Вопросы для самопроверки

1. Приведите классификацию запоминающих устройств ПК и дайте краткую характеристику отдельных классов.

2. Что представляет собой и где используется статическая оперативная память? Динамическая оперативная память?

3. Поясните назначение и классификацию кэш-памяти компьютера.

4. Поясните физическую структуру основной памяти.

5. Почему иногда при решении сложных задач увеличение объема оперативной памяти в компьютере приводит и к увеличению его производительности?

6. Назовите и поясните основные типы модулей ОЗУ.

7. Назовите основные типы оперативной памяти, поясните и сравните их.

8. Какой тип ОП является наиболее эффективным и почему?

9. Что такое ПЗУ, каково его назначение и в чем особенности ПЗУ типа флэш?

10. Поясните логическую структуру ОП.

11. Рассмотрите и поясните разницу в организации Extended и Expanded видов памяти.

12. Почему Expanded-память не используется для хранения программ?

13. Как адресуются ячейки ОП в реальном режиме работы микропроцессора?

14. Что такое виртуальная адресация и виртуальная память?

Глава12. Внешние запоминающие устройства

После изучения главы вы должны знать:

• -внешние запоминающие устройства (ВЗУ), их классификацию и основные характеристики;

• -размещение файлов на дисках,

• -таблицу размещения файлов – ФАТ;

• -адресацию информации на дисках;

• -накопители на жестких магнитных дисках;

• -накопители на магнитооптических дисках;

• -накопители на оптических дисках;.

• -эффективные технологии записи информации на диски, в частности, и на оптические диски CD и DVD, используемые в : HD DVD, Blu-ray, FMD и др.

• -устройства флэш-памяти и их разновидности.

Устройства внешней памяти или, иначе, внешние запоминающие устройства (ВЗУ) весьма разнообразны. Их можно классифицировать по целому ряду признаков: по виду носителя, по типу конструкции, по принципу записи и считывания информации, по методу доступа и т. д. При этом под носителем понимается материальный объект, способный хранить информацию.

Один из возможных вариантов классификации ВЗУ приведен на рис. 12.1.

Рис. 12.1. Классификация ВЗУ

В зависимости от типа носителя, все ВЗУ можно подразделить на накопители на магнитной ленте, дисковые накопители и устройства флэш-памяти.

Накопители на магнитной ленте, в свою очередь, бывают двух видов: накопители на бобинной ленте и накопители на кассетной ленте (стримеры). В ПК используются только стримеры (см. табл. 12.1):

• накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) — накопители на флоппи-дисках или дискетах;

• накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) — винчестеры;

• накопители на сменных жестких магнитных дисках, использующие эффект Бернулли;

• накопители на флоптических дисках — floptical-накопители;

• накопители сверхвысокой плотности записи (Very High Density) — VHD-накопители;

• накопители на магнитооптических дисках — НМОД;

• накопители на неперезаписываемых оптических компакт-дисках (Compact Disk ROM) — CD-ROM;

• накопители на оптических дисках c однократной записью (CD Recordable) — CD-R;

• накопители на оптических дисках c многократной записью (CD ReWritable) — CD RW;

• накопители на неперезаписываемых оптических цифровых универсальных дисках (Digital Versatile Disk) — DVD;

• накопители на оптических цифровых универсальных дисках с однократной записью (DVD Recordance) — DVD-R;

• накопители на оптических цифровых универсальных дисках с многократной записью (DVD ReWritable) — DVD-RW (DVD RAM);

• накопители на многоуровневых CD;

• накопители на Blu-ray Disks — BD;

• накопители на DVD с высокой плотностью записи — HD DVD;

• накопители на флуоресцентных многослойных дисках (Fluorescent Multiplayer Disks) — FMD и другие.

Таблица 12.1. Сравнительные характеристики дисковых накопителей²³

Тип накопителя	Емкость, Мбайт	Время доступа, мс	Трансфер, Кбайт/с
НГМД	1,44	65–100	55–150
Жесткий диск	20 000–500 000	5–30	500–6000
CD	250–1500	50–200	150–8000
DVD	4700 — 24000	150 -200	1380 — 28000
Blu-ray Disk	25000 — 50000	150 -200	150–8000
HD DVD	15000 — 30000	150 -200	150–8000
НМОД	128–9100	20–150	300–6000
Flash	256 512000	4 – 10	1000 — 100000

Магнитные диски (МД) относятся к магнитным машинным носителям информации. В качестве запоминающей среды у них используются магнитные материалы со специальным свойством (прямоугольная петля гистерезиса), позволяющим фиксировать два направления намагниченности, которым ставятся в соответствие двоичные цифры: 0 и 1. Накопители на МД (НМД) являются наиболее распространенными внешними запоминающими устройствами в ПК. Они бывают жесткими и гибкими, сменными и встроенными в ПК.

Все диски, и магнитные, и оптические характеризуются своим диаметром или, иначе, форм-фактором. Наибольшее распространение получили диски с форм-факторами 3,5 дюйма (89 мм). Но существуют диски и с форм-факторами 5,25 дюйма (133 мм), 2,5 дюйма (64 мм), 1,8 дюйма (45 мм) и другие.

Информация на магнитные диски (МД) записывается и считывается магнитными головками вдоль концентрических окружностей — дорожек (треков). Количество дорожек на МД и их информационная емкость зависят от типа МД, конструкции накопителя на МД, качества магнитных головок и магнитного покрытия. Совокупность дорожек МД, находящихся на разных пластинах-дисках и на одинаковом расстоянии от его центра, называется цилиндром. При записи и чтении информации МД вращается вокруг своей оси, а механизм управления магнитной головкой подводит ее к дорожке, выбранной для записи или чтения информации. Устройство для чтения и записи информации на магнитном диске называется дисководом. Кроме основной своей характеристики — информационной емкости, дисковые накопители характеризуются и двумя другими показателями:

• временем доступа;

• скоростью считывания последовательно расположенных байтов.

Время доступа (access time) к информации на диске до начала чтения/записи данных складывается из нескольких составляющих:

• времени перемещения магнитной головки на нужную дорожку (seek time);

• времени установки головки и затухания ее колебаний (setting time);

• времени ожидания вращения (rotation latency) — ожидания момента, когда из-за вращения диска нужный сектор окажется под головкой.

Диски относятся к машинным носителям информации с прямым доступом. Понятие прямой доступ применительно к диску означает, что ПК может «обратиться» к дорожке, на которой начинается участок с искомой информацией или куда нужно записать новую информацию, непосредственно, где бы ни находилась головка записи/чтения накопителя. После доступа к информации происходит ее последовательное считывание — хорошие дисководы обеспечивают скорость считывания (transfer rate) 2 Мбайт/с и выше.

Рассматривая организацию данных на внешних носителях, следует различать физическую и логическую организацию. Физическая организация определяет правила размещения данных на внешних носителях, логическая — описывает взаимные связи между данными и способы доступа к ним. При работе на компьютере взаимодействует только с файлами.