Pamięć.pdf

1Pami

Pami jest równie niezb dna do działania komputerowi jak i nam. Podobnie jak w

przypadku pami ci człowieka pami komputerów podzieli mo emy na dwa rodzaje:

krótkotrwał i długotrwał .Oczywi cie pami komputera nie przypomina w niczym

pami ci człowieka. W szczególno ci pami komputera podzielona jest na odr bne

komórki, przechowuj ce najcz ciej pojedyncze bajty lub słowa. W komputerach jako

pami krótkotrwał u ywa si prawie zawsze pami ci półprzewodnikowych RAM

(Random Access Memory, czyli pami ci przypadkowego dost pu) a jako pami

długotrwał pami ci dyskowej lub ta mowej.

1.1

Pami RAM.

Jedn z przyczyn gwałtownego upowszechnienia si komputerów w ostatnich kilkunastu

latach jest wielki wzrost ich moliwoci przetwarzania danych wywołany zwikszeniem

szybkoci mikroprocesorów oraz zwikszeniem dostpnej pamici RAM (czyli pamici

roboczej komputera) oraz pamici dyskowych. Wiksza pami to wiksze moliwoci to

wiksza sprzeda komputerów, a to niesie za sob obnienie cen pamici i montowanie

jeszcze wikszych pamici a wicwiksze moliwoci ...

Pocztkowo pami RAM była bardzo droga. Pierwszy komputery IBM-PC z 1981 roku

miały maksymalnie 64 KB pamici, a komputery domowe ZX 80 Sinclara miały

zaledwie 1 KB RAM. Specjalici z IBM i Microsoftu uznali 640 KB za tak wielk

pami, e prawie nikogo nie bdzie na ni sta,st d podstawowe oprogramowanie

komputerów osobistych (system operacyjny MS-DOS) oparte było na zupełnie błdnej

strategii zarzdzania pamici, strategii do dzisiaj powodujcej duo zamieszania i

wymagajcej od uytkownika studiowania ksiek o zarzdzaniu pamici. Kłopotów

takich uniknli producenci innych systemów, opracowanych nieco póniej od MS-DOSu.

Szybki wzrost liczby sprzedanych komputerów spowodował bowiem znaczny spadek cen

pamiciiwci gu kilku lat typowe wielkoci pamici komputerów zwikszyły si do

256KB, 512KB i 640 KB. Ze wzgldu na wspomniane ograniczenia systemu

operacyjnego ta wielko pamici stała si standardem dla komputerów klasy IBM-PC.

Jeszcze przy kocu lat 80-tych pami

rzdu 8 MB na komputerach centralnych

wydawała si ogromna.

Pojawienie sirodowiska graficznego MS-Windows oraz pewne ulepszenia systemu

operacyjnego spowodowały znaczny wzrost zapotrzebowania na pami ustalajcnowy

Fascynuj cy wiat komputerów

standard wielko ci minimalnej pami ci RAM na 4 MB dla komputerów PC-486 i

lepszych. W praktyce na płycie głównej w komputerach opartych na procesorze i486 lub

Pentium zmie ci mo na nawet 128 MB RAM. Podobne wielko ci pami ci stosuje si w

komputerach osobistych innego typu (Amiga, Macintosh). Rozs dn wielko ci pami ci

dla rodowiska graficznego Windows 3.1 jest obecnie 8 MB a dla Windows 95 wskazane

jest 16 MB. Jedynie do oblicze numerycznych lub przetwarzania grafiki wysokiej

jako ci potrzeba pami ci wi kszych. Nowsze systemy operacyjne dla komputerów

osobistych, takie jak Windows NT czy ró ne wersje Unixa, wymagaj przynajmniej 16

MB. W stacjach roboczych pami ci standardowe zaczynaj si od 8 lub 16 MB a

nierzadko na płycie głównej stacji roboczej zamontowa mo na prawie gigabajt RAM. W

du ych komputerach centralnych i superkomputerach zdarzaj

pami ci rz du

gigabajtów.

