Внутрішня пам'ять комп'ютера.

До внутрішньої пам'яті відноситься постійна, оперативна і кеш-пам'ять та регістри.

Постійну пам'ятьскорочено позначають ПЗП - постійний запам'ятовуючий пристрій, або ROM (англ. Read Only Memory - пам'ять тільки для читання). Особливістю постійної пам'яті є те, що дані, які в ній містяться, не зникають при вимкненні живлення комп'ютера. Ця пам'ять невелика за ємністю (декілька сотень кілобайт) і містить програму тестування пристроїв комп'ютера при ввімкненні - POST (англ. Power-On Self Test - самоперевірка при ввімкненні енергії) та базову систему введення-виведеяня - BIOS (англ. Base Input\Output System). Дані в постійну пам'ять заносяться при її виготовленні.

Розрізняють мікросхеми постійної пам'яті без можливості перепрограмування і з можливістю багаторазового перепрограмування. За необхідності користувач може замінити мікросхеми постійної пам'яті або виконати операцію перепрограмування. При ввімкненні комп'ютера вміст BIOS копіюється в оперативну пам'ять.

Оперативну пам'ятьскорочено позначають ОЗП- оперативний запам'ятовуючий пристрій, або RAM(англ. - Random-Access Memory - пам'ять з довільним доступом), також розміщують на системній платі. Вона розділена на окремі комірки, кожна з яких має унікальне ім'я (адресу).

Під час роботи комп'ютера в оперативну пам'ять із постійної і зовнішньої пам'яті копіюються або вводяться із зовнішніх пристроїв дані і програми. Процесор у будь-який момент часу може звернутися до довільної комірки пам'яті для зчитування або запису даних. Тобто, ОЗП призначений для тимчасового зберігання вхідної інформації, проміжних i кінцевих результатів обчислень, програм опрацювання інформації.

Ємність оперативної пам'яті становить від декількох сотень мегабайт до декількох гігабайт. Сучасні типи оперативної пам'яті забезпечують обмін даними між пам'яттю і процесором зі швидкістю понад 10 гігабіт за секунду.

Регістри - це спеціальні комірки пам'яті, що входять до складу мікропроцесора. Регістри беруть безпосередню участь у виконанні арифметично-логічних операцій.

У сучасних комп'ютерах процесор дуже швидко обробляє дані, але довго чекає на надходження нових з оперативної пам'яті. Для підвищення швидкості обміну даними між процесором і оперативною пам'яттю використовують кеш-пам'ять(англ. cache memory - пам'ять про запас). Вона має значно більшу швидкість обміну даними з процесором порівняно з оперативною пам'яттю. Зчитування даних із кеш-пам'яті здійснюється за декілька тактів роботи процесора, а з оперативної пам'яті - за декілька сот тактів. Процесор за спеціальними алгоритмами визначає імовірність потреби в певних даних і подає команду на їх зчитування з оперативної пам'яті до кеш-пам'яті. У кеш-пам'яті також зберігаються команди, що частіше використовуються процесором. Робиться своєрідний запас даних і команд, до яких може звернутися процесор при подальшій роботі.

Розрізняють кеш-пам'ять першого (ємність від 32 до 128 кілобайт) і другого (ємність від 1 до 4 мегабайт) рівнів.

2.2.2 Зовнішня пам'ять комп'ютера.

Зовнішня пам’ять реалізується на магнітних та оптичних дисках, флешах, цифрових фото- і відео-камерах, цифрових плеєрах, диктофонах, мобільних телефонах та ін..

Зовнішня пам'ять призначена для довготривалого зберігання даних.

Носії та способи запису і зчитування даних у пристроях зовнішньої пам'яті

Сучасні пристрої зовнішньої пам'яті є пристроями введення і виведення даних.

Вінчестери призначені для постійного зберігання інформації, що використовується під час роботи з комп’ютером (ОС, прикладних програм, даних користувача). Жорсткі диски забезпечують дуже швидкий доступ до даних і високі швидкості зчитування та записування їх.

НЖМД (вінчестер) належить до найбільш досконалих, високо надійних і складних пристроїв сучасного ПК. Розглядаючи вінчестер, ви побачите тільки міцний металевий корпус. Він цілком герметичний і захищає диски від часточок пилу, які при потраплянні у вузький зазор між головкою і поверхнею диска можуть зіпсувати чуттєвий магнітний шар і вивести диск із ладу. Крім того, корпус екранує вінчестер від електромагнітних перешкод.

Усередині корпусу містяться деяка кількість твердих круглих пластин, які кріпляться на одному стержні. Для кожної магнітної сторони вінчестера використовується своя головка читання/запису. Поверхня дисків вкрита тонким феромагнітним шаром. У багатьох накопичувачах використовується шар оксиду заліза, яким покривається звичайна магнітна стрічка. Новітні моделі жорстких дисків мають шар кобальту завтовшки приблизно 10 мкм. Таке покриття міцніше і, крім того, дає можливість значно збільшити щільність запису (до 133 Гбайт на пластину).

Пакет дисків, змонтований на осі-шпинделі, приводиться в рух спеціальним двигуном, компактно розташованим під ним. Частота обертання дисків, як правило, становить 7200, 10 000, 15000 об/хв.

При зберіганні даних магнітна головка підходить до поверхні диска, що обертається, і намагнічує його ділянки. Зчитування даних здійснює ця сама магнітна головка.

Сучасні накопичувачі на жорстких магнітних дисках мають місткість від 120 Гбайт до кількох сотень Гбайт.

