekedy potrebné na vyriešenie problémov. Najmä všetok počítačový softvér je uložený v externej pamäti. Externá pamäť obsahuje rôzne typy pamäťových zariadení, ale najbežnejšie z nich, dostupné takmer na každom počítači, sú pevné disky (HDD) magnetické disky zobrazené v blokovej schéme (obr. 2.) V počítačoch sa takéto mechaniky zvyčajne nazývajú tzv. slangový výraz „pevný disk“).

Účel týchto jednotiek: ukladanie veľkého množstva informácií, zaznamenávanie a vydávanie uložených informácií na požiadanie do pamäte s náhodným prístupom. Pevné disky sa líšia len konštruktívne, pokiaľ ide o objem uložených informácií a čas potrebný na vyhľadávanie, zápis a čítanie informácií.

Ako externé pamäťové zariadenia sa často používajú aj laserové optické diskové jednotky (CD-ROM - Compact Disk Read Only Memory) a menej často - pamäťové zariadenia na kazetovej magnetickej páske (streamery).

Pevné disky

Pevné disky (Hard Drive) sú hlavným typom počítačových jednotiek. Ak zahodíme extrémy, každý počítač triedy pre domácnosť by mal mať aspoň jeden pevný disk. Operačný systém a aplikácie sú nainštalované na pevnom disku. Ukladajú aj dokumenty rôzneho typu – od textov až po videoklipy. Pevný disk sa považuje za vnútornú súčasť počítača. Spomedzi spotrebiteľských kvalít pevného disku vyzdvihujeme tie hlavné: kapacita (objem), použité rozhranie, rýchlosť výmeny dát, spoľahlivosť, hlučnosť a odvod tepla.

Pevné disky sa bežne označujú ako pevné disky. Tento termín vznikol v 60. rokoch, keď IBM predstavilo vysokorýchlostný disk s jedným 30 MB pevným a jedným vymeniteľným diskom. Tento pohon pozostával z tanierov, ktoré sa otáčali vysokou rýchlosťou a nad nimi sa „vznášali“ hlavy a jeho vývojové číslo bolo 30-30. Toto číselné označenie (30-30) sa zhodovalo s označením obľúbenej pušky - pušky Winchester Model 1894 s nábojom 30-30 Winchester. Preto sa termín Winchester čoskoro začal používať na akýkoľvek trvalo pevný disk. Toto je typický profesionálny žargón, v skutočnosti takéto zariadenia nemajú nič spoločné s bežnými pevnými diskami (teda so zbraňami). V 90. rokoch tento výraz v USA a Anglicku prakticky vymizol, u nás však zostal polooficiálny, v počítačovom slangu skrátený na výraz „skrutka“.

Pevný disk pozostáva z ochranného priestoru a elektronickej jednotky.

zadržiavacej oblasti

Ryža. 3.12. Konštrukcia jednotky pevného disku (pevný disk)

Kontajnment obsahuje teleso vyrobené z odolnej zliatiny, disky (platne) s magnetickým povlakom, blok hláv s polohovacím zariadením a elektrický pohon vretena.

Blok hlavíc je balík pák vyrobených z pružnej ocele (pár pre každý disk). Na jednom konci sú upevnené na osi blízko okraja disku. Na druhých koncoch (nad diskami) sú upevnené hlavy.

Ryža. 3.13. Blok magnetických hláv

Disky (dosky) sú zvyčajne vyrobené z kovovej zliatiny. Hoci boli pokusy vyrobiť ich z plastu a dokonca aj zo skla, ukázalo sa, že takéto platne sú krehké a majú krátku životnosť. Obe roviny dosiek sú ako páska pokryté najjemnejším prachom feromagnetika - oxidmi železa, mangánu a iných kovov. Presné zloženie a technológia aplikácie sú utajené. Väčšina lacných zariadení obsahuje 1 alebo 2 taniere, existujú však modely s viacerými taniermi.

