Как называется запоминающее устройство компьютера
Запоминающее устройство
Запоминающее устройство — носитель информации, предназначенный для записи и хранения данных. В основе работы запоминающего устройства может лежать любой физический эффект, обеспечивающий приведение системы к двум или более устойчивым состояниям.
Содержание
Классификация
По форме записанной информации запоминающие устройства (ЗУ) делятся на:
По устойчивости записи и возможности перезаписи ЗУ делятся на:
По геометрическому исполнению:
По физическому принципу:
По количеству устойчивых (распознаваемых) состояний одного элемента памяти:
Цифровые запоминающие устройства
Цифровые запоминающие устройства — устройства, предназначенные для записи, хранения и считывания информации, представленной в цифровом коде.
К основным параметрам цифровых ЗУ относятся информационная ёмкость (битов, тритов и т. д.), потребляемая мощность, время хранения информации, быстродействие.
Самое большое распространение цифровые запоминающие устройства приобрели в компьютерах (компьютерная память). Кроме того, они применяются в устройствах автоматики и телемеханики, в приборах для проведения экспериментов, в бытовых устройствах (телефонах, фотоаппаратах, холодильниках, стиральных машинах и т. д.), в пластиковых карточках, замках.
Информационная ёмкость цифрового запоминающего устройства
Ёмкость запоминающего устройства равна количеству устойчивых (распознаваемых) состояний запоминающего устройства.
Количество состояний запоминающего устройства, состоящего из 
элементарных ячеек, определяется в комбинаторике и равно количеству размещений с повторениями:
Внешние хранилища данных Windows
Несмотря на устойчивую тенденцию к снижении стоимости пространства на жёстких дисках, одного из наиболее распространённых типов накопителей данных персональных компьютеров и серверов начального уровня, практикуется реализация идеи о том, что редко используемые данные должны архивироваться и храниться на менее дорогие, но вполне надёжные носители (запоминающие устройства, далее — ЗУ).
В семействе операционных систем Windows 2000 этой цели посвящена соответствующая оснастка Управление сменными носителями (англ. Removable Storage Manager ). Основной задачей, которая решается при помощи данного инструмента — централизованное управление магнитными лентами (которые могут использоваться как носители для резервного копирования), дисками Иерархической системы управления (англ. Hierarchical Storage Management, HSM ) и архивами баз данных.
Расширенные возможности управления файлами на съёмных ЗУ, например операции по расширению дисков (англ. disk-extender operation ), выполняются средствами управления данными — программой архивации (англ. Backup ) и службой внешних хранилищ (англ. Remote Storage ), которые не входит в поставку Professional, а имеется только в версиях Server.
Съёмные носители
В системе съёмных носителей используются:
Для идентификации носителей могут использоваться:
Логический набор однотипных носителей, применительно к которому действуют одинаковые атрибуты и свойства, назначаемые при управлении носителями. Использование пулов носителей позволяет определить набор свойств, применимых ко всем носителям в пределах логической группировки, что позволяет системе съёмных ЗУ выделять в совместное пользование множеству приложений одни и те же типы носителей в пределах одной библиотеки. Каждый носитель в системе съёмных ЗУ принадлежит к определенному пулу носителей, и каждый пул содержит носители только одного типа. Приложения получают доступ к конкретным носителям в пределах конкретной библиотеки используя определенный пул носителей.
Библиотеки
В системе съёмных ЗУ существует три типа библиотек:
По способу установки носителя библиотеки разделяются на:
Одна библиотека может содержать носители из разных пулов, каждый из которых имеет свои свойства. Любой пул носителей может охватывать несколько библиотек, кроме того система съёмных ЗУ позволяет на базе пулов носителей создавать иерархические структуры.
Система съёмных ЗУ
Состоит из трёх программных компонентов:
Администрирование системы съёмных ЗУ, осуществляемое при помощи оснастки MMC выполняет следующие задачи:
Служба съёмных ЗУ
Упрощает оперативное управление библиотеками и устройствами с автоматической подачей дисков (англ. jukebox ), отслеживает использование съёмных носителей типа магнитных лент и съёмных дисков, упрощает взаимодействие между библиотеками съёмных носителей и программными приложениями обеспечивающими управление данными (например, встроенной программой архивации и службой внешних хранилищ англ. Remote Storage ).
