Как называется устройство компьютера для хранения программ и данных во время решения задач

Согласно одному из принципов фон Неймана, запоминающее устройство компьютера определено как техническое средство хранения машинных программ и обрабатываемых ими данных, что и определяет основные требования, предъявляемые к таким устройствам:

• — большая емкость накопителя, позволяющая хранить сложные программы и большие массивы обрабатываемых ими данных и результатов обработки;
• — малое время доступа к памяти для чтения и записи данных, что должно обеспечить высокопроизводительную работу компьютера;
• — низкое энергопотребление, а в идеале — полная энергонезависимость;
• — малые габаритные размеры;
• — разумно низкая стоимость запоминающего устройства.

Идеальный вариант — это когда малогабаритный персональный компьютер укомплектован высокопроизводительной памятью гигантской емкости, информация в которой сохраняется неограниченно долго при выключенном питании, и при этом стоимость запоминающего устройства не выходит за пределы, ограничивающие возможность массовых продаж компьютерной техники.

Как устроен компьютер. Лекция 5. Память

Очевидно, что в ближайшей перспективе такой вариант так и останется идеальным и практически не достижимым — объективные технические, технологические и финансовые ограничения не позволяют выполнить все эти, часто взаимоисключающие, требования в устройстве какого-то одного типа. Также очевидно и решение проблемы — вместо одного универсального запоминающего устройства компьютер комплектуется несколькими специализированными модулями памяти, каждый из которых предназначен для решения задач определенного класса и удовлетворяет соответствующим требованиям.

Изучение физических принципов работы запоминающих устройств, их возможностей и областей эффективного применения выходит за рамки вводного курса информатики — эти вопросы детально рассматриваются в соответствующих разделах физики, электроники и схемотехники. Историю и перспективы развития технологий хранения информации также оставим за пределами рассмотрения в настоящем учебном пособии, приведем лишь не очень строгую классификацию (рис. 4.4) запоминающих устройств по их функциональному назначению и специфике использования в программно-аппаратном комплексе ЭВМ.

Деление запоминающих устройств на «основную» и «внешнюю» память отражает различные способы адресации к этим устройствам: ячейки основной памяти расположены в основном адресном пространстве (подп. 4.6.1), и доступ к ним осуществляется по системной адресной шине, а внешние запоминающие устройства доступны по шине ввода-вывода (подп. 4.6.2) подобно тому, как это делается для прочих периферийных устройств.

Основная память компьютера представлена оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), доступ к которому возможен как для чтения, так и для записи данных, что и подчеркивается англоязычным названием таких устройств — Random Access Memory (RAM), и постоянным запоминающим устройством (ПЗУ), доступным центральному процессору только для чтения (Read Only Memory — ROM).

Легален ли ТЛаунчер?

Рис. 4.4. Классификация запоминающих устройств по функциональному назначению

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) — это энергонезависимая память, не требующая затрат энергии для хранения данных. Информация, записанная в ПЗУ, сохраняется в нем после выключения питания компьютера.

ПЗУ программируется («прошивается») при изготовлении микросхемы и предназначено для хранения неизменяемых в процессе работы компьютера программ и данных: постоянные программные компоненты базовой системы ввода-вывода (ROM BIOS) и обслуживающие их и структуры данных; программа POST (Power On Self Testing), автоматически запускаемая при включении питания и тестирующая память и подключенное внешнее оборудование; программа начальной загрузки операционной системы.

ПЗУ — относительно медленное устройство, поэтому, если требуется оперативный доступ к данным, записанным в ПЗУ, операционная система копирует эти данные в оперативную память, работающую существенно быстрее.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), как следует из его названия, используется в оперативном режиме — для записи и чтения машинных программ и обрабатываемых ими данных. Часть ОЗУ резервируется операционной системой для хранения системного программного обеспечения и данных справочного характера (табл. 4.2), другая часть отдана в распоряжение прикладному программному обеспечению.

ОЗУ компьютера может быть построено на базе модулей динамической (Dynamic RAM) или статической (Static RAM) памяти.