Kotúče sú pevne pripevnené na vretene. Počas prevádzky sa vreteno otáča rýchlosťou niekoľko tisíc otáčok za minútu (3600, 4200, 5400, 5900, 7200, 10 000, 15 000). Pri tejto rýchlosti sa v blízkosti povrchu dosky vytvorí silný prúd vzduchu, ktorý zdvihne hlavy a prinúti ich, aby sa vznášali nad povrchom dosky. Tvar hlavíc je vypočítaný tak, aby bola zabezpečená optimálna vzdialenosť od vložky počas prevádzky. Kým kotúče nezrýchlili na rýchlosť potrebnú na „vzlet“ hláv, parkovacie zariadenie drží hlavice v parkovacej zóne. Tým sa zabráni poškodeniu hláv a pracovnej plochy vložiek. Vretenový motor pevného disku je trojfázový, čo zaisťuje stabilitu otáčania magnetických diskov uložených na osi (vretenu) motora. Stator motora obsahuje tri vinutia spojené hviezdicou s kohútikom v strede a rotor je permanentný prierezový magnet. Na zabezpečenie nízkeho hádzania pri vysokých otáčkach využíva motor hydrodynamické ložiská.

Ryža. 3.14. Zostava hlavového bloku.

Polohovač hlavy pozostáva zo stacionárneho páru silných neodýmových permanentných magnetov a cievky na pohyblivom hlavovom zložení. Na rozdiel od všeobecného presvedčenia nie je vnútri uzavretej oblasti žiadne vákuum. Niektorí výrobcovia ho robia vzduchotesným (odtiaľ názov) a plnia ho čisteným a vysušeným vzduchom alebo neutrálnymi plynmi, najmä dusíkom; a na vyrovnanie tlaku je nainštalovaná tenká kovová alebo plastová membrána. (V tomto prípade je vo vnútri puzdra pevného disku malé vrecko na vrecko so silikagélom, ktoré absorbuje vodnú paru, ktorá zostane vo vnútri puzdra po jeho uzavretí.) Iní výrobcovia vyrovnávajú tlak cez malý otvor pomocou filtra schopného zachytiť veľmi jemné (niekoľko mikrometrov) častice. V tomto prípade sa však vyrovnáva aj vlhkosť a môžu prenikať aj škodlivé plyny. Vyrovnávanie tlaku je potrebné, aby sa zabránilo deformácii krytu kontajnmentu v dôsledku zmien atmosférického tlaku a teploty, ako aj pri zahrievaní zariadenia počas prevádzky.

Prachové častice, ktoré pri montáži skončili v kontajnmente a dopadli na povrch disku, sú pri otáčaní odvádzané do ďalšieho filtra - zberača prachu.

Blok elektroniky

Ryža. 3.15. Blok elektroniky

V skorých pevných diskoch bola riadiaca logika umiestnená na ovládači počítača MFM alebo RLL a doska elektroniky obsahovala iba moduly na analógové spracovanie a ovládanie motora vretena, polohovadla a hlavového spínača. Zvýšenie rýchlosti prenosu údajov prinútilo vývojárov skrátiť dĺžku analógovej cesty na limit a v moderných pevných diskoch elektronická jednotka zvyčajne obsahuje: riadiacu jednotku, pamäť iba na čítanie (ROM), vyrovnávaciu pamäť, jednotku rozhrania. a jednotka na spracovanie digitálneho signálu.

Skriňa rozhrania spája elektroniku pevného disku so zvyškom systému.

Riadiaca jednotka je riadiaci systém, ktorý prijíma elektrické signály na polohovanie hláv a generuje riadiace akcie s pohonom kmitacej cievky, prepína toky informácií z rôznych hláv, riadi činnosť všetkých ostatných uzlov (napríklad riadenie otáčok vretena), prijíma a spracovanie signálov zo snímačov zariadenia (senzorový systém môže zahŕňať jednoosový akcelerometer používaný ako snímač otrasov, trojosový akcelerometer používaný ako snímač voľného pádu, snímač tlaku, snímač uhlového zrýchlenia, snímač teploty ).

Jednotka ROM ukladá riadiace programy pre riadiace jednotky a digitálne spracovanie signálu, ako aj servisné informácie o pevnom disku.

Vyrovnávacia pamäť vyrovnáva rozdiel v rýchlosti medzi časťou rozhrania a diskom (používa sa vysokorýchlostná statická pamäť). Zväčšenie veľkosti vyrovnávacej pamäte v niektorých prípadoch umožňuje zvýšiť rýchlosť disku.

Jednotka na spracovanie digitálneho signálu čistí načítaný analógový signál a dekóduje ho (extrakcia digitálnych informácií). Na digitálne spracovanie sa používajú rôzne metódy, napríklad metóda PRML (Partial Response Maximum Likelihood - maximálna pravdepodobnosť s neúplnou odpoveďou). Prijatý signál sa porovnáva so vzorkami. V tomto prípade sa vyberie vzorka, ktorá sa tvarom a časovými charakteristikami najviac podobá dekódovanému signálu.

