رم کامپیوتر. حافظه کامپیوتر - هایپر مارکت دانش

کامپیوتر دارای چندین سطح، انواع حافظه است. مهم ترین انواع حافظه برای عملکرد یک کامپیوتر، حافظه با دسترسی تصادفی (RAM) و حافظه خارجی (VP) است.

رمیک دستگاه رایانه ای نامیده می شود که برای ذخیره برنامه های در حال اجرا در زمان فعلی و همچنین تمام داده های لازم برای اجرای آنها طراحی شده است.

پردازنده کامپیوتر دسترسی مستقیم داردبه تمام اطلاعاتی که در رم وجود دارد و به همین دلیل است که برنامه های موجود در رم توسط پردازنده قابل اجرا هستند و داده های موجود در رم توسط این برنامه ها قابل پردازش هستند.

رم نیز نامیده می شود قابل آدرس دهی مستقیمحافظه، حافظه دسترسی مستقیمو نشان دهند رم(حافظه دسترسی تصادفی). برای RAM از برخی نام ها و نام های دیگر نیز استفاده می شود: حافظه دسترسی تصادفی(رم)، رم اصلی(OOP)، فقط حافظه اصلی(OP).

حداکثر ممکنمقدار RAM که گاهی اوقات به آن اشاره می شود فضای آدرس،و مقدار حافظه در حقیقتموجود در دستگاه هستند ویژگی های ضروریاین مدل به عنوان یک کل و یک کپی خاص از کامپیوتر است. فضای آدرس یک مقدار ثابت برای یک مدل معین است، در حالی که مقدار واقعی RAM ممکن است برای نمونه های مختلف متفاوت باشد، اما نمی تواند بیشتر از فضای آدرس برای یک مدل معین باشد. برای جدیدترین مدل های کامپیوترهای شخصی خانواده IBM PC، حداکثر مقدار رم ممکن 64 گیگابایت است.

ویژگی های متمایز حافظه با دسترسی تصادفی نوسان و هزینه نسبتاً بالا آن است. فرار به این معنی است که وقتی منبع تغذیه کامپیوتر خاموش می شود، تمام اطلاعات ذخیره شده در RAM به طور غیر قابل برگشتی از بین می رود.

علاوه بر RAM، یک رایانه شخصی شامل یک حافظه نهان مرتبط، یا به سادگی یک حافظه پنهان (حافظه پنهان - یک سهام، یک انبار مخفی یا پول نقد، پول جیبی، یعنی پولی است که همیشه "در دست" است) نیز وجود دارد. این یک حافظه فوق‌العاده سریع با حجم نسبتاً کوچک، تا 1-2 مگابایت است. از نظر ساختار و اصل عملکرد، کش هیچ تفاوتی با حافظه اصلی ندارد. با این حال، سرعت انتقال داده هنگام تبادل با حافظه نهان بسیار بیشتر از تبادل با رم است، اما هزینه بیشتری نیز دارد. کش به عنوان یک پیوند میانی بین پردازنده و RAM استفاده می شود که فراهم می کند افزایش سرعت محاسبات

حافظه خارجی

حافظه خارجی به گروهی از دستگاه ها گفته می شود که برای ذخیره سازی طولانی مدت حجم زیادی از اطلاعات - برنامه ها و داده ها طراحی شده اند.

علیرغم اینکه در واقع این دستگاه ها در داخل کیس رایانه شخصی قرار دارند، از آنجایی که از نظر تاریخی توسعه یافته است، از اصطلاح "حافظه خارجی" برای اشاره به آنها استفاده می شود.

یک پردازنده، یعنی دستگاهی که پردازش داده های مشخص شده توسط برنامه را فراهم می کند، دسترسی مستقیم نداردبه حافظه خارجی بنابراین برنامه ای که در حافظه خارجی قرار دارد را نمی توان در آن اجرا کرد و به هیچ وجه نمی توان داده ها را پردازش کرد. این تفاوت عملکردی اصلی بین حافظه خارجی و RAM است. در حافظه خارجی، برنامه ها و داده ها در حالت "بیکار" ذخیره می شوند، در حالی که در برنامه های آنلاین و داده ها در حین اجرا (و فقط در حین اجرا) برنامه ها ذخیره می شوند. برای اجرای هر برنامه، ابتدا باید "آن را از انبار بگیرید" - آن را در یک دستگاه خارجی پیدا کنید و به RAM منتقل کنید، جایی که می توان آن را اجرا کرد. به همین ترتیب، برای پردازش داده هایی که به صورت فیزیکی در حافظه خارجی هستند، ابتدا باید به رم منتقل شوند.

انتقال یک برنامه از حافظه خارجی به رم را بارگذاری برنامه و شروع شروع) اجرای آن را شروع برنامه یا انتقال کنترل به این برنامه می نامند. :

مهم ترین ویژگی حافظه خارجی عدم فرار آن است. یعنی اطلاعات در آن ذخیره می شود. هر چهبرق کامپیوتر روشن یا خاموش باشد. علاوه بر این، حافظه خارجی بسیار ارزان تر است و حجم قابل توجهی در مقایسه با RAM دارد. .

می توانید چندین هارد دیسک را در رایانه خود قرار دهید. اما در عمل، یک کامپیوتر شخصی اغلب تنها به یک هارد دیسک مجهز است. برای راحتی سازماندهی کار با داده ها، این امکان وجود دارد حضور را شبیه سازی کنیدبه عنوان بخشی از یک رایانه از چندین هارد دیسک، دیسک موجود در رایانه را به یک ردیف تقسیم می کند توطئه ها،هر یک از آنها مثل یک فرد مستقل رفتار می کنددیسک چنین بخش هایی از یک دیسک واقعی معمولاً منطقی نامیده می شوند دیسک ها

هر یک از درایوهای دیسک همراه با رایانه شخصی دارای نام خاص خود است که از یک حرف الفبای انگلیسی و یک دو نقطه تشکیل شده است. به طور معمول، یک کامپیوتر شامل یک درایو فلاپی دیسک است که همیشه A: نامیده می شود. یک هارد دیسک، صرف نظر از اینکه فلاپی درایو وجود دارد یا نه، همیشه C : نامیده می شود. اگر رایانه شما دارای هارد دیسک های واقعی یا منطقی اضافی، درایوهای CD-ROM، CD-R، CD-RW یا DVD است، از حروف الفبای الفبای انگلیسی زیر برای تعیین آنها استفاده می شود - D :، E :، F: و غیره . .d.

CPU

پردازنده دستگاه اصلی کامپیوتر است که پردازش داده های مشخص شده توسط یک برنامه را فراهم می کند.

از نظر فیزیکی، ریزپردازنده یک کریستال سیلیکونی با مساحت کل 1-3 سانتی متر مربع است که با استفاده از یک فناوری خاص ایجاد شده است. این کریستال حاوی تعداد زیادی عنصر منطقی معادل ترانزیستورها است.عملکردهای اصلی یک پردازنده از دو جزء تشکیل شده است. اقدامات واقعیبرای پردازش داده ها و کنترل جریانچنین اقداماتی پردازنده یک کامپیوتر "توانا" مجموعه خاصی از ساده ترین و ابتدایی ترین عملیات پردازش اطلاعات را انجام می دهد. کل مجموعه اقداماتی که می تواند توسط یک پردازنده انجام شود، مجموعه دستورات آن پردازنده نامیده می شود.

توالی خاصی از دستورالعمل های ماشین که فرم های پردازش اطلاعات لازم را فراهم می کند برنامه،در سطح زبان ماشین نوشته شده است.