В основе DRAM — схема, состоящая из транзистора и конденсатора, которая обеспечивает хранение одного бита информации: для установки бита в единичное состояние требуется зарядить конденсатор, а для сброса в ноль — соответственно, разрядить. Преимуществом DRAM являются компактность и дешевизна технической реализации, а недостатком — относительно низкое быстродействие, так как, во-первых, требуется время на зарядку/разрядку конденсаторов, а во-вторых, для поддержания заряженного состояния конденсатора требуется его периодическая «подзарядка». Контроллер модуля DRAM периодически приостанавливает операции доступа к памяти для регенерации её содержимого.

Статическая память SRAM собрана на триггерах и существенно выигрывает у DRAM по производительности: во-первых, изменение напряжения на входе триггера приводит к изменению его состояния практически без задержки, и, во вторых, отсутствие в схеме SRAM конденсатора исключает необходимость периодической регенерации памяти. Недостатками SRAM являются его высокая стоимость и низкая (по сравнению с DRAM) информационная плотность.

Обычно ОЗУ персональных компьютеров строят на базе модулей динамической регенерируемой памяти DRAM, а статическую память SRAM используют, например, в кэш-памяти микропроцессоров.

Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) персональных компьютеров представлены большим разнообразием типов устройств и их конструктивных исполнений. Общее свойство всех типов ВЗУ — энергонезависимость, что, собственно, и позволяет таким устройствам выполнять свое главное предназначение — долговременное и надежное хранение больших объемов информации.

ВЗУ выигрывают у ОЗУ и ПЗУ по такому параметру, как стоимость хранения единицы информации, но существенно проигрывают им по производительности. Последнее не так критично, так как режим доступа к ВЗУ предполагает эпизодическое обращение к ним для загрузки в ОЗУ фрагментов файлов или, наоборот, для записи в файлы содержимого оперативной памяти.

Наиболее распространенным типом ВЗУ в большинстве персональных компьютеров является накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД или HMDD — Hard Magnetic Disk Drive), основанный на принципе электромагнитной записи. Является RAM-устройством, т. е. позволяет производить как чтение, так и запись данных.

Накопитель на жестких магнитных дисках — технически сложное электромеханическое устройство, управляемое специализированным контроллером. Основу конструкции HMDD составляет пакет металлических дисков, закрепленных на общем валу, вращающемся с высокой скоростью. Рабочие поверхности дисков (sides’) покрыты магнито-жестким ферромагнитным сплавом, важным свойством которого является сохранение состояния намагниченности участков поверхности после снятия напряженности магнитного поля. Высокий или низкий уровень намагниченности элементов рабочей поверхности диска используется для двоичного кодирования записанной информации.

Источником магнитного поля при записи информации на диск является магнитная головка (head), она же является и приемником электромагнитного сигнала от намагниченной области поверхности диска при чтении информации. Блок магнитных головок (по одной головке на каждую рабочую поверхность диска) совершает возвратно-поступательное перемещение в радиальном направлении под управлением прецизионного дискретного электропривода, обеспечивающего точное позиционирование блока на заданном радиусе. При этом механический контакт магнитной головки с рабочей поверхностью вращающегося диска отсутствует — между ними поддерживается постоянный воздушный зазор величиной в несколько нанометров.

Блок магнитных головок имеет несколько фиксированных радиальных позиций, каждая головка «описывает» на соответствующей рабочей поверхности диска множество концентрично расположенных кольцевых поверхностей, называемых «дорожками» или «треками» (track). Множество треков, имеющих одинаковый радиус, но расположенных на различных рабочих поверхностях, называются «цилиндром» (cylinder).

Каждый трек разделен на множество секторов (sectors), при стандартном форматировании количество секторов на всех треках одинаково, одинакова также и информационная емкость сектора — обычно она составляет 512 байтов.