Pevný disk obsahuje štyri hlavné prvky (bloky): balík diskových dosiek na rotačnej osi, čítacie a zapisovacie hlavy, polohovadlo (aktuátor) a ovládač. Disková platňa pozostáva zo základne a magnetického povlaku, na ktorý sa zapisujú dáta. Základňa je vyrobená zo zliatin hliníka a v poslednom čase z keramických alebo sklenených komponentov. Magnetický povlak je zvyčajne vyrobený z oxidu železa. Moderné technológie (napríklad s antiferomagnetickou väzbou) vyžadujú použitie dvoch vrstiev magnetického povlaku s vrstvou paramagnetického materiálu.

Dáta sú uložené na platniach vo forme sústredných stôp, z ktorých každá je rozdelená na sektory s veľkosťou 512 bajtov, ktoré pozostávajú z horizontálne orientovaných domén. Orientácia domén v magnetickej vrstve slúži na rozpoznanie binárnej informácie (0 alebo 1). Veľkosť domén určuje hustotu záznamu údajov.

Moderné technológie na výrobu pevných diskov dokážu zvládnuť iba veľké firmy, pretože organizácia výroby najkomplexnejších hláv, platní a ovládačov si vyžaduje veľké finančné a intelektuálne náklady. Pevné disky v súčasnosti vyrába sedem...spoločností: Fujitsu, Hitachi, Maxtor, Samsung, Seagate, Toshiba a Western Digital.

Ryža. 3.16. Schéma ukladania dát na pevný disk.

Takmer všetky moderné pevné disky (hovorovo označované ako „pevné disky“) sú vyrábané technológiou využívajúcou magnetorezistívny efekt (magnetorezistívne hlavy sa vyrábajú od roku 1991). Vďaka tomu rapídne rástla kapacita diskov v dôsledku zvyšovania hustoty záznamu informácií. Príchod hláv Giant Magnetic Resistance (GMR) vynájdených spoločnosťou IBM v roku 1999 viedol k zvýšeniu hustoty záznamu na 6,4 GB na tanier v produktoch, ktoré sú už na trhu. Hustota záznamu a kapacita disku spolu úzko súvisia. Hustota záznamu povrchu závisí od vzdialenosti medzi stopami (priečna hustota) a minimálnej veľkosti magnetickej domény (pozdĺžna hustota). Zovšeobecňujúcim kritériom je hustota záznamu na jednotku plochy disku alebo kapacitu platne. Čím vyššia je hustota záznamu, tým vyššia je rýchlosť výmeny dát medzi hlavami a vyrovnávacou pamäťou (vnútorná prenosová rýchlosť). Postupne sa rezervy rastu v dôsledku technologického skoku uvedeného vyššie začali znižovať. Do roku 2003 dosiahla typická kapacita platní pevného disku 80 GB. V roku 2004 sa objavili disky s platňami s kapacitou 100 MB, v roku 2005 - 133 MB. Výrobcovia robia všetko pre to, aby z existujúcich technológií magnetického záznamu vytlačili najnovšiu šťavu a spoločne prešli na adaptívne formátovanie platní v závislosti od charakteristík každého konkrétneho páru hlava-platnička. Priemysel sa tiež vracia k osvedčenému spôsobu zvyšovania kapacity pohonov – zvyšovaním počtu magnetických platní a hláv. V roku 2006 sa princíp metódy kolmého záznamu dostal do komerčných diskových jednotiek a množstvo pamäte v diskových jednotkách okamžite „narástlo“. V roku 2007 Hitachi predstavilo prvý komerčný 1TB disk a v roku 2008 Seagate Technology LLC uviedla na trh 1,5TB disk.

V poslednej dobe sa aktívne rozvíja trend zvyšovania objemu a rýchlosti diskov na ukladanie dát prostredníctvom zavádzania polí RAID. Najjednoduchšie radiče pre úrovne RAID 0 a 1 sú s istotou registrované aj v lacných čipsetoch základnej dosky. Pri súčasných cenách pevných diskov je výhodnejšie kúpiť dva 80 GB disky a zostaviť na nich RAID 0 a zároveň zvýšiť rýchlosť aj kapacitu, ako inštalovať jeden 160 GB disk. Rok 2004 bol štartovacím rokom pre technológiu Matrix Storage používanú spoločnosťou Intel v čipsetoch 925X/915. Táto technológia vám umožňuje usporiadať dve nezávislé polia RAID len na dvoch diskoch SATA na zvýšenie rýchlosti a zrkadlové pole na zvýšenie spoľahlivosti. Okrem toho sa objavili lacné štvordiskové RAID 10 SATA polia (spájajúce spoľahlivosť DSLR a vysokú rýchlosť a objem Stripu). Napríklad integrované radiče RAID 10 sú dostupné v čipsetoch SiS, VIA a nVidia.