W komputerach osobistych spotyka si pami ci ROM (typowo 16-64 KB) zawieraj ce

jedynie niezb dne fragmenty systemu operacyjnego potrzebne do inicjacji pracy

komputera. Program pozwalaj cy komputerowi wykonywa podstawowe funkcje (system

operacyjny) zapisany jest na dysku stałym lub na dyskietce, jednak by zadziałał po

wł czeniu pr du konieczny jest niewielki program inicjuj cy, który musi by zapisany w

pami ci stałej. Oprócz tego w pami ci stałej zapisane s niektóre podstawowe funkcje

systemu po rednicz ce pomi dzy wiatem programów a wiatem elektroniki. Pami ci

ROM działaj wolniej od pami ci RAM, st d w niektórych komputerach mo liwo

zwi kszenia wydajno ci systemu przez u ywanie kopii programu zawartego w pami ci

ROM w pewnych obszarach pami ci RAM (shadow RAM). Zdarzaj si równie pami ci

ROM rz du 300-1000 KB, zawieraj ce cały system operacyjny i oprogramowanie

u ytkowe (np. w komputerach Atari lub Amiga). Niektóre palmtopy (np.

Hewletta-Packarda) maj wi cej pami ci ROM ni RAM.

W starszych komputerach stosowano ko ci pami ci DRAM o pojemno ci 64 Kbitów (8

KB), do cz sto spotyka si jeszcze komputery z ko mi pami ci 256 Kbitów (32 KB)

ale w nowszych konstrukcjach standardem s ko ci 1 Mb (128 KB), ust puj ce ko ciom

4 Mbity (0.5 MB). Pami 4 MB składa si zo miu takich kostek. Od 1993 roku

produkowane s równie ko ci 16 Mbitów (2 MB). Osiem takich ko ci to ju 16 MB. Z

tego powodu oferowane s rozszerzenia pami ci RAM do komputerów typu notebook w

zestawach po 4 lub 16 MB, zale nieodtypuko ci pami ci. W opracowaniu s ko ci o

jeszcze wi kszych pojemno ciach.

Specjalny rodzaj koci pamici stosuje si w kartach grafiki. Pamici VRAM ( V ideo

RAM) mog przekazywa dane dwukrotnie szybciej ni normalna pami DRAM.

Zapisuj przy tym całe bloki danych jednoczenie. Koci tej pamici s drosze i dlatego

tylko stosuj j karty graficzne najwyszej jakoci.

Cache memory to bardzo szybka pami podr czna, kilka razy szybsza od zwykłej

pami ci RAM. W wielu zastosowaniach taka pami znacznie przyspiesza wykonywanie

programów udost pniaj c w sposób natychmiastowy procesorowi (CPU) najcz ciej

Fascynuj cy wiat komputerów

u ywane dane. Pami cache powinna mie czas dost pu przynajmniej 20 ns, st dstosuje

si w tym celu dro sze kostki pami ci statycznej (SRAM). Najcz ciej jest jej tylko kilka

kilobajtów, w wyj tkowych przypadkach do 256 KB.

Pami cache stosuje si te w sterownikach dysków, jako bufory dysku. Cache dysku

jest zwykł pamici dynamiczn RAM, działajc znacznie szybciej ni pami

dyskowa. W trakcie pisania danych na dysk przesyłane s one do pamici cache dysku i

w czasie gdy mikroprocesor pracuje dalej kopiowane z tej pamici na dysk. Przechowuje

si wniejrównie czsto czytane dane tak, e kolejne odwołanie do wczeniej uytych

danych znajduje je w pamici cache szybciej ni

mona odszuka

iodczyta

dane z

dysku. Szybkie sterowniki dysków mog

zawiera

nawet kilka megabajtów pamici

RAM.

W komputerach osobistych pami RAM wykorzystuje si czasami jako rodzaj

podrcznego dysku, zwanego RAM-dyskiem. Najczciej jest to kilkaset kilobajtów do

kilku megabajtów pamici. Jest to wygodne jeli chcemy błyskawicznie uruchomi

program (oczywicie po uprzednim skopiowaniu go na RAM-dysk) lub skróci czas

wykonania przyspieszajc operacje dyskowe. W superkomputerach zamiast RAM-dysku

stosuje si specjaln pami półprzewodnikow, nieco wolniejsz ni zwykła pami

RAM, jako bardzo szybki dysk. Urz dzenie takie nazywa si SSD (Solid State Disk),

czyli Dysk Półprzewodnikowy, a pojemno ci takich dysków dochodz do gigabajtów

(przy odpowiednio wysokiej cenie). Skromniejsza wersje SSD to pami podtrzymywana

bateryjnie, sprzedawana w postaci kart nazywanych B-cards. W mikrokomputerach (np.

palmtop Atari Portofolio) słu y ona zamiast dyskietek, ale jest równie

bardzo

kosztowna.

Do przechowywania programów, tekstów i innych danych przez dłu szy okres czasu

słu ypami masowa. Podobnie jak w przypadku muzyki stosuje si dwa rodzaje

no ników informacji: płyty, czyli dyski, i kasety, czyli ta my magnetyczne. Dyski, w

odró nieniu od muzycznych płyt, pokryte s równie no nikiem magnetycznym,

pozwalaj cym nie tylko na odczyt informacji ale i jej zapis. Dzielimy je na dyskietki,

czyli dyski elastyczne, i dyski stałe, nazywane twardymi lub sztywnymi.

1.2

Dyskietki

Do wprowadzania danych, programów, przenoszenia informacji

pomi dzy komputerami najcz ciej stosuje si dyskietki. To na

dyskietkach przenosimy swoje pliki na inne komputery lub wysyłamy je

poczt , to z dyskietek instalujemy nowe programy. Z czego robi si dyskietki? Zrobione

s ze specjalnego plastiku pokrytego no nikiem magnetycznym, podobnie jak ta ma

magnetofonowa. Poniewa no nik ten był w pierwszych dyskietkach o du ym rozmiarze

Fascynuj cy wiat komputerów

do gi tki w j zyku angielskim przyj ła si nazwa „floppy disks”, czyli „wyginaj ce si ”

dyski lub elastyczne dyski. Do 1976 roku stosowano dyskietki o rednicy 8 cali, o

niewielkiej pojemno ci ale znacznych rozmiarach (te du e dyskietki istotnie bardzo si

wyginały). Jeszcze do dzisiaj spotyka si je w minikomputerach MERA czy

minikomputerach SM (była to radziecka seria komputerów wzorowana na maszynach

serii PDP firmy DEC). Od tego czasu wprowadza si coraz mniejsze formaty dyskietek o

coraz wi kszej pojemno ci. Do cz sto s nadal spotykane dyskietki 5.25 cala chocia

dominuj dyskietki o rozmiarach 3.5 cala.

1.3

Formatowanie

Poniewa tych samych dyskietek u ywa mog systemy komputerowe wielu ró nych

producentów, korzystaj czró norodnego oprogramowania systemowego, czyste (tj. nie

zawieraj ce adnej informacji) dyskietki sprzedawane s najcz ciej w postaci

niesformatowanej, czyli nieprzygotowanej do pracy w adnym konkretnym systemie.

Zanim b dziemy mogli cokolwiek na dyskietce zapisa konieczny jest proces

formatowania dyskietek, przygotowuj cy je do u ytku na danym systemie

komputerowym. W czasie formatowania na powierzchni magnetycznej dyskietki

zapisana zostaje informacja umo liwiaj ca szybkie i niezawodne odszukanie danych,

które b d na niej przechowywane.

Co to jest?

W procesie formatowania czysta powierzchnia magnetyczna dysku otrzymuje informacje

steruj ce zapisem i odczytem danych. Wykonywane jest równie sprawdzanie, czy nie

ma na niej bł dów a w przypadku ich wykrycia uszkodzone obszary s wył czane z

u ytku. Jedynie 70-80% powierzchni magnetycznej wykorzystywanych jest do

przechowywania danych, pozostałe 20-30% zajmuj obszary u ywane przez nap d

dyskietek do szybkiego wyszukiwania informacji. Ka da dyskietka zawiera skorowidz ,

czyli FAT (File Allocation Table, tablica alokacji plików), informuj cy o tym, które jej

fragmenty (sektory) s jeszcze wolne a które u ywane przez zapisane na niej dane.

Nowsze programy formatuj ce (w komputerach IBM-PC pocz wszy od DOSu w wersji 5)

i niektóre programy narz dziowe pozwalaj na „quick format”, czyli szybki format,

trwaj cy kilka sekund. Nie jest to prawdziwe formatowanie, trwaj ce znacznie dłu ej, a

tylko wymazanie całego skorowidza, bez wymazywania danych ani zmiany struktury

formatu dysku. Nowsze programy formatuj ce wykonuj

równie

„bezpieczne

formatowanie” (safe format), czyli formatowanie, po którym daje si

odwróci

cał

operacj

i odzyska

informacj

ze skorowidza - pełne formatowanie niszczy cał

informacj zawart na dysku.

Fascynuj cy wiat komputerów

Niektóre programy usiłuj c zabezpieczy si przed kopiowaniem zapisane s na

dyskietkach sformatowanych w niestandardowy sposób tak, e nie mo na nawet obejrze

ich zawarto ci.

1.4

Rodzaje dyskietek magnetycznych.

No nik magnetyczny znajduje si prawie zawsze po obu stronach dyskietki (oznaczenie

DS, od double side, na dyskietkach wła niedotegosi odnosi), jedynie w komputerach

domowych spotyka si jeszcze jednostronne nap dy dysków elastycznych (dyskietki z

oznaczeniami SS, single side - w praktyce maj one równie no nik magnetyczny po obu

stronach ale dziurki do odczytu po jednej stronie). Takie nap dy dysków elastycznych

odczytuj niezale nie obie strony dyskietek DS i trzeba te dyskietki, podobnie jak płyty

gramofonowe, przekłada na drug stron (je li najpierw zrobimy im odpowiednie

wci cie). We wszystkich innych nap dach dyskietek, np. w komputerach osobistych,

dyskietki zapisywane dwustronnie s odczytywane jednocze nie z obu stron i trzeba je

wkłada tylko jedn stron .

Reliktem czasów minionych jest okre lenie „podwójna g sto ”, znajduj ce si na

dyskietkach najcz ciej w postaci symbolu DD (od Double Density). Rzadko spotyka si

dyskietki o g sto ci poczwórnej (QD). W komputerach osobistych IBM trudno jest

dyskietki QD formatowa bo system operacyjny MS-DOS tego nie przewiduje i

wymagany jest specjalny program formatuj cy. W Polsce najcz ciej spotyka si je w

komputerach szkolnych typu „Junior”. Jeszcze wi ksz g sto

zapisu umo liwiaj dyskietki HD, czyli High Density (wysoka

g sto zapisu); w porównaniu z dyskietkami o pojedynczej g sto ci

jest to g sto 8-krotna. Okre lenie DSDD oznacza wi cno nik

magnetyczny po obu stronach i podwójn g sto zapisu. Nie

spotyka si raczej okre lenia DSHD gdy HD oznacza zawsze zapis

dwustronny.

Dyskietki 3.5” stały si nowym standardem przy ko cu lat 80-tych. W komputerach

osobistych i wielu innych formatowane s na 720 KB, 1.44 MB lub 2.88 MB (ł cznie z

obszarem zu ytym na formatowanie maj odpowiednio 1, 2 i 4 MB). S one

wygodniejsze ni dyskietki 5.25” z kilku wzgl dów: ich powierzchnia magnetyczna

odsłania si dopiero po wsuni ciu dyskietki w odpowiedni nap d, a wi cs one lepiej

chronione przed kurzem; s bardziej sztywne (st d nazwa „floppy disk” czyli wyginaj ca

si dyskietka przestaje do nich pasowa ) i mieszcz si ławo w kieszeni.

Program formatuj cy przygotowuje na powierzchni magnetycznej niewielki obszar

mieszcz cy 512 bajtów. Sektor jest najmniejszym obszarem dysku czytanym lub

zapisywanym, a wi cnawetje li mamy bardzo mały plik, kilka bajtów, to zajmie on cały

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: