Как устроена память Память компьютера построена из. Память компьютера как устроена
Как устроена память Память компьютера построена из
Как устроена память? • Память компьютера построена из двоичных запоминающих элементов — битов, объединенных в группы по 8 битов, которые называются байтами. (Единицы измерения памяти совпадают с единицами измерения информации). Все байты пронумерованы. Номер байта называется его адресом. • Байты могут объединяться в ячейки, которые называются также словами. Для каждого компьютера характерна определенная длина слова — два, четыре или восемь байтов. Это не исключает использования ячеек памяти другой длины (например, полуслово, двойное слово).
Разбиение памяти на слова для четырехбайтовых компьютеров представлено в таблице: Байт 0 Байт 1 ПОЛУСЛОВО Байт 2 Байт 3 ПОЛУСЛОВО Байт 4 Байт 5 ПОЛУСЛОВО Байт 6 Байт 7 ПОЛУСЛОВО ДВОЙНОЕ СЛОВО Широко используются и более крупные производные единицы объема памяти: Килобайт, Мегабайт, Гигабайт, а также, в последнее время, Терабайт и Петабайт.
• Современные компьютеры имеют много разнообразных запоминающих устройств, которые сильно отличаются между собой по назначению, временным характеристикам, объёму хранимой информации и стоимости хранения одинакового объёма информации.
Внутренняя память 3 вида внутренней памяти: • Внутрипроцессорная память • Оперативная память (ОЗУ) • Постоянная память (ПЗУ) Внешняя память • дисковая или память на внешних носителях
Оперативная память • Оперативная память (ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory — память с произвольным доступом) — это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.
• Оперативная память используется только для временного хранения данных и программ, так как, когда машина выключается, все, что находилось в ОЗУ, пропадает. • Доступ к элементам оперативной памяти прямой — это означает, что каждый байт памяти имеет свой индивидуальный адрес.
• В зависимости от разрядности шины адреса, адресное пространство процессора или диапазон адресуемой памяти может быть разным. • Количество ячеек памяти, к которым может обратиться процессор вычисляется по формуле: M=2^n -1 n – кол-во разрядов шины адреса. Для 16 ти – разрядной шины адреса это значение равно 65 535 (64 Кбайт), для 32 разрядной шины – 4 Гбайт, для 36 разрядной – 64 Гбайт.
Внутрипроцессорная память • Регистровая память • Кэш первого и второго уровней
• Регистровая память имеет самый маленький объем и является самой быстрой. Регистровая память расположена в микросхеме процессора. Она является неотъемлемой частью арифметикорешающего и управляющего устройства. В регистры загружается команда для ее декодирования и выполнения операций над ними
Кэш-память • Кэш (англ. cache), или сверхоперативная память — очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью.
• Кэш-памятью управляет специальное устройство — контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память. • Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования.
• Кэш-память реализуется на микросхемах статической памяти SRAM (Static RAM), более быстродействующих, дорогих и малоёмких, чем DRAM (SDRAM). Современные микропроцессоры имеют встроенную кэш-память, так называемый кэш первого уровня размером 8, 16 или 32 Кбайт. Кроме того, на системной плате компьютера может быть установлен кэш второго уровня ёмкостью 256, 512 Кбайт и выше.
Специальная память • К устройствам специальной памяти относятся постоянная память (ROM), перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory), память CMOS RAM, питаемая от батарейки, видеопамять и некоторые другие виды памяти.
• Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory — память только для чтения) — энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержание памяти специальным образом "зашивается" в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать.
• Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) — энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого • Прежде всего в постоянную память записывают программу управления работой самого процессора. В ПЗУ находятся программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью, программы запуска и остановки компьютера, тестирования устройств.
Важнейшая микросхема постоянной или Flashпамяти — модуль BIOS. • Роль BIOS двоякая: с одной стороны это неотъемлемый элемент аппаратуры, а с другой стороны — важный модуль любой операционной системы. • BIOS (Basic Input/Output System — базовая система ввода-вывода) — совокупность программ, предназначенных для автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера и загрузки операционной системы в оперативную память.
Разновидность постоянного ЗУ — CMOS RAM. • CMOS RAM — это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы. • Содержимое CMOS изменяется специальной программой Setup, находящейся в BIOS
Для хранения графической информации используется видеопамять Видеопамять (VRAM) — разновидность оперативного ЗУ, в котором хранятся закодированные изображения. Это ЗУ организовано так, что его содержимое доступно сразу двум устройствам — процессору и дисплею. Поэтому изображение на экране меняется одновременно с обновлением видеоданных в памяти.
present5.com
2.8. Как устроена память? 2.9. Какие устройства образуют внутреннюю память?
Память компьютера построена из двоичных запоминающих элементов - битов, объединенных в группы по 8 битов, которые называются байтами. (Единицы измерения памяти совпадают с единицами измерения информации). Все байты пронумерованы. Номер байта называется его адресом.
