Классификация основных видов памяти ПК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Несомненно, то, что компьютеры навеки вошли в нашу жизнь. Их используют во всех сферах экономики и народного хозяйства: промышленность, управление, банковское дело, торговля. В компьютере наиболее важным элементом является оперативная память, которая предназначена для записи, хранения и выдачи информации.

В компьютерной памяти информация хранится в закодированном цифровом виде, представляющем собой последовательность единиц и нулей.

Память в компьютере используется несколько видов: оперативную, постоянную и внешнюю (различные накопители). Виды памяти отличаются своимфункциональным назначением, способами хранении информации, а также конструктивно.

Общая цель курсовой работы: показать знания, полученные из дисциплины, и применить навыки использования  Excel к решению экономической задачи.

В теоретической  части необходимо рассмотреть следующий  вопрос: «Классификация основных видов памяти ПК». При этом особое внимание будет уделено таким вопросам как:

1. Внутренняя память
2. Внешняя память

В практической части необходимо решить экономическую  задачу по страховой деятельности компании «Страховщик» на территории России.

При выполнении курсовой работы ПК со следующими основными характеристиками:

Процессор – Intel (R) Pentium (R) CPU B950 @ 2.10GHz 2.10;

 Объем ОЗУ – 4,00 ГБ; Объем винчестера - ; Оперативная система – Windows 7.

1.  Теоретическая часть

1. Внутренняя память ПК

 

Память является основным элементом компьютера, благодаря которой он нормально функционирует.

Компьютерная память –  это электронное устройство или  материал, где хранится информация в закодированном виде. [4. С.33]

Для работы компьютера необходимо несколько видов памяти. Память требуется  на каждом шагу выполнения программ. В зависимости от характера использования различают внутреннюю или внешнюю память.

Внутренняя память – это память высокого быстродействия и ограниченной емкости, она может состоять из оперативной и постоянной памяти. Внутренняя память компьютера является временным рабочим пространством. Какая-либо информация не сохраняется при выключении питания.

Внутренняя память различается  по типам:

• ОЗУ (оперативное  запоминающие устройство)
• ПЗУ (постоянное запоминающие устройство)
• CMOS-память
• Кэш-память
• Видеопамять

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)

ОЗУ - быстрая, полупроводниковая, энергозависимая память, предназначенная для временного хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.Это энергозависимая память. Физически реализуется в модулях ОЗУ (оперативных запоминающих устройствах) различного типа. При выключении электропитания вся информация в оперативной памяти исчезает.

Объём хранящейся информации в ОЗУ составляет от 32 до 512. Другое определение оперативной памяти можно сформулировать следующим образом: ОЗУ - это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. В ячейку можно записать 0 или 1, то есть 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 такое свойство оперативной памяти, как дискретность. В ОЗУ хранится информация, с которой ведется работа в данный момент времени. Таким образом, когда запускается какая-либо компьютерная программа, находящаяся на диске, она копируется в оперативную память, после чего процессор начинает выполнять команды, изложенные в этой программе. Часть ОЗУ, называемая «видеопамять», содержит данные, соответствующие текущему изображению на экране.

Оперативная память непосредственно связана с процессором. Возможности ПК во многом зависят от объёма оперативной памяти. При недостаточном количестве оперативной памяти многие программы вовсе не будут работать, либо станут работать очень медленно.

Различают динамическую память (DRAM) и статическую память (SRAM).

DRAM (DynamicRandomAccessMemory, динамическая оперативная память с произвольным доступом) - тип памяти, содержимое которой может сохраняться только в том случае, если оно будет обновляться через короткие интервалы времени. Динамическому ОЗУ нужна регенерация. DRAM применяется для производства модулей оперативной памяти.

Основные преимущества этого типа памяти: малое число элементов на одну ячейку, откуда высокая плотность упаковки, большой объем памяти на одном кристалле;малое потребление мощности.

В тоже время у этой памяти существуют и недостатки: необходимость периодического перезаряда элементов памяти, а это: уменьшает быстродействие, усложняет схемы обслуживания памяти; при отсутствии питания стирается вся информация.