Сектор размером 1/2 Кбайт является минимально адресуемой «ячейкой» дискового накопителя (для сравнения — минимально адресуемая ячейка ОЗУ и ПЗУ имеет размер в 1 байт), а его информационная емкость М зависит от количества магнитных головок (рабочих поверхностей) и плотности магнитной записи, определяемой количеством дорожек на рабочей поверхности и количеством секторов на дорожке:

Основные характеристики серийно выпускаемых жестких дисков:

• — форм-фактор. Включает физический размер (диаметр диска, обычно равный 3,5 или 2,5 дюйма, реже — 1,8, 1,3, 1 и 0,85 дюйма), количество головок / рабочих поверхностей диска (heads/ sides’) и параметры плотности магнитной записи (cylinders/tracks и sectors)-,
• — скорость вращения (spindle speed) — угловая скорость вращения пакета дисков, измеряемая в оборотах в минуту и влияющая на время доступа к данным, хранимым на HMDD. Стандарты скоростей вращения: для ноутбуков — 4200, 5400 и 7200 об/мин.; для ПК — 5400, 7200 и 10 000 об/мин.; для серверов и высокопроизводительных рабочих станций — 10 000 и 15 000 об/мин.;
• — время доступа (random access time). Определяет время гарантированного выполнения операции чтения или записи; у разных накопителей может составлять от 2,5 до 16 мс;
• — емкость (capacity). Определяет максимальный объем хранимых данных, может достигать нескольких терабайт;
• — интерфейс. Определяет правила (протокол) обмена данными. Используются интерфейсы АТА, SATA, SCSI, SAS, FireWire, USB, SDIO, Fibre Channel.

Следующая категория внешних запоминающих устройств — это оптические диски (optical disc) — оптико-механические устройства в форме многослойного диска: основа диска изготовлена из поликарбоната, на нее методом напыления нанесены тонкие светоотражающие слои, поверх которых нанесены слои, чувствительные к воздействию луча лазера, и все это покрыто слоем прозрачного защитного материала.

Кодирование информации при ее записи на оптический диск происходит за счет изменения оптических свойств рабочего слоя диска, на котором под воздействием лазерного луча формируются мельчайшие выемки, называемые питами (pit). При считывании данных интенсивность отраженного луча изменяется при попадании на очередной пит, что позволяет декодировать записанную информацию. Множество питов образуют на поверхности диска спиральную дорожку (а не множество концентрических дорожек, как это имеет место в магнитных дисках).

Используются различные технологии и форматы записи информации на оптические носители. Первыми появились (1979 г.) CD-ROM (compact disk) — ROM-устройства, предназначенные только для чтения исходно записанной на них информации объемом, не превышающим 750—800 Мб. Позднее были разработаны технологии однократной записи на оптический диск (CD-R, 1988 г.), а также многократной перезаписи информации на оптические диски (CD-RW) — однако, такие диски остаются, по существу, все теми же ROM-устройствами, так как количество циклов перезаписи на них ограничено.

На смену CD пришел формат DVD [1] , обладающий большей плотностью размещения данных как за счет уменьшения расстояния между дорожками спирали (CD — 1,6 мкм, DVD — 0,74 мкм ), так и за счет возможности двухслойной записи. Среди множества типов DVD-дисков наиболее распространенным является DVD-5 (односторонний однослойный диск емкостью 4,7 Гб), а наиболее емким — DVD-18 (двухсторонний двухслойный диск емкостью 17 Гб).

Более совершенный формат многослойной записи Blu-ray получил свое название от цвета луча коротковолнового (405 нм) синего лазера, используемого для чтения-записи информации. Диски этого формата (называемые BD-дисками) обеспечивают еще более высокую плотность записи и, соответственно, обладают большей информационной емкостью: однослойный BD-диск — 25 Гб, двухслойный — 50 Гб, четырехслойный — 128 Гб. Имеются и реализации BD-дисков еще большей емкости.

Оптические носители информации долгое время являлись самым дешевым средством хранения и распространения программного обеспечения, однако сегодня эти устройства используются все реже, уступив место более современным твердотельным запоминающим устройствам.

SSD (Solid State Drive, твердотельная статическая память) — запоминающее устройство, соизмеримое по емкости с традиционными магнитными дисками и многократно превосходящее их по производительности за счет отсутствия движущихся механических узлов.

Накопители RAM SSD характеризуются сверхвысокой скоростью чтения и записи информации и используются в качестве ОЗУ для ускорения работы систем управления базами данных и мощных графических станций. RAM SSD являются энергозависимыми устройствами, они, как правило, оснащаются аккумуляторами, а более дорогие модели — системами оперативного копирования. Основным недостатком RAM SSD является их чрезвычайно высокая стоимость.

