Внешние и внутренние запоминающие устройства компьютера, их основные характеристики и единицы их емкости
В памяти компьютера хранятся программы и обрабатываемая информация.
Основными характеристиками разных типов и устройств памяти являются их объем и быстродействие.
Всю память компьютера за особенностями организации и использования можно разделить на внутреннюю (основную) память, регистры процессора и внешнюю память.
Внутренняя память — это электронные схемы. Внутренняя память дискретна — это означает, что она состоит из определенных «частиц» — кладовых. Кладовая памяти называется бит. Один бит — это двоичный разряд памяти. Он хранит двоичный код (0 или 1). Слово «бит» — сокращение от английского binary digit — двоичная цифра. Следовательно, память компьютера — это упорядоченная последовательность двоичных разрядов (бит). Эта последовательность разделяется на группы по 8 разрядов; каждая такая группа образует байт памяти.
Следовательно, слова «бит» и «байт» помечают названия основных единиц измерения емкости запоминающих устройств. Также используются производные единицы: килобайт (1 Кбайт (Кб) = 210 байта = 1024 байта), мегабайт: (1 Мбайт (Мб) = 1024 Кбайт), гигабайт: (1 Гбайт (Гб) = 1024 Мбайт).
Внутренняя память состоит из оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), или оперативной памяти (ОП), и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ).
ОЗУ — быстрая полупроводниковая энергозависимая память. В ОЗУ хранятся программа, что выполняется в данный момент, и данные, с которыми она непосредственно работает. ОЗУ — это память, которую используют как для чтения, так и для записи информации. В случае отключения электропитания информация в ОЗУ исчезает (энергозависимость). Английское название ОЗУ — Random Access Memory (RAM), что переводится, как «память с произвольным доступом». Этим названием подчеркивается тот факт, что процессор может обращаться к кладовым памяти в произвольном порядке, при этом время чтения/записи информации для всех кладовых является одинаковым (он измеряется микросекундами).
ПЗУ — скорая, энергонезависимая память. ПЗУ — это память, предназначенная только для чтения. Информация заносится у нее один раз (обычно в заводских условиях) и хранится постоянно (при включенном и выключенном компьютере). В ПЗУ хранится информация, наличие которой постоянно необходимо в компьютере.
Внешняя память компьютера предназначена для долгосрочного хранения информации в компактной форме. К устройствам внешней памяти принадлежат гибкие и жесткие магнитные диски, оптические, магнитооптические диски и тому подобное. Существенное значение имеют такие их показатели, как информационная емкость, время доступа к информации, надежность ее хранения, время безотказной работы.
В основу записи, хранения и считывания информации на устройствах внешней памяти положено два принципа — магнитный и оптический, которые обеспечивают хранение информации и после выключения компьютера.
В основе магнитной записи лежит цифровая информация (в виде нулей и единиц), преобразованная на переменный электрический ток, что сопровождается магнитным полем. Намагниченный участок отвечает 1, а не-намагниченная — 0.
Гибкий магнитный диск (ГМД) предназначен для перенесения документов и программ с одного компьютера на другой, хранения архивных копий и информации, не используемой постоянно на компьютере. ГМД диаметром 3,5 дюйма (89 мм) имеет емкость 1,44 МБ.
Жесткий магнитный диск (ЖМД), или винчестер, предназначенный для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером. Это несколько стеклянных дисков (с металлической поверхностной пленкой, например кобальтовой), не чувствительных к температуре. Головка чтения-записи во время вращения располагается над диском на очень маленьком расстоянии. Информационная емкость — до 70—90 Гб.
Оптический (лазерный) диск имеет емкость более 600 Мб, высокую надежность хранения информации, долговечность. Принцип записи и считывания — оптический. Закодированная информация наносится на диск лазерным лучом, что создает на его поверхности микроскопические царапины, разделенные плоскими участками. Считывание информации с оптического диска происходит с помощью лазерного луча, который, попадая на островок, что отображает свет, отклоняется на фотодетектор, который интерпретирует его как двоичную единицу. Луч лазера, что попадает в царапину, рассевается и поглощается — фотодетектор фиксирует двоичный нуль.
Бывают лазерные диски только для чтения (CD-ROM), записываемые один раз (CD-R), перезаписываемые многократно (CD-RW).
Магнитооптический диск соединяет достижение магнитной и оптической технологий.