Dôležitou etapou vo vývoji úložných systémov bolo rozsiahle zavedenie rozhrania Serial ATA. Ceny za modely pevných diskov SATA a ATA sú takmer rovnaké, objavila sa produktívnejšia generácia radičov a diskov s podporou rozhrania Serial ATA II s dvojnásobnou rýchlosťou prenosu dát (3 Gb / s). Od roku 2009 sa objavili disky s podporou rozhrania SATA 3 (6 Gb / s).

RAID polia

Diskové polia s redundantnými dátami, ktoré sa bežne nazývajú RAID (Redundant Arrays of Independent Disks) sú známe už od roku 1988. S vývojom IDE RAID radičov sa stali skutočne masívnymi. Moderné adaptéry zvyčajne podporujú tri úrovne (špecifikácie): RAID 0, RAID 1 a RAID 0+1.

RAID 0. Pruhované diskové pole bez odolnosti voči chybám.

Ide o diskové pole, v ktorom sú dáta rozdelené do blokov a každý blok je zapísaný (čítaný) na samostatný disk. Je teda možné vykonávať viacero I/O operácií súčasne. Poskytuje najlepší výkon pre náročné I/O požiadavky a veľké údaje, ale zlyhanie jedného disku má za následok stratu všetkých údajov v poli. V radičoch IDE RAID môžete spravidla vytvoriť S t r i p e d - množstvo dvoch alebo štyroch diskov. Veľkosť poľa sa rovná veľkosti najmenšieho disku vynásobenej počtom diskov. Pri vytváraní poľa je žiaduce použiť rovnaké disky.

RAID 1. Diskové pole s duplikáciou alebo "zrkadlom" (zrkadlením).

Zrkadlenie dát je tradičný spôsob zvýšenia spoľahlivosti malého diskového poľa. V najjednoduchšej verzii sa používajú dva disky, na ktorých sú zapísané rovnaké dáta. V prípade zlyhania jedného z diskov zostáva jeho kópia (dvojitá), ktorá pokračuje v práci v predchádzajúcom režime. Výhodou je spoľahlivosť, hlavnou nevýhodou je zdvojnásobenie nákladov na ukladanie dát. V radičoch IDE RAID môžete zvyčajne vytvoriť zrkadlové polia dvoch jednotiek. Veľkosť poľa sa rovná veľkosti najmenšieho disku. V tomto prípade je tiež žiaduce použiť identické disky. Väčšina moderných radičov umožňuje pripojiť „náhradný“ disk, na ktorý sa v prípade poruchy jedného z hlavných diskov poľa zapíšu na pozadí všetky informácie. Táto konfigurácia v zásade odolá výpadku dvoch z troch diskov.

CVIČENIA NA ZNÍŽENIE ÚNAVY PRI PRÁCI NA POČÍTAČI

V elektronických zariadeniach je jedným z najdôležitejších prvkov, ktoré zabezpečujú chod celého systému, pamäť, ktorá sa delí na vnútornú a vonkajšiu. Prvky vnútorná pamäť zvážte RAM, ROM a vyrovnávaciu pamäť CPU. Vonkajšie- sú to všetky druhy jednotiek, ktoré sú pripojené k počítaču zvonku - pevné disky, flash disky, pamäťové karty atď.

Pamäť iba na čítanie (ROM) sa používa na ukladanie údajov, ktoré sa nedajú zmeniť počas prevádzky, pamäť s náhodným prístupom (RAM) na umiestňovanie informácií z procesov aktuálne prebiehajúcich v systéme do jeho buniek a vyrovnávacia pamäť sa používa na urgentné spracovanie signálov. pomocou mikroprocesora.

