Tooprogram.ru

Компьютерный справочник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Жесткий диск это энергонезависимая память

Энергонезависимая память

  • Энергонезависимая память (англ. Non Volatile Random Access Memory; NVRAM) — разновидность запоминающих устройств с произвольным доступом, которые способны хранить данные при отсутствии электрического питания. Может состоять из модуля SRAM, соединённого со своей собственной батарейкой. В другом случае SRAM может действовать в связке с EEPROM, например, флеш-памятью.

В более общем смысле, энергонезависимая память — любое устройство компьютерной памяти, или его часть, сохраняющее данные вне зависимости от подачи питающего напряжения. Однако подпадающие под это определение носители информации, ПЗУ, ППЗУ, устройства с подвижным носителем информации (диски, ленты) и другие носят свои, более точные названия. Поэтому термин «энергонезависимая память» чаще всего употребляется более узко, по отношению к полупроводниковой БИС запоминающего устройства, которая обычно выполняется энергозависимой, и содержимое которой при выключении обычно пропадает.

Условно энергонезависимой памятью можно считать энергозависимую память, имеющую внешнее питание, например от батареи или аккумулятора. Например, часы на системной плате персонального компьютера и небольшая память для хранения настроек BIOS питаются от компактной батарейки, закреплённой на плате.

Современные RAID-контроллеры могут оснащаться аккумулятором, который сохраняет данные в DRAM-памяти, используемой в качестве буфера.

В начале 2010-х годов наиболее широко распространенной энергонезависимой памятью большого объёма являлась флеш-память NAND (Charge Trap Flash).

Исследуется множество альтернативных технологий энергонезависимой памяти, некоторые из которых могли бы заменить флеш-памяти после её приближения к физическим пределам масштабирования, например: FeRAM, MRAM, PMC, PCM, ReRAM и ряд других.

Связанные понятия

Ручные сканеры — устройства, сканирование которыми производится путём проведения по обрабатываемому тексту или изображению. Термин возник с появлением первых монохромных портативных сканеров небольшого размера, функции которых ограничивались самим сканированием. На данный момент ручными сканерами называют широкий спектр схожих по организации устройств.

Многоканальный режим (англ. Multi-channel architecture) — режим работы оперативной памяти (RAM) и её взаимодействия с материнской платой, процессором и другими компонентами компьютера, при котором может быть увеличена скорость передачи данных между ними за счёт использования сразу нескольких каналов для доступа к объединённому банку памяти (это можно проиллюстрировать на примере ёмкостей, через горлышко одной из которых жидкость будет выливаться дольше, чем из двух других с такими же общим суммарным.

Wiegand — простой проводной интерфейс связи между устройством чтения идентификатора (карточки) и контроллером, широко применяемый в системах контроля и управления доступом (СКУД).

Прошивкой (англ. firmware, fw) называют содержимое энергонезависимой памяти компьютера или любого цифрового вычислительного устройства — микрокалькулятора, сотового телефона, GPS-навигатора и т. д., в которой содержится его программа.

В информатике бу́фер (англ. buffer), мн. ч. бу́феры — это область памяти, используемая для временного хранения данных при вводе или выводе. Обмен данными (ввод и вывод) может происходить как с внешними устройствами, так и с процессами в пределах компьютера. Буферы могут быть реализованы в аппаратном или программном обеспечении, но подавляющее большинство буферов реализуется в программном обеспечении. Буферы используются, когда существует разница между скоростью получения данных и скоростью их обработки.

Разница между энергозависимой и энергонезависимой памятью

главный разница между энергозависимой и энергонезависимой памятью является то, что энергозависимая память требует непрерывного источника питания для хранения данных, в то время как энергонезависимая память не требует постоянного источника питания для хранения данных.

