Динамическая память (Dynamic RAM)

Динамическая память — Dynamic RAM — получила свое название от принципа действия ее запоминающих ячеек, которые выполнены в виде конденсаторов, образованных элементами полупроводниковых микросхем.

При отсутствии обращения к ячейке со временем за счет токов утечки конденсатор разряжается и информация теряется, поэтому такая память требует периодической подзарядки конденсаторов (обращения к каждой ячейке).

Совокупность ячеек DRAM образуют условный «прямоугольник», состоящий из определённого количества строк и столбцов. Один такой «прямоугольник» называется страницей, а совокупность страниц называется банком.

Достоинства:

· Память типа DRAM, в силу своей технологии, имеет гораздо большую плотность размещения данных, чем SRAM.

· DRAM гораздо дешевле SRAM,

Недостатки:

· невысокое быстродействие

· необходимость в постоянной регенерации данных.

 

(https://portal.tpu.ru/SHARED/a/ALEX1479/study/dis1_mpt/Tab4/Лекция%209.pdf)

18. Физическая и виртуальная память.

Под физической памятью понимается фактическое ОЗУ системы, подключенной к материнской плате, но виртуальная память - это метод управления памятью, который позволяет пользователям выполнять программы, большие, чем фактическая физическая память.

Смысл виртуальной памяти заключается в том, что каждый процесс выполняется в собственном виртуальном адресном пространстве. Виртуальное адресное пространство — все адресное пространство принадлежит только процессу. Виртуальная память может значительно превышать физическую. В результате процессы становятся изолированными друг от друга и не имеют доступа к соседним адресным пространствам.

 

19. Интерфейсы периферийных устройств.

Интерфейс периферийных устройств служит для подключения к системному интерфейсу ЭВМ различных по принципу действия периферийных устройств (накопители на жестких магнитных дисках, принтеры, сканеры, клавиатура и др.)

 

20. Магнитные носители.

Виды:

· Магнитная лента

· Магнитные диски (жесткий диск (винчестер), дискета)

· Пластиковые карты

Магнитная цифровая запись может производиться либо по трем уровням, либо по двум.
Запись по трем уровням - на предварительно стертую ленту единица пишется импульсом одной полярности, ноль другой. Достоинство этого вида записи - самосинхронизация, каждый бит дает импульс при чтении (точнее, при чтении обычной магнитной головкой - два импульса разной полярности, но они легко преобразуются в один интегрирующей цепочкой из одного резистора и одного конденсатора). 1 или 0 - определяется полярностью импульса.
Запись по двум уровням - одному направлению намагниченности носителя присваивается (условно) значение 0, другому 1. Запись ведется намагничиванием носителя до насыщения в одном из двух направлений.
Запись по трем уровням требует предварительного стирания перед записью, что усложняет устройство, и амплитуда импульсов при чтении у нее вдвое меньше, чем при записи по двум уровням. Поэтому очень скоро то записи по трем уровням отказались.

(https://pogorily.livejournal.com/188439.html)

 

21. Оптические носители.

Оптический диск — собирательное для носителейинформации, выполненных в виде дисков, чтение с которых ведётся с помощью оптического (лазерного) излучения.

CD-R были первыми среди записываемых оптических носителей с возможностью записи только один раз. Другая ситуация с дисками CD, DVD и Blu-ray, обладающими перезаписывающей функцией.

Три вышеперечисленных типа лазерных дисков так же можно классифицировать по их форматам:

1. Диски CD-R, CD-RW — одинаковы по объему (до 700; бывает 800Мб, но такие диски читаются не всеми устройствами). Разница, что CD-R – одноразовый записываемый диск, а CD-RW – многоразовый.

2. Диски формата DVD-R, DVD+R, а также DVD-RW – разница в возможности многократной перезаписи дисков DVD-RW, а в остальном параметры одинаковы. 4,7 Гб – объем стандартного диска DVD и 1,4Гб – объем DVD диаметром 8 см.

3. DVD-R DL, DVD+R DL – диски двухслойные, которые могут вмещать информацию 8,5Гб.

4. Форматы BD-R — Blu-ray диски однослойные, объемом 25 Гб и BD-R DL — Blu-ray диски двухслойные, объемом в 2 раза больше.

5. Форматы BD-RЕ, BD-RЕ DL Blu-ray диски – перезаписываемые, до 1000 раз.

 Структура всех оптических носителей многослойна.

· Основа каждого – подложка. Она выполнена из поликарбоната, материала устойчивого к различным внешним воздействиям окружающей среды. Материал этот прозрачный и бесцветный.

· Далее следует рабочий слой. У записываемых и перезаписываемых дисков он отличается по своему составу. У первых – это органический краситель, у вторых спец-сплав, меняющий фазовое состояние.

· Затем отражающий. Он служит для отражения луча лазера, и в его состав могут входить алюминий, золото или серебро.

· Четвертый – защитный слой. Защитным слоем, представляющим собой твердый лак, покрываются только диски CD и Blu-ray.

· Последний – этикетка. Так называют верхний слой лака, способный быстро впитывать влагу. Именно благодаря ему, все чернила, попадающие на поверхность диска в процессе печати, быстро высыхают.

Способы записи диска

· Запись при промышленном выпуске дисков называется штамповкой. Таким способом в большом количестве выпускаются диски с записью музыки, кинофильмов, компьютерных игр. Вся информация, которая попадает на диск при штамповке, представляет собой множество мельчайших углублений.

· Запись диска в бытовых условиях происходит при помощи лазерного луча. Ее еще называют «прожиг» или «нарезка».

Все оптические носители имеют дорожку в виде спирали, идущую из самого центра к краю диска. Именно по этой дорожке лазерный луч записывает информацию. Пятна, образуемые при «прожиге» лазерным лучом, называются «питы». Области поверхности, которые остались нетронутыми, называются «лэнды». В соответствии с языком двоичной системы 0 – это «пит», а 1 – это «лэнд». Когда диск начинает воспроизводиться, лазер считывает с него всю информацию.

«Питы» и «лэнды» имеют различную отражающую способность, следовательно, все темные и светлые области диска привод легко различает. А это и есть та самая последовательность из единиц и нулей, присущая всем физическим файлам.
22. Организация дисковой памяти.

Дисковое устройство – основной тип внешней памяти, состоит из нескольких дисков, находящихся на общем приводе. Данные на дорожках записываются последовательно. Для отделения одной записи от другой используются флаги.

Время доступа определяется рядом факторов:

1. позиционирование (установка на нужную дорожку)

2. переключение на нужную дорожку

3. ожидание, пока нужная запись окажется под головкой чтения.

4. передача данных. Скорость передачи зависит от скорости вращения и плотности записи.

Скорость обработки компьютера зависит от скорости работы дисков.

Монтированный том. В системе появляется новый том. Сняли – означает удаление этого объекта из системы. ОС должна обслуживать операции с томами. Тома определенным образом организуются.

Физическая организация дискового тома.

Несмотря на то, что во многих системах тома не снимаются, для наглядности в других используются тома.

Логическая организация дискового тома.

На томе может находится некоторое количество файлов. Организация тома – это хранилище файлов.

Дисковый том должен иметь:

1. имя

2. метки тома – это физически фиксированное место, в него входят имя и атрибуты. Эту метку Ос может читать и распознавать.

ОС отслеживает тома по меткам. Существуют команды, которые ОС может понимать (монтировать, демонтировать).

Оглавление тома – это таблица, которая должна устанавливать связь между именем файла и его местоположением.

Каталог можно связать с отдельным томом и со всей системой. Наличие каталога на дисковом томе дает возможность доступа к файлу на томе. Наличие каталога на дисковом томе дает возможность доступа к файлу.

Оглавление является файлом и может располагаться:

1. на фиксированном месте диска;

2. в любом месте на диске – используется в IBM PC.

<имя> оглавление (адрес)  оглавление целесообразно располагать в середине тома.

<метка тома>адрес оглавление <имя> Если работать со сменными томами, то при установке нового тома появляется новое оглавление, при демонтировании тома часть оглавления удаляется.

В процессе форматирования диска, кроме физического, осуществляется и логическое форматирование, при котором создается логическая структура диска. Под логической структурой подразумевается разделение общего дискового пространства (секторов) диска на фиксированные области для различных целей – запись начальной загрузки, таблица распределения дискового пространства, основной каталог и область для данных. При форматировании в эти области записывается определенная информация – закладывается основа файловой структуры диска.

+Поскольку сектор – основная физическая единица, участвующая в любой дисковой операции, нужно прежде всего знать, как идентифицируется (адресуется) каждый отдельный сектор диска. Адрес включает в себя: С – цилиндр; Н – поверхность (головка); R –запись -CHR(S).

Нумерация дорожек и поверхностей начинается с нуля (самая внешняя дорожка, верхняя поверхность). Нумерация секторов начинается с 1. ДОС, как надстройка над BIOS, использует более удобный способ адресования – секторы пронумерованы последовательно от периферии к центру и сверху вниз. Нумерация начинается с 0 – это сектор 1 на поверхности 0 и дорожке 0 согласно нумерации BIOS. Все операции ДОС с дисками и некоторые вспомогательные программы используют этот способ адресации. Специальный модуль ДОС преобразует этот адрес в соответствии с требованиями BIOS, когда передает ему запрос на выполнение дисковой операции.