Энергонезависимые накопители Flash SSD также являются RAM-устройствами, позволяющими как читать, так и записывать информацию. Эти устройства появились относительно недавно, но сегодня они прочно закрепились на рынке сменных запоминающих устройств и уверенно завоевывают рынок стационарных ВЗУ, постепенно вытесняя с него традиционные магнитные дисковые накопители. Преимуществами Flash SSD по сравнению с HMDD являются небольшие размеры, позволяющие использовать их в портативных устройствах, низкое энергопотребление и высокая производительность. Основным недостатком Flash SSD является их относительно высокая стоимость, существуют также ограничения по количеству циклов перезаписи (около миллиона циклов в современных устройствах).

В современных моделях ноутбуков Flash SSD часто является основным (и единственным) стационарным ВЗУ, а многие персональные компьютеры комплектуются SSD-памятью в качестве дополнительного внешнего накопителя, на который, как правило, устанавливаются системное ПО и пользовательские приложения, требующие интенсивного обмена с внешней памятью.

CMOS-память — это небольшое по емкости энергозависимое ЗУ, конструктивно выполненное на специальных полупроводниковых элементах CMOS-структуры (Complementar Metal Oxide Semiconductor’). Особенностями CMOS-структуры являются относительно низкая производительность, что не является критичным для условий ее использования, и низкое энергопотребление, что гораздо важнее, так как фактически обеспечивает энергонезависимый режим ее работы при условии питания от встроенного аккумулятора небольшой емкости. При включенном питании компьютера от сети аккумулятор заряжается, а при выключенном — позволяет достаточно долго сохранять в актуальном состоянии информацию, записанную в CMOS-память.

В CMOS-памяти хранится информация о конфигурации компьютера, способах загрузки операционной системы, а также текущие дата и время, которые в процессе загрузки считываются из CMOS-памяти и записываются в область данных BIOS, организованную в основной оперативной памяти (табл. 4.3).

• [1] Первоначально формат DVD разрабатывался для хранения и комфортного воспроизведения видеофильмов, откуда и его название — Digital Video Disk. Позднее этот формат был оптимизирован и для хранения компьютерной информации, при этом его название DVD сохранилось, но расшифровывается уже как Digital Versatile Disk (Цифровой Универсальный Диск).

Источник: studme.org

Она используется для хранения программ и данных во время решения задачи после выключения компьютера

Бесплатное участие. Свидетельство СМИ сразу.
До 500 000 руб. ежемесячно и 10 документов.

Данная контрольная работа предназначена для учеников 8 класса после прохождения главы «Компьютер как универсальное устройство для обработки информации». Данная контрольная работа по времени выполнения расчитана на весь урок. Составлена на два варианта. Каждый вариант состоит из трех частей. в конце файла с заданиями представлен ключ с ответами, а также система оценивания.

по теме «Компьютер как универсальное устройство для обработки информации». Контрольная работа по информатике Вариант 1 1. Байт – это: 2 четверть Часть А а) Единица количества информации, изображаемая 0 или 1 б) Средство изменить буквы в ОЗУ в) Последовательность из восьми бит г) Комбинация четырех шестнадцатеричных цифр д) Максимальная единица измерения количества информации 2. Выберите правильное окончание определения: «Часть памяти компьютера, которая используется для хранения программ и данных во время решения задачи, называется. ». 1) Внутренняя память 2) Оперативная память 3) Постоянная память 4) Дисковая память 3. Минимально необходимый набор устройств для работы компьютера содержит: а) Принтер, системный блок, клавиатура б) Системный блок, монитор, клавиатура, мышь в) Процессор, мышь, монитор г) Принтер, винчестер, монитор, мышь 4. Манипулятор «мышь» ­ это устройство: а) Вывода б) Ввода в) Считывания информации г) Сканирования информации д) Хранения информации 7. Какое действие не рекомендуется производить при включенном компьютере?

1) вставлять/вынимать дискету 2) отключать/подключать внешние устройства 3) перезагружать компьютер, нажимая на кнопку RESET 4) перезагружать компьютер, нажимая на клавиши CTRL – ALT – DEL 8. Чему равен 1 Мбайт? 1) 1000000 бит 2) 1000000 байт 3) 1024 Кбайт 4) 1024 байт 9. В целях сохранения информации CD­ROM диски необходимо оберегать от… загрязнения 1) холода 2) 3) магнитных полей 4) перепадов атмосферного давления 10.