در قالب دستورالعمل های ماشینی بود که برنامه نویسانی که با ماشین های نسل اول کار می کردند باید برنامه نویسان خود را بنویسند. «سپس زبان‌های الگوریتمی خاصی مانند Fortran، Algol-60، Pascal، C و تعدادی دیگر توسعه یافتند. الگوریتم‌های حل مشکلات پردازش داده در این زبان‌ها به شکلی نوشته می‌شوند که برای انسان آشناتر باشد. از کلمات و نمادهای خاص انتخاب شده که تمام خصوصیات لازم را برای الگوریتم فراهم می کند (بی ابهام بودن، متناهی بودن و غیره) به الگوریتمی که به یکی از زبان های الگوریتمی نوشته می شود برنامه نیز می گویند. سپس برنامه های ویژه - مترجم (ترجمه) ) - ترجمه خودکار متن الگوریتم به زبان ماشین، تا سطح کدهای باینری. برنامه ماشین حاصل از قبل می تواند توسط پردازنده اجرا شود.

برای سرعت بخشیدن به اجرای دستورالعمل های ماشین، پردازنده نوع دیگری از حافظه را فراهم می کند - ثبات. رجیستر وسیله ای برای ذخیره سازی کوتاه مدت اطلاعات در حین پردازش است. یک بار دیگر توجه شما را به این نکته جلب می کنیم که رجیسترها بخشی از پردازنده هستند،به جای تشکیل یک دستگاه جداگانه. یک ثبات می تواند یک یا چند کاراکتر، یک عدد، یک کد دستورالعمل ماشین یا برخی آدرس حافظه را ذخیره کند. ثبات ها سریع ترین شکل حافظه هستند، اما پردازنده تنها چند ده ثبات دارد.

طرح اجرای برنامه توسط پردازنده بسیار ساده است. پردازنده نیز به نوبه خود (با اولین مورد شروع می شود) دستورالعمل های دستگاه را که برنامه را تشکیل می دهند از RAM انتخاب می کند (می خواند).

پس از خواندن دستور بعدی، پردازنده با کد خود تعیین می کند که کدام عمل باید انجام شود (جمع، ضرب، مقایسه و غیره) و داده هایی را که باید پردازش شوند (که عملکرد مشخص شده روی آن باید انجام شود) باید از کجا بدست آورد. سپس داده های مشخص شده از حافظه اصلی یا رجیستر خوانده شده و عمل مورد نظر بر روی آنها انجام می شود. در مرحله بعد، پردازنده، اگر در دستور مشخص شده باشد، می نویسد نتیجهپردازش به حافظه اصلی یا ثبت. پس از آن، چرخه اجرای دستور تکرار می شود - دوباره خواندن دستور بعدی از RAM، رمزگشایی آن، انجام اقدامات، نوشتن نتیجه و غیره. این چرخه پردازنده تا زمانی انجام می شود که دستور خاصی در برنامه شناسایی شود که به پردازنده دستور می دهد. برای توقف اجرای این برنامه

پردازنده های کامپیوتری با تعدادی پارامتر مشخص می شوند. اصلی ترین آنها فرکانس ساعت و طول کلمه ماشین است. تعداد پالس های ساعت تولید شده توسط مولد ساعت در ثانیه نامیده می شود فرکانس ساعتکامپیوتر.

سرعت کلاک پردازنده های مختلف می تواند بسیار متفاوت باشد. پردازنده هر دستور ماشین برنامه را در تعداد معینی از چرخه ها اجرا می کند. هر چه سرعت ساعت بیشتر باشد، کامپیوتر سریعتر کار می کند. در حال حاضر، رایانه های شخصی با سرعت ساعت تا چندین گیگاهرتز کار می کنند. می‌توان انتظار داشت در آینده نزدیک ریزپردازنده‌هایی با فرکانس ساعت ۱۰ گیگاهرتز ظاهر شوند. با این حال، لازم به ذکر است که بر اساس برآوردهای نظری، ریزپردازنده های ساخته شده بر اساس رویکردهای تکنولوژیک مدرن قادر به تجاوز از فرکانس های 30-40 گیگاهرتز نخواهند بود.

پس از مطالعه این مبحث، خواهید آموخت:

حافظه کامپیوتر چیست و چه ارتباطی با حافظه انسان دارد.
- ویژگی های حافظه چیست؟
- چرا حافظه رایانه به داخلی و خارجی تقسیم می شود.
- ساختار و ویژگی های حافظه داخلی چیست.
- رایج ترین انواع حافظه های خارجی کامپیوتر چیست و هدف آنها چیست.

هدف و ویژگی های اصلی حافظه

در فرآیند کار کامپیوتر، برنامه ها، داده های اولیه و همچنین نتایج میانی و نهایی باید در جایی ذخیره شده و بتوان به آنها مراجعه کرد. برای این کار رایانه دارای وسایل ذخیره سازی مختلفی است که به آنها حافظه می گویند. اطلاعات ذخیره شده در دستگاه حافظه نمادهای مختلف (اعداد، حروف، علائم)، صداها، تصاویر رمزگذاری شده با اعداد 0 و 1 را نشان می دهد.

حافظه کامپیوتر مجموعه ای از وسایل برای ذخیره اطلاعات است.

در روند توسعه فناوری رایانه، افراد به طور داوطلبانه یا غیرارادی سعی در طراحی و ایجاد وسایل فنی مختلف برای ذخیره اطلاعات در تصویر و شباهت حافظه خود داشتند. برای درک بهتر هدف و قابلیت های دستگاه های مختلف ذخیره سازی کامپیوتری، می توان قیاسی با نحوه ذخیره اطلاعات در حافظه انسان ترسیم کرد.

آیا شخص می تواند تمام اطلاعات دنیای اطراف خود را در حافظه خود ذخیره کند و آیا به آن نیاز دارد؟ به عنوان مثال، چرا نام تمام شهرها و روستاهای منطقه خود را به خاطر بسپارید، در صورت لزوم، می توانید از نقشه منطقه استفاده کنید و هر چیزی را که به آن علاقه دارید پیدا کنید؟ نیازی به یادآوری قیمت بلیط قطار برای مسیرهای مختلف نیست، زیرا خدمات ارجاعی برای این امر وجود دارد. و چه تعداد جداول ریاضی مختلف وجود دارد که مقادیر برخی از توابع پیچیده در آنها محاسبه می شود! در جستجوی پاسخ، همیشه می توانید به کتاب مرجع مربوطه مراجعه کنید.

اطلاعاتی که شخص دائماً در حافظه داخلی خود ذخیره می کند در مقایسه با اطلاعات متمرکز شده در کتاب ها، فیلم ها، نوارهای ویدئویی، دیسک ها و سایر حامل های مواد دارای حجم بسیار کمتری است. می توان گفت که حامل های موادی که برای ذخیره اطلاعات استفاده می شوند، حافظه خارجی فرد را تشکیل می دهند. برای استفاده از اطلاعات ذخیره شده در این حافظه خارجی، شخص باید زمان بسیار بیشتری را نسبت به زمانی که در حافظه خود ذخیره می کرد، صرف کند. این نقطه ضعف با این واقعیت جبران می شود که حافظه خارجی به شما امکان می دهد اطلاعات را برای مدت طولانی خودسرانه ذخیره کنید و برای بسیاری از افراد قابل استفاده است.

روش دیگری برای ذخیره اطلاعات توسط شخص وجود دارد. نوزاد تازه متولد شده از قبل دارای ویژگی های بیرونی و تا حدی شخصیتی است که از والدین به ارث رسیده است. این به اصطلاح حافظه ژنتیکی است. یک نوزاد تازه متولد شده می تواند کارهای زیادی انجام دهد: نفس می کشد، می خوابد، می خورد... یک متخصص زیست شناسی در مورد رفلکس های بدون قید و شرط به یاد می آورد. این نوع حافظه داخلی انسان را می توان ثابت و بدون تغییر نامید.