Наиболее распространённые в настоящее время ЗУ
Переносные накопители данных
Некоторые типы запоминающих устройств оформлены как компактные, носимые человеком устройства, приспособленные для переноса информации. В частности:
См. также
Литература
Полезное
Смотреть что такое «Запоминающее устройство» в других словарях:
ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО — (ЗУ) функциональная часть цифровой вычислительной машины или самостоятельное устройство, предназначенное для (см.), хранения и выдачи информации, представленной цифровыми кодами. Часто ЗУ называют (см.) (или модулем памяти), т. е. слова… … Большая политехническая энциклопедия
ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО — ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, устройство для автоматической записи, хранения и выдачи (по запросу) информации. Используется в ЭВМ, базах данных, автоматических и автоматизированных системах управления и др. Информация записывается и хранится на… … Современная энциклопедия
ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО — устройство для записи, хранения и выдачи информации, представленной в кодовой форме. Используется в вычислительных машинах, системах автоматического управления, телемеханики, технологических агрегатах с программным управлением. Носители… … Большой Энциклопедический словарь
запоминающее устройство — запоминающее устройство; память; отрасл. устройство хранения; накопитель Часть вычислительной машины, предназначенная для записи, хранения и выдачи информации, представленной в кодовой форме … Политехнический терминологический толковый словарь
запоминающее устройство — ЗУ Устройство, реализующее функцию памяти данных. [ГОСТ 15971 90] Тематики системы обработки информации Синонимы ЗУ EN storage unit … Справочник технического переводчика
запоминающее устройство — (машинная) память, накопитель (информации) Словарь русских синонимов … Словарь синонимов
ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО — Носитель информации, предназначенный для записи и хранения данных. В основе работы запоминающего устройства может лежать любой физический эффект, обеспечивающий приведение системы к двум или более устойчивым состояниям Словарь бизнес терминов.… … Словарь бизнес-терминов
Запоминающее устройство — ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ 1. Запоминающее устройство ЗУ Storage unit По ГОСТ 15971 Источник: ГОСТ 25492 82: Устройства цифровых вычислительных машин запоминающие. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
запоминающее устройство — устройство для записи, хранения и выдачи информации, представленной в кодовой форме. Используется в вычислительных машинах, системах автоматического управления, телемеханики, технологических агрегатах с программным управлением. Носители… … Энциклопедический словарь
Запоминающее устройство — (ЗУ) блок вычислительной машины или самостоятельное устройство, предназначенное для записи, хранения и воспроизведения информации. Наибольшее распространение ЗУ получили в цифровых вычислительных машинах (См. Цифровая вычислительная… … Большая советская энциклопедия
запоминающее устройство — (ЗУ), устройство для записи, хранения и выдачи (по запросу) информации, представленной обычно в цифровом коде. При записи информация преобразуется в электрические, оптические или акустические сигналы либо механические перемещения с целью… … Энциклопедия техники
Компьютерная память
Компью́терная па́мять (устройство хранения информации, запоминающее устройство) — часть вычислительной машины, физическое устройство или среда для хранения данных, используемых в вычислениях, в течение определённого времени. Память, как и центральный процессор, является неизменной частью компьютера с 1940-х. Память в вычислительных устройствах имеет иерархическую структуру и обычно предполагает использование нескольких запоминающих устройств, имеющих различные характеристики.
В персональных компьютерах «памятью» часто называют один из её видов — динамическая память с произвольным доступом (DRAM), — которая в настоящее время используется в качестве ОЗУ персонального компьютера.
Задачей компьютерной памяти является хранение в своих ячейках состояния внешнего воздействия, запись информации. Эти ячейки могут фиксировать самые разнообразные физические воздействия (см. ниже). Они функционально аналогичны обычному электромеханическому переключателю и информация в них записывается в виде двух чётко различимых состояний — 0 и 1 («выключено»/«включено»). Специальные механизмы обеспечивают доступ (считывание, произвольное или последовательное) к состоянию этих ячеек.
Процесс доступа к памяти разбит на разделённые во времени процессы — операцию записи (сленг. прошивка, в случае записи ПЗУ) и операцию чтения, во многих случаях эти операции происходят под управлением отдельного специализированного устройства — контроллера памяти.
Также различают операцию стирания памяти — занесение (запись) в ячейки памяти одинаковых значений, обычно 0016 или FF16.
Наиболее известные запоминающие устройства, используемые в персональных компьютерах: модули оперативной памяти (ОЗУ), жёсткие диски (винчестеры), дискеты (гибкие магнитные диски), CD- или DVD-диски, а также устройства флеш-памяти.
Содержание
Функции памяти
Компьютерная память обеспечивает поддержку одной из функций современного компьютера, — способность длительного хранения информации. Вместе с центральным процессором запоминающее устройство являются ключевыми звеньями так называемой архитектуры фон Неймана, — принципа, заложенного в основу большинства современных компьютеров общего назначения.
Первые компьютеры использовали запоминающие устройства исключительно для хранения обрабатываемых данных. Их программы реализовывались на аппаратном уровне в виде жёстко заданных выполняемых последовательностей. Любое перепрограммирование требовало огромного объёма ручной работы по подготовке новой документации, перекоммутации, перестройки блоков и устройств и т. д. Использование архитектуры фон Неймана, предусматривающей хранение компьютерных программ и данных в общей памяти, коренным образом переменило ситуацию.
Любая информация может быть измерена в битах и потому, независимо от того, на каких физических принципах и в какой системе счисления функционирует цифровой компьютер (двоичной, троичной, десятичной и т. п.), числа, текстовая информация, изображения, звук, видео и другие виды данных можно представить последовательностями битовых строк или двоичными числами. Это позволяет компьютеру манипулировать данными при условии достаточной ёмкости системы хранения (например, для хранения текста романа среднего размера необходимо около одного мегабайта).
К настоящему времени создано множество устройств, предназначенных для хранения данных, основанных на использовании самых разных физических эффектов. Универсального решения не существует, у каждого имеются свои достоинства и свои недостатки, поэтому компьютерные системы обычно оснащаются несколькими видами систем хранения, основные свойства которых обуславливают их использование и назначение.
Физические основы функционирования
В основе работы запоминающего устройства может лежать любой физический эффект, обеспечивающий приведение системы к двум или более устойчивым состояниям. В современной компьютерной технике часто используются физические свойства полупроводников, когда прохождение тока через полупроводник или его отсутствие трактуются как наличие логических сигналов 0 или 1. Устойчивые состояния, определяемые направлением намагниченности, позволяют использовать для хранения данных разнообразные магнитные материалы. Наличие или отсутствие заряда в конденсаторе также может быть положено в основу системы хранения. Отражение или рассеяние света от поверхности CD, DVD или Blu-ray-диска также позволяет хранить информацию.
Классификация типов памяти
Следует различать классификацию памяти и классификацию запоминающих устройств (ЗУ). Первая классифицирует память по функциональности, вторая же — по технической реализации. Здесь рассматривается первая — таким образом, в неё попадают как аппаратные виды памяти (реализуемые на ЗУ), так и структуры данных, реализуемые в большинстве случаев программно.
Доступные операции с данными
Также предлагается относить память к тому или иному виду по характерной частоте её перезаписи на практике: к RAM относить виды, в которых информация часто меняется в процессе работы, а к ROM — предназначенные для хранения относительно неизменных данных. [1]
Энергозависимость
Метод доступа
Назначение
Организация адресного пространства
Удалённость и доступность для процессора
Положение структур данных, расположенных в основной памяти, в этой классификации неоднозначно. Как правило, их вообще в неё не включают, выполняя классификацию с привязкой к традиционно используемым видам ЗУ. [2]
Управление процессором
Организация хранения данных и алгоритмы доступа к ним
Физические принципы
Эта классификация повторяет соответствующую классификацию ЗУ.
Запоминающие устройства
Памятью ЭВМ называется совокупность устройств, служащих для запоминания, хранения и выдачи информации.
Отдельные устройства, входящие в эту совокупность, называются запоминающими устройствами ( ЗУ ) того или иного типа [7].
Запоминающие устройства играют важную роль в общей структуре ЭВМ. По некоторым оценкам производительность компьютера на разных классах задач на 40-50% определяется характеристиками ЗУ различных типов, входящих в его состав.
Емкость запоминающего устройства измеряется количеством адресуемых элементов (ячеек) ЗУ и длиной ячейки в битах. В настоящее время практически все запоминающие устройства в качестве минимально адресуемого элемента используют 1 байт (1 байт = 8 двоичных разрядов ( бит )). Поэтому емкость памяти обычно определяется в байтах, килобайтах (1Кбайт=2 10 байт ), мегабайтах (1Мбайт = 2 20 байт ), гигабайтах (1Гбайт = 2 30 байт ) и т.д.
За одно обращение к запоминающему устройству производится считывание или запись некоторой единицы данных, называемой словом, различной для устройств разного типа. Это определяет разную организацию памяти. Например, память объемом 1 мегабайт может быть организована как 1М слов по 1 байту, или 512К слов по 2 байта каждое, или 256К слов по 4 байта и т.д.
