 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ
| Послідовність роботи блоків ПК
Програма зберігається в зовнішній пам'яті ПК. При запуску програми в роботу користувач видає запит на її виконання в дискову операційну систему (DOS-Disc Operation System) комп'ютера. Запит користувача - це введення імені виконуваної програми в командний рядок на екрані дисплея. Головна програма DOS-Command.com забезпечує перезапис машинної (виконуваної) програми із зовнішньої пам'яті в ОЗП, в якій знаходиться початок (перша команда) цієї програми.Після цього автоматично починається виконання команд програми один за одним. Кожна програма вимагає для свого виконання декількох тактів роботи машини (такти визначаються періодом проходження імпульсів від генератора тактових імпульсів). У першому такті виконання будь-якої команди виробляються зчитування коду самої команди з ОЗП за адресою, встановленою в лічильнику адреси, і запис цього коду в блок регістрів команд пристрою керування. Зміст другого і наступних тактів виконання визначаеться результатами аналізу команди, записаної в блок регістрів команд, тобто залежить вже від конкретної команди.[4] Запам'ятовуючі пристрої ПК Пам'ять комп'ютера побудована із двійкових запам'ятовувальних елементів - бітів, об'єднаних в групи по 8 бітів, які називаються байтами. Всі байти пронумеровані. Номер байта називається його адресою. Байти можуть об'єднуватися в комірки, які називаються також словами. Для кожного комп'ютера характерна певна довжина слова - два, чотири або вісім байтів. Це не виключає використання елементів пам'яті іншої довжини (наприклад, півслова, подвійне слово). Як правило, в одному машинному слові може бути представлене або одне ціле число, або одна команда. Однак, допускаються змінні формати подання інформації. Широко використовуються і більші похідні одиниці об'єму пам'яті: Кіло-байт, Мегабайт, Гігабайт, а також, останнім часом, Терабайт і Петабайт. Сучасні комп'ютери мають багато різноманітних запам'ятовуючих пристроїв, які сильно відрізняються між собою за призначенням, тимчасовими характеристиками, обсягом збереженої інформації та вартістю зберігання однакового обсягу інформації. Розрізняютьдва основних види пам'яті - внутрішню і зовнішню.(рис.3.1)
Рис.3 Структурна схема памяті ПК
Внутрішня пам'ять Внутрішня пам'ять включає в себе: оперативну пам'ять,кеш- пам'ять,постійну пам'ять та відеопам'ять. Оперативна пам'ять (ОЗП, англ. RAM, Random Access Memory - пам'ять з довільній доступом) - це швидкий запам'ятовуючий пристрій не дуже великого обсягу, безпосередньо пов'язаний з процесором і призначений для запису, зчитування й зберігання виконуваних програм і даних, які обробляються цими програмами .Оперативна пам'ять використовується тільки для тимчасового зберігання даних і програм, так як, коли машина вимикається, все, що знаходилося в ОЗП, зникає. Доступ до елементів оперативної пам'яті прямий - це означає, що кожен байт пам'яті має свою індивідуальну адресу. Об'єм ОЗП зазвичай становить 32 - 512 Мбайта, а для ефективної роботи сучасного програмного забезпечення бажано мати не менше 256 Мбайт ОЗП. Зазвичай ОЗП виготовляється з інтегральних мікросхем пам'яті DRAM (Dynamic RAM - динамічне ОЗП). Мікросхеми DRAM працюють повільніше, ніж інші різновиди пам'яті, але коштують дешевше. Кожний інформаційний біт в DRAM запам'ятовується у вигляді електричного заряду маленького конденсатора, утвореного в структурі напівпровідникового кристала. Через струми витоку такі конденсатори швидко розряджаються, і їх періодично (приблизно кожні 2 мілісекунди) заряджають спеціальними пристроями. Цей процес називається регенерацією пам'яті (Refresh Memory). Сучасні мікросхеми мають ємність 1-16 Мбіт і більше. Кеш (англ. cache), або надоперативна пам'ять - дуже швидкий ЗП невеликого обсягу, що використовується при обміні даними між мікропроцесором і оперативною пам'яттю для компенсації різниці у швидкості обробки інформації процесором і дещо менш швидкодіючої оперативної пам'яті. Кеш-пам'яттю керує спеціальний пристрій - контролер, який, аналізуючи виконувану програму, намагається передбачити, які дані і команди наймовірніше знадобляться найближчим часом процесору, і підкачує їх у кеш-пам'ять. При цьому можливі як "попадання", так і "промахи". У разі попадання, тобто, якщо в кеш підкачати потрібні дані, вилучення їх з пам'яті відбувається без затримки. Якщо ж необхідна інформація в кеші відсутня, то процесор зчитує її безпосередньо з оперативної пам'яті. Співвідношення числа влучень і промахів визначає ефективність кешування. Кеш-пам'ять реалізується на мікросхемах статичної пам'яті SRAM (Static RAM), більш швидкодіючих, дорогих ніж DRAM. Сучасні мікропроцесори мають вбудовану кеш-пам'ять, так званий кеш першого рівня розміром 8-16 Кбайт. Крім того, на системній платі комп'ютера може бути встановлений кеш другого рівня ємністю від 64 Кбайт до 256 Кбайт і вище. До пристроїв спеціальної пам'яті відносяться постійна пам'ять (ROM), перепрограмована постійна пам'ять (Flash Memory), пам'ять CMOS RAM, що живиться від батарейки, відеопам'ять і деякі інші види пам'яті. Постійна пам'ять (ПЗП, англ. ROM, Read Only Memory - пам'ять тільки для читання) - енергонезалежна пам'ять, використовується для зберігання даних, які ніколи не вимагатимуть зміни. Зміст пам'яті спеціальним чином "зашивається" у пристрої при його виготовленні для постійного зберігання. Перепрограмована постійна пам'ять (Flash Memory) - енергонезалежна пам'ять, яка припускає багаторазовий перезапис свого вмісту з дискети. Насамперед у постійну пам'ять записують програму керування роботою самого процесора. У ПЗП знаходяться програми керування дисплеєм, клавіатурою, принтером, зовнішньою пам'яттю, програми запуску і зупинки комп'ютера, тестування пристроїв. Найважливіша мікросхема постійної або Flash-пам'яті - модуль BIOS. Різновид постійного ЗП - CMOS RAM - це пам'ять з невисокою швидкодією й мінімальним енергоспоживанням від батарейки. Використовується для зберігання інформації про конфігурації і склад устаткування комп'ютера, а також про режими його роботи. Вміст CMOS змінюється спеціальною програмою Setup, що знаходиться в BIOS (англ. Setup - встановлювати). Для зберігання графічної інформації використовується відеопам'ять. Відеопам'ять (VRAM) - різновид оперативного ЗП, в якому зберігаються за-кодовані зображення. Цей ЗП організовано так, що його вміст доступний відразу двом пристроям - процесору і дисплею. Тому зображення на екрані змінюється одночасно з оновленням відеоданих у пам'яті.[3]
Зовнішня пам'ять Зовнішня пам'ять (ЗЗП) призначена для тривалого зберігання програм і даних, і цілісність її вмісту не залежить від того, включений або вимкнений комп'ютер. На відміну від оперативної пам'яті, зовнішня пам'ять не має прямого зв'язку з процесором. До складу зовнішньої пам'яті комп'ютера входять: - Накопичувачі на жорстких магнітних дисках; - Накопичувачі на гнучких магнітних дисках; - Накопичувачі на компакт-дисках; - Накопичувачі на магніто-оптичних компакт-дисках; - Накопичувачі на магнітній стрічці (стримери) і ін. Накопичувачі на гнучких магнітних дисках. Гнучкий диск, дискета (англ. floppy disk) - пристрій для зберігання невеликих обсягів інформації, що представляє собою гнучкий пластиковий диск у захисній оболонці. Використовується для перенесення даних з одного комп'ютера на інший і для розповсюдження програмного забезпечення. Накопичувачі на жорстких магнітних дисках. Якщо гнучкі диски - це засіб перенесення даних між комп'ютерами, то жорсткий диск - інформаційний склад комп'ютера. Накопичувач на жорстких магнітних дисках (англ. HDD - Hard Disk Drive) або вінчестерський накопичувач - це найбільш масовий запам'ятовуючий пристрій великої ємності, в якому носіями інформації є круглі алюмінієві пластини - плотера, обидві поверхні яких покриті шаром магнітного матеріалу. Використовується для постійного зберігання інформації - програм і даних. Вінчестерські накопичувачі мають дуже велику ємність: від сотень Мегабайт до десятків Гбайт або навіть сотні Гбайт. Вінчестерський накопичувач пов'язаний із процесором через контролер жорсткого диска. Всі сучасні накопичувачі забезпечуються вбудованим кешем (64 Кбайт і більше), який істотно підвищує їх продуктивність. Накопичувачі на компакт-дисках. CD-ROM складається із прозорої полімерної основи діаметром 12 см і товщиною 1,2 мм. Одна сторона покрита тонким алюмінієвим шаром, захищеним від ушкоджень шаром лаку. Двійкова інформація представляється послідовним чергуванням поглиблень (pits - ямки) і основного шару (land - земля). Ємність CD до 780 Мбайт. Інформація заноситься на диск на заводі і не може бути змінена. При малих фізичних розмірах CD-ROM мають високу інформаційну ємність, що дозволяє використовувати їх в довідкових системах і в навчальних комплексах з багатим ілюстративним матеріалом; один CD, маючи розміри приблизно дискети, з інформаційним обсягом дорівнює майже 500 таким дискетам. Зчитування інформації з CD відбувається з високою швидкістю, порівняно зі швидкістю роботи вінчестера; CD прості і зручні в роботі, практично не зношуються; CD не можуть бути уражені вірусами. На CD-ROM неможливо випадково стерти інформацію. Вартість зберігання даних низька. Є CD-RW для запису на спеціальні компакт диски CD-R від 650 - 700 Mb та CD-RW для неодноразової запису ємністю від 650 - 700 Mb. З часом на зміну CD-ROM прийшли цифрові відеодиски DVD. Ці диски мають той самий розмір, що й звичайні CD, але вміщають до 28 Гбайт даних, тобто за обсягом замінюють сім і більше стандартних дисків CD-ROM. Накопичувач на магнітооптичних компакт-дисках СD-MO (Compact Disk-Magneto Optical). Диски СD-MO можна багаторазово використовувати для запису, але вони не читаються на традиційних дисководах CD-ROM. Ємність від 128 Мбайт до 2,6 Гбайт. Записуючий накопичувач CD-R (Compact Disk Recordable) здатний, поряд з читанням звичайних компакт-дисків, записувати інформацію на спеціальні оптичні диски. Ємність 650 Мбайт. Накопичувачі на магнітній стрічці (стримери) і накопичувачі на змінних дисках. Стример (англ. tape streamer) - пристрій для резервного копіювання великих обсягів інформації. В якості носія тут застосовуються касети з магнітною стрічкою ємністю 1 - 2 Гбайта й більше. Стримери дозволяють записати на невелику касету з магнітною стрічкою величезну кількість інформації. Вбудовані в стример засоби апаратного стиснення дозволяють автоматично ущільнювати інформацію перед її записом і відновлювати після зчитування, що збільшує обсяг інформації, що зберігається. Недоліком стримерів є їх порівняно низька швидкість запису, пошуку і зчитування інформації. Останнім часом все ширше використовуються накопичувачі на змінних дисках, які дозволяют не тільки збільшувати обсяг збереженої інформації, а й переносити інформацію між комп'ютерами. Обсяг змінних дисків - від сотень Мбайт до декількох Гігабайт.[4] |