یک اصل مشابه برای اشتراک گذاری حافظه در رایانه استفاده می شود. تمام حافظه های کامپیوتر به دو دسته حافظه داخلی و خارجی تقسیم می شوند. مانند حافظه انسان، حافظه داخلی رایانه سریع است، اما اندازه آن محدود است. کار با حافظه خارجی به زمان بسیار بیشتری نیاز دارد، اما به شما امکان می دهد تا مقدار تقریباً نامحدودی از اطلاعات را ذخیره کنید.

حافظه درونی از چندین بخش تشکیل شده است: RAM، حافظه پایدار و حافظه کش. این به این دلیل است که برنامه های مورد استفاده توسط پردازنده را می توان به طور مشروط به دو گروه تقسیم کرد: استفاده موقت (جاری) و دائم. برنامه ها و داده های وام فقط تا زمانی که رایانه روشن است در حافظه رم و حافظه پنهان ذخیره می شوند. پس از خاموش شدن، بخشی از حافظه داخلی که برای آنها اختصاص داده شده است، به طور کامل پاک می شود. قسمت دیگری از حافظه داخلی که به آن حافظه دائمی می گویند غیر فرار است یعنی برنامه ها و داده های نوشته شده در آن همیشه بدون توجه به روشن یا خاموش بودن کامپیوتر ذخیره می شوند.

حافظه خارجی کامپیوتر، بر اساس قیاس با نحوه ذخیره‌سازی اطلاعات در کتاب‌ها، روزنامه‌ها، مجلات، روی نوارهای مغناطیسی و غیره، می‌تواند بر روی حامل‌های مواد مختلف نیز سازماندهی شود: روی دیسک‌های فلاپی، روی دیسک‌های سخت، روی نوارهای مغناطیسی، روی دیسک‌های لیزری. دیسک های فشرده).

طبقه بندی انواع حافظه کامپیوتر بر اساس هدف در شکل 18.1 نشان داده شده است.

بیایید ویژگی ها و مفاهیم مشترک در همه انواع حافظه را در نظر بگیریم.

دو عملیات مشترک با حافظه وجود دارد - خواندن (خواندن) اطلاعات از حافظه و نوشتن آن در حافظه برای ذخیره سازی. آدرس ها برای اشاره به مناطق حافظه استفاده می شود.

هنگامی که یک قطعه اطلاعات از حافظه خوانده می شود، یک کپی از آن به دستگاه دیگری منتقل می شود، جایی که اقدامات خاصی با آن انجام می شود: اعداد در محاسبات شرکت می کنند، کلمات هنگام ایجاد یک متن استفاده می شوند، ملودی از صداها ایجاد می شود و غیره. پس از خواندن، اطلاعات ناپدید نمی شوند و در همان قسمت حافظه ذخیره می شوند تا زمانی که اطلاعات دیگری به جای آن نوشته شود.

برنج. 18.1. انواع حافظه کامپیوتر

هنگام ضبط (ذخیره)تکه های اطلاعات، داده های قبلی ذخیره شده در این مکان پاک می شود. اطلاعات تازه ثبت شده تا زمانی که دیگری به جای آن نوشته شود ذخیره می شود.

خواندن و نوشتن عملیاترا می توان با روش های تولید مثل و ضبط که در زندگی روزمره با یک ضبط کاست معمولی با آنها آشنا هستید مقایسه کرد. وقتی به موسیقی گوش می دهید، اطلاعات ذخیره شده روی نوار را می خوانید. در این حالت، اطلاعات روی نوار ناپدید نمی شوند. اما پس از ضبط یک آلبوم جدید از گروه راک مورد علاقه خود، اطلاعاتی که قبلاً روی نوار ذخیره شده بود پاک می شود و برای همیشه از بین می رود.

خواندن (خواندن) اطلاعات از حافظه - فرآیند به دست آوردن اطلاعات از یک منطقه حافظه در یک آدرس معین.

ضبط (ذخیره) اطلاعات در حافظه - فرآیند قرار دادن اطلاعات در حافظه در یک آدرس ذخیره داده شده.

راه دسترسی به دستگاه حافظه برای خواندن یا نوشتن اطلاعات دسترسی نامیده می شود. با این مفهوم، پارامتر حافظه ای مانند زمان دسترسی یا عملکرد حافظه مرتبط است - زمان لازم برای خواندن از حافظه یا نوشتن حداقل بخشی از اطلاعات در آن. بدیهی است که برای بیان عددی این پارامتر از واحدهای زمانی: میلی ثانیه، میکروثانیه، نانوثانیه استفاده می شود.

زمان دسترسی یا سرعت حافظه - زمان مورد نیاز برای خواندن از حافظه یا نوشتن حداقل بخشی از اطلاعات در آن.

یکی از ویژگی های مهم هر نوع حافظه، حجم آن است که به آن ظرفیت نیز می گویند. این پارامتر حداکثر مقدار اطلاعاتی را که می توان در حافظه ذخیره کرد را نشان می دهد. واحدهای زیر برای اندازه گیری مقدار حافظه استفاده می شوند: بایت، کیلوبایت (KB)، مگابایت (MB)، گیگابایت (GB).

مقدار (ظرفیت) حافظه حداکثر مقدار اطلاعات ذخیره شده در آن است.

حافظه درونی

در مقایسه با حافظه خارجی، ویژگی های بارز حافظه داخلی عملکرد بالا و فضای محدود است. از نظر فیزیکی، حافظه داخلی کامپیوتر توسط ریزمدارهای یکپارچه (تراشه) نشان داده می شود که در تکیه گاه های مخصوص (سوکت) روی برد قرار می گیرند. هرچه اندازه حافظه داخلی بزرگتر باشد، مشکل دشوارتر است و رایانه سریعتر می تواند حل کند.

حافظه دائمی اطلاعاتی را ذخیره می کند که برای عملکرد عادی یک کامپیوتر بسیار مهم است. به ویژه، شامل برنامه های لازم برای بررسی دستگاه های اصلی رایانه و همچنین راه اندازی سیستم عامل است. بدیهی است که این برنامه ها قابل تغییر نیستند، زیرا با هر مداخله ای، استفاده بعدی از رایانه بلافاصله غیرممکن می شود. بنابراین، فقط خواندن اطلاعات ذخیره شده در آنجا به طور دائم مجاز است. این ویژگی حافظه فقط خواندنی نام انگلیسی آن را که اغلب مورد استفاده قرار می گیرد، Read Only Memory (ROM) - حافظه فقط خواندنی - توضیح می دهد.

تمام اطلاعات ثبت شده در حافظه دائمی حتی پس از خاموش شدن رایانه نیز حفظ می شود، زیرا ریزمدارها غیرفرار هستند. اطلاعات معمولاً فقط یک بار در حافظه دائمی نوشته می شود - زمانی که تراشه های مربوطه توسط سازنده تولید می شوند.

حافظه دائمی وسیله ای برای ذخیره سازی طولانی مدت برنامه ها و داده ها است.

دو نوع اصلی تراشه های حافظه دائمی وجود دارد: یکبار برنامه ریزی (پس از نوشتن، محتویات حافظه قابل تغییر نیست) و قابل برنامه ریزی مجدد. تغییر محتویات حافظه قابل برنامه ریزی ضربی با عمل الکترونیکی انجام می شود.

حافظه دسترسی تصادفی اطلاعات لازم برای اجرای برنامه ها را در جلسه جاری ذخیره می کند: داده های اولیه، دستورات، نتایج میانی و نهایی. این حافظه فقط زمانی کار می کند که کامپیوتر روشن باشد. پس از خاموش کردن آن، محتویات RAM پاک می شود، زیرا ریز مدارها دستگاه های فرار هستند.

حافظه دسترسی تصادفی وسیله ای برای ذخیره برنامه ها و داده هایی است که توسط پردازنده در جلسه جاری پردازش می شود.

دستگاه رم حالت های ضبط، خواندن و ذخیره اطلاعات را فراهم می کند و در هر زمان دسترسی به هر سلول حافظه امکان پذیر است. رم اغلب RAM (حافظه دسترسی تصادفی) نامیده می شود.