Čo je ROM

ROM alebo ROM (Pamäť iba na čítanie - Iba na čítanie) - typické úložné zariadenie, ktoré nemení informácie, je súčasťou takmer každého komponentu počítača a telefónu a vyžaduje sa naštartovať a spustiť všetky prvky systému. Obsah v ROM je napísaný výrobcom hardvéru a obsahuje pokyny na predbežné testovanie a spustenie zariadenia.

vlastnosti ROM sú nezávislosť od moci, nemožnosť prepisovania a schopnosť uchovávať informácie na dlhú dobu. Informácie obsiahnuté v ROM zadávajú vývojári jednorazovo a hardvér ich neumožňuje vymazať, uchovávajú sa až do skončenia služby počítača alebo telefónu, prípadne jeho poruchy. Štrukturálne ROM chránené pred poškodením pri poklesoch napätia, preto len mechanické poškodenie môže poškodiť obsiahnuté informácie.

Podľa architektúry sa delia na maskované a programovateľné:

• V maskách zariadenia sa v záverečnej fáze výroby zadávajú informácie pomocou typickej šablóny. Obsiahnuté údaje nemôže používateľ prepísať. Oddeľujúce komponenty sú typické pnp prvky tranzistorov alebo diód.
• V programovateľných ROM (Programmable ROM) sú informácie prezentované vo forme dvojrozmernej matice vodivých prvkov, medzi ktorými je pn prechod polovodičového prvku a kovovej prepojky. Programovanie takejto pamäte nastáva odstránením alebo vytvorením prepojok pomocou prúdu s vysokou amplitúdou a trvaním.

Hlavné funkcie

Pamäťové bloky ROM obsahujú informácie o správe hardvéru daného zariadenia. ROM obsahuje nasledujúce podprogramy:

• smernice štart a ovládanie pre činnosť mikroprocesora.
• Program, ktorý kontroluje výkon a integritu všetok hardvér obsiahnutý v počítači alebo telefóne.
• Program, ktorý spúšťa a ukončuje systém.
• podprogramy, ktoré riadia periférne vybavenie a I/O moduly.
• Informácie o adrese operačného systému na fyzickom disku.

Architektúra

Trvalé úložné zariadenia sa vyrábajú vo forme dvojrozmerné pole. Prvky poľa sú sady vodičov, z ktorých niektoré nie sú ovplyvnené, iné bunky sú zničené. Vodivé prvky sú najjednoduchšie spínače a tvoria maticu tak, že ich postupne spájajú do riadkov a radov.

Ak je vodič uzavretý, obsahuje logickú nulu, otvorený - logickú jednotku. Dáta v binárnom kóde sa teda vkladajú do dvojrozmerného poľa fyzických prvkov, ktoré číta mikroprocesor.

Odrody

V závislosti od spôsobu výroby zariadenia sa ROM delí na:

• Obyčajný továrensky vytvorené. Údaje v takomto zariadení sa nemenia.
• Programovateľné ROM, ktoré umožňujú jednorazovú zmenu programu.
• Vymazateľný firmvér, ktorý umožňuje vymazať údaje z prvkov a prepísať ich napríklad pomocou ultrafialového svetla.
• Elektricky čistiteľné, prepisovateľné prvky, ktoré umožňujú viacnásobná zmena. Tento typ sa používa v jednotkách HDD, SSD, Flash a iných. BIOS na základných doskách je napísaný na rovnakom mikroobvode.
• Magnetický, v ktorom sa informácie ukladali na zmagnetizované plochy, striedajúce sa s nezmagnetizovanými. Môžu byť prepísané.

Rozdiel medzi RAM a ROM

Rozdiely medzi oboma typmi hardvéru sú v jeho bezpečnosti pri vypnutom napájaní, rýchlosti a možnosti prístupu k dátam.

V RAM (Random Access Memory alebo RAM) sú informácie obsiahnuté v sekvenčne usporiadaných bunkách, z ktorých každá je prístupná cez softvérové ​​rozhrania. RAM obsahuje údaje o aktuálne spustených procesoch v systéme, ako sú programy, hry, obsahuje hodnoty premenných a zoznamy údajov v zásobníkoch a frontoch. Keď vypnete počítač alebo telefón, pamäť RAM úplne vyčistené. V porovnaní s pamäťou ROM má vyššiu prístupovú rýchlosť a spotrebu energie.

Pamäť ROM je pomalšia a na spustenie spotrebuje menej energie. Hlavný rozdiel spočíva v nemožnosti meniť prichádzajúce dáta v ROM, pričom informácie v RAM sa neustále menia.

ROM- rýchla, energeticky nezávislá pamäť, ktorá je len na čítanie. Informácie sa do nej zadávajú jednorazovo (zvyčajne vo výrobe) a ukladajú sa natrvalo (pri zapnutí a vypnutí počítača). ROM ukladá informácie, ktorých prítomnosť je v počítači neustále potrebná. Súbor programov umiestnených v ROM tvorí základný vstupno/výstupný systém BIOS (Basic Input Output System). BIOS (Basic Input Output System - základný vstupno-výstupný systém) - súbor programov určených na automatické testovanie zariadení po zapnutí napájania počítača a načítaní operačného systému do pamäte RAM.

ROM obsahuje:

Testovacie programy, ktoré kontrolujú správnu činnosť jeho blokov pri každom zapnutí počítača;

Programy na správu hlavných periférnych zariadení - disková jednotka, monitor, klávesnica;

Informácie o umiestnení operačného systému na disku.

Typy ROM:

ROM pri programovaní masky je to pamäť, do ktorej sa raz a navždy zapíšu informácie počas výrobného procesu polovodičových integrovaných obvodov. Pamäťové zariadenia určené len na čítanie sa používajú iba pri hromadnej výrobe, pretože výroba masiek pre integrované obvody na súkromné ​​použitie je veľmi nákladná.

STUŽKOVÁ(programovateľná pamäť len na čítanie).

Programovanie ROM je jednorazová operácia, t.j. informácie uložené v EPROM nemožno neskôr zmeniť.

EPROM(Vymazateľná programovateľná pamäť len na čítanie). Pri práci s ním si ho môže používateľ naprogramovať a zaznamenané informácie následne vymazať.

EEPROM(Elektricky variabilná pamäť len na čítanie). Je naprogramovaný a modifikovaný elektrickými prostriedkami. Na rozdiel od EPROM nie sú potrebné žiadne špeciálne externé zariadenia na vymazanie informácií uložených v EEPROM.

Vizuálne si RAM a ROM možno predstaviť ako pole buniek, v ktorých sú zaznamenané jednotlivé bajty informácií. Každá bunka má svoje vlastné číslo a číslovanie začína od nuly. Číslo bunky je bajtová adresa.

CPU pri práci s RAM musí špecifikovať adresu bajtu, ktorý chce čítať z pamäte alebo zapisovať do pamäte. Dáta z ROM samozrejme môžete len čítať. Procesor zapisuje dáta načítané z RAM alebo ROM do svojej internej pamäte, ktorá je podobná RAM, ale pracuje oveľa rýchlejšie a má kapacitu nie väčšiu ako desiatky bajtov.

Procesor dokáže spracovať iba dáta, ktoré sú v jeho internej pamäti, RAM alebo ROM. Všetky tieto typy pamäťových zariadení sa nazývajú interné pamäťové zariadenia, väčšinou sú umiestnené priamo na základnej doske počítača (vnútorná pamäť procesora sa nachádza v samotnom procesore).

rýchla vyrovnávacia pamäť. Výmena dát v rámci procesora je oveľa rýchlejšia ako výmena dát medzi procesorom a RAM. Preto, aby sa znížil počet prístupov k RAM, je vo vnútri procesora vytvorená takzvaná super-rýchla alebo cache pamäť. Keď procesor potrebuje dáta, najskôr sa dostane do vyrovnávacej pamäte a až keď potrebné dáta chýbajú, dostane sa do hlavnej pamäte. Čím väčšia je vyrovnávacia pamäť, tým je pravdepodobnejšie, že sa tam nachádzajú potrebné údaje. Preto majú vysokovýkonné procesory zvýšenú vyrovnávaciu pamäť.

Rozlišujte medzi vyrovnávacou pamäťou prvej úrovne(beží na rovnakom čipe s procesorom a má objem rádovo niekoľko desiatok KB), druhá úroveň (vykonávané na samostatnom čipe, ale v rámci hraníc procesora, s objemom sto alebo viac KB) a tretia úroveň (vykonávaná na samostatných vysokorýchlostných mikroobvodoch umiestnených na základnej doske a má objem jeden alebo viac MB ).

Procesor počas prevádzky spracováva údaje vo svojich registroch, RAM a externých portoch procesora. Časť údajov sa interpretuje ako skutočné údaje, časť údajov sa interpretuje ako údaje adresy a časť sa interpretuje ako príkazy. Súbor rôznych inštrukcií, ktoré môže procesor vykonať na dátach, tvorí systém inštrukcií procesora. Čím väčšia je inštrukčná sada procesora, tým zložitejšia je jeho architektúra, tým dlhší je záznam inštrukcie v bajtoch a tým dlhšie je priemerné trvanie vykonávania inštrukcie.