В то же время, в каждой ЭВМ используется свое понятие машинного слова, которое применяется при определении архитектуры компьютера, в частности при его программировании, и не зависит от размерности слова памяти, используемой для построения данной ЭВМ. Например, компьютеры с архитектурой IBM PC имеют машинное слово длиной 2 байта.
Быстродействие памяти определяется продолжительностью операции обращения, то есть временем, затрачиваемым на поиск нужной информации в памяти и на ее считывание, или временем на поиск места в памяти, предназначаемого для хранения данной информации, и на ее запись :
Классификация запоминающих устройств
Иерархическая структура памяти позволяет экономически эффективно сочетать хранение больших объемов информации с быстрым доступом к информации в процессе ее обработки.
Внешняя память организуется, как правило, на магнитных и оптических дисках, магнитных лентах. Емкость дисковой памяти достигает десятков гигабайт при времени обращения менее 1 мкс. Магнитные ленты вследствие своего малого быстродействия и большой емкости используются в настоящее время в основном только как устройства резервного копирования данных, обращение к которым происходит редко, а может быть и никогда. Время обращения для них может достигать нескольких десятков секунд.
Следует отметить, что электронная вычислительная техника развивается чрезвычайно быстрыми темпами. Так, согласно эмпирическому «закону Мура», производительность компьютера удваивается приблизительно каждые 18 месяцев. Поэтому все приводимые в данном пособии количественные характеристики служат по большей части только для отражения основных соотношений и тенденций в развитии тех или иных компонентов и устройств компьютеров.
ЦП Автоматизированные системы управления и промышленная безопасность
БК Автоматизированные системы управления и кибернетика
10. Запоминающие устройства: классификация, принцип работы, основные характеристики
Классификация запоминающих устройств
По устойчивости записи и возможности перезаписи ЗУ делятся на:
· оперативные ЗУ ( ОЗУ ) обеспечивает режим записи, хранения и считывания информации в процессе её обработки.
По типу доступа ЗУ делятся на:
· устройства с последовательным доступом (например, магнитные ленты).
· устройства с произвольным доступом (RAM) (например, оперативная память).
· устройства с прямым доступом (например, жесткие магнитные диски).
· устройства с ассоциативным доступом (специальные устройства, для повышения производительности БД)
По геометрическому исполнению:
· барабанные ( магнитные барабаны );
· печатные платы (карты DRAM ).
По физическому принципу:
· перфорационные ( перфокарта ; перфолента );
· использующие эффекты в полупроводниках ( флэш-память ) и другие.
По форме записанной информации выделяют аналоговые и цифровые запоминающие устройства.
ПЗУ предназначено для хранения постоянной программной и справочной информации. Данные в ПЗУ заносятся при изготовлении. Информацию, хранящуюся в ПЗУ, можно только считывать, но не изменять.
· программа управления работой процессора;
· программа запуска и останова компьютера;
· программы тестирования устройств, проверяющие при каждом включении компьютера правильность работы его блоков;
· программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью;
· информация о том, где на диске находится операционная система.
ПЗУ является энергонезависимой памятью, при отключении питания информация в нем сохраняется.
На сегодня наибольшее распространение имеют два вида ОЗУ: SRAM (Static RAM) и DRAM (Dynamic RAM).
Таким образом, DRAM дешевле SRAM и её плотность выше, что позволяет на том же пространстве кремниевой подложки размещать больше битов, но при этом её быстродействие ниже. SRAM, наоборот, более быстрая память, но зато и дороже. В связи с этим обычную память строят на модулях DRAM, а SRAM используется для построения, например, кэш-памяти в микропроцессорах.
Жесткий магнитный диск
Основные характеристики жестких дисков:
Скорость передачи данных ( англ. Transfer Rate) при последовательном доступе:
— внутренняя зона диска: от 44,2 до 74,5 Мб/с;
— внешняя зона диска: от 60,0 до 111,4 Мб/с.
Жёсткий диск состоит из гермозоны и блока электроники.
Интерфейсный блок обеспечивает сопряжение электроники жёсткого диска с остальной системой.
Блок ПЗУ хранит управляющие программы для блоков управления и цифровой обработки сигнала, а также служебную информацию винчестера.
Буферная память сглаживает разницу скоростей интерфейсной части и накопителя (используется быстродействующая статическая память ). Увеличение размера буферной памяти в некоторых случаях позволяет увеличить скорость работы накопителя.
При способе адресации LBA адрес блоков данных на носителе задаётся с помощью логического линейного адреса.
Оптические диски
Существует несколько видов оптических дисков: CD, DVD, Blu-Ray и др. (рисунок 23).
Рисунок 23 – Дисковод для чтения оптических дисков
Накопители NAND SSD, построенные на использовании энергонезависимой памяти появились относительно недавно, но в связи с гораздо более низкой стоимостью начали уверенное завоевание рынка. До недавнего времени существенно уступали традиционным накопителям в чтении и записи, но компенсировали это (особенно при чтении) высокой скоростью поиска информации (сопоставимой со скоростью оперативной памяти). Сейчас уже выпускаются твердотельные накопители Flash со скоростью чтения и записи, сопоставимой с традиционными, и разработаны модели, существенно их превосходящие. Характеризуются относительно небольшими размерами и низким энергопотреблением. Уже практически полностью завоевали рынок ускорителей баз данных среднего уровня и начинают теснить традиционные диски в мобильных приложениях.
Преимущества по сравнению с жёсткими дисками :
· меньше время загрузки системы;
· отсутствие движущихся частей;
· производительность: скорость чтения и записи до 270 МБ/с;
· низкая потребляемая мощность;
· полное отсутствие шума от движущихся частей и охлаждающих вентиляторов;
· высокая механическая стойкость;
· широкий диапазон рабочих температур;
· практически устойчивое время считывания файлов вне зависимости от их расположения или фрагментации;
· малый размер и вес.
Благодаря своей компактности, дешевизне и низкому энергопотреблению флеш-память широко используется в цифровых портативных устройствах (рисунок 24).
Рисунок 24 – Разновидности флеш-накопителей
В основе типа флеш-памяти NOR лежит ИЛИ-НЕ элемент ( англ. NOR), потому что в транзисторе с плавающим затвором низкое напряжение на затворе обозначает единицу.
Программирование и чтение ячеек сильно различаются в энергопотреблении: устройства флеш-памяти потребляют достаточно большой ток при записи, тогда как при чтении затраты энергии малы.
Для стирания информации на управляющий затвор подаётся высокое отрицательное напряжение, и электроны с плавающего затвора переходят (туннелируют) на исток.
В NOR-архитектуре к каждому транзистору необходимо подвести индивидуальный контакт, что увеличивает размеры схемы. Эта проблема решается с помощью NAND-архитектуры.
В основе NAND-типа лежит И-НЕ элемент ( англ. NAND). Принцип работы такой же, от NOR-типа отличается только размещением ячеек и их контактами. В результате уже не требуется подводить индивидуальный контакт к каждой ячейке, так что размер и стоимость NAND-чипа может быть существенно меньше. Также запись и стирание происходит быстрее. Однако эта архитектура не позволяет обращаться к произвольной ячейке.
NAND и NOR-архитектуры сейчас существуют параллельно и не конкурируют друг с другом, поскольку находят применение в разных областях хранения данных.
Существуют несколько типов карт памяти, используемых в портативных устройствах:
SDHC (SD High Capacity): Старые карты SD (SD 1.0, SD 1.1) и новые SDHC (SD 2.0) (SD High Capacity) и устройства их чтения различаются ограничением на максимальную ёмкость носителя, 4 Гб для SD и 32 Гб для SD High Capacity (Высокой Ёмкости). Устройства чтения SDHC обратно совместимы с SD, то есть SD-карта будет без проблем прочитана в устройстве чтения SDHC, но в устройстве SD карта SDHC не будет читаться вовсе. Оба варианта могут быть представлены в любом из трёх форматов физических размеров (стандартный, mini и micro).
M iniSD (Mini Secure Digital Card): От стандартных карт Secure Digital отличаются меньшими размерами 21,5×20×1,4 мм. Для обеспечения работы карты в устройствах, оснащённых обычным SD-слотом, используется адаптер.
M icroSD (Micro Secure Digital Card): являются на настоящий момент самыми компактными съёмными устройствами флеш-памяти (11×15×1 мм). Используются, в первую очередь, в мобильных телефонах, коммуникаторах, и т. п., так как, благодаря своей компактности, позволяют существенно расширить память устройства, не увеличивая при этом его размеры.
Memory Stick Micro (M2): Данный формат является конкурентом формата microSD (по аналогичному размеру), сохраняя преимущества карт памяти Sony.