اگر نیاز به ذخیره نتایج پردازش برای مدت طولانی دارید، باید از نوعی دستگاه ذخیره سازی خارجی استفاده کنید.

توجه داشته باشید!
وقتی کامپیوتر را خاموش می کنید، تمام اطلاعات رم پاک می شود.

حافظه دسترسی تصادفی با سرعت بالا و ظرفیت نسبتا کم مشخص می شود.

تراشه های RAM بر روی یک برد مدار چاپی نصب می شوند. هر یک از این تخته ها مجهز به کنتاکت هایی هستند که در امتداد لبه پایینی قرار دارند که تعداد آنها می تواند 30، 72 یا 168 باشد (شکل 18.2). برای اتصال به سایر دستگاه های رایانه ای، چنین بردی با مخاطبین خود در یک رابط (اسلات) ویژه روی برد سیستم واقع در داخل واحد سیستم قرار می گیرد. برد اصلی دارای چندین اسلات برای ماژول های حافظه است که حجم کل آنها می تواند تعدادی مقادیر ثابت را به خود اختصاص دهد، به عنوان مثال، 64، 128، 256 مگابایت و بیشتر.

برنج. 18.2. ریز مدارها (تراشه) حافظه با دسترسی تصادفی

حافظه کش (کش انگلیسی - مخفیگاه، انبار) در خدمت افزایش عملکرد کامپیوتر است.

حافظه نهان برای تبادل اطلاعات بین ریزپردازنده و حافظه اصلی استفاده می شود. الگوریتم عملکرد آن امکان کاهش فرکانس تماس های ریزپردازنده به RAM و در نتیجه افزایش عملکرد رایانه را فراهم می کند.

دو نوع حافظه کش وجود دارد: داخلی (8-512 کیلوبایت) که در پردازنده قرار دارد و خارجی (256 کیلوبایت تا 1 مگابایت) که روی برد سیستم نصب شده است.

حافظه خارجی

هدف از حافظه خارجی یک کامپیوتر ذخیره سازی طولانی مدت اطلاعات از هر نوعی است. خاموش کردن کامپیوتر حافظه خارجی را پاک نمی کند. این حافظه هزاران برابر بزرگتر از حافظه داخلی است. علاوه بر این، در صورت لزوم، می توان آن را به همان روشی که می توانید یک قفسه کتاب اضافی برای ذخیره کتاب های جدید خریداری کنید، "ساخته" شود. اما دسترسی به حافظه خارجی بسیار بیشتر طول می کشد. از آنجایی که فرد زمان بسیار بیشتری را صرف جستجوی اطلاعات در کتاب های مرجع می کند تا جستجوی آن در حافظه خود، بنابراین سرعت دسترسی (دسترسی) به حافظه خارجی بسیار بیشتر از حافظه عملیاتی است.

لازم است بین مفاهیم یک رسانه ذخیره سازی و یک دستگاه حافظه خارجی تمایز قائل شد.

حامل یک شی مادی است که قادر به ذخیره اطلاعات است.

دستگاه حافظه خارجی (درایو) دستگاهی فیزیکی است که امکان خواندن و نوشتن اطلاعات را در یک رسانه مناسب فراهم می کند.

حامل های اطلاعات در حافظه خارجی رایانه های مدرن دیسک های مغناطیسی یا نوری، نوارهای مغناطیسی و برخی دیگر هستند.

دستگاه های حافظه خارجی بر اساس نوع دسترسی به اطلاعات به دو دسته دستگاه های دسترسی مستقیم (تصادفی) و دستگاه های دسترسی متوالی تقسیم می شوند.

در دستگاه های دسترسی مستقیم (تصادفی)، زمان دسترسی به اطلاعات به مکان آن در حامل بستگی ندارد. این وابستگی در دستگاه های دسترسی متوالی وجود دارد.

بیایید نمونه هایی را در نظر بگیریم که برای همه آشنا هستند. زمان دسترسی به آهنگ روی نوار کاست به محل ضبط بستگی دارد. برای گوش دادن به آن ابتدا باید نوار را تا جایی که آهنگ ضبط شده است به عقب برگردانید. این نمونه ای از دسترسی متوالی به اطلاعات است. زمان دسترسی به آهنگ روی صفحه گرامافون به این بستگی ندارد که اولین آهنگ روی دیسک باشد یا آخرین. برای گوش دادن به کار مورد علاقه خود کافی است پیکاپ پخش کننده را در محل خاصی روی دیسکی که آهنگ ضبط می شود نصب کنید یا شماره آن را در مرکز موسیقی مشخص کنید. این نمونه ای از دسترسی مستقیم به اطلاعات است.

علاوه بر ویژگی های کلی حافظه که قبلاً برای حافظه خارجی معرفی شد، از مفاهیم تراکم ضبط و نرخ تبادل اطلاعات استفاده می شود.

تراکم ضبط با مقدار اطلاعات ثبت شده در واحد طول مسیر تعیین می شود. واحد اندازه گیری برای ثبت چگالی بیت بر میلی متر (بیت / میلی متر) است. چگالی ضبط بستگی به چگالی آهنگ های روی سطح دارد، یعنی تعداد آهنگ های روی سطح دیسک.

تراکم ضبط - مقدار اطلاعات ثبت شده در واحد طول مسیر.

نرخ تبادل اطلاعات به سرعت خواندن یا نوشتن آن برای رسانه بستگی دارد که به نوبه خود با سرعت چرخش یا حرکت این رسانه در دستگاه تعیین می شود. با توجه به روش نوشتن و خواندن، حافظه های خارجی (درایوها) بسته به نوع رسانه به مغناطیسی، نوری و الکترونیکی (فلش مموری) تقسیم می شوند. بیایید انواع اصلی رسانه های ذخیره سازی خارجی را در نظر بگیریم.

دیسک های مغناطیسی انعطاف پذیر

یکی از رایج ترین رسانه های ذخیره سازی فلاپی دیسک (فلاپی دیسک) یا فلاپی دیسک (از فلاپی دیسک انگلیسی) است. امروزه دیسک‌های فلاپی با قطر خارجی 3.5 "(") یا 89 میلی‌متر به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند که معمولاً به آن 3 می‌گویند. این دیسک‌ها فلاپی نامیده می‌شوند زیرا سطح کار آنها از مواد الاستیک ساخته شده است و در یک سخت محصور شده است. آستین محافظ سطح مغناطیسی دیسک در پاکت محافظ دارای یک پنجره بسته شده توسط یک کرکره است.

سطح دیسک با یک لایه مغناطیسی خاص پوشیده شده است. این لایه است که ذخیره سازی داده های ارائه شده توسط کد باینری را فراهم می کند. وجود یک سطح مغناطیسی به صورت 1 کدگذاری می شود و عدم وجود آن 0 است. اطلاعات از هر دو طرف دیسک در مسیرهایی که دایره های متحدالمرکز هستند ثبت می شود (شکل 18.3). هر آهنگ به بخش هایی تقسیم می شود. آهنگ ها و بخش ها مناطق مغناطیسی سطح دیسک هستند.

کار با فلاپی دیسک (نوشتن و خواندن) تنها در صورتی امکان پذیر است که دارای علامت های مغناطیسی در مسیرها و بخش ها باشد. روش آماده سازی اولیه (علامت گذاری) یک دیسک مغناطیسی را قالب بندی می گویند. برای این، یک برنامه ویژه در نرم افزار سیستم گنجانده شده است که با کمک آن دیسک فرمت می شود.

برنج. 18.3. علامت گذاری سطح دیسک فلاپی

فرمت کردن دیسک فرآیند علامت گذاری مغناطیسی دیسک به تراک ها و بخش ها است.

دستگاهی به نام فلاپی درایو یا درایو فلاپی دیسک (درایو فلاپی دیسک) برای کار با فلاپی دیسک طراحی شده است. درایو فلاپی دیسک متعلق به گروه درایوهای دسترسی مستقیم است و در داخل واحد سیستم نصب می شود.

فلاپی دیسک در شکاف درایو قرار می گیرد، پس از آن شاتر به طور خودکار باز می شود و دیسک حول محور خود می چرخد. هنگامی که برنامه مربوطه آن را فراخوانی می کند، هد مغناطیسی خواندن / نوشتن بر روی بخشی از دیسک که در آن لازم است نوشتن یا از جایی که خواندن اطلاعات لازم است نصب می شود. برای این، درایو به دو موتور پله ای مجهز شده است. یک موتور دیسک را در داخل آستین محافظ می چرخاند. هر چه سرعت چرخش بیشتر باشد، اطلاعات سریعتر خوانده می شود، به این معنی که سرعت تبادل اطلاعات افزایش می یابد. موتور دوم سر خواندن / نوشتن را در امتداد شعاع سطح دیسک حرکت می دهد، که یکی دیگر از ویژگی های حافظه خارجی - زمان دسترسی به اطلاعات را تعیین می کند.

پاکت محافظ دارای پنجره مخصوص حفاظت از نوشتن است. این پنجره را می توان با یک نوار لغزنده باز یا بسته کرد. برای محافظت از اطلاعات روی دیسک از تغییر یا حذف، این پنجره باز می شود. در این حالت نوشتن روی فلاپی دیسک غیرممکن می شود و فقط خواندن از روی دیسک در دسترس باقی می ماند.

برای اشاره به دیسک نصب شده در درایو، از نام های خاص به شکل یک حرف لاتین با دو نقطه استفاده می شود. وجود دو نقطه بعد از حرف به کامپیوتر اجازه می دهد حرف درایو را از حرف درایو تشخیص دهد، زیرا این یک قانون کلی است. درایو برای خواندن اطلاعات از یک دیسک 3 اینچی A: یا گاهی اوقات B: نام دارد.

قوانین کار با فلاپی دیسک را به خاطر بسپارید.

1. سطح کار دیسک را با دستان خود لمس نکنید.
2. دیسک ها را نزدیک میدان مغناطیسی قوی مانند آهنربا قرار ندهید.
3. دیسک ها را در معرض حرارت قرار ندهید.
4. توصیه می شود در صورت خرابی یا خرابی از محتویات فلاپی دیسک ها کپی تهیه کنید.

فن آوری هایی که علاوه بر آن از فشرده سازی اطلاعات (دیسک Zip) در حین ضبط استفاده می کنند، می توانند حجم ذخیره شده روی دیسک مغناطیسی را به میزان قابل توجهی افزایش دهند.

دیسک های مغناطیسی سخت

دیسک های مغناطیسی سخت یکی از اجزای ضروری یک کامپیوتر شخصی هستند. آنها مجموعه ای از دیسک های فلزی یا سرامیکی (بسته دیسک) هستند که با یک لایه مغناطیسی پوشانده شده اند. دیسک ها به همراه مجموعه سر مغناطیسی در داخل یک محفظه درایو مهر و موم شده نصب می شوند که معمولاً هارد دیسک نامیده می شود. هارد دیسک (دیسک سخت) به درایوهایی با دسترسی مستقیم اطلاق می شود.

واژه وینچستر از نام عامیانه اولین مدل یک هارد دیسک 16 کیلوبایتی (IBM، 1973) که دارای 30 مسیر 30 بخش بود، نشأت گرفت که به طور تصادفی با کالیبر 30 "/30" تفنگ شکاری معروف وینچستر منطبق بود. .

ویژگی های اصلی هارد دیسک ها:

♦ هارد دیسک متعلق به کلاس رسانه هایی با دسترسی تصادفی به اطلاعات است.
♦ برای ذخیره اطلاعات، هارد دیسک به تراک ها و بخش ها تقسیم می شود.
♦ برای دسترسی به اطلاعات، یک موتور درایو بسته دیسک را می چرخاند، دیگری سرها را در محل خواندن / نوشتن اطلاعات قرار می دهد.
♦ متداول ترین اندازه هارد دیسک در قطر خارجی 5.25 و 3.5 اینچ است.

هارد دیسک مغناطیسی یک دستگاه بسیار پیچیده با مکانیک خواندن/نوشتن با دقت بالا و یک برد مدار الکترونیکی است که عملکرد دیسک را کنترل می کند. برای حفظ اطلاعات و عملکرد هارد دیسک ها باید از ضربه و تکان های ناگهانی محافظت کرد.

سازندگان هارد دیسک تلاش خود را بر ایجاد هارد دیسک هایی با ظرفیت بالاتر، قابلیت اطمینان، سرعت انتقال داده و نویز کمتر متمرکز کرده اند. روندهای اصلی زیر در توسعه دیسک های مغناطیسی سخت قابل تشخیص است:

♦ توسعه هارد دیسک برای برنامه های کاربردی تلفن همراه (به عنوان مثال، هارد دیسک های یک اینچی، دو اینچی برای لپ تاپ ها).
♦ توسعه حوزه های کاربردی غیر مرتبط با رایانه های شخصی (در تلویزیون ها، VCR ها، اتومبیل ها).

برای ارجاع به هارد دیسک از نامی استفاده می شود که با هر حرف لاتین مشخص می شود که با C: شروع می شود. اگر یک هارد دیسک دوم نصب شده باشد، حرف زیر از الفبای لاتین D به آن اختصاص داده می شود: و غیره. برای راحتی کار در سیستم عامل، می توان با استفاده از یک برنامه سیستم خاص، یک دیسک فیزیکی را به صورت مشروط به تقسیم کرد. چندین بخش مستقل به نام دیسک های منطقی. در این مورد، به هر قسمت از یک دیسک فیزیکی نام منطقی خود اختصاص داده می شود که به شما امکان می دهد به طور مستقل به آنها دسترسی داشته باشید: C :، D:، و غیره.

دیسک های نوری

رسانه نوری یا لیزریدیسک هایی هستند که اطلاعات روی سطح آنها با استفاده از پرتو لیزر ثبت می شود. این دیسک ها از مواد آلی ساخته شده اند که لایه نازکی از آلومینیوم روی سطح آن پاشیده شده است. چنین دیسک هایی اغلب به عنوان سی دی یا سی دی (دیسک فشرده) نامیده می شوند. دیسک های لیزری در حال حاضر محبوب ترین رسانه ذخیره سازی هستند. با ابعاد (قطر - 120 میلی متر) قابل مقایسه با دیسک های فلاپی (قطر - 89 میلی متر)، ظرفیت یک سی دی مدرن حدود 500 برابر یک فلاپی دیسک است. ظرفیت دیسک لیزر تقریباً 650 مگابایت است که معادل ذخیره اطلاعات متنی حدود 450 کتاب یا یک فایل صوتی 74 دقیقه ای است.

بر خلاف دیسک های مغناطیسی، یک دیسک لیزری یک مسیر مارپیچ دارد. اطلاعات مربوط به مسیر مارپیچ توسط یک پرتو لیزر قدرتمند ثبت می شود که فرورفتگی های سطح دیسک را می سوزاند و نشان دهنده تناوب فرورفتگی ها و برآمدگی ها است. هنگام خواندن اطلاعات، برآمدگی ها نور یک پرتو لیزر ضعیف را منعکس می کنند و به عنوان یک واحد (1) درک می شوند، دره ها پرتو را جذب می کنند و بر این اساس، به عنوان صفر (0) درک می شوند.

روش غیر تماسی خواندن اطلاعات با استفاده از پرتو لیزر، دوام و قابلیت اطمینان دیسک های فشرده را تعیین می کند. مانند دیسک های مغناطیسی، دیسک های نوری دستگاه هایی با دسترسی تصادفی هستند. دیسک نوری نامگذاری شده است - اولین حرف لاتین رایگان که برای نام هارد دیسک استفاده نمی شود.

دو نوع دستگاه ذخیره سازی (درایوهای نوری) برای کار با دیسک های لیزری وجود دارد:

♦ درایو CD-ROM که فقط اطلاعاتی را که قبلاً روی دیسک نوشته شده است می خواند. این نام CD-ROM درایو نوری (Compact Disk Read Only Memory) را توضیح می دهد. عدم امکان ثبت اطلاعات در این دستگاه به این دلیل است که منبع تابش لیزر ضعیف در آن تعبیه شده است که قدرت آن فقط برای خواندن اطلاعات کافی است.
♦ یک درایو نوری که نه تنها خواندن، بلکه نوشتن اطلاعات روی سی دی را نیز امکان پذیر می کند. به آن CD-RW (بازنویسی) می گویند. دستگاه های CD-RW دارای یک لیزر به اندازه کافی قدرتمند هستند که به شما امکان می دهد انعکاس نواحی سطح را در طول فرآیند ضبط دیسک تغییر دهید و فرورفتگی های میکروسکوپی روی سطح دیسک زیر لایه محافظ را بسوزانید و در نتیجه مستقیماً در درایو دیسک رایانه ضبط کنید.

دی‌وی‌دی‌ها، مانند سی‌دی‌ها، داده‌ها را با قرار دادن برجستگی‌ها (بریدگی‌ها) در امتداد مسیرهای مارپیچ روی سطح فلزی بازتابنده و با پوشش پلاستیکی ذخیره می‌کنند. لیزر مورد استفاده در ضبط کننده/خواننده دی وی دی، بریدگی های کوچک تری را برای تراکم داده های بالاتر ایجاد می کند.

معرفی یک لایه نیمه شفاف که به نور یک طول موج شفاف است و نور طول موج دیگری را منعکس می کند، به شما این امکان را می دهد که دیسک های دو لایه و دو طرفه ایجاد کنید و بنابراین ظرفیت دیسک را در همان اندازه افزایش دهید. در عین حال، ابعاد هندسی دی وی دی و سی دی یکسان است که امکان ایجاد دستگاه هایی با قابلیت پخش و ضبط داده ها بر روی سی دی و دی وی دی را فراهم می کند. اما معلوم شد که این محدودیت نیست. فن آوری فشرده سازی داده ها برای ضبط ویدئو و صدا به دی وی دی استفاده می شود و امکان قرار دادن اطلاعات بیشتر در فضای کمتر را فراهم می کند.

نوارهای مغناطیسی

نوارهای مغناطیسی رسانه ای مشابه با آنچه در کاست های صوتی در ضبط صوت های خانگی استفاده می شود. دستگاهی که اطلاعات را از نوارهای مغناطیسی ضبط و می خواند، استریمر (از انگلیسی stream - stream, flow; flow) نامیده می شود. استریمر دستگاهی با دسترسی متوالی به اطلاعات است و با سرعت بسیار پایین‌تری در نوشتن و خواندن اطلاعات در مقایسه با درایوهای دیسک مشخص می‌شود.

هدف اصلی استریمرها ایجاد آرشیو داده ها، پشتیبان گیری و ذخیره مطمئن اطلاعات است. بسیاری از بانک های بزرگ، شرکت های تجاری، شرکت های تجاری در پایان دوره های برنامه ریزی اطلاعات مهمی را به نوارهای مغناطیسی منتقل می کنند و کاست ها را در آرشیو قرار می دهند. علاوه بر این، اطلاعات هارد دیسک به صورت دوره ای بر روی درایوهای نوار ضبط می شود تا در صورت خرابی پیش بینی نشده هارد دیسک، زمانی که نیاز فوری به بازیابی اطلاعات ذخیره شده روی آن است، از آنها استفاده شود.

فلش مموری

فلش مموری به یک نوع حافظه الکترونیکی غیر فرار اشاره دارد. اصل عملکرد فلش مموری مشابه اصل عملکرد ماژول های حافظه یک کامپیوتر است.

تفاوت اصلی این است که غیر فرار است، یعنی تا زمانی که خودتان آن را حذف نکنید، داده ها را ذخیره می کند. هنگام کار با فلش مموری، عملیات مشابه با رسانه های دیگر استفاده می شود: نوشتن، خواندن، پاک کردن (حذف).

فلش مموری طول عمر محدودی دارد که به میزان اطلاعات قابل بازنویسی و دفعات به روز رسانی آن بستگی دارد.

ویژگی های مقایسه ای

رایانه های مدرن، به عنوان یک قاعده، دارای حافظه خارجی هستند که شامل: هارد دیسک، درایو فلاپی دیسک 3.5 اینچی، CD-ROM، حافظه فلش است. به یاد داشته باشید که دیسک ها و نوارهای مغناطیسی به میدان های مغناطیسی حساس هستند. به ویژه، قرار دادن یک آهنربای قوی در نزدیکی آنها می تواند اطلاعات ذخیره شده در رسانه های فهرست شده را از بین ببرد. بنابراین، با استفاده از حامل های مغناطیسی، لازم است از دور بودن آنها از منابع میدان مغناطیسی اطمینان حاصل شود.

جدول 18.1 اندازه حافظه رایج‌ترین دستگاه‌های حافظه مدرن و رسانه‌های ذخیره‌سازی را که قبلاً بحث شد، مقایسه می‌کند.

جدول 18.1. ویژگی های مقایسه ای دستگاه های حافظه
کامپیوتر شخصی، آگوست 2006

سوالات و وظایف تست

1. ظرفیت یک فلاپی دیسک 3.5 اینچی 1.44 مگابایت است. یک دیسک لیزری می تواند حاوی 650 مگابایت اطلاعات باشد. تعیین کنید که چند فلاپی دیسک برای قرار دادن اطلاعات یک دیسک لیزری مورد نیاز است.

2. قطر فلاپی دیسک ها بر حسب اینچ مشخص شده است. ابعاد فلاپی دیسک ها را بر حسب سانتی متر (1 اینچ = 2.54 سانتی متر) محاسبه کنید.

3. مشخص شده است که 1 بایت حافظه برای نوشتن یک کاراکتر مورد نیاز است. در یک دفترچه مربع که از 18 برگ تشکیل شده است، در هر خانه یک علامت می نویسیم. چند نوت بوک را می توان روی یک فلاپی دیسک 1.44 مگابایتی ضبط کرد؟

4. مقدار حافظه مورد نیاز برای ذخیره 2 میلیون کاراکتر را تعیین کنید. برای ضبط این اطلاعات به چند دیسک 1.44 مگابایتی نیاز دارم؟

5. هارد دیسک شما 2.1 گیگابایت ظرفیت دارد. دستگاه تشخیص گفتار اطلاعات را با حداکثر سرعت 200 حرف در دقیقه دریافت می کند. صحبت کردن چقدر طول می کشد تا 90 درصد از حافظه هارد دیسک پر شود؟

6-هدف از وسایل ذخیره سازی در کامپیوتر چیست؟

7. چه نوع حافظه هایی را می شناسید و تفاوت اصلی آنها چیست؟

8. حافظه خارجی در هنگام کار با رایانه شخصی برای چه مواردی استفاده می شود؟

9. جوهر خواندن و نوشتن اطلاعات در حافظه چیست؟

10. چه ویژگی هایی را می شناسید که در همه انواع حافظه مشترک است؟

11. حافظه داخلی کامپیوتر چه ویژگی هایی دارد؟

12. حافظه دائمی چه ویژگی هایی دارد؟

13. رم چه ویژگی هایی دارد؟

14. حافظه کش چه ویژگی هایی دارد؟

15. ویژگی های متمایز حافظه داخلی و خارجی کامپیوتر را مشخص کنید.

16. چه ویژگی های خاص حافظه خارجی را می شناسید؟

17. حاملان اطلاعاتی را که از زمان های قدیم تا امروز برای شما شناخته شده اند فهرست کنید. آنها را به ترتیب زمانی مرتب کنید.

18. شرح مختصری از متداول ترین دستگاه های ذخیره سازی داده که در رایانه استفاده می شود، ارائه دهید.

19. تفاوت بین دسترسی مستقیم و متوالی به اطلاعات رسانه ها چیست؟

20. مشخصات کلی و ویژگی های متمایز فلاپی و هارد دیسک را مشخص کنید.

21. CD, CD-ROM, CD-R چیست؟

22. چه زمانی استفاده از استریمر توصیه می شود؟

23. جدول 18.1 را با داده های یک مدل کامپیوتری خاص پر کنید.

حافظه رایانه (دستگاه ذخیره‌سازی، دستگاه حافظه) بخشی از رایانه، یک دستگاه فیزیکی یا رسانه برای دریافت، ذخیره و صدور داده‌ها است که در یک محاسبات در یک دوره زمانی استفاده می‌شود.

کوچکترین واحد اطلاعات یک بیت یا چند برابر آن است: کیلوبیت (1 کیلوبیت = 1024 بیت)، مگابیت (1 مگابیت = 1024 کیلوبیت در ثانیه)، گیگابیت (1 گیگابیت = 1024 مگابیت). اما اغلب آنها از یک واحد بایت (1 بایت = 8 بیت) یا چندین واحد از آن استفاده می کنند: کیلوبایت (1 کیلوبایت = 1024 بایت)، مگابایت (1 مگابایت = 1024 کیلوبایت)، گیگابایت (1 گیگابایت = 1024 مگابایت). ترابایت ها و پتابایت ها برای اندازه گیری مقدار زیادی از حافظه استفاده می شوند.

حافظه کامپیوتر را می توان بر اساس نوع دسترسی طبقه بندی کرد:

• دسترسی متوالی (نوارهای مغناطیسی)
• دسترسی تصادفی (RAM)
• دسترسی مستقیم (دیسک های مغناطیسی سخت)؛
• انجمنی

بر اساس نوع منبع تغذیه:

• غیر فرار (رم و حافظه کش)
• استاتیک (SRAM - حافظه دسترسی تصادفی استاتیک)
• پویا (DRAM - حافظه با دسترسی تصادفی پویا)
• غیر فرار (هارد دیسک، سی دی، فلش مموری)

با تعیین وقت قبلی:

• بافر
• موقت؛
• حافظه کش؛
• اصلاحی؛
• مدیر؛
• جمعی

بر اساس نوع رسانه و روش ضبط اطلاعات:

• آکوستیک؛
• هولوگرافیک
• خازنی؛
• برودتی؛
• لیزر؛
• مغناطیسی؛
• مغناطیسی نوری؛
• مولکولی؛
• نیمه هادی؛
• فریت؛
• فاز معکوس؛
• الکترواستاتیک

رم کامپیوتر

حافظه با دسترسی تصادفی (RAM) - حافظه دسترسی تصادفی یک دستگاه ذخیره سازی سریع است که مستقیماً به پردازنده متصل است و برای نوشتن، خواندن و ذخیره برنامه ها و داده های قابل اجرا در نظر گرفته شده است.

حافظه دسترسی تصادفی و حافظه نهان فرار هستند - داده ها به طور موقت در آنها ذخیره می شود - تا زمانی که کامپیوتر خاموش شود، و حافظه پویا (برخلاف حافظه استاتیک) نیاز به به روز رسانی (بازسازی) دائمی داده ها دارد.

رایج ترین نوع مدار حافظه DRAM (حافظه پویا) است. در این حافظه ها معنای هر بیت در یک خازن کوچک ذخیره می شود. این خازن ها تخلیه می شوند - و خیلی سریع، پس از حدود 1 میلی ثانیه - بنابراین محتویات آنها می تواند از بین برود. برای جلوگیری از این امر، مدارهای ویژه به صورت دوره ای خازن ها را شارژ می کنند. نام حافظه، "دینامیک" از این فرآیند شارژ مجدد می آید.

در تولید ماژول های حافظه، به عنوان یک قاعده، یک شرکت ریز مدار (تراشه) تولید می کند، و دیگری ماژول ها را خود (نصب و لحیم کاری) می سازد. بیش از 10 تولید کننده تراشه در جهان وجود ندارد. تولیدکنندگان تراشه های بزرگ: سامسونگ، میکرون، ال جی، هاینیکس، توشیبا، نک، تگزاس اینسترومنتز آزمایش کامل محصولات نهایی را انجام می دهند، اما همه تراشه ها چرخه آزمایش کامل را طی نمی کنند. بر این اساس می توان محصولات این شرکت ها را به طور تقریبی به سه دسته کلاس A، B و C تقسیم کرد.

اول، ریز مدارهایی که یک چرخه آزمایش کامل را پشت سر گذاشته اند آماده هستند (اصطلاحاً تراشه های کلاس A، تقریباً 10٪ از کل محصولات) - آنها از بالاترین کیفیت و قابل اطمینان ترین در نظر گرفته می شوند. آنها همچنین گران ترین هستند زیرا عملکرد قابل اعتمادی را در همه شرایط ارائه می دهند. این دسته از تراشه ها توسط سازندگان معروف ماژول های حافظه استفاده می شود.

دوم (تراشه های کلاس B) - ماژول های حافظه با نقص جزئی که در مرحله آزمایش خطاهایی پیدا شد. این تراشه ها به مقدار زیاد در اختیار سازندگان ماژول های حافظه ارزان قیمت قرار می گیرند و سپس وارد بازار آزاد می شوند. ممکن است اتفاق بیفتد که ماژول های ساخته شده بر اساس ریزمدارهای کلاس B سریع و قابل اطمینان کار کنند، اما در سیستم هایی که بالاتر از همه به قابلیت اطمینان نیاز است، از چنین ماژول هایی استفاده نمی شود.

سوم (تراشه های کلاس C) که اصلاً توسط سازنده از نظر سرعت و قابلیت اطمینان تست نشده است. واضح است که چنین محصولاتی کمترین هزینه را در بازار دارند، زیرا تمام مسئولیت آزمایش بر عهده سازندگان ماژول است. این ریز مدارها هستند که توسط سازندگان حافظه های کلاس noname ارزان استفاده می شوند و پایداری این محصولات مورد تردید جدی است. قابلیت اطمینان یک ماژول حافظه خارج از قفسه با ترکیبی از عوامل بسیاری تعیین می شود. به طور خاص، این تعداد لایه های یک برد مدار چاپی (PCB)، کیفیت قطعات الکترونیکی، مسیریابی مدار مناسب و همچنین فناوری فرآیند تولید است. برای کاهش قیمت محصولات نهایی، تولید کنندگان کوچک ماژول ها در قطعات کوچک صرفه جویی می کنند که اغلب به سادگی روی ماژول لحیم نمی شوند.

حافظه اصلی رایانه شخصی در مدارهایی مانند SIMM یا DIMM سازماندهی شده است. انواع مختلفی از این طرح ها وجود دارد که در سرعت دسترسی به داده ها در حافظه متفاوت است.

یک رایانه شخصی دارای دو سطح حافظه کش است: سطح اول سریعتر و کوچکتر است و در داخل پردازنده قرار دارد و سطح دوم روی مادربرد است.

حافظه ذخیره سازی: هارد دیسک، درایوهای حالت جامد

هارد دیسک (درایو دیسک سخت (HDD)، "هارد دیسک") وسیله ای برای ذخیره اطلاعات است که از اصل ضبط مغناطیسی استفاده می کند. در داخل این رسانه، داده ها بر روی صفحات سخت ساخته شده از آلیاژ فلز سبک یا شیشه و پوشیده شده با لایه ای از یک ماده مغناطیسی خاص (اغلب - دی اکسید کروم) ثبت می شود. بسته به طرح، دستگاه می تواند از یک یا چند مورد از این صفحات استفاده کند که به سرعت در یک محور می چرخند.

