Оперативная память (ОЗУ- RAM )

Предназначена для кратковременного хранения данных. Является энергозависимой. Удобство в том, что она сохраняет определенные данные, к которым в процессе работы обращается процессор.

Типы: статическая (SRAM) и динамическая (DRAM).

Статическая конструируется с использованием D-триггеров, работает довольно быстро и такой тип ОЗУ используется в качестве кэш-памяти второго уровня.

В динамическом ОЗУ триггеры не используются. Оно представляет собой массив ячеек, в каждой из которой размещается транзистор и конденсатор. Одна ячейка хранит один бит информации (статическому ОЗУ для хранения одного бита требуется 6 транзисторов). Так как конденсатор способен разряжаться, то в заряженном состоянии он хранит логическую единицу, а в разряженном – ноль.

Развитие оперативной памяти происходило по схеме: SRAM - DRAM – SDRAM – DDR - DDR2 - DDR3

Модификация DDR предполагает удвоенную скорость записи и считывания.

Постоянная память

Представлена ПЗУ (ROM). Предназначена для хранения некоторой постоянной информации: специализированных программ запуска, обслуживания компьютера, диагностики тестирования устройств и т.д.

Первоначально ПЗУ было неизменяемо. Дальнейшим развитием являлось перепрограммируемое ПЗУ (PROM), которое можно было программировать в условиях эксплуатации. Далее появились стираемые программируемые ПЗУ (EPROM) – стирать данные с него можно, используя специальное устройство, формирующее жесткое ультрафиолетовое излучение. Далее возникли электронно-программируемые ПЗУ (EEPROM) – можно стирать и записывать данные без использования дополнительных устройств. Наиболее современная версия EEPROM – Flash-память – перепрограммируемая постоянная память, является энергозависимой, основная микросхема – BIOS (базовая система ввода-вывода).

Роль BIOS – это неотъемлемый элемент архитектуры с одной стороны и важный модуль операционной системы с другой стороны.

BIOS содержит совокупность программ, предназначенных для тестирования устройств при включении питания компьютера и загрузки операционной системы.

CASH -память

Это буферная недоступная для пользователя быстродействующая память, автоматически используемая процессором для ускорения операций над данными. Необходимость в ней заключается в том, что оперативная память, к которой процессор обращается, работает намного медленнее, чем он, поэтому задача кэша заключается в том, чтобы хранить данные, которые могут понадобиться процессору в ближайшие такты работы.

Среднее время доступа к кэшу:

t_дост = с + (1-h) m

с – время доступа; m – время доступа к основной памяти; h – коэффициент кэш-попаданий (h=(k-1)/k); k – число обращений к быстрой кэш-памяти при k считывании слова; 1- h – количество кэш-промахов.

Если h стремится к 1, то t_дост стремится к с; если h стремится к 0, то t_дост стремится к с+m.

Уровни кэш-памяти:

1) Располагается внутри процессора

2) Располагается на материнской плате

3) Для ускорения операций с дисковой памяти (жесткие диски).

Внешние устройства

Все внешние устройства делятся на: внешние запоминающие устройства (ВЗУ) или внешняя память ПК; диалоговые средства пользователя (видеомониторы и устройства речевого ввода-вывода информации); устройства ввода информации; устройства вывода информации; средства связи и телекоммуникации.

Внешняя память используется для долговременного хранения информации.

Магнитные диски

Состоит из нескольких пластин (алюминиевых или стеклянных поверхностей) покрытых магнитным слоем. Каждый диск содержит намагниченные дорожки, которыми называются круговые последовательности битов, записанных на диск за один полный оборот. Каждая дорожка делится на секторы фиксированной длины, содержащие преамбулу, область данных и код исправления ошибок. Преамбула позволяет головке синхронизироваться перед чтением записи, а код исправления ошибок помогает исправлять множественные ошибки чтения записи. Между секторами есть межсекторный интервал. Дорожка – это не углубление, а намагниченная область.

Винчестер - герметично закрытый жесткий диск.

Диски CD - ROM

Компакт-диск изготавливается с помощью мощного инфракрасного лазера, который в специальном стеклянном мастер-диске выжигает отверстие. По этому мастер-диску делается шаблон с выступами в тех местах, где лазер прожег отверстие. В шаблон вводится жидкая смола, а при застывании получается компакт-диск. Затем наносится тонкий слой алюминия, который покрывается защитным слоем. Отверстия в нижнем слое называются лунками, а ровные поверхности – площадками.

R и RW отличаются тем, что в RW вещество, составляющее нижний слой, способно менять свое фазовое состояние, а в R – нет.

DVD -диски

DVD – цифровой многофункциональный диск. Различия с компакт-дисками: используется красный лазер; меньший объем лунок и более плотная спираль.

Blu-Ray – преемник DVD, но вместо красного лазера используется синий, за счет чего повышается точность записи.

Флэш-накопитель

Составляющие: nand-память; контроллер; стабилизатор; кварцевый резонатор.

Nand-память – энергозависимая память. На этой микросхеме хранится вся записываемая информация.

Контроллер – микросхема, служащая для управления nand-памятью.

Устройства ввода-вывода

Устройства ввода: клавиатура; манипуляторы (мышь, световое перо, джойстик); диджитайзер; сканер; сенсорный экран; система распознавания речи; сенсорные датчики; графические планшеты, устройство видео захвата.

Устройства вывода: монитор; принтер; плоттер; наушники, колонки.

Устройства сопряжения: адаптеры (устройства, позволяющие соединять периферийные устройства с компьютером) и контроллеры.

                                        Контроллеры (не только для сопряжения)

Устройство вывода.

Сканеры: ручной, планшетный, листовой, сканер штрих-кода, барабанный, сканер форм.

Сканер – устройство ввода, осуществляющее цифрование исходного изображения и создание файла его образа.

Основная характеристика – разрешающая способность, измеряется в точках на дюйм и представляет собой количество точек, одновременно оцифровываемых сканером.

Ручной сканер – наиболее дешевые и удобные в переносе сканеры, обеспечивающие нормальный уровень качества получаемого изображения. Имеет ряд недостатков: узкая полоса сканирования; снижение качества за счет вибрации передвигающей ручки; недостаточное разрешение; хорошо применимы для сканирования текста, а не картинок; не имеет движущихся частей. Разновидность: сканер штрих-кодов.

Планшетный сканер – представляет собой планшеты разных форматов. Имеет подвижный сканирующий элемент и обеспечивает хорошее качество сканирования. Изображение подается сверху. Можно отсканировать любой объект. По сравнению с остальными имеет высокую скорость сканирования.

Листовой сканер – позволяет за одну операцию сканировать один лист бумаги стандартного формата. Блок сканирования неподвижен, а бумага протягивается через него с помощью специальных валиков. Хорошее качество и высокая скорость. Невозможно отсканировать ничего, кроме листа бумаги. Разновидности – сканеры форм, которые позволяют сканировать стандартные форма документов (опросники, анкеты). Высокая скорость подачи документов. Есть лоток для пачки документов, что автоматизирует процесс.

Барабанный сканер – обеспечивает наибольшее разрешение сканирования и качество изображения. Позволяет сканировать с прозрачных материальных носителей (слайды, негативы, пленки). Считывающий элемент расположен неподвижно, изображение закрепляется на барабане. Высокая скорость действия.

Клавиатура

Устройство, предназначенное для ввода циферно-буквенной информации. Каждый клавиша имеет свой код. Воспринимает механическое нажатие клавиш и преобразует их в двоичный код, индивидуальный для каждой клавиши. При нажатии клавиши клавиатура посылает процессору сигнал прерывания и заставляет его переключиться на ввод информации. Имеет собственный буфер памяти, в котором запоминается, какая клавиша была нажата. Всякая клавиатура имеет контроллер, как устройство управления, который опрашивает клавиатуру на готовность, осуществляет взаимодействие с центральным процессором, проводит внутреннюю диагностику неисправностей.

Функционирующие блоки: алфавитно-цифровой, блок управляющих клавиш, блок навигации, блок дополнительной цифровой клавиатуры.

5блоков: 1.Клав-пишушей машинки 2.Служеб клавиши 3.Доп. клавиши управления курсором 4.Малая цифровая клавиатура.