Статическая память - SRAM (StaticRandomAccessMemory), как и следует из ее названия, способна хранить информацию в статическом режиме - то есть сколь угодно долго при отсутствии обращений (но при наличии питающего напряжения). После записи данных в ячейки статической памяти они могут сохранять свое значение сколько угодно (в отличие от динамической памяти). SRAM имеет более высокое быстродействие, чем динамическая оперативная память, и может работать на той же частоте, что и современные процессоры. Время доступа SRAM не более 2 нс, это означает, что такая память может работать синхронно с процессорами на частоте 500 МГц или выше. Все это определило использование ее в качестве буферной кэш-памяти. Существует несколько разновидностей статической памяти - Async SRAM, SyncBurst SRAM и PipelinedBurst SRAM.

Основные преимущества этого  типа памяти: высокое быстродействие; отсутствие регенерации. В тоже время существуют и недостатки – это маленькая плотность упаковки.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

 

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – энергонезависимая  память для хранения программ управления работой и  тестирования устройств ПК. Важнейшая микросхема ПЗУ – модуль BIOS (BasicInput/OutputSystem – базовая система ввода/вывода), в котором хранятся программы автоматического тестирования устройств после включения компьютера и загрузки основной системы в оперативную память. Это Неразрушимая память, которая не изменяется при выключении питания. 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 работоспособной компьютерной системы сразу после включения.

Необходима такая память, в которую можно было бы записывать информацию в отличие от ПЗУ, и которая была бы энергонезависимой отличие от ОЗУ. Такая память действительно существует и по технологии изготовления называется она CMOS.

CMOS-память

CMOS-память – энергозависимая,  перезаписываемая, с невысоким быстродействием память, которая при своей работе почти не потребляет энергии, расположена на материнской плате. Достоинства этой памяти – низкое потребление энергии, высокое быстродействие. В CMOS - памяти компьютера находятся важные для его работы настройки, которые пользователь может менять для оптимизации работы компьютера. Питается эта память от небольшого аккумулятора, встроенного в материнскую плату.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.

Кэш - память

Кеш память - очень быстрая  память малого объема служит для увеличения производительности компьютера, согласования работы устройств различной скорости. Обычно используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации между процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью. Увеличивает производительность, поскольку хранит наиболее часто используемые данные и команды «ближе» к процессору, откуда их можно быстрее получить. Кэш-память напрямую влияет на скорость вычислений и помогает процессору работать с более равномерной загрузкой.

Видеопамять

Видеопамять - память, используемая для хранения  изображения, выводимого на экран монитора, входит в состав видеоконтроллера – электронной схемы, управляющей выводом изображения на экран. Содержимое этой памяти сразу доступно двум устройствам – процессору и дисплею, что позволяет изменять изображение на экране одновременно с обновлением видеоданных в памяти.

В видеопамяти размещаются  данные, отображаемые адаптером на экране дисплея. Видеопамять обычно имеет объем 256 Кбайт, на некоторых  моделях  видеоадаптера объем  видеопамяти может быть увеличен до 512 Мбайт.

1.2 Внешняя память ПК

 

Внешняя память - это память, предназначенная для длительного  хранения программ и данных. Целостность содержимого ВЗУ не зависит от того, включен или выключен компьютер. Кроме этого внешняя память имеет большой объем и дешевле оперативной. Носители внешней памяти обеспечивают перенос информации с одного компьютера на другой, что важно в ситуации, когда отсутствуют компьютерные сети.Внешняя память, в отличие от оперативной, является энергонезависимой, и  не имеет прямой связи с процессором.

В состав внешней памяти входят: 

1. накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД);
2. накопители на гибких магнитных дисках (НГМД); 
3. накопители на магнитооптических компакт дисках; 
4. накопители на оптических дисках (CD-ROM, CD-RW, DVD)
5. накопители на магнитной ленте и др.

