Pamięci komputera

EB

II PWr

1

Pamięci komputera

Pamięć komputera

Parametry charakteryzujące pamięć:

• pojemność

Określa ilość danych jaką można w niej przechowywać (liczona w MB)
Jednostki: bity, bajty, słowa (8, 16, 32, 64 bity)

• szybkość/czas dostępu

Pamięci

– układy przeznaczone do przechowywania danych, wyników

i programów.

EB

II PWr

2

• szybkość/czas dostępu

Czas od momentu zażądania do momentu ukazania się danych na wyjściu pamięci

• pobór mocy

• koszt

Hierarchia pamięci komputera

1)

pamięć rejestrowa

2)

pamięć buforowa (cache)

3)

pamięć operacyjna (główna)

4)

pamięć zewnętrzna

GBajty

sz

y

b

k

o

ść

d

os

tę

p

u

p

oj

em

n

o

ść

EB

II PWr

3

Bajty

KBajty

MBajty

GBajty

Cache

Rejestry

Pamięć
główna

(operacyjna)

Pamięć

zewnętrzna

Sposoby dostępu do pamięci

1) Pamięci z dostępem bezpośrednim (swobodnym)

Bezpośredni dostęp do każdego miejsca za pomocą adresu
Są to: pamięci dyskowe, CD, DVD, pamięć operacyjna

2) Pamięci z dostępem sekwencyjnym

- dostęp w kolejności w jakiej dane są fizycznie zapisane na nośniku

(np. pamięci taśmowe)

3) Pamięci asocjacyjne (skojarzeniowe)

EB

II PWr

4

3) Pamięci asocjacyjne (skojarzeniowe)

Są to pamięci adresowane zawartością

Pamięci ulotne/nieulotne

Pamięć

nieulotna

to pamięć, w której dane są pamiętane także po

odłączeniu zasilania. Są to pamięci dyskowe, CD, DVD, taśmowe.

Pamięć

ulotna

to pamięć, w której dane ulegają zniszczeniu po

wyłączeniu zasilania. Są to pamięci operacyjne.

EB

II PWr

5

wyłączeniu zasilania. Są to pamięci operacyjne.

Możliwość odczytu i zapisu

•

pamięci tylko do odczytu (ROM)

- pamięć BIOS

- pamięci nagrane fabrycznie np. CD ROM

•

pamięci jednokrotnego zapisu (niektóre CD i DVD)

•

pamięci wielokrotnego zapisu

EB

II PWr

6

•

pamięci wielokrotnego zapisu

Pamięci komputera

wewnętrzne

zewnętrzne

RAM

ROM

magnetyczne

optyczne

półprzew

EB

II PWr

7

RAM

ROM

magnetyczne

optyczne

półprzew

dyski
taśmy

CD
DVD
Blue-ray

pen-drive
flash
karty

Pamięć operacyjna (RAM)

0
1
2

Służy do przechowywania programów i danych w trakcie pracy systemu.

Jest pamięcią

ulotną

, o dostępie

bezpośrednim

, wielokrotnego zapisu.

EB

II PWr

8

n-1

n-2

n-3

Pamięć operacyjna

Podział ze względu na technologię wykonania:

• pamięci dynamiczne DRAM (dynamic RAM)

Są wolniejsze, ale tańsze,
Wymagają odświeżania, łatwiej podlegają scalaniu

Pamięci DRAM są umieszczane na tzw. modułach:

- SIMM (Single In-line Memory Module) o szerokości magistrali danych

równej 32 bity

EB

II PWr

9

równej 32 bity

- DIMM (Dual In-line Memory Module) o szerokości magistrali 64 bity

• pamięci statyczne SRAM (static RAM)

Są to szybkie pamięci o stosunkowo niewielkiej pojemności i dużym poborze
mocy. Zbudowane na przerzutnikach. Są stosowane tam, gdzie nie jest wyma-
gana duża pojemność, a jedynie duża szybkość, np. pamięci Cache.