Память является важным компонентом в компьютере. Существует два типа памяти: энергозависимая и энергонезависимая. Энергозависимая память требует постоянного потока энергии для хранения данных. Таким образом, контент удаляется при отключении питания. Поэтому энергозависимая память временно хранит данные. Более того, это относится к основному хранилищу, такому как ОЗУ. С другой стороны, энергонезависимая память относится к вторичным запоминающим устройствам. Этот тип памяти не требует постоянного потока энергии для хранения данных. Другими словами, прерывание питания не приведет к удалению содержимого в энергонезависимой памяти.

Ключевые области покрыты

1. Что такое энергозависимая память
— определение, функциональность
2. Что такое энергонезависимая память
— определение, функциональность
3. В чем разница между энергозависимой и энергонезависимой памятью
— Сравнение основных различий

Основные условия

Энергозависимая, энергонезависимая память, операционная система, ROM, RAM

Что такое энергозависимая память

Энергозависимая память требует постоянного потока энергии для хранения данных. Поэтому он будет хранить данные до тех пор, пока есть питание. При сбое питания сохраненные данные в энергозависимой памяти стираются. Основная память или баран использует энергозависимую память. Существует два типа оперативной памяти: статическая RAM (SRAM) и динамическая RAM (DRAM). SRAM — это полупроводниковая память. Он использует шлепки для хранения данных. Это быстрая память. SRAM часто используется для кэша для доступа к данным в течение минимального промежутка времени. Он также используется для маршрутизаторов, периферийных устройств и файлов регистрации.

Рисунок 1: RAM

DRAM — это полупроводниковая память. Он хранит данные в отдельном конденсаторе с интегральной схемой. Зарядка и разрядка конденсатора представляет собой логический единица или логический ноль. Происходит утечка тока из-за конденсатора. Это может привести к потере данных. Следовательно, DRAM требует непрерывных циклов обновления для хранения данных. DRAM не быстрее, чем DRAM, но быстрее, чем вторичные устройства хранения.

Что такое энергонезависимая память

Энергонезависимая память хранит данные даже при отсутствии непрерывного потока энергии. Он сохранит данные даже при сбое питания. Другими словами, данные в энергонезависимой памяти являются постоянными. ПЗУ, жесткие диски являются примерами энергонезависимой памяти.

Читать еще:  Забит жесткий диск не пойму чем

Рисунок 2: Жесткий диск

ПЗУ расшифровывается как постоянная память. Он содержит инструкции, необходимые для запуска компьютера. Это возможно только для чтения из ПЗУ, и невозможно выполнять операции записи в ПЗУ. Жесткий диск является еще одним компонентом, который имеет энергонезависимую память. Он состоит из одного или нескольких жестких вращающихся устройств, называемых пластинами, покрытыми магнитным материалом. Эти пластины расположены на подвижном рычаге привода. Рука читает и записывает данные на поверхности диска. Можно читать и писать как последовательно, так и несмежно.

Разница между энергозависимой и энергонезависимой памятью

Определение

Энергозависимая память — это компьютерная память, которая требует постоянного питания для сохранения хранимой информации. Энергонезависимая память — это тип компьютерной памяти, которая может хранить информацию даже при отсутствии постоянной мощности.

основа

Энергозависимая память требует постоянного потока энергии для сохранения данных, в то время как энергонезависимая память не требует постоянного потока энергии для хранения данных.

Влияние

Энергозависимая память влияет на производительность системы. Энергонезависимая память влияет на системное хранилище.

Данные

Энергозависимая память временно хранит данные, а энергонезависимая — постоянно.

скорость

Энергозависимая память быстрее энергонезависимой памяти.

Тип хранения

Энергозависимая память относится к первичному типу хранения, а энергонезависимая память относится к вторичному типу хранения.

Примеры

RAM является примером энергозависимой памяти. ПЗУ, жесткий диск, флоппи-память, твердотельный накопитель — вот некоторые примеры энергонезависимой памяти.

Заключение

Различие между энергозависимой и энергонезависимой памятью состоит в том, что энергозависимая память требует непрерывного источника питания для сохранения данных, тогда как энергонезависимая память не требует непрерывного источника питания для хранения данных. Обычно энергозависимая память быстрее энергонезависимой памяти.