Заражение компьютерными вирусами может произойти в процессе . 1) работы с файлами 2) форматирования диска 3) выключения компьютера 4) печати на принтере 11. Как происходит заражение «почтовым» вирусом?

1) при открытии зараженного файла, присланного с письмом по e­mail 2) при подключении к почтовому серверу 3) при подключении к web­серверу, зараженному «почтовым» вирусом 4) при получении с письмом, присланном по e­mail, зараженного файла 5. Постоянное запоминающее устройство служит для: а) хранения программы пользователя во время работы б) записи особо ценных прикладных программ в) хранения постоянно используемых программ г) хранение программ начальной загрузки компьютера и тестирование его узлов д) постоянного хранения особо ценных документов 12. Компьютерным вирусом является . 1) программа проверки и лечения дисков; 2) любая программа, созданная на языках низкого уровня; 3) программа, скопированная с плохо отформатированной дискеты; 4) специальная программа небольшого размера, которая может приписывать себя к другим программам, она обладает способностью «размножаться; 6. При отключении компьютера информация стирается а) из оперативной памяти б) из ПЗУ в) на магнитном диске г) на компакт­диске Часть В c. Windows d. Adobe Photoshop e. Gimp 1. Вычислите: А) Б) В) бит = …Мбайт Г) 4 Мбайт = … бит Д) 2. Передача данных через ADSL­соединение заняла 2 минуты.

За это время был передан файл, размер которого 3 750 Кбайт. Определите минимальную скорость (бит/c), при которой такая передача возможна. часть Б 1. Отметьте все устройства ввода a. Принтер b. Сканер c. Микрофон d. Плоттер e. Клавиатура 2. Отметьте все устройства вывода среди перечисленных a. Принтер b. Сканер c. Флэш­диск d. Монитор e. Плоттер f. 3. Установите соответствие между категориями людей, использующих компьютеры, и типами программного обеспечения: a. Пользователи b.Системные администраторы c.Программисты 1.Системные программы 2.Системы программирования 3.Прикладные программы 4. Отметьте все прикладные программы a. Операционные системы b. Электронные таблицы c. Графические редакторы d. Текстовые процессоры e. Утилиты 5. Какие названия обозначают операционные системы? a. CorelDraw b. Linux c. Windows d. AdobePhotoshop e. Microsoft Access 6. Отметьте все программы, которые можно использовать бесплатно неограниченное время. a. Microsoft Word b. Open Office по теме «Компьютер как универсальное устройство для обработки информации».

Контрольная работа по информатике Вариант 2 1. Найдите ошибку. Файл – это: 2 четверть Часть А а) Любая информация, записанная на технические носители под определенным именем б) Программа, записанная на диск в) Документ, записанный на диск г) Любая информация, записанная в оперативной памяти компьютера 2. Верное высказывание: а) Принтер – устройство ввода/вывода б) CD­ ROM – устройство вывода в) Компакт­диск – устройство для хранения информации г) Клавиатура устройство ввода/вывода д) Монитор – устройство ввода 3. Об оперативной памяти компьютера можно сказать: а) Сохраняется при выключении ПК б) Очищается при выключении ПК в) Это – память, которая используется для ускорения работы ПК г) Участок памяти, где находится операционная система 4. Компьютер это ­ а) электронное вычислительное устройство для обработки чисел б) устройство для хранения информации любого вида в) многофункциональное электронное устройство для работы с информацией г) устройство для обработки аналоговых сигналов 5. Хранение информации на внешних носителях отличается от хранения информации в оперативной памяти а) тем, что на внешних носителях информация может хранится после отключения питания компьютера б) объемом хранения информации в) возможность защиты информации г) способами доступа к хранимой информации 6. Где находится программа, которая первой начинает выполняться при включении компьютера?

1) В постоянной памяти (ПЗУ) 2) В оперативной памяти (ОЗУ) 3) На жестком диске 4) На флэш­диске 7. Чему равен 1 Гбайт? а)1000000 бит б)1000000 байт в)1024 Мбайт г)1024 байт 8. Минимально необходимый набор устройств для работы компьютера содержит: а) Принтер, системный блок, клавиатуру б) Системный блок, монитор, клавиатуру, мышь в) Процессор, мышь, монитор г) Принтер, винчестер, монитор, мышь 9. При отключении компьютера информация стирается а) из оперативной памяти б) из ПЗУ в) на магнитном диске г) на компакт­диске 10. Что необходимо иметь для проверки на вирус жесткого диска 1) защищенную программу 2) загрузочную программу 3) файл с антивирусной программой 4) антивирусную программу, установленную на компьютер 11.

Как вирус может появиться в компьютере? 1) при работе компьютера в сети ; 2) при решении математической задачи; 3) при работе с макросами; 4) самопроизвольно; 12.

Заражению компьютерными вирусами могут подвергнуться . 5. Какие названия обозначают операционные системы? a. CorelDraw b. Linux c. Windows d. AdobePhotoshop e. Microsoft Access 6. Отметьте все программы, которые можно использовать бесплатно неограниченное время. a. Microsoft Word b. Open Office c. Windows d. Adobe Photoshop e. Gimp 1. Вычислите: 2. А) 3. 4. 5. Б) бит = …Кбайт В) Г) 5120 байт = … Кбайт 6. Д) Часть В 7. Скорость передачи данных через ADSL­соединение равна 256000 бит/c. Передача файла через это соединение заняла 2 минуты.

Определите размер файла в килобайтах. графические файлы 1) 2) программы и документы 3) 4) звуковые файлы видеофайлы часть Б 1. Отметьте все устройства ввода a. Принтер b. Сканер c. Микрофон d. Плоттер e. Клавиатура 2. Отметьте все устройства вывода среди перечисленных a. Принтер b. Сканер c. Флэш­диск d. Монитор e. Плоттер 3. Установите соответствие между категориями людей, использующих компьютеры, и типами програмного обеспечения. a. b. c. Пользователи Системные администраторы Программисты 1.Системные программы 2.Системы программироваия 3.Прикладные программы 4. Отметьте все прикладные программы a. Операционные системы b. Электронные таблицы c. Графические редакторы d. Текстовые процессоры e. Утилиты Часть 2 Бсе Ade A3 b1 c2 Bcd bc abde Часть 3 217 = 65536 4194304 212 кб 5242880 32 кб Часть 2 Бсе Ade A3 b1 c2 Bcd bc abde Часть 3 217 = 65536 2097152 222 мб 32768 64 байта 217 = 65536 Ключ Часть 1 В 1 Б 2 3 Б Б 4 Г 5 А 6 7 В В 8 Б 9 10 А А 11 12 Г Часть 1 Г 1 В 2 Б 3 4 В А 5 А 6 В 7 8 Б А 9 Г 10 А 11 12 Б Задачи: 1. 2. 3. Выявить уровень сформированности знаний учащихся 8 класса по разделу. Развивать навык работать самостоятельно без опоры на теоретическое положение учебника, пользуясь своими знаниями. Воспитать собранность и аккуратность при выполнении контрольной работы. За каждый правильный ответ присваивается один балл, в сумме необходимо набрать 18 баллов. Оценивание контрольной работы будет высчитываться в процентном соотношении, где: 100% ­ 95% (18­17 баллов) ­ отметка «5» 94% ­ 75% (16­13 баллов) ­ отметка «4» 74% ­ 51% (12­9 баллов) ­ отметка «3» менее 50% (менее 9 баллов)­ отметка «2» с последующей пересдачей, но при этом окончательный отметка будет на балл ниже.

• Витамины для собак excel multi vitamin small breed инструкция по применению
• Где лучше покупать 1с
• Как настроить кисти в clip studio paint
• Amd raven ridge vga graphics driver это
• Как учиться на своих ошибках программа из 5 шагов psychologies ru

Источник: kompyutery-programmy.ru

Виды памяти в компьютере

В составе компьютера имеется несколько уровней, разновидностей памяти. Важ­нейшими для работы компьютера видами памяти являются оперативная память (ОП) и внешняя память (ВП).

Оперативной памятью называется устройство компьютера, предназначенное для хранения выполняющихся в текущий момент времени программ, а также всех дан­ных, необходимых для их выполнения.

Процессор компьютера имеет непосредственный доступ ко всей информации, которая находится в оперативной памяти, и именно поэтому программы, находя­щиеся в оперативной памяти, могут быть выполнены процессором, а данные, на­ходящиеся в оперативной памяти, могут быть по этим программам обработаны.

оперативную память называют еще прямоадресуемой памятью, памятью с прямым доступом и обозначают RAM (Random Access Memory — память произвольного доступа). Для оперативной памяти используются еще и некоторые другие названия и обо­значения: оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), основная оператив­ная память (ООП), просто основная память (ОП).

Максимально возможный объем оперативной памяти, который иногда называют адресным пространством, и объем памяти, фактически присутствующий в соста­ве машины, являются важнейшими характеристиками данной модели в целом и конкретного экземпляра компьютера. Адресное пространство является величи­ной постоянной для данной модели, в то время как фактический объем опера­тивной памяти может у разных экземпляров быть разным, но он не может быть больше, чем адресное пространство для данной модели. У последних на сегодняш­ний день моделей персональных компьютеров семейства IBM PC максимально возможный объем оперативной памяти равен 64 Гбайт

Отличительными особенностями оперативной памяти являются ее энергозави­симостьи относительно высокая стоимость. Энергозависимость означает, что при отключении электропитания компьютера вся информация, которая хранится в оперативной памяти, безвозвратно теряется.

Кроме оперативной памяти в состав персонального компьютера входит родствен­ная ей кэш-память, или просто кэш (cache — запас, тайный склад или наличные, карманные деньги, то есть деньги, которые всегда «под рукой»). Это сверхбыст­рая память относительно небольшого объема до 1-2 Мбайт. По структуре и принципу работы кэш ничем не отличается от оператив­ной памяти. Однако скорость передачи данных при обмене с кэшем значительно выше, чем при обмене с оперативной памятью, но и стоит она дороже. Кэш исполь­зуется как промежуточное звено между процессором и оперативной памятью, которое обеспечивает повышение скорости вычислений.

Внешняя память

Внешней памятью называется группа устройств, которые предназначены для дол­говременного хранения больших массивов информации — программ и данных.

Несмотря на то что, фактически, эти устройства находятся внутри корпу­са персонального компьютера, для их обозначения используется термин «внеш­няя память», так как это сложилось исторически.

Процессор, то есть устройство, обеспечивающее задаваемую программой обра­ботку данных, не имеет непосредственного доступа к внешней памяти. Поэтому программа, находящаяся во внешней памяти, не может в ней выполняться, а дан­ные не могут быть каким-либо образом обработаны. В этом и состоит самое главное функциональное отличие внешней памяти от оперативной.

Во внешней памяти программы и данные хранятся в «нерабочем состоянии», а в оперативной программы и данные хранятся во время выполнения (и только во время выполне­ния) программ. Для того чтобы выполнить какую бы то ни было программу, ее сначала нужно «взять со склада» — найти на внешнем устройстве и перенести в оперативную память, где она и сможет выполняться. Аналогичным образом, чтобы обработать данные, физически находящиеся во внешней памяти, их нуж­но сначала перенести в оперативную память.

Перенос программы из внешней памяти в оперативную называется загрузкой про­граммы, а инициирование начало) ее выполнения называют запуском программны или передачей управления этой программе.:

Важнейшей особенностью внешней памяти является ее энергонезависимость. Это означает, что информация хранится в ней независимо от того, включено или выключено электропитание компьютера. Кроме того, внешняя память гораздо дешевле и имеет значительно большие объемы по сравнению с оперативной.

В состав компьютера можно включить несколько жестких дисков. Но на практике персональный компьютер чаще всего оснащен только одним винчестером. Для удобства организации работы с данными предусмотрена воз­можность имитировать наличие в составе компьютера нескольких жестких дис­ков, разделив реально включенный в состав компьютера диск на ряд участков, каждый из которых ведет себя как самостоятельный диск. Такие участки реаль­ного диска принято называть логическими дисками.

Каждое из дисковых устройств, включенных в комплект персонального компьюте­ра, имеет собственное обозначение, которое состоит из одной буквы английского алфавита и двоеточия. Обычно в состав компьютера включают один дисковод для гибких дисков, который всегда обозначают А:. Жесткий диск, независимо от наличия или отсутствия дисковода для гибких дисков, всегда принято назы­вать С:. Если в составе компьютера имеются дополнительные реальные или ло­гические жесткие диски, дисководы для CD-ROM, CD-R, CD-RW или DVD, то для их обозначения используются следующие по алфавиту буквы английского алфавита — D:, E:, F: и т. д.

Процессор

Процессором называется основное устройство компьютера, которое обеспечивает задаваемую программой обработку данных.

Физически микропроцессор представляет собой созданный по специальной тех­нологии кристалл кремния общей площадью 1-3 см 2 . Этот кристалл содержит огромное количество логических элементов, эквивалентных транзисторам Основная функций процессора складывается из двух компонентов — собственно действия по обработке данных и управления последовательностью выполнения таких действий. Процессор вычислительной машины «умеет» выполнять опре­деленный набор простейших, элементарных действий по обработке информации. Весь набор действий, которые могут быть выполнены процессором, называется системой команд данного процессора.

Конкретная последовательность машинных команд, которая обеспечивает необходимую обработку информации, образует програм­му, записанную на уровне машинного языка.

Именно в форме машинных команд вынуждены были писать свои програм­мны программисты, работавшие с машинами первого поколения. ‘Затем были разработаны специальные алгоритмические языки, такие как Фор­тран, Алгол-60, Паскаль, Си и целый ряд других. Алгоритмы решения задач по об­работке данных на этих языках записываются в более привычном для человека виде, в терминах специально подобранных слов и обозначений, которые обеспе­чивают алгоритму все необходимые для него свойства (однозначность, конечность и т. д.). Алгоритм, записанный на одном из алгоритмических языков, также называется программой. Затем специальные программы — трансляторы (translate — перево­дить) — осуществляют автоматический перевод текста алгоритма на машинный язык, на уровень двоичных кодов. Полученная таким образом машинная про­грамма уже может быть выполнена процессором.

Для ускорения выполнения машинных команд в процессоре предусмотрен еще один вид памяти — регистровый. Регистр — это устройство для кратковременно­го хранения информации в процессе ее обработки. Еще раз обращаем внимание на то, что регистры входят в состав процессора, а не образуют отдельное устрой­ство. Регистр может хранить один или несколько символов, число, код машин­ной команды, какой-нибудь адрес оперативной памяти. Регистры представляют собой самый быстродействующий вид памяти, но процессор имеет всего несколь­ко десятков регистров.

Схема выполнения программы процессором довольно проста. Процессор по оче­реди (начиная с первой) выбирает (читает) из оперативной памяти машинные команды, из которых состоит программа.

Прочитав очередную команду, процессор по ее коду определяет, какое именно действие должно быть выполнено (сложение, умножение, сравнение и т. д.) и где взять данные, которые должны быть обработаны (над которыми должно быть выполнено заданное действие). Затем указанные данные считываются из опера­тивной или регистровой памяти и над ними выполняется нужное действие. Да­лее процессор, если это определено в команде, записывает результат обработки назад в оперативную или регистровую память. После чего цикл выполнения ко­манды повторяется — вновь считывание очередной команды из оперативной па­мяти, ее расшифровка, выполнение действий, запись результата и т. д. Этот цикл работы процессора выполняется до обнаружения в программе специальной ко­манды, предписывающей процессору прекращение действий по выполнению данной программы.

Процессоры вычислительных машин характеризуются рядом параметров. Основ­ными считаются тактовая частота и длина машинного слова. Количество тактовых импульсов, вырабатываемых тактовым генератором в секун­ду, называется тактовой частотой компьютера.

Тактовая частота различных процессоров может изменяться в широких преде­лах. Процессор выполняет каждую машинную команду программы за определен­ное число тактов. чем выше тактовая частота, тем бы­стрее работает компьютер. В настоящее время персональные компьютеры работают с тактовыми частотами до нескольких гигагерц. Можно ожидать появления в недалеком будущем микропроцессоров с тактовой часто­той порядка 10 ГГц. Однако следует заметить, что, согласно теоретическим оцен­кам, микропроцессоры, выполненные по современным технологическим под­ходам, не смогут превзойти частоты 30-40 ГГц.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник: studopedia.ru