EB

II PWr

10

DIMM DDR

Pamięci zewnętrzne

System pamięci składa się z dwóch elementów:

•

urządzenie pamięci (drive)

- urządzenia wewnętrzne (instalowane i konfigurowane z

jednostką centralną)

- urządzenia zewnętrzne (podłączone do portów dodatkowych)

EB

II PWr

11

•

nośnik (dyskietka, CD, DVD, dysk)

Pamięci zewnętrzne są nieulotne !

Pamięci zewnętrzne mogą być:

• wymienne (dyskietki, płyty CD/DVD, taśmy magnetyczne)

• niewymienne (dysk twardy)

Pamięci dyskowe

sektor

ścieżka

talerze

głowice

Dane są zapisywane poprzez porządkowanie cząstek magnetycznych na dysku,
którego powierzchnie są pokryte materiałem o odpowiednich własnościach
magnetycznych.

EB

II PWr

12

Pamięci dyskowe

Czas dostępu – suma poniższych czasów:

• czas szukania, czas na przesuniecie głowic do określonego cylindra

• opóźnienie obrotowe, czas potrzebny na obrót dysku do pożądanej
pozycji

• czas transferu danych

Typowy czas dostępu jest rzędu kilku ms.

EB

II PWr

13

Cechy fizyczne:

• średnica dysków

- 3.5” (komputery osobiste)
- 2.5” (komputery przenośne)

• prędkość obrotowa

Od 5 400 do 15 000 obr/min.

• pojemność: od 40 GB do kilkuset GB

A by chronić pry watność uży tk ownik a, program PowerPoint uniemożliwił automaty czne pobranie tego zewnętrznego obrazu. A by pobrać i wy świetlić ten obraz, k lik nij przy cisk Opcje na pask u k omunik atów, a następnie k lik nij opcję W łącz zawartość zewnętrzną.

EB

II PWr

14

Pamięci dyskowe

Standardy dysków określają:

- gęstość zapisu,

- czas dostępu,,
- wielkość dysku,
- sposób współpracy z innymi urządzeniami

•

ATA/IDE

– Attachment/Integrated Drive Electronics

Kontroler wbudowany w urządzenie dyskowe

EB

II PWr

15

Kontroler wbudowany w urządzenie dyskowe

•

SCSI

(Small Computer System Interface)

Kontrolery wbudowane albo na kartach rozszerzenia. Jest droższy i szybszy.
Umożliwia podłączenie kilku urządzeń do jednego kontrolera.

Pamięci dyskowe

Partycjonowanie

Jest to podział dysku na logiczne jednostki zwane partycjami, które mogą być
używane jako niezależne dyski.

Dlaczego dzieli się dysk na partycje ?

• możliwość instalowania kilku systemów operacyjnych na jednym dysku fizycznym

• efektywniejsze wykorzystanie pojemności

EB

II PWr

16

• efektywniejsze wykorzystanie pojemności

Partycja składa się z klastrów

Klaster to najmniejsza adresowalna jednostka.
Wielkość klastrów zależy od wielkości partycji i wynosi od 4 KB do 512 KB

Dyski optyczne

Płyty kompaktowe wykonane są z poliwęglanowej płytki o grubości 1,2 mm i

średnicy 12 cm (4.5 cala) pokrytej cienką warstwą aluminium w której zawarte

są informacje. Odczytywane są one laserem półprzewodnikowym o długości

fali ok. 780 nm. Zapis tworzy spiralną ścieżkę biegnącą od środka do brzegu

płyty.

EB

II PWr

17

płyty.

Podobnie jak dyski magnetyczne, dyski optyczne są także dzielone na ścieżki i

sektory. Jednakże w tym przypadku ścieżka jest spiralą biegnącą od środka na

zewnątrz. Dlatego często dyski optyczne mają różne kształty zewnętrzne.