Вінчестери, як правило, не замінюються. Фізичного доступу до них немає. Їх переваги порівняно з дискетами полягають у тому, що вони зберігають величезні об’єми інформації і швидкість запису та зчитування інформації з вінчестера майже на порядок вища, ніж у НГМД.

Пам'ять на гнучких магнітних дискахтакож реалізована за допомогою магнітного способу запису, зберігання і зчитування даних. Носієм даних є гнучкий пластиковий диск, покритий шаром магнітної речовини. Він поміщений усередину пластикового футляра. Гнучкий магнітний диск разом із футляром називають дискетою. Використовують дискети з диском діаметром 3,5 дюйма (позначається 3,5", 1" ≈ 2,54 см) і ємністю 1,44 Мбайт. Існують диски і з більшою ємністю, але вони не набули широкого розповсюдження.

Дискети мають систему захисту від помилкового знищення даних або несанкціонованого запису. Це перемикач, що відкриває віконце у футлярі дискети для захисту.

При роботі з дискетами необхідно бути дуже обережним, уникати впливу на них високих температур, магнітних полів, забруднення пилом, зберігати у спеціальних паперових чи поліетиленових конвертах. Не можна згинати дискети або доторкатися до робочої поверхні диска.

Дискети не є надійним і довготривалим засобом збереження даних. При інтенсивній експлуатації через деякий час на поверхнях диска з'являються пошкоджені ділянки. За допомогою спеціальних програм дані з таких ділянок можна відновити, але подальша експлуатація подібних дискет може призвести до повної втрати даних. На даний час використовуються дуже рідко.

Зчитування і запис даних здійснює накопичувач на гнучких магнітних дисках (НГМД), або дисковод. Принцип його дії аналогічний до принципу дії НЖМД, основною відмінністю є використання змінних носіїв.

Пам'ять на магнітних стрічкахреалізована, як і попередні два види, за допомогою магнітного способу запису, зберігання і зчитування даних. Вона використовується для створення резервних копій даних. Носієм даних є магнітна стрічка, поміщена в жорсткий футляр - касету. Ємність компакт-касети з магнітною плівкою від 4 до 40 Гбайт і більше.

Пристроєм зчитування і запису даних із магнітних стрічок є стример(англ. streamer - довга вузька стрічка). Принцип його дії схожий із тим, що використовується при роботі зі звичайними магнітними аудіо- і відеокасетами.

Пам'ять на оптичних дискахреалізована за допомогою лазерної технології запису і зчитування даних. Носіями даних є оптичні диски двох основних типів - CD (англ. Compact Disk - компакт-диск) та DVD (англ. Digital Video Disk - цифровий відеодиск, в іншому варіанті - Digital Versatile Disk - цифровий універсальний диск).

На оптичному диску від центра по спіралі записуються дані у вигляді послідовності темних і світлих ділянок. При зчитуванні даних аналізується інтенсивність відбитого від поверхні диска променя лазера.

Ємність більшості існуючих CD дисків - 640-800 Мбайт. Ця ємність не давала змоги розміщувати на них великі обсяги даних, необхідних для запису, наприклад, високоякісних відеофільмів. Для збільшення ємності оптичних дисків збільшили щільність запису. Так з'явився інший тип оптичних дисків - DVD з ємністю до 20 Гбайт.

Для роботи з оптичними дисками використовують пристрої, що забезпечують зчитування, запис і перезапис даних.

Основною характеристикою пристроїв роботи з оптичними дисками є швидкість зчитування і запису даних. Для перших дисків вона становила 150 кілобайт за секунду. В сучасних пристроях ця швидкість більша у 42-64 рази. Напис на пристрої або в його документації у вигляді 52х означає, що пристрій може забезпечувати обмін даними зі швидкістю, яка більша від швидкості перших дисків у 52 рази і становить близько 7800 кілобайт за секунду.

Найпоширенішими є диски:

CD- диски «тільки для читання». Інформація на них записується при виготовленні.

CD-R – дають можливість однократно записувати інформацію на диск.

CD-RW – багатократний запис на диск.

DVD – універсальний цифровий диск.

CD-диск – це прозорий полімерний диск діаметром 12 см і завтовшки 1,2 мм, на одному боці якого напилений шар алюмінію, захищений від пошкоджень шаром прозорого лаку. Один CD за інформаційною ємністю дорівнює майже 500 дискетам. CD диски прості і зручні в роботі, мають низьку вартість збереження даних, практично не спрацьовуються, не можуть уражатися вірусами, з них неможливо випадково стерти інформацію.

DVD диски. Ці диски мають такий самий розмір, що і звичайні CD, але вміщують 4,7Гбайт даних, тобто за ємністю замінюють 7 стандартних дисків CD-ROM. На таких дисках випускаються мультимедійні ігри, відеофільми відмінної якості.

Зараз використовують універсальні мультиформатні приводи читання/записування CD – DVD дисків.

Флеш-пам'ять (англ. flash - спалах) свою назву отримала за дуже високу, порівняно з іншими видами зовнішньої пам'яті, швидкість запису/зчитування даних. Вона реалізована на напівпровідникових елементах, які, на відміну від елементів оперативної пам'яті, здатні зберігати дані протягом тривалого часу при відсутності живлення.

Пристрої флеш-пам'яті дають змогу зберігати значні обсяги даних - понад 16 Гбайт.

Запам'ятовуючі пристрої на основі флеш-технології широко використовуються у переносних пристроях — цифрових фото- і відео-камерах, цифрових плеєрах, диктофонах, мобільних телефонах та ін.