Память компьютера

1. Память компьютера

К. Поляков, 2007-2011
http://kpolyakov.narod.ru

2. Память компьютера

Устройство компьютера
2
Память компьютера
1. Внешняя память
жесткие диски (винчестеры)
флэш-память
лазерные диски (CD, DVD)
дискеты
магнитная лента
2. Внутренняя память
К. Поляков, 2007-2011
http://kpolyakov.narod.ru

3. 1. Внутренняя память

К. Поляков, 2007-2011
http://kpolyakov.narod.ru

4. Внутренняя память

4
Устройство компьютера
Внутренняя память
Оперативная память
ОЗУ = оперативное запоминающее устройство
RAM = random access memory (с произвольным доступом)
более 256 Мб
Постоянная память
ПЗУ = постоянное запоминающее устройство
ROM = read only memory (только для чтения)
64 Кб – микросхема BIOS (программы для тестирования и
запуска компьютера, обращения к оборудованию)
К. Поляков, 2007-2011
http://kpolyakov.narod.ru

5.

Оперативная память
Оперативная память
представляет собой
последовательность
пронумерованных,
начиная с нуля, ячеек.
В каждой ячейке
может храниться
двоичный код,
длиной восемь
знаков.
Номер
Информация
ячейки
в ячейке
1 073 741 823
11111111
……..
……..
4
00000000
3
11110000
2
00001111
1
10101010
0
01010101

6.

Оперативная память
Объем оперативной памяти компьютера можно
определить
по формуле:
Iозу = Iяч * N
где: Iяч – количество информации, хранящейся в
ячейке
N – количество ячеек

7.

Оперативная память
Пример:
В компьютере количество ячеек памяти равно 1 073 741
824
Количество информации в каждой ячейке,
Iяч = 8 битов = 1 байт
Тогда информационный объём оперативной памяти
данного компьютера равен:
Iоп = Iяч* N =
1 байт * 1 073 741 824 =
1 073 741 824 байтов/1024 =
1 048 576 Кбайт/1024 =
1024 Мбайт =
1 Гбайт

8.

Оперативная память
Оперативная память изготавливается в
виде
модулей памяти
Модули памяти
устанавливаются в
специальные
разъёмы на
системной плате
компьютера

9. Внутренняя память

9
Устройство компьютера
Внутренняя память
при
отключении
питания
можно ли
изменять
информацию?
скорость передачи
данных
К. Поляков, 2007-2011
Оперативная
память
Постоянная
память
информация
сбрасывается
информация
сохраняется
чтение и запись
(RAM)
только чтение
(ROM)
высокая
низкая
http://kpolyakov.narod.ru

10. Характеристики памяти

10
Устройство компьютера
Характеристики памяти
Объем (емкость)
ПЗУ: 64 Кбайт
ОЗУ: от 256 Мбайт до 16 Гбайт
ЖМД: от 250 Гбайт до 4 Тбайт
Быстродействие (время доступа) – время,
необходимое для чтения минимальной порции данных
ОЗУ: около 10 нс Flash: около 2 мс
ЖМД: около 4 мс
Доступ
произвольный – в любой момент могут быть
переданы любые данные (ОЗУ, винчестер, flashпамять)
последовательный – данные могут передаваться
только в определенной последовательности
(магнитная лента)
К. Поляков, 2007-2011
http://kpolyakov.narod.ru

11. Кэш-память

11
Устройство компьютера
Кэш-память
Кэш-память (cache – тайник, запас) –
быстродействующая память, расположенное между
процессором и ОЗУ.
Проблема – тактовая частота работы процессора
значительно выше, чем тактовая частота ОЗУ, процессор
«простаивает», ожидая данные.
быстро
ОЗУ
кэш-память
медленно
Чтение из ОЗУ – сначала в кэш. Если нужная ячейка уже
есть в кэше, она берется из кэша (быстро).
К. Поляков, 2007-2011
http://kpolyakov.narod.ru

12. Кэш-память

12
Устройство компьютера
Кэш-память
Многоступенчатое кэширование:
процессор
128 Кб…4Мб
64 Кб
ядро
L1
ОЗУ
L2
L1 быстрее L2!
• увеличение скорости работы, если часто
нужны одни и те же ячейки
• неэффективно, если все время нужны разные
ячейки
К. Поляков, 2007-2011
http://kpolyakov.narod.ru

13. 2. Внешняя память

К. Поляков, 2007-2011
http://kpolyakov.narod.ru

14. Дискеты

Гибкие магнитные диски
(дискета, флоппи-диск)
Информационная ёмкость
дискеты невелика и
составляет всего 1.44
Мбайт. Скорость записи и
считывания информации
также мала (около 50
Кбайт/с) из-за медленного
вращения диска (360
об./мин).

15. Дискеты

У гибкого
диска 2
стороны по
80 дорожек.
На каждой
дорожке по
18 секторов.
Объем одного сектора = 512 байт.
Объем диска = 2*80*18*512=1,44 Мбайт

16. Гибкие магнитные диски (дискета, флоппи-диск)

Жесткие магнитные диски
(винчестер)
Винчестер является
обязательным
компонентом современного
компьютера (HDD – Hard
Disk Drive) – представляет
собой группу дисков,
имеющих магнитное
покрытие и вращающихся
с высокой скоростью.

17.

Устройство компьютера
Винчестеры
ЖМД = жесткий магнитный диск
HDD = hard disk drive
внешние винчестеры
Емкость: до 4 Тбайт
Частота вращения: 7200 об/мин, 10000 об/мин
Подключение: IDE, SATA
К. Поляков, 2007-2011
http://kpolyakov.narod.ru

18. Жесткие магнитные диски (винчестер)

Долговременная память
Жёсткий магнитный диск

19. Винчестеры

20.

Первый накопитель на
жестких дисках IBM 350
Disk File разработан в
1955 году.
Накопитель емкостью 5
Мбайт состоял из 50
дисков диаметром 24
дюйма, вращавшихся со
скоростью 1200 об/мин.
Размер накопителя был
сравним с двумя
современными
двухкамерными
холодильниками.

21.

Жесткие магнитные диски
(винчестер)
• Скорость записи и считывания
информации с жестких дисков
достаточно велика (около 133 Мбайт/с)
за счет быстрого вращения дисков
(7200 об./мин).
• Объем жестких дисков может достигать
1 Тбайта

22.

Долговременная память
Оптический диск
Поверхность оптического диска имеет участки с различной
отражающей способностью. Луч лазера дисковода падает на
поверхность диска, отражается и преобразуется в цифровой
компьютерный код (отражает – 1, не отражает – 0).

23. Жесткие магнитные диски (винчестер)

Лазерные (оптические) диски: CD Compact Disk
(компакт диск) и
DVD - Digital Video Disk (цифровой диск)

24.

Классификация лазерных дисков:
1.Без возможности записи CD-ROM
(Compact Disk Read Only Memory) и DVDROM (Digital Video Disk Read Only
Memory) ;
2.С однократной записью и многократным
чтением CD-R и DVD-R;
3.С многократной записью CD-RW и DVDRW (RW – Re Writable).

25. Лазерные (оптические) диски: CD -Compact Disk (компакт диск) и DVD - Digital Video Disk (цифровой диск)

Устройство компьютера
Лазерные CD-диски
Звуковые CD (compact disk)
диаметр 12 см
74-80 минут звука
CD-ROM, CD-R, CD-RW:
650-700 Мбайт
CD-ROM – только чтение
CD-R (болванка) – однократная запись
CD-RW – многократная запись
мини-CD (-R, -RW)
диаметр 8 см
24 минуты звука, 210 Мбайт
• надежность, долговечность
• низкая стоимость
• скорость чтения и записи ниже, чем у винчестеров
К. Поляков, 2007-2011
http://kpolyakov.narod.ru

26. Классификация лазерных дисков:

Устройство компьютера
DVD-диски
DVD = Digital Versatile Disk или Digital Video Disk
лазер с меньшей длиной волны
однослойные
двухслойные
односторонние 4,7 Гбайт односторонние 8,5 Гбайт
двухсторонние 9,4 Гбайт двухсторонние 17,1 Гбайт
DVD-ROM – только чтение
DVD-R, DVD+R – однократная запись
DVD-RW, DVD+RW – многократная запись (1000 циклов)
DVD-RAM – многократная запись (100000 циклов)
К. Поляков, 2007-2011
http://kpolyakov.narod.ru

27. Лазерные CD-диски

• Объем CD диска =
700 Мбайт
Объем DVD диска
= 4,7 Гбайт или 8,5
Гбайт

28. DVD-диски

Устройство компьютера
Blu-ray диски высокой плотности
Blu-ray Disc = Blue ray Disc, BD
(blue ray – синий луч лазера)
BD-ROM, BD-R, BD-RE (перезаписываемые)
слоев
1
2
емкость, Гбайт
23,3 – 33
46,6 – 66
3
4
16
100
128
400
20
500
К. Поляков, 2007-2011
http://kpolyakov.narod.ru

29.

Flash – диски (карты)
Flash-память - это энергонезависимый тип памяти,
позволяющий записывать и хранить данные в
микросхемах.
Флэш-память
представляет собой
микросхему,
помещенную в
миниатюрный плоский
корпус.
Микросхемы флэшпамяти могут содержать
миллиарды ячеек,
каждая из которых

30. HD DVD-диски

КАРТЫ ФЛЭШ-ПАМЯТИ
Информационная емкость карт
флэш-памяти может достигать
128 Гбайт.
Информация записанная на
флэш-память, может очень
долго храниться (от 20 до 100
лет).
Флэш-память компактнее и
потребляет значительно
меньше энергии (примерно в
10-20 раз), чем магнитные и
оптические
дисководы.
Для считывания
и записи
Универсальный
картридер
информации карта памяти
вставляется в специальные
накопители (картридеры),
встроенные в мобильные
устройства или подключаемые к
через USB-порт.
Автор: Доронинакомпьютеру
Екатерина
Валерьевна, МКОУ СОШ № 1, Г.

31. Blu-ray диски высокой плотности

Устройство компьютера
Флэш-память
Флэш-диски (до 64 Гб)
Флэш-карты (до 64 Гб)
!
• не требуют питания для хранения
• высокая скорость
• компактность
• высокая цена за 1 Гбайт
• изнашивание при стирании и записи (100000 циклов)
• Фото: полностью заполнять, потом все стирать.
• Не редактируйте файлы на флэш-диске!
К. Поляков, 2007-2011
http://kpolyakov.narod.ru

32. Flash – диски (карты)

Долговременная память
Энергонезависимая память
Flash-диск изнутри:
1. USB-разъём.
2. Микроконтроллер.
3. Контрольные точки.
4. Микросхема Flash-памяти.
5. Кварцевый резонатор.
6. Светодиод.
7. Переключатель «защита от
записи».
8. Место для дополнительной
микросхемы памяти.

33.

Долговременная память
Энергонезависимая память
Карта flash-памяти представляет
собой большую интегральную
схему (БИС), помещенную в
миниатюрный плоский корпус.
Для считывания информации с карт
памяти используются специальные
адаптеры.

34. Флэш-память

Тип
Емкость
носителя носителя
Дискета
1,44 Мб
Жесткий
диск
До 1
Тбайта
CD-ROM
DVD-ROM
Устройства
на основе
flash-памяти
650-800
Мбайт
4,7 Гбайт,
8,5 Гбайт
до 128
Гбайт
Опасные воздействия
Перенапряжение питания
Магнитные поля, нагревание,
физическое воздействие
Удары, изменение
пространственной ориентации в
процессе работы
Царапины, загрязнение

35.

Устройство компьютера
SSD-диски (solid-state drive)
На основе микросхем памяти (до 1 Тб)
(ноутбуки, нетбуки, телефоны, планшеты)
• не шумят
• высокая скорость чтения и записи
• небольшой вес
• малая чувствительность к магнитным полям
• высокая цена за 1 Гбайт
• изнашивание при стирании и записи (100000 циклов)
К. Поляков, 2007-2011
http://kpolyakov.narod.ru

36.

Устройство компьютера
Стримеры
Стример (streamer) – устройство
для резервного копирования
данных c винчестера на
магнитную ленту.
емкость до 4 Тбайт
дешевая магнитная лента
надежность
высокая скорость (до 160 Мб/с)
• последовательный доступ к данным («перематывать» в
нужное место)
• низкая скорость поиска
• только для потока данных (весь винчестер или папка),
крайне сложно работать с отдельными файлами
Производители: Hewlett Packard, Sony, IBM
К. Поляков, 2007-2011
http://kpolyakov.narod.ru

37.

Устройство компьютера
Сравнение типов внешней памяти
По максимальной емкости:
CD-диски
DVD-диски
650-700 Мбайт
до 500 Гбайт
флэш-память
до 2 Тбайт
винчестеры
До 4 Тбайт
стримеры (магнитная лента)
до 4 Тбайт
По максимальной скорости (чтения):
CD-диски
до 8 Мбайт/с
DVD-диски
до 33 Мбайт/с
флэш-память
до 60 Мбайт/с
винчестеры
до 125 Мбайт/с
стримеры (магнитная лента)
до 160 Мбайт/с
К. Поляков, 2007-2011
http://kpolyakov.narod.ru

38. SSD-диски (solid-state drive)

Устройство компьютера
Опасные воздействия
Винчестеры (ЖМД = жесткие магнитные диски):
магнитные поля, удары, вибрация
CD, DVD-диски:
царапины, грязь
Flash-диски:
сбои питания, отсоединение во время записи
К. Поляков, 2007-2011
http://kpolyakov.narod.ru