EB

II PWr

18

Dane są w postaci wgłębień (tzw. pit) oraz pól (tzw. land), czyli przerw pomiędzy
wgłębieniami.

Gdy promień lasera natrafi na obszar bez zagłębień, wówczas aluminiowa

powierzchnia spowoduje jego odbicie w kierunku fototranzystora.
Jeśli jednak światło trafi we wgłębienie - promień zostanie tak odchylony, że nie
powróci już do odbiornika sygnału.

Dyski optyczne

Płyta kompaktowa została opracowana wspólnie przez koncerny Philips i Sony pod
koniec lat 1970., a jej premiera odbyła się w 1982 roku.

Lasery mogą zapisywać dane z o wiele większą gęstością niż głowice magnetyczne,
dlatego dyski optyczne o podobnych gabarytach są dużo bardziej pojemne od
dysków magnetycznych. Dwa popularne standardy:

• CD – Compact Disc, pojemność: 700 MB

• DVD – Digital Versatile Disc (Digital Video Disc), pojemność: 4.7 GB do 17 GB

EB

II PWr

19

• DVD – Digital Versatile Disc (Digital Video Disc), pojemność: 4.7 GB do 17 GB

• CD-ROM (Compact Disc, Read Only Memory)

Zapisywane fabrycznie za pomocą lasera (podczerwony promień)

• CD-R (Recordable)

Zapisywane jednorazowo

• CD-RW (Rewritable)

Zapisywane wielokrotnie

Dyski optyczne - CD

EB

II PWr

20

Urządzenie do czytania CD – czytnik CD.

Urządzenie do zapisu CD – nagrywarka (wypalarka) CD + specjalny program

Dyski optyczne - DVD

Format DVD został opracowany prze firmy Philips, Sony i Toshiba i
wprowadzony w 1995 roku.

Różne technologie:

- 4.7 GB

1-stronny, -warstwowy

- 8.7 GB

1-stronny, 2-warstwowy

EB

II PWr

21

- 8.7 GB

1-stronny, 2-warstwowy

- 9.4 GB

2-stronny, 1-warstwowy

- 17 GB

2-stronny, 2-warstwowy

• DVD-ROM

Tylko do odczytu, nagrywane fabrycznie (laser czerwony)

• DVD-R, DVD+R (różne formaty zapisu)

Jednorazowy zapis

• DVD-RW, DVD+RW

Zapisywane wielokrotnie (różne formaty zapisu)

• DVD-RAM

Dyski optyczne - DVD

EB

II PWr

22

• DVD-RAM

Zapisywane wielokrotnie, dysk w kasecie, poj. 9.4 GB

• Nowa technologia zapisu (

niebieski laser)

- 25 GB (Blu-ray Disc - Sony)
- 36 GB (HD-DVD - Toshiba)

Niezależnie od różnych formatów zapisu, odczytywanie możliwe na wszystkich
standardowych czytnikach DVD.

Napędy DVD mogą odtwarzać CD, ale nie odwrotnie!

Podczas gdy czytniki DVD korzystają z

czerwonego

lasera, w napędach HD DVD

i Blu-ray Disc laser ma kolor

niebieski

. Podstawową różnicą pomiędzy tymi

laserami jest długość fali – czerwony ma 650 nanometrów, podczas gdy niebieski

tylko 405 nm. Pozwala to na zmniejszenie rozmiaru pitów, a co za tym idzie daje

to możliwość gęstszego zapisywania danych na nośniku.

Dyski optyczne

EB

II PWr

23

Dyski optyczne -

BD

Blu-ray Disc (BD) – konkurencyjny dla HD DVD format zapisu optycznego,
opracowany przez Blu-ray Disc Association (BDA). Następca formatu DVD.
Wyróżnia się większą pojemnością od płyt DVD, co jest możliwe dzięki
zastosowaniu niebieskiego lasera.
Blu-ray pozwala na zapisanie 25 GB danych na płytach jednowarstwowych.