 

НГМД - накопители на гибких магнитных дисках

 

- Предназначены для хранения  небольших объемов информации

- Следует оберегать от  сильных магнитных полей и нагревания

- Это носители произвольного  (прямого)  доступа к информации

- Используются для переноса  данных с одного компьютера на другой

- Для работы с информации  носитель должен быть отформатирован, т.е. должна быть произведена  магнитная  разметка диска  на дорожки и сектор.

- Скорость обмена информации  зависит от скорости вращения  дисковода. Для обращения к диску, вставленному в дисковод, присваивается имя  А:

- Объём ГМД сравнительно  небольшой (3,5 дюйма - 1,44 Мбайт)

- Рекомендуется делать  копии содержимого ГМД

 

 Диски называются гибкими  потому, что их рабочая поверхность  изготовлена из эластичного материала и помещена в твердый защитный конверт. Для доступа к магнитной поверхности диска в защитном конверте имеется закрытое шторкой окно. Поверхность диска покрыта специальным магнитным слоем (1- намагниченный участок, 0 – не намагниченный). Информация записывается с двух сторон диска на дорожки в виде концентрических окружностей. Дорожки разбиваются на секторы. Современные дискетки имеют программную разметку. На каждом секторе выделяется участок для его идентификации, а на остальное место записываются данные. Дисковод снабжен двумя двигателями. Один обеспечивает вращение внутри защитного конверта. Второй перемещает головку записи/чтения вдоль радиуса поверхности диска. В защитном конверте имеется специальное окно защиты записи. С помощью бегунка это окно открывают, и дискета становится доступна только на чтение, а на запись доступа не будет. Это предохраняет информацию на диске от изменения и удаления.

 

Жесткий магнитный  диск

Жесткий диск является информационным складом ЭВМ и способен хранить  огромные объемы информации. Накопитель на жестких магнитных дисках (англ. HDD — HardDiskDriver) или винчестер - это наиболее массовое        запоминающее, устройство большой емкости, в котором носителями информации являются алюминиевые пластины, обе поверхности которых покрыты слоем магнитного материала. Используется для постоянного хранения программ и  данных. Диски винчестера помещены на одну ось и вместе с головками чтения/записи и несущими их головками помещены в герметически закрытый металлический  корпус. Такая конструкция позволила существенно увеличить  скорость вращения   дисков и плотность записи. Запись информации происходит на обе поверхности дисков [6. С.50]                                                                                                                   

В отличие от дискеты, жесткий  диск вращается непрерывно. Пластины в жёстком диске вращаются  с определённой скоростью (ещё её называют скоростью вращения шпинделя), которая может составлять 3600, 4200, 5400, 7200, 10000 или 15000 об/мин .Поэтому скорость его вращения может быть от 3600 до 10000 об/мин,  время поиска данных – от 2 до 6  мс, скорость передачи данных - до 300 Мбайт/ сек. Емкость винчестеров в компьютерах измеряется десятками гигабайтов. Наиболее распространены накопители с диаметром 0.8, 1, 1.8, 2.2 дюймов.В целях сохранения информации и работоспособности винчестер необходимо уберегать от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.

Лазерный диск

CD-ROM  - постоянное запоминающее устройство на основе компакт диска. Компакт-диск диаметром 120 мм (около 4,75 дюймов) изготовлен из полимера и покрыт металлической пленкой. Информация считывается именно с этой металлической пленки, которая покрывается полимером, защищающим данные от повреждения. CD-ROM является односторонним носителем информации.

Принцип цифровой записи информации на лазерный диск отличается от принципа магнитной записи. Закодированная информация наносится на диск лазерным лучом, который  создает на поверхности микроскопические впадины, разделяемые плоскими участками. Цифровая информация представляется чередованием впадин (кодирование нуля) и отражающих свет островков (кодирование единицы). Информация, нанесенная на диск, не может быть изменена.

Доступ к данным на CD-ROM осуществляется быстрее, чем к данным на дискетах, но медленнее, чем на  жестких дисках (от 150 до 400 мс при  скорости вращения до 4500 об/мин). Скорость передачи данных составляет не менее 150 Кбайт и доходит до 1,2 Мбайта/с. Емкость CD-ROM достигает 780 Мбайт, благодаря чему на них обычно выпускаются мультимедийные программы.