Ссылка:

1. «Летучая память». Википедия, Фонд Викимедиа, 26 июля 2018 г.

Энергонезависимая память

Классификация оперативной памяти

Типы реальной памяти и их основные характеристики

Одним из важнейших устройств компьютера является память, или запоминающее устройство (ЗУ). По определению, данном в книге «Информатика в понятиях и терминах», ЗУ — «функциональная часть цифровой вычислительной машины, предназначенной для записи, хранения и выдачи информации, представленных в цифровом виде.» Однако под это определение попадает как собственно память, так и внешние запоминающие устройства (типа накопителей на жестких и гибких дисках, магнитной ленты, CD-ROM), которые лучше отнести к устройствам ввода/вывода информации. Таким образом под компьютерной памятью в дальнейшем будет пониматься только «внутренняя память компьютера: ОЗУ, ПЗУ, кэш память и флэш-память». Итак, рассмотрим классификацию внутренней памяти компьютера.

Оперативное запоминающее устройство является, пожалуй, одним из самых первых устройств вычислительной машины. Она присутствовала уже в первом поколении ЭВМ по архитектуре, созданных в в начале сороковых —пятидесятых годов двадцатого века. За эти пятьдесят лет сменилось не одно поколение элементной базы, на которых была построена память. Поэтому приведем классификацию ОЗУ по элементной базе и конструктивным особенностям. С некоторой натяжкой к ОЗУ можно отнести и ПЗУ, если рассматривать его как быстрое ЗУ только для чтения.

Схема данной классификации приведена на рисунке.

Рис. Классификация ОЗУ.

Как видно из схемы в зависимости от сохранности данных при отключении питания ОЗУ делится на энергозависимое и энергонезависимое.

К энергонезависимым ЗУ, в первую очередь, относится класс всевозможных ферритовых ЗУ. Далее, условно энергонезависимыми можно назвать ППЗУ стираемые УФ и электрически стираемые (перепрограммируемые – флэш-память). Условность заключается в достаточно долгом (десятки тысяч часов) но не бесконечном сроке хранения записанной информации в данных ЗУ. Следующий класс энергонезависимых ЗУ составляют однократно программируемые ПЗУ. Данные ПЗУ могут поставляться чистыми (вся память записана нулями или единицами) с последующим электрическим однократным программированием, либо программироваться в процессе изготовления (заказные ПЗУ).

Энергозависимая память – это всевозможные виды ОЗУ для быстрого чтения/записи. При отключении питания такая память полностью теряет информацию, но обладает высоким быстродействием. Данный класс реальных ЗУ делится на динамические (с необходимостью регенерации информации) и статические (не требующие регенерации информации). Теперь рассмотрим более подробно каждый класс ЗУ.

ЭВМ первого поколения по элементной базе были крайне ненадежными. Так, среднее время работы до отказа для ЭВМ “ENIAC” составляла 30 минут. Скорость счета при этом была не сравнима со скоростью счета современных компьютеров. Поэтому требования к сохранению данных в памяти компьютера при отказе ЭВМ были строже, чем требования к быстродействию оперативной памяти. Вследствие этого в этих ЭВМ использовалась энергонезависимая память.

Энергонезависимая память позволяла хранить введенные в нее данные продолжительное время (до одного месяца) при отключении питания. Чаще всего в качестве энергонезависимой памяти использовались ферритовые сердечники. Они представляют собой тор, изготовленных из специальных материалов — ферритов. Ферриты характеризуются тем, что петля гистерезиса зависимости их намагниченности от внешнего магнитного поля носит практически прямоугольный характер.

Рис. B.1. Диаграмма намагниченности ферритов.

Вследствие этого намагниченность этого сердечника меняется скачками (положение двоичного 0 или 1, смотри рисунок B.1.) Поэтому, собрав схему, показанную на рисунке B.2, практически собран простейший элемент памяти емкостью в 1 бит. Память на ферритовых сердечниках работала медленно и неэффективно: ведь на перемагничивание сердечника требовалось время и затрачивалось много электрической энергии. Поэтому с улучшением надежности элементной базы ЭВМ энергонезависимая память стала вытесняться энергозависимой — более быстрой, экономной и дешевой. Тем не менее, ученые разных стран по-прежнему ведут работы по поиску быстрой энергозависимой памяти, которая могла бы работать в ЭВМ для критически важных приложений, прежде всего военных.

Читать еще:  Жесткий диск назначение устройства

Рис. B.2. Схема элемента памяти на ферритовых сердечниках.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Энергонезависимая память CMOS

Работа таких стандартных устройств, как клавиатура, может обслуживаться программами BIOS, но такими средствами невозможно обеспечить роботу со всеми возможными устройствами (в связи с их огромным разнообразием и наличием большого количества разных параметров). Но для своей работы программы BIOS требуют всю информацию о текущей конфигурации системы. По очевидной причине эту информацию нельзя сохранять ни в оперативной памяти, ни в постоянной. Специально для этих целей на материнской плате есть микросхема энергонезависимой памяти, которая называется CMOS. От оперативной памяти она отличается тем, что ее содержимое не исчезает при отключении компьютера, а от постоянной памяти она отличается тем, что данные можно заносить туда и изменять самостоятельно, в соответствии с тем, какое оборудование входит в состав системы.

Микросхема памяти CMOS постоянно питается от небольшой батарейки, расположенной на материнской плате. В этой памяти сохраняются данные про гибкие и жесткие диски, процессоры и т.д. Тот факт, что компьютер четко отслеживает дату и время, также связанн с тем, что эта информация постоянно хранится (и обновляется) в памяти CMOS. Таким образом, программы BIOS считывают данные о составе компьютерной системы из микросхемы CMOS, после чего они могут осуществлять обращение к жесткому диску и другим устройствам.

Контрольные вопросы

Что такое материнская плата? Какие компоненты персонального компьютера на ней находятся?

  1. В чем состоит выполнение программ центральным процессором?
  2. Какие основные параметры процессора? Что характеризует тактовая частота и в каких единицах она измеряется?
  3. Что такое кэш-память? Уровни кэш-памяти?
  4. Для чего предназначенны шины? Какие есть типы шин?
  5. Какие шинные интерфейсы материнской платы вы знаете?
  6. Чем отличается оперативная память от постоянной памяти?
  7. Что такое RISC-процессоры? В чем состоит их отличие от CISC-процессоров?
  8. В какой памяти сохраняются программы BIOS?
  9. Какая информация сохраняется в энергонезависимой памяти?
  10. Какие вы знаете типы оперативной памяти? Какая между ними разница?

Внешняя память — это память, реализованная в виде внешних, относительно материнской платы, устройств с разными принципами хранения информации и типами носителя, предназначенных для долговременного хранения информации. В частности, в внешней памяти хранится все программное обеспечение компьютера. Устройства внешней памяти могут размещаться как в системном блоке компьютера, так и в отдельных корпусах. Физически, внешняя память реализована в виде накопителей. Накопители — это запоминающие устройства, предназначенные для продолжительного (что не зависит от электропитания) хранения больших объемов информации. Емкость накопителей в сотни раз превышает емкость оперативной памяти или вообще неограниченная, когда речь идет о накопителях со сменными носителями.

Накопитель можно рассматривать как совокупность носителя и соответствующего привода. Различают накопители с сменными и постоянными носителями. Привод — это объединение механизма чтения-записи с соответствующими электронными схемами управления. Его конструкция определяется принципом действия и видом носителя. Носитель — это физическая среда хранения информации, по внешнему виду может быть дисковым или ленточным. По принципу запоминания различают магнитные, оптические и магнитооптичческие носители. Ленточные носители могут быть лишь магнитными, в дисковых носителях используют магнитные, магнитооптические и оптические методы записи-считывания информации.

Самыми распространенными являются накопители на магнитных дисках, которые делятся на накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) и накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), и накопители на оптических дисках, такие как накопители CD-ROM, CD-R, CD-RW и DVD-ROM.

Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД)

НЖМД — это основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. Другие названия: жесткий диск, винчестер, HDD (Hard Disk Drive). Внешне, винчестер представляет собой плоскую, герметически закрытую коробку, внутри которой находятся на общей оси находятся несколько жестких алюминиевых или стеклянных пластинок круглой формы. Поверхность любого из дисков покрыта тонким ферромагнитным слоем (вещество, которое реагирует на внешнее магнитное поле), собственно на нем хранятся записанные данные. При этом запись проводится на обе поверхности каждой пластины (кроме крайних) с помощью блока специальных магнитных головок. Каждая головка находится над рабочей поверхностью диска на расстоянии 0,5-0,13 мкм. Пакет дисков вращается непрерывно и с большой частотой (4500-10000 об/мин), поэтому механический контакт головок и дисков недопустим.

Запись данных в жестком диске осуществляется следующим образом. При изменении силы тока, проходящего через головку, происходит изменение напряженности динамического магнитного поля в щели между поверхностью и головкой, что приводит к изменению стационарного магнитного поля ферромагнитных частей покрытия диска. Операция считывания происходит в обратном порядке. Намагниченные частички ферромагнитного покрытия являются причиной электродвижущей силы самоиндукции магнитной головки. Электромагнитные сигналы, которые возникают при этом, усиливаются и передаются на обработку.
Работой винчестера руководит специальное аппаратно-логическое устройство — контроллер жесткого диска. В прошлом это была отдельная дочерняя плата, которую подсоединяли через слоты к материнской плате. В современных компьютерах функции контроллера жесткого диска выполняют специальные микросхемы, расположенные в чипсете.

В накопителе может быть до десяти дисков. Их поверхность разбивается на круги, которые называются дорожками (track). Каждая дорожка имеет свой номер. Дорожки с одинаковыми номерами, расположенные одна над другой на разных дисках образуют цилиндр. Дорожки на диске разбиты на секторы (нумерация начинается с единицы). Сектор занимает 571 байт: 512 отведено для записи нужной информации, остальные под заголовок (префикс), определяющий начало и номер секции и окончание (суффикс), где записана контрольная сумма, нужная для проверки целостности хранимых данных. Секторы и дорожки образуются во время форматирования диска. Форматирование выполняет пользователь с помощью специальных программ. На неформатированный диск не может быть записана никакая информация. Жесткий диск можно разбить на логические диски. Это удобно, поскольку наличие нескольких логических дисков упрощает структуризацию данных, хранящихся на жестком диске.

Читать еще:  Внешний жесткий диск назначение

Существует огромное количество разных моделей жестких дисков многих фирм, таких как Seagate, Maxtor, Quantum, Fujitsu и т.д. Для обеспечения совместимости винчестеров, разработаны стандарты на их характеристики, определяющие номенклатуру соединительных проводников, их размещение в переходных разъемах, электрические параметры сигналов. Распространенными являются стандарты интерфейсов IDE (Integrated Drive Electronics) или ATA и более продуктивные EIDE (Enhanced IDE) и SCSI (Small Computer System Interface). Характеристики интерфейсов, с помощью которых винчестеры связаны с материнской платой, в значительной степени определяют производительность современных жестких дисков.

Среди других параметров, которые влияют на быстродействие HDD следует отметить следующие:

  • скорость обращения дисков — в наше время выпускаются накопители EIDE с частотой обращения 4500-7200 об/мин, и накопители SCSI — 7500-10000 об/мин;
  • емкость кэш-памяти — во всех современных дисковых накопителях устанавливается кэш-буфер, ускоряющий обмен данными; чем больше его емкость, тем выше вероятность того, что в кэш-памяти будет необходимая информация, которую не надо считывать с диска (этот процесс в тысячи раз медленней); емкость кэш-буфера в разных устройствах может изменяться в границах от 64 Кбайт до 2Мбайт;
  • среднее время доступа — время (в миллисекундах), на протяжении которого блок головок смещается с одного цилиндра на другой. Зависит от конструкции привода головок и составляет приблизительно 10-13 миллисекунд;
  • время задержки — это время от момента позиционирования блока головок на нужный цилиндр до позицирования конкретной головки на конкретный сектор, другими словами, это время поиска нужного сектора;
  • скорость обмена — определяет объемы данных, которые могут быть переданы из накопителя к микропроцессору и в обратном направлении за определенные промежутки времени; максимальное значение этого параметра равно пропускной способности дискового интерфейса и зависит от того, какой режим используется: PIO или DMA; в режиме PIO обмен данными между диском и контроллером происходит при непосредственном участии центрального процессора, чем больше номер режима PIO, тем выше скорость обмена; работа в режиме DMA (Direct Memory Access) разрешает передавать данные непосредственно в оперативную память без участия процессора; скорость передачи данных в современных жестких дисках колеблется в диапазоне 30-60 Мбайт/с.

Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД)

НГМД или дисковод вмонтирован в системный блок. Гибкие носители для НГМД выпускают в виде дискет (другое название флоппи-диск). Собственно, носитель — это плоский диск со специальной, достаточно плотной пленкой, покрытой ферромагнитным слоем и помещенной в защитный конверт с подвижной задвижкой в верхней части. Дискеты используются, в основном, для оперативного переноса небольших объемов информации с одного компьютера на другой. Данные, записанные на дискете можно защитить от стирания или перезаписи. Для этого нужно передвинуть маленькую защитную задвижку в нижней части дискеты таким образом, чтобы образовалось открытое окошко. Для того, чтобы разрешить запись, эту задвижку следует переместить назад и закрыть окошко.

Лицевая панель дисковода выведена на переднюю панель системного блока, на ней расположены карман, закрытый шторкой, куда вставляют дискету, кнопка для вынимания дискеты и лампочка-индикатор. Дискета вставляется в дисковод верхней задвижкой вперед, ее нужно вставить в карман накопителя и плавно продвинуть вперед до щелчка. Правильное направление вставления дискеты помечено стрелкой на пластиковом корпусе. Чтобы вынуть дискету из накопителя, нужно нажать на его кнопку. Световой индикатор на дисководе показывает, что устройство занято (если лампочка горит, вынимать дискету не рекомендуется). В отличие от жесткого диска, диск в НГМД приводится во вращение только при команде чтения или записи, в другое время он находится в покое. Головка чтения-записи во время работы механически контактирует с поверхностью дискеты, что приводит к быстрому изнашиванию дискет.

Как и в случае жесткого диска, поверхность гибкого диска разбивается на дорожки, которые в свою очередь разбиваются на секторы. Секторы и дорожки получаются во время форматирования дискеты. Сейчас дискеты поставляются отформатироваными.

Основными параметрами дискеты является технологический размер (в дюймах), плотность записи и полная емкость. По размерам различают 3,5-дюймовые дискеты и 5,25-дюймовые дискеты (сейчас уже не используются). Плотность записи может быть простой SD (Single Density), двойной DD (Double Density) и высокой HD (High Density). Стандартная емкость 3,5-дюймовой дискеты — 1,44 Мбайт, возможно использование дискет емкостью 720 Кбайт. В настоящее время стандартом являются дискеты размером 3,5 дюйма, высокой плотности HD, имеющие емкость 1,44 Мбайта.

Во время пользования дискетой следует придерживаться таких правил:

  • не касаться рабочей поверхности дискеты;
  • не выгибать дискету;
  • не снимать металлическую задвижку, загрязненная дискета может повредить головки ;
  • сохранять дискеты подальше от источника магнитных полей;
  • перед использованием проверить дискету на наличие вирусов с помощью антивирусной программы.

Дата добавления: 2015-09-18 ; просмотров: 964 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector