3.6. Внешние зу

В качестве внешних ЗУ в микропроцессорных системах обычно используются накопители на жестких и гибких магнитных дисках, магнитных лентах и постоянная память на оптических компакт-дисках (CD-ROM). Эти устройства подключаются к системной шине микропроцессорной системы как внешние устройства, и сохраняют информацию при отключении питания. В последнее время все большее распространение получает постоянная память на оптических DVD – дисках.

Организация хранения информации во внешних ЗУ существенно отличается от организации хранения в регистровых ЗУ и ОЗУ. Вследствие физических особенностей реализации магнитных и оптических ЗУ для них характерно использование последовательного доступа к хранящейся информации с помощью механического перемещения носителя - диска или ленты. Управление работой этих ЗУ осуществляется с помощью специализированных устройств - контроллеров, которые подключаются к системной шине и функционируют под управлением программного обеспечения процессора.

Основным типом внешних ЗУ для современных микропроцессорных систем являются накопители на жестких магнитных дисках ("винчестер"), которые имеют емкость до нескольких сотен и тысяч Гбайт. Они служат для постоянного хранения используемой информации - операционной системы, пакетов прикладных программ, массивов данных, разнообразных служебных программ. Время обращения к другим ЗУ составляет несколько миллисекунд, скорость записи-чтения - десятки Мбайт/с. Контроллеры этих накопителей используют специальные протоколы обмена – IDE (применяется в большинстве персональных компьютеров) или SCSI (применяется в серверах, рабочих станциях и других высокопроизводительных системах).

Для временного хранения и переноса информации с одной системы на другую служат дискеты емкостью 1,44 Мбайт (диаметр 3,5 дюйма), которые вставляются в дисковод, работающих под управлением контроллера. Накопители на магнитных лентах - стримеры производят запись информации на кассеты емкостью до нескольких десятков Гбайт и обычно служат для создания резервных копий.

Для переноса и хранения больших объемов информации используются оптические компакт- и DVD - диски, емкость которых составляет сотни и тысячи Мбайт (емкость стандартного DVD – диска равна 4,7 Гбайт). При работе в системе производится не только считывание содержимого оптического диска, но и запись на него (однократная или многократная). В последнее время все большее распространение для тех же целей переноса и хранения больших объемов информации (до нескольких Гбайт) применяются флэш- карты памяти, которые подключаются к USB разъему компьютера с помощью карт – ридера или напрямую, а также переносные флэш – диски емкость в несколько сотен Гбайт.

Обращение к внешним ЗУ требует значительных затрат времени. Обычно микропроцессорная система реализует обмен с ними в режиме прямого доступа, осуществляя загрузку в ОЗУ или пересылку из него значительных объемов информации - фрагментов программ или массивов данных. Основной процесс обработки информации выполняется с использованием ОЗУ, кэш-памяти и регистрового ЗУ, что позволяет обеспечить высокий уровень производительности систем.