Байты могут объединяться в ячейки, которые называются также словами. Для каждого компьютера характерна определенная длина слова - два, четыре или восемь байтов. Это не исключает использования ячеек памяти другой длины (например, полуслово, двойное слово).
Как правило, в одном машинном слове может быть представлено либо одно целое число, либо одна команда. Однако, допускаются переменные форматы представления информации.
Разбиение памяти на слова для четырехбайтовых компьютеров представлено в таблице:
| Байт 0 | Байт 1 | Байт 2 | Байт 3 | Байт 4 | Байт 5 | Байт 6 | Байт 7 |
| ПОЛУСЛОВО | ПОЛУСЛОВО | ПОЛУСЛОВО | ПОЛУСЛОВО | ||||
| СЛОВО | СЛОВО | ||||||
| ДВОЙНОЕ СЛОВО | |||||||
Широко используются и более крупные производные единицы объема памяти: Килобайт, Мегабайт, Гигабайт, а также, в последнее время, Терабайт и Петабайт.
Современные компьютеры имеют много разнообразных запоминающих устройств, которые сильно отличаются между собой по назначению, временным характеристикам, объёму хранимой информации и стоимости хранения одинакового объёма информации.
Различают два основных вида памяти - внутреннюю и внешнюю.2.9. Какие устройства образуют внутреннюю память?
В состав внутренней памяти входят оперативная память, кэш-память и специальная память.
- Оперативная память
| Оперативная память (ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory - память с произвольным доступом) - это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами. |
Оперативная память используется только для временного хранения данных и программ, так как, когда машина выключается, все, что находилось в ОЗУ, пропадает. Доступ к элементам оперативной памяти прямой - это означает, что каждый байт памяти имеет свой индивидуальный адрес.
Объем ОЗУ обычно составляет 4 - 64 Мбайта, а для эффективной работы современного программного обеспечения желательно иметь не менее 16 Мбайт ОЗУ. Обычно ОЗУ исполняется из интегральных микросхем памяти DRAM (Dynamic RAM - динамическое ОЗУ). Микросхемы DRAM работают медленнее, чем другие разновидности памяти, но стоят дешевле.
Каждый информационный бит в DRAM запоминается в виде электрического заряда крохотного конденсатора, образованного в структуре полупроводникового кристалла. Из-за токов утечки такие конденсаторы быстро разряжаются, и их периодически (примерно каждые 2 миллисекунды) подзаряжают специальные устройства. Этот процесс называется регенерацией памяти (Refresh Memory).
Современные микросхемы имеют ёмкость 1-16 Мбит и более. Они устанавливаются в корпуса и собираются в модули памяти.
Наиболее распространены модули типа SIMM (Single In-Line Memory Module - модуль памяти с однорядным расположением микросхем).
Рис. 2.6. SIMM. Модуль памяти c однорядным расположением микросхем
В модуле SIMM элементы памяти собраны на маленькой печатной плате длиной около 10 см. Ёмкость таких модулей неодинаковая - 256 Кбайт, 1, 2, 4, 8, 16, 32 и 64 Мбайта. Различные модули SIMM могут иметь разное число микросхем - девять, три или одну, и разное число контактов - 30 или 72.
Важная характеристика модулей памяти - время доступа к данным, которое обычно составляет 60 - 80 наносекунд.
| Кэш (англ. cache), или сверхоперативная память - очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью. |
Кэш-памятью управляет специальное устройство - контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память. При этом возможны как "попадания", так и "промахи". В случае попадания, то есть, если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэше отсутствует, то процессор считывает её непосредственно из оперативной памяти. Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования.
Кэш-память реализуется на микросхемах статической памяти SRAM (Static RAM), более быстродействующих, дорогих и малоёмких, чем DRAM.
Современные микропроцессоры имеют встроенную кэш-память, так называемый кэш первого уровня размером 8-16 Кбайт. Кроме того, на системной плате компьютера может быть установлен кэш второго уровня ёмкостью от 64 Кбайт до 256 Кбайт и выше.
- Специальная память
К устройствам специальной памяти относятся постоянная память (ROM), перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory), память CMOS RAM, питаемая от батарейки, видеопамять и некоторые другие виды памяти.
| Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory - память только для чтения) - энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержание памяти специальным образом "зашивается" в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать. |
| Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) - энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого с дискеты. |
Прежде всего в постоянную память записывают программу управления работой самого процессора. В ПЗУ находятся программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью, программы запуска и остановки компьютера, тестирования устройств.
Важнейшая микросхема постоянной или Flash-памяти - модуль BIOS.
BIOS (Basic Input/Output System - базовая система ввода-вывода) - совокупность программ, предназначенных для:
|
Роль BIOS двоякая: с одной стороны это неотъемлемый элемент аппаратуры (Hardware), а с другой строны - важный модуль любой операционной системы (Software).
Разновидность постоянного ЗУ - CMOS RAM.
| CMOS RAM - это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы. |
Интегральные схемы BIOS и CMOS
Содержимое CMOS изменяется специальной программой Setup, находящейся в BIOS (англ. Set-up - устанавливать, читается "сетап").
Для хранения графической информации используется видеопамять.
Видеопамять (VRAM) - разновидность оперативного ЗУ, в котором хранятся закодированные изображения. Это ЗУ организовано так, что его содержимое доступно сразу двум устройствам - процессору и дисплею. Поэтому изображение на экране меняется одновременно с обновлением видеоданных в памяти.
www.examen.ru
Как работает память компьютера
Как известно, у компьютера есть "память" или жесткий диск, где хранится музыка, фотографии, видео, документы и множество других файлов. "По просьбам трудящихся", решил написать еще одну техническую статью простым языком. Статья расскажет о том, как происходит запись, чтение, удаление, поиск и мистическая дефрагментация диска, а так же, как работают программы по восстановлению удаленной информации.
Примечание
Скажу сразу, что статья предназначена для людей, далеких от информационных технологий, поэтому в статье могут быть маленькие неточности и опущены некоторые технические детали, в силу сложности объяснения последних, но на суть дела они не влияют и детали эти все только испортят. Поэтому, если вы знаете как все это работает - проходите мимо, эта статья не для вас! Если кому-то интересно детально разобраться - интернет все расскажет. Если можете написать лучше - я буду только рад! Думаю, для более опытных пользователей, но не специалистов, будет особенно интересно.Введение
Мы постоянно совершаем какие-то операции с этими данными, но мало кто задумывается о том, как они хранятся и что происходит внутри. Итак, для хранения информации компьютер использует специальный механизм, под названием "файловая система", которая позволяет эту информацию содержать в порядке и по полочкам. Т.к. большинство пользователей используют windows, я расскажу о файловой системе NTFS. Если у вас не Windows 98 :), то у вас используется именно эта файловая система. В целом, можно сказать, что в других типах файловых систем все устроено примерно так же. Надеюсь, все знают, что такое файлы и папки :) Файловую систему можно представить в виде библиотекарши - тётеньки, работающей в библиотеке, по имени Мариванна :) Полки в библиотеке - это место на диске, а книги на полках - это файлы.Знакомы с такой подставкой?
Так вот, в нашей библиотеке все полки, без исключения, заставлены такими штуками. Каждое отделение такой подставки имеет свой номер. Самое главное правило - в одном отделении такой подставки может храниться только одна книжка, даже если она тоненькая и с ней рядом могли бы поместиться еще несколько - в точности, как на картинке :) (Каждое отделение - это кластер)Как у любой хорошей библиотекарши, у Мариванны есть специальная разлинованная тетрадка (MFT) с табличкой. В тетрадке в алфавитном порядке записаны названия книг (файлов), номер отделения, где хранится книга, ее размер и имя папки.(тетрадка, кстати, внушительная - занимает несколько полок)
Когда мы сохраняем файл на диск, то это выглядит так:
Мариванна заглядывает в тетрадку, ищет в ней строчку с пометкой "свободно", ставит в это отделение книжечку. После чего отмечает в тетрадке что книжка с названием "Три мушкетера" находится в отделении № 38 и имеет такой-то размер. Если книжка большая и не вмещается в одно отделение, то эта книжечка разделяется на несколько частей, будто на несколько томов одного произведения. Кстати, книжки по возможности размещаются рядышком - по порядку - так же, ка мы бы поступили в обычной жизни. Если места рядом нет, то оставшиеся тома втыкаются в свободные места, может даже и на другую полку. На последнюю часть книжки, на которой прерывается последовательность клеится стикер с надписью, что продолжение находится в отделении № 154. Итак, где хранится первый том - записано в тетрадке, а если продолжение находится не в соседнем отделении, то на книжку клеится стикер. Как раз такая ситуация, со стикерами, когда продолжение книги хранится не рядом, а где-то в другом месте (возможно, даже на другой полке или стеллаже) и называется фрагментацией! Сами понимаете, если мы хотим заполучить все собрание сочинений Пушкина, то в случае фрагментации, может потребоваться обойти половину библиотеки, а это лишнее время.Когда мы помещаем файл в папку
то в тетрадке, напротив имени файла, делается пометка об имени папки. Т.е. папки, как таковой, не существует, это не отдельная полка или стеллаж, это просто еще одна пометка. Например, напротив Пушкина, Достоевского и Гоголя в тетрадке мы напишем "Русские классики" - вот и появилась папка.Когда мы перемещаем файл из одной папки в другую
то на самом деле никто не переставляет книжки с полки на полку, в тетрадке просто меняется имя папки. Поэтому данная операция происходит очень быстро.Когда мы удаляем файл в корзину
то файлы не удаляются с диска, он перемещаются в специальную - служебную папку, которая помнит, где файл был до помещения в корзину. А когда мы восстанавливаем файл из корзины, то он возвращается в свою прежнюю папку.Когда мы удаляем файл из корзины или удаляем его мимо корзины
то файл вновь не удаляется, да-да! :) В тетрадке, напротив удаленного файла, карандашиком делается пометка "удален", а книга так и продолжает стоять на полке. И когда мы хотим этот файл найти, Мариванна видит пометку, сделанную карандашом, и говорит что нет у нее такой книжки в библиотеке, отстаньте!Но что же происходит с удаленными книжками? Неужели они так и остаются лежать на своих полках? Какие-то могут лежать годами. Но чаще происходит так: когда мы сохраняем новый файл на диск, Мариванна смотрит в тетрадку, видит пометку "удален" напротив отделения № 38, подходит к полке и если в этом отделении стоит какая-то книга, то она ее выкидывает и ставит туда новую.
Так же, существуют специальные программы, позволяющие выполнить безвозвратное удаление файла. Они не просто выкидывают книжки с полок, но и заставляют эти места пустыми обложками, чтобы уж наверняка!
Поиск
Когда мы хотим найти файл или папку. У нас же все записи вроде как по алфавиту, помните? Но на уголочках страниц нет алфавитного указателя, как в записной книжке. Мы ищем "Достоевский". Мариванна открывает тетрадку ровно посередине и смотрит какие там записи. В середине тетради все записи на букву "О" и "П", значит, записи на букву "Д" находятся в левой - первой половине тетради. Теперь Мариванна открывает посередине уже первую половину тетради, там все на букву "З", значит, буква "Д" снова левее, она открывает посередине оставшуюся часть и т.д. Наконец она на страничке, где хранится запись с искомым именем, остается только дойти до отделения с указанным в записи номером и выдать нам книжку.(такой метод называется "сортировка деревом", если что)
Дефрагментация
Теперь, зная что такое фрагментация, думаю, вы понимаете, как происходит ДЕфрагментация и в чем ее польза? Дефрагментация - это наведение порядка в библиотеке, путем расстановки всех частей книги рядом, а это, в свою очередь, повышает скорость работы с файлами на несколько процентов.Восстановление удаленных файлов
Догадываетесь, как работают программы по восстановлению файлов? Они просто смотрят в тетрадку и показывают нам все позиции с пометкой "удален". Остается лишь отметить галочками те записи, с которых мы хотим снять пометку и о чудо - файл появляется :) Разумеется, при условии, что на место старой книги не успели поставить новую. Поэтому, если вы случайно удалили что-то важное мимо корзины или из корзины, то постарайтесь больше ничего не записывать на этот диск, где был файл, тогда, есть высокая вероятность этот файл восстановить с помощью специальной программы.Форматирование
Когда вы форматируете диск в режиме "быстрого форматирования", то Мариванна просто выкидывает старую тетрадку с записями и вместо нее заводит новую. А при полном форматировании все книжки выбрасываются с полок.Однако, все же, существуют специальные инструменты, позволяющие "поползать по полу и поискать выброшенные книги, пособирать вырванные страницы"... но это уже совсем другая история.
Вот и вся история. Как видите - ничего сложного и сверхъестественного.
©
Ссылки по теме:
fishki.net
Компьютерная память и как устроен ПК Основные
Компьютерная память и как устроен ПК.
Основные темы. n n n n 1. Внутренняя и внешняя память. 2. Структура внутренней памяти компьютера. 3. Программа в памяти компьютера. 4. Носители и устройства внешней памяти. 5. Что такое ПК. 6. Основные устройства ПК. 7. Магистральный принцип взаимодействия устройств ПК.
1. 1. Понятие памяти.
1. 2. Внутренняя память. n Внутренняя память компьютера – это место хранения информации, с которой он работает. Внутренняя память компьютера является временным рабочим пространством; в отличие от нее внешняя память предназначена для долговременного хранения информации. Информация во внутренней памяти не сохраняется при выключении питания. Сформулированное правило относится к правилам Неймана. Это правило называют принципом хранимой программы.
1. 3. Внешняя память. n Итак, внешняя память – это устройства, которые используются для долговременного хранения информации. В современных компьютерах имеется ещё один вид внутренней памяти, который называется постоянным запоминающимся устройством – ПЗУ.
2. 1. Структура внутренней памяти компьютера.
2. 2 Структура внутренней памяти ПК n Наименьший элемент памяти компьютера называется битом памяти. На рисунке каждая клетка изображает бит. Вы видите, что у слова «бит» есть два значения: единица измерения количества информации и частица памяти компьютера. Покажем как связаны между собой эти понятия.
2. 3. Как связаны эти два понятия? n n n В каждом бите памяти может храниться в данный момент одно из двух значений: нуль или единица. Использование двух знаков для представления информации называется двоичной кодировкой. Данные и программы в памяти компьютера хранятся в виде двоичного кода. Один символ двухсимвольного алфавита несет 1 бит информации. В одном бите памяти содержится один бит информации. Порядковый номер байта называется его адресом. Запись информации в память, а также чтение ее из памяти производится по адресам.
2. 4 Дискретность и адресуемость. Битовая структура определяется первое свойство внутренней памяти компьютера– дискретность. Дискретные объекты составлены из отдельных частиц. Например, песок дискретен, так как состоит из песчинок. «песчинками» компьютерной памяти являются биты. n Второе свойство внутренней памяти компьютера – адресуемость. Восемь расположенных подряд битов памяти образуют байт. Вы знаете, что это слово также обозначает единицу количества информации равную восьми битам. Следовательно, в одном байте памяти хранится один байт информации. Во внутренней памяти компьютера все байты пронумерованы. Нумерация начинается с нуля. n Порядковый номер байта называется его адресом. Запись информации в память, а также чтение ее из памяти производится по адресам.
3. 1 Программа в памяти ПК. n Несколько последовательно расположенных байтов памяти образуют ячейку памяти, адресом которой является адрес младшего байта т. е. байта с наименьшим номером. 0 0 1 2 3 4 4 5 6 7 8 8 9 10 11 …
3. 2 Машинная программа. n Машинная программа – это множество команд, расположенных в последователь ных ячейках памяти.
3. 3 Команда программы. n Команда программы- состоит из операционной части – кода операции и адресной части – адресов размещения в памяти обрабатываемых данных. Код Операции определяет действие, выполняемое процессором по команде. Работа процессора заключается в автоматическом выполнении последовательности команд программы до ее завершения (команды остановки).
4. Носители и устройства внешней памяти. n n Дисковод (накопитель) - устройство записи/считывания информации. Накопители имеют собственное имя – буква латинского алфавита, за которой следует двоеточие. Для подключения к компьютеру одного или несколько дисководов и управления их работой нужен Дисковый контроллер Носитель информации (носитель записи) – материальный объект, способный хранить информацию. Информация записывается на носитель посредством изменения физических, химических и механических свойств запоминающей среды
4. 1. Оптические (лазерные) CD и DVD диски n n n n - Предназначены для хранения любого вида информации - Информацию на CD записывается с помощью лазерного луча - Следует оберегать от царапин и загрязнения поверхности - Это носители прямого (произвольного) доступа к информации - Объем (ёмкость) CD составляет сотни Мбайт; DVD -более 1 Гбайта - Более долговечны и надежны, чем магнитные диски CD – Compact Disk. Изготовляют из органических материалов с напылением на поверхность тонкого алюминиевого слоя. Лазерный диск имеет одну дорожку в виде спирали. Информация записывается отдельными секторами мощным лазерным лучом, выжигающим на поверхности диска углубления, и представляет собой чередование впадин и выпуклостей. При считывании информации выступы отражают свет слабого лазерного луча и воспринимаются как « 1» , впадины поглощают луч и, воспринимаются как « 0» . Это бесконтактный способ считывания информации. Срок хранения 50 -100 лет DVD – Digital Video Disk. Имеет те же размеры, что и CD. Объем - Гбайт. Может быть односторонним или двухсторонним, а на каждой стороне может быть 1 или 2 рабочих слоя.
5. Что такое ПК. n n n Персональный компьютер, ПК, ПЭВМ — настольная микро-ЭВМ, имеющая эксплуатационные характеристики бытового прибора и универсальные функциональные возможности. Не смотря на разнообразие ПК, в их устройстве существует много общего. Об этих устройствах сейчас и пойдёт сейчас речь. *ЭВМ --- электронно-вычислительная машина.
6. Основные устройства ПК. n Основной деталью ПК является микропроцессор (МП). Это миниатюрная электронная схема, созданная путём очень сложной технологии, выполняющая функцию процессора компьютера. n К базовой конфигурации относятся устройства, без которых не может работать современный ПК: n системный блок; клавиатура, которая обеспечивает ввод информации в компьютер; манипулятор мышь, облегчающий ввод информации в компьютер; монитор, предназначенный для изображения текстовой и графической информации. n n n
6. 1. Системный блок. n n n n Системный блок В персональных компьютерах, выпускаемых в портативном варианте, системный блок, монитор и клавиатура объединяются в один корпус. Системный блок представляет собой металлическую коробку со съемной крышкой, в которой размещены различные устройства компьютера. По форме корпуса бывают: Desktop – плоские корпуса (горизонтальное расположение), их обычно располагают на столе и используют в качестве подставки для монитора Tower - вытянутые в виде башен (вертикальное расположение), обычно располагаются на полу. Корпуса различаются по размерам, указанные приставки Super, Big, Midi, Micro, Tiny, Flex, Mini, Slim обозначают размеры корпусов. На передней стенке корпуса размещены кнопки “Power” - Пуск, “Reset” - Перезапуск, индикаторы питания и хода работы ПК.
6. 2. Клавиатура n n n n Клавиатура- устройство, предназначенное для ввода пользователем информации в компьютер. Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш. Клавиши клавиатуры разделяются на 6 групп: Клавиши пишущей машинки. Цифровые клавиши (переключение режима работы осуществляется клавишей Num. Lock). Клавиши редактирования (Insert, Delete, Back Space). Клавиши управления курсором (две группы клавиш: четыре клавиши со стрелками и четыре клавиши: Home, End, Page Up, Page Down). Специальные клавиши (Ctrl, Alt, Esc, Num Lock, Scroll Lock, Print Screen, Pause). Функциональные клавиши F 1 – F 12 (расположены в верхней части клавиатуры и предназначены для вызова наиболее часто использующихся команд).
6. 3 Манипулятор мышь n n Манипулятор мышь – устройство управления манипуляторного типа. Небольшая коробочка с клавишами (1, 2 или 3 клавиши). Перемещение мыши по плоской поверхности (например, коврика) синхронизировано с перемещением указателя мыши на экране монитора. Ввод информации осуществляется перемещением курсора в определенную область экрана и кратковременным нажатием кнопок манипулятора или щелчками (одинарными или двойными). По принципу работы манипуляторы делятся на механические, оптомеханические и оптические. В портативных ПК в качестве мыши используются трекболы и пойнтеры. Комбинация монитора и мыши обеспечивают диалоговый режим работы пользователя с компьютером, это наиболее удобный и современный тип интерфейса пользователя. Корпорация Microsoft выпустила новый набор из клавиатуры и мыши, предназначенный для настольных ПК. Продукт получил название Natural Ergonomic Desktop 7000, в нем используется беспроводная технология.
6. 4. Мониторы n n n Мониторы – устройства, которые служат для обеспечения диалогового режима работы пользователя с компьютером путем вывода на экран графической и символьной информации. В графическом режиме экран состоит из точек (пикселей от англ. pixel - picture element, элемент картинки), полученных разбиением экрана на столбцы и строки. По принципу действия все современные мониторы разделяются на: Мониторы на базе электронно-лучевой трубки (CRT). Жидкокристаллические дисплеи (LCD). Плазменные мониторы.
7. Магистральный принцип взаимодействия устройств ПК
7. 1. Магистральный принцип взаимодействия устройств ПК. n n Принцип, по которому организована информационная связь между процессором, оперативной памятью и внешними устройствами, похож на принцип телефонной связи. Процессор через многопроводную линию, которая называется магистралью (другое название - шина), связывается с другими устройствами (рис. 2. 8). Подобно тому как каждый абонент телефонной сети имеет свой номер, каждое подключаемое к ПК внешнее устройство также получает номер, который выполняет роль адреса этого устройства. Информация, передаваемая внешнему устройству, сопровождается его адресом и подается на контроллер. В данной аналогии контроллер подобен телефонному аппарату, который преобразует электрический сигнал, идущий по проводам, в звук, когда вы слушаете телефон, и преобразует звук в электрический сигнал, когда вы говорите.
Магистраль– это… n Магистраль - это кабель, состоящий из множества проводов. Характерная организация магистрали такая: по одной группе проводов (шина данных) передается обрабатываемая информация, по другой (шина адреса) - адреса памяти или внешних устройств, к которым обращается процессор. Есть еще третья часть магистрали - шина управления; по ней передаются управляющие сигналы (например, проверка готовности устройства к работе, сигнал к началу работы устройства и др. ).
present5.com
Урок №7. Компьютерная память. Как устроен персональный компьютер (ПК)
Компьютерная память
Основные темы параграфа:
• внутренняя и внешняя память;• структура внутренней памяти компьютера;• носители и устройства внешней памяти.
Внутренняя и внешняя память
Работая с информацией, человек пользуется не только своими знаниями, но и книгами, справочниками и другими внешними источниками. В главе 1 «Человек и информация» было отмечено, что информация хранится в памяти человека и на внешних носителях. Заученную информацию человек может забыть, а записи сохраняются надежнее.
У компьютера тоже есть два вида памяти: внутренняя (оперативная) и внешняя (долговременная) память.
Внутренняя память — это электронное устройство, которое хранит информацию, пока питается электроэнергией. При отключении компьютера от сети информация из оперативной памяти исчезает. Программа во время ее выполнения хранится во внутренней памяти компьютера. Сформулированное правило относится к принципам Неймана. Его называют принципом хранимой программы.
Внешняя память — это различные магнитные носители (ленты, диски), оптические диски. Сохранение информации на них не требует постоянного электропитания1.
1В современных компьютерах имеется еще один вид внутренней памяти, который называется постоянным запоминающим устройством — ПЗУ. Это энергонезависимая память, информация из которой может только читаться.
На рис. 2.3 показана схема устройства компьютера с учетом двух видов памяти. Стрелки указывают направления информационного обмена.
Структура внутренней памяти компьютера
Все устройства компьютера производят определенную работу с информацией (данными и программами). А как же представляется в компьютере сама информация? Для ответа на этот вопрос «заглянем» внутрь машинной памяти. Структуру внутренней памяти компьютера можно условно изобразить так, как показано на рис. 2.4.
Наименьший элемент памяти компьютера называется битом памяти. На рис. 2.4 каждая клетка изображает бит. Вы видите, что у слова «бит» есть два значения: единица измерения количества информации и частица памяти компьютера. Покажем, как связаны между собой эти понятия.
В каждом бите памяти может храниться в данный момент одно из двух значений: нуль или единица. Использование двух знаков для представления информации называется двоичной кодировкой.
Данные и программы в памяти компьютера хранятся в виде двоичного кода.
Один символ двухсимвольного алфавита несет 1 бит информации.
В одном бите памяти содержится один бит информации.
Битовая структура определяет первое свойство внутренней памяти компьютера — дискретность. Дискретные объекты составлены из отдельных частиц. Например, песок дискретен, так как состоит из песчинок. «Песчинками» компьютерной памяти являются биты.
Второе свойство внутренней памяти компьютера — адресуемость. Восемь расположенных подряд битов памяти образуют байт. Вы знаете, что это слово также обозначает единицу количества информации, равную восьми битам. Следовательно, в одном байте памяти хранится один байт информации.
Во внутренней памяти компьютера все байты пронумерованы. Нумерация начинается с нуля.
Порядковый номер байта называется его адресом.
Принцип адресуемости означает, что:
Запись информации в память, а также чтение ее из памяти производится по адресам.
Память можно представить как многоквартирный дом, в котором каждая квартира — это байт, а номер квартиры — адрес. Для того чтобы почта дошла по назначению, необходимо указать правильный адрес. Именно так, по адресам, обращается процессор к внутренней памяти компьютера.
Носители и устройства внешней памяти
Устройства внешней памяти — это устройства чтения и записи информации на внешние носители. Информация на внешних носителях хранится в виде файлов. Что это такое, подробнее вы узнаете позже.
Важнейшими устройствами внешней памяти на современных компьютерах являются накопители на магнитных дисках (НМД), или дисководы.
Кто не знает, что такое магнитофон? На магнитофон мы привыкли записывать речь, музыку, а затем прослушивать записи. Звук записывается на дорожках магнитной ленты с помощью магнитной головки. С помощью этого же устройства магнитная запись снова превращается в звук.
НМД действует аналогично магнитофону. На дорожки диска записывается все тот же двоичный код: намагниченный участок — единица, ненамагниченный — нуль. При чтении с диска эта запись превращается в нули и единицы в битах внутренней памяти.
К магнитной поверхности диска подводится записывающая головка (рис. 2.5), которая может перемещаться по радиусу. Во время работы НМД диск вращается. В каждом фиксированном положении головка взаимодействует с круговой дорожкой. На эти концентрические дорожки и производится запись двоичной информации.
Другим видом внешних носителей являются оптические диски (другое их название — лазерные диски). На них используется не магнитный, а оптико-механический способ записи и чтения информации.
Сначала появились лазерные диски, на которые информация записывается только один раз. Стереть или перезаписать ее невозможно. Такие диски называются СD-RОМ — Соmрасt Disc-Rеаd Оnlу Меmоry, что в переводе значит «компактный диск — только для чтения». Позже были изобретены перезаписываемые лазерные диски — СD-RW. На них, как и на магнитных носителях, хранимую информацию можно стирать и записывать заново.
Носители, которые пользователь может извлекать из дисковода, называют сменными.
Наибольшей информационной емкостью из сменных носителей обладают лазерные диски типа DVD-ROM — видеодиски. Объем информации, хранящейся на них, может достигать десятков гигабайтов. На видеодисках записываются полноформатные видеофильмы, которые можно просматривать с помощью компьютера, как по телевизору.
Коротко о главном
В состав компьютера входят внутренняя память и внешняя память.
Исполняемая программа хранится во внутренней памяти (принцип хранимой программы).
Информация в памяти компьютера имеет двоичную форму.
Наименьшим элементом внутренней памяти компьютера является бит. Один бит памяти хранит один бит информации: значение 0 или 1.
Восемь подряд расположенных битов образуют байт памяти. Байты пронумерованы, начиная с нуля. Порядковый номер байта называется его адресом.
Во внутренней памяти запись и чтение информации происходят по адресам.
Внешняя память: магнитные диски, оптические (лазерные) диски — СD-RОМ, СD-RW, DVD-ROM.
Вопросы и задания
1. Постарайтесь объяснить, зачем компьютеру нужны два вида памяти: внутренняя и внешняя.2. Что такое «принцип хранимой программы»?3. В чем заключается свойство дискретности внутренней памяти ЭВМ?4. Какие два значения имеет слово «бит»? Как они связаны между собой?5. В чем заключается свойство адресуемости внутренней памяти ЭВМ?6. Назовите устройства внешней памяти ЭВМ.7. Какие типы оптических дисков вы знаете?
Бланк-задание. Фрагмент рабочей тетради. Закрепление знаний; формирование умений.
Как устроен персональный компьютер (ПК)
Основные темы параграфа:
• что такое ПК;• основные устройства ПК;• магистральный принцип взаимодействия устройств ПК.
Что такое ПК
Мы познакомились с основными устройствами компьютера — электронно-вычислительной машины (ЭВМ). Современные ЭВМ бывают самыми разными: от больших, занимающих целый зал, до маленьких, помещающихся на столе, в портфеле и даже в кармане. Разные ЭВМ используются для разных целей. Сегодня самым массовым видом ЭВМ являются персональные компьютеры. Персональные компьютеры (ПК) предназначены для личного (персонального) использования.
Несмотря на разнообразие моделей ПК, в их устройстве существует много общего. Об этих общих свойствах и пойдет сейчас речь.
Основные устройства ПК
Основной «деталью» персонального компьютера является микропроцессор (МП). Это миниатюрная электронная схема, созданная путем очень сложной технологии, выполняющая функцию процессора ЭВМ.
Персональный компьютер представляет собой набор взаимосвязанных устройств. Главным в этом наборе является системный блок. В системном блоке находится «мозг» машины: микропроцессор и внутренняя память. Там же помещаются: блок электропитания, дисководы, контроллеры внешних устройств. Системный блок снабжен внутренним вентилятором для охлаждения.
Системный блок обычно помещен в металлический корпус, с наружной стороны которого имеются: клавиша включения электропитания, щели для установки сменных дисков в дисковые устройства, разъемы для подключения внешних устройств.
К системному блоку подключены клавишное устройство (клавиатура), монитор (другое название — дисплей) и мышь (манипулятор). Иногда используются другие типы манипуляторов: джойстик, трекбол и пр. Дополнительно к ПК могут быть подключены: принтер (устройство печати), модем (для выхода на телефонную линию связи) и другие устройства (рис. 2.6).
На рис. 2.6 показана настольная модель ПК. Кроме того, существуют портативные модели (ноутбуки) и карманные компьютеры.
Все устройства ПК, кроме процессора и внутренней памяти, называются внешними устройствами. Каждое внешнее устройство взаимодействует с процессором ПК через специальный блок, который называется контроллером (от английского «controller» — «контролер», «управляющий»). Существуют контроллер дисковода, контроллер монитора, контроллер принтера и др. (рис. 2.7).
Магистральный принцип взаимодействия устройств ПК
Принцип, по которому организована информационная связь между процессором, оперативной памятью и внешними устройствами, похож на принцип телефонной связи. Процессор через многопроводную линию, которая называется магистралью (другое название — шина), связывается с другими устройствами (рис. 2.8).
Подобно тому как каждый абонент телефонной сети имеет свой номер, каждое подключаемое к ПК внешнее устройство также получает номер, который выполняет роль адреса этого устройства. Информация, передаваемая внешнему устройству, сопровождается его адресом и подается на контроллер. В данной аналогии контроллер подобен телефонному аппарату, который преобразует электрический сигнал, идущий по проводам, в звук, когда вы слушаете телефон, и преобразует звук в электрический сигнал, когда вы говорите.
Магистраль — это кабель, состоящий из множества проводов. Характерная организация магистрали такая: по одной группе проводов (шина данных) передается обрабатываемая информация, по другой (шина адреса) — адреса памяти или внешних устройств, к которым обращается процессор. Есть еще третья часть магистрали — шина управления; по ней передаются управляющие сигналы (например, проверка готовности устройства к работе, сигнал к началу работы устройства и др.).
Коротко о главном
В состав системного блока входят: микропроцессор, внутренняя память, дисководы, блок питания, контроллеры внешних устройств.
Внешние устройства взаимодействуют с процессором ПК через контроллеры.
Все устройства ПК связаны между собой по многопроводной линии, которая называется информационной магистралью, или шиной.
Каждое внешнее устройство имеет свой адрес (номер). Передаваемая к нему по шине данных информация сопровождается адресом устройства — по адресной шине.
Вопросы и задания
1. Назовите минимальный комплект устройств, составляющих персональный компьютер.2. Какие устройства входят в состав системного блока?3. Что такое контроллер? Какую функцию он выполняет?4. Как физически соединены между собой различные устройства ПК?5. Как информация, передаваемая по шине, попадает на нужное устройство?
Редактировалось Дата: Четверг, 16 Август 2018www.fordus.org.ua