W użyciu są również :

EB

II PWr

24

W użyciu są również :
- płyty dwuwarstwowe o pojemności 50 GB,
- płyty czterowarstwowe mieszczące do 100 GB,
- płyty ośmiowarstwowe, na których można zapisać 200 GB informacji.

Istnieją wersje BD-ROM (Read Only Memory), BD-R (Recordable) i BD-RE
(REwritable, do 1000 zapisów).

Flash memory

•

SmartMedia

•

MultiMediaCard

•

SecureDigital (SD, miniSD, microSD, SDHC, miniSDHC,

microSDHC)

EB

II PWr

25

microSDHC)

•

MemoryStick

•

Flash memory drives (Pen Drives)

Inne pamięci zewnętrzne

• Smart cards

Karta plastikowa wyposażona w procesor i pamięć.
Pojemność do kilku GB.
Są często wykorzystywane do zapisu danych personalnych np. medycznych,
do zapisu danych identyfikacyjnych, karty płatnicze itp.

EB

II PWr

26

Karta elektroniczna (ang. smart card) — uniwersalny nośnik danych w postaci
karty wykonanej z plastiku z umieszczonym na niej (lub wewnątrz niej) jednym
lub kilkoma układami scalonymi, które pozwalają na ochronę procesu logowania
użytkownika, kontrolę dostępu i zawartych na niej danych. Może być
odczytywana za pomocą urządzeń automatycznych, np. przy zawieraniu i
rozliczaniu transakcji finansowych oraz w kasach cyfrowych. Karty elektroniczne
mają rozmiar i wygląd zbliżony do tradycyjnych kart kredytowych z paskiem
magnetycznym.

Inne pamięci zewnętrzne

EB

II PWr

27

magnetycznym.

Są dwa standardowe wymiary kart:

• 85 × 54 mm - większy, stosowany w np. kartach kredytowych
• 25 × 15 mm - mniejszy, wielkości paznokcia, stosowany w np. kartach SIM

EB

II PWr

28

SD

SD

compact

Flash

memory

Stick

PenDrive

EB

II PWr

29

2 GB, 4 GB, 8 GB, 16 GB, 32 GB, 64 GB, 128 GB, 256 GB

EB

II PWr

30

Pamięci taśmowe

1.

Klasyczna taśma magnetyczna

Szerokość ½”, długość 2 400 stóp (12.7 mm, 750 m)

Zapisu dokonuje się w 9 rządkach z gęstością standardową np.. 640 b/mm

Przy szybkości przewijania 6 m/s daje to szybkość transmisji 384 kB/s

Dane są zapisywane i odczytywane blokami tzw. rekordami.

Dostęp do danego rekordu odbywa się przez podanie jego numeru

EB

II PWr

31

Dostęp do danego rekordu odbywa się przez podanie jego numeru
licząc od początku taśmy.

Pojemność taśmy zależy od gęstości zapisu i długości taśmy.
Np. poj. taśmy standardowej (750 m) wynosi 40 MB.

Obecnie nie używane !

2. Kasety magnetyczne (cartridge), poj. od kilkuset MB do setek GB

Jest kilka standardów takich kaset:

- VCR (Video Casette Recorde)

- DAT (Digital Audio Tape)

Często wykorzystywane do archiwizowania danych.
Występują urządzenia wyposażone w wiele jednostek taśmowych.

Pamięci taśmowe

EB

II PWr

32

Występują urządzenia wyposażone w wiele jednostek taśmowych.

EB

II PWr

33

Napęd taśmowy DDS, na nim od prawej:
- dyskietka 3,5",
- taśma DC (250 MB, 6 mm, 310,9 mb),
- taśma DL (20 GB, 8 mm, 112 mb),
- taśma DDS (4 mm, 150 mb)

K O N I E C

EB

II PWr

34