Внутренняя и внешняя память компьютера

Внутренняя памятьвключает все виды запоминающих устройств, расположенных на материнской плате. В состав внутренней памяти входят следующие устройства.

1. Оперативная память или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)служит для хранения команд и данных, необходимых процессору для выполнения опера­ций. Это памятьпозволяет обратиться к любой ячейке, поэтому называется также памятьюс произвольным доступом (RAM- память).Отличается высоким быстродействием. К основному недостатку относится исчезновение данных после выключения электропитания.

2. Кэш-память или сверхоперативная память –очень быстрое запоминающее устройство, которое сохраняет текущие данные и предоставляет их процессору при необходимости. Отличается значительным быстродействием. К недостаткам относится более сложныйпроцесс изготовления, и соответственно, большая стоимость.

3. Специальная память имеет несколько составляющих:

– постоянная память или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) предназначе­на только для чтения(ROM-память), энергонезависимая, содержание памяти «зашивается» при изготов­лении и в процессе эксплуатации не меняется;

– перепрограммируемая постоянная память допускает многократную перезапись, энергонезависимая, содержит базовую систему ввода/вывода (BIOS), которая необходима дляавтоматического тестирования и загрузки операционной системы при включении компьютера;

– память с питанием от батарейки является разновидностью постоянной памяти и служит для хранения времени, даты и данных о конфигурации системы;

– видеопамять предназначена для хранения видеоданных, которые доступны одновременно процессору и монитору.

Внешняя памятьвключает устройства (накопители), расположенные вне материнской платы и имеющие носители с разным принципом действия.

Носитель -это физическая среда или материальный объект, структура которых используется для хранения данных, в дисковом магнитном накопителе, например, это ферромагнитный слой на поверхности диска.

Накопители -это запоминающие устройства, предназначенные для долговременного хранения больших объемов данных при отсутствии электропитания. В зависимости от принципиальной основы носителя различают накопители магнитного, оптического и полупроводникового типа.

Накопитель на магнитных дисках(жесткий диск, винчестер) - это основное устройство долговременного хранения данных и программ, основанное на магнитном принципе записи. Магнитный накопитель собирается в герметичном корпусе, внутри которого соосно располагается несколько дисков. Каждый диск с двух сторон покрыт ферромагнитным слоем, поверхность диска разделена на дорожки и сектора (отформатирована). Диск вращается относительно магнитных головок, с помощью которых производится сохранение и считывание данных. Данные сохраняются в форме дорожки микроскопических намагниченных участков – доменов, намагниченность которых регистрируется как последовательность логических единиц.

Накопитель на оптических дисках (CD-ROM) –это устройство для долговременного хранения больших объемов данных, записанных с более высокой плотностью, чем на магнитном диске. Принцип действия основан на считывании данных с помощью лазерного луча, который отражается от поверхности диска. В качестве носителя данных выступает металлизированная поверхность компакт-диска (CD), на которой нанесена спиральная дорожка. Цифровая запись на дорожке компакт-диска сохраняется в виде последовательности участков, которые называются pit (точка, углубление) и land (поверхность). Логическая единица кодируется переходом между углублением и поверхностью. Последовательность углублений, в которой закодирована запись, наносят либо штамповкой с матрицы, либо прижиганием участков дорожки лучом лазера.

Компакт-диски изготавливаются из полипропилена, на поверхность которого наносится многослойное покрытие, включающее так называемый активный слой. В зависимости от соотношения покрытий, материала активного слоя, ширины дорожки различают компакт-диски разного устройства и назначения:

CD-R – диски, которые позволяют выполнить однократную запись и неограниченное количество считываний;

CD-RW – диски для многоразовой записи, перезаписи и чтения данных;

DVD – диски для многоразовой записи с повышенной плотностью данных.

Основной недостаток дисковых накопителей выражается в наличии электромеханического привода, который ограничивает надежность, ресурс, вес и размеры устройств.

Флэш-накопитель – устройствополупроводникового типа для долговременного энергонезависимого хранения данных, которое реализовано на основе микросхемы памяти. В качестве носителя данных выступает массив полупроводниковых ячеек, расположенных внутри микросхемы. Принцип действия полупроводникового накопителя основан на записи и стирании электрического заряда в ячейке полупроводниковой структуры. Благодаря компактности, дешевизне, механической прочности и низкому энергопотреблению флеш-накопитель все шире используется в компьютерной технике и успешно заменяет устройства памяти предыдущих поколений.

Монитор

Монитор является одной из основных составляющих базовой конфигурации компьютера. К распространенным причисляют следующие типы мониторов.

1. Мониторы на основе электронно-лучевой трубки относятся к предыдущему поколению мониторов. Формирование изображения основано на свечении люминофора под воздействием электронного пучка, который создается и управляется электродной системой внутри вакуумной колбы. Основные недостатки выражаются в необходимости поддержания вакуума и высокого напряжения для ускорения электронного пучка, в наличии вредных для организма излучений, а также в больших размерах и весе устройства.

2. Жидкокристаллические мониторы являются плоскопанельными устройствами, которые превосходят электронно-лучевые по многим параметрам, в частности, по толщине, весу, энергопотреблению. Принцип действия ЖК-мониторов основан на повороте плоскости поляризации света, проходящего через ячейку с жидким кристаллом. Угол поворота поляризации определяет интенсивность проходящего света и зависит от напряжения, приложенного к жидкокристаллической ячейке. Совокупность ячеек образует матричную структуру, которая характеризуется размером и разрешающей способностью. Размер монитора оценивается по длине его диагонали в дюймах, а разрешающая способность определяется количеством ячеек (пикселей) по горизонтали и вертикали монитора. Например, для монитора с размером 19 дюймов оптимальное разрешение составляет 1280x960.

3. Сенсорные мониторы – плоскопанельные координатные устройства, сочетающие функции вывода визуальных данных с выбором и вводом отдельных элементов данных или меню путем прикосновения к поверхности монитора. Сенсорные мониторы позволяет создать гибкий интуитивный интерфейс, который широко используется в карманных и планшетных устройствах. В зависимости от принципа действия различают сенсорные мониторы следующих типов[26].

– Резистивные мониторыотличаются многослойной поверхностью экрана, на которой в момент нажатия возникает контакт между слоями с одновременной регистрацией электрического сигнала и координат места контакта. Резистивные сенсорные экраны дёшевы и стойки к загрязнению. Недостатками являются невысокая долговечность и недостаточная вандалоустойчивость.

– Проекционно-ёмкостные мониторы основаны на регистрации координат при изменении ёмкости между сеткой электродов на экране и телом человека в момент прикосновения. Емкостные мониторы допускают использование толстых защитных стекол, поэтому применяются в уличных автоматах.

– Поверхностно-акустические мониторы оснащены пьезоэлектрическими излучателями, которые распространяют поверхностно-акустическую волну (ПАВ) по поверхности экрана. Прикосновение к экрану меняет картину распространения акустических колебаний, что позволяет вычислить координаты места возмущения. Экраны на ПАВ отличаются большим ресурсом, применяются в основном в игровых автоматах или в охраняемых справочных системах.

– Инфракрасные сенсорные панели покрыты сеткой горизонтальных и вертикальных инфракрасных лучей, которые при касании к монитору прерываются и выдают данные о координатах контакта. Такие панели не допускают загрязнений, поэтому имеют ограниченное применение, например, в образовательных учреждениях в качестве интерактивных панелей большого размера.

В связи с массовым распространением телефонов, смартфонов, планшетных компьютеров сенсорные мониторы являются самым востребованным средством вывода в мобильной компьютерной технике.