دستگاه هارد دیسک: 1 - آهنربای دائمی. 2 - محرک شیر برقی; 3 - اطلاعات خواندن / نوشتن سر. 4 - دوک موتور چرخاننده صفحات دیسک. 5 - بدنه، تامین کننده آب بندی; 6 - پکیج صفحات دیسک مغناطیسی 7 - کابل برای اتصال هدها به برد کنترل

در اثر چرخش، نوعی فشار هوا ایجاد می شود که به دلیل آن، سرهای قرائت با اینکه بسیار نزدیک به آنها هستند (فقط چند میکرومتر) با سطح صفحات برخورد نمی کنند. این قابلیت اطمینان نوشتن / خواندن داده ها را تضمین می کند. هنگامی که صفحات متوقف می شوند، سرها از سطح خود خارج می شوند، بنابراین تماس مکانیکی بین سرها و صفحات عملاً منتفی است. این طراحی دوام این نوع ذخیره سازی را تضمین می کند.

ویژگی های اصلی هارد دیسک ها:

ظرفیت معیاری است که میزان داده ای را که می توان در آن ذخیره کرد را تعیین می کند. امروزه هارد دیسک هایی با ظرفیت بیش از 4000 گیگابایت وجود دارد. باید در نظر داشت که هنگام علامت گذاری ظرفیت دستگاه های ذخیره سازی، سازندگان از مقادیری استفاده می کنند که مضربی از 1024 نیستند (همانطور که معمولاً پذیرفته می شود)، اما 1000 یک هارد دیسک است که ظرفیت آن، با توجه به علامت گذاری، 500 گیگابایت است، در واقع نمی تواند بیش از 465 گیگابایت اطلاعات ذخیره کند.

رابط مجموعه ای از خطوط ارتباطی است که یک دستگاه ذخیره سازی را به مادربرد رایانه متصل می کند. هر نوع رابط ویژگی ها و سرعت انتقال داده های خاص خود را دارد. رایج ترین در حال حاضر رابط SATA است. PATA قدیمی تر نیز یافت می شود، اما به ندرت.

پارامترهای هارد دیسک

هارد کلاسیک دارای فرم فاکتور 3.5 اینچی است. لپ‌تاپ‌ها، نت‌بوک‌ها و سایر دستگاه‌های قابل حمل معمولاً از سایز 2.5 یا 1.8 اینچی استفاده می‌کنند، اگرچه گزینه‌های دیگری نیز وجود دارد.

زمان دسترسی تصادفی میانگین دوره زمانی است که در طی آن دستگاه قرارگیری سر را در ناحیه مورد نظر صفحه مغناطیسی انجام می دهد. این پارامتر در دستگاه های مدرن در محدوده 2.5 - 16 ms متفاوت است (هرچه کمتر، بهتر).

سرعت چرخش اسپیندل - تعداد دور صفحات مغناطیسی هارد دیسک در هر 1 دقیقه. عملکرد دستگاه مستقیماً به این نشانگر (هرچه بالاتر بهتر) و همچنین مصرف برق آن ، درجه لرزش و نویز (هرچه کمتر ، بهتر) بستگی دارد. تعادل در اینجا مهم است: برای رایانه های ثابت بهتر است یک رسانه سریعتر انتخاب کنید، برای یک قابل حمل - اقتصادی تر و کم صداتر. سرعت اسپیندل هارد دیسک های مدرن می تواند از 4200 تا 15000 دور در دقیقه متغیر باشد.

ظرفیت بافر حافظه سریع داخلی ویژه دیسک، طراحی شده برای ذخیره موقت داده ها به منظور رفع وقفه در خواندن و نوشتن اطلاعات به رسانه و انتقال آن از طریق رابط. در دستگاه های ذخیره سازی مدرن، اندازه بافر می تواند تا 64 مگابایت باشد. هر چه این شاخص بالاتر باشد، بهتر است.

اخیراً انتشار هارد دیسک هایی با فلش مموری داخلی به صورت کش آغاز شده است که شاخص های سرعت درایوها را به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد.

شرکت های تولیدی: آی بی ام، هیتاچی، سیگیت، سامسونگ، وسترن دیجیتال.

برای افزایش مقدار کل اطلاعات ثبت شده بر روی یک محیط مغناطیسی، نوع جدیدی از ضبط - عمود بر - ایجاد شد، زمانی که گشتاورهای مغناطیسی عمود بر بستر قرار می گیرند، به همین دلیل تراکم آنها به جای طولی افزایش می یابد.

ثبت اطلاعات مغناطیسی انواع طولی (الف) و عمود بر (ب).

درایوهای SSD

درایو حالت جامد (SSD - Solid State Drive) یک دستگاه ذخیره سازی کامپیوتری غیرفرار با قابلیت بازنویسی مجدد بدون متحرک قطعات مکانیکی مبتنی بر تراشه های حافظه است که بر اساس فناوری نیمه هادی توسعه یافته است.

تنها 2 نوع درایو SSD وجود دارد: درایوهای SSD مبتنی بر فلش (معروف ترین و رایج ترین) و SSD های مبتنی بر RAM.

اصل اساسی سازماندهی عملکرد فلش مموری ذخیره 1 بیت داده آن در آرایه ای از ترانزیستورهای دروازه شناور (سلول های ابتدایی) با تغییر و ثبت بار الکتریکی در ناحیه ایزوله از یک ساختار نیمه هادی است. ویژگی اصلی ترانزیستور اثر میدانی که به آن اجازه می دهد به عنوان یک حامل داده به رسمیت شناخته شود، توانایی نگه داشتن تخلیه الکتریکی روی یک دروازه شناور تا 120 ماه بود. خود دروازه شناور از سیلیکون پلی کریستالی ساخته شده است و از هر طرف توسط یک لایه دی الکتریک احاطه شده است که امکان تماس آن با عناصر ترانزیستور را منتفی می کند. بین پوشش دی الکتریک و گیت کنترل قرار دارد. الکترود کنترل ترانزیستور اثر میدان را گیت می نامند.

نوشتن و پاک کردن اطلاعات به دلیل تغییر در بار اعمال شده بین دروازه و منبع با پتانسیل زیاد رخ می دهد تا زمانی که شدت میدان الکتریکی در دی الکتریک بین کانال ترانزیستور و ناحیه عایق شده برای وقوع تونل کافی شود. اثر بنابراین، الکترون ها از لایه دی الکتریک به دروازه شناور می گذرند و باری برای آن فراهم می کنند و بنابراین، سلول ابتدایی را با کمی اطلاعات پر می کنند. همچنین برای تقویت اثر تونل زنی الکترون در حین ضبط، شتاب ضعیف الکترون ها با عبور جریان از کانال ترانزیستور اثر میدان اعمال می شود.

برای حذف اطلاعات، گیت با ولتاژ منفی با توان بالا ارائه می شود تا الکترون ها از دروازه شناور به منبع عبور کنند. این سازماندهی سلول های واحد، ترکیب شده در صفحات، بلوک ها و آرایه ها، یک درایو حالت جامد را تشکیل می دهد.

مزایای درایوهای SSD:

• عدم وجود اجزای مکانیکی؛
• سرعت خواندن و نوشتن بسیار بالاتر از سرعت دیسک های سخت با رابط است (SATA2 - 3 GB / s، SATA3 - 6 GB / s) و فقط با قابلیت های کنترل کننده های مورد استفاده محدود می شود.
• مصرف کم انرژی؛
• سطح سر و صدای کم (به دلیل عدم وجود قطعات متحرک)؛
• مقاومت بالا در برابر استرس مکانیکی (سقوط، ضربه)
• ثبات زمان خواندن فایل ها، صرف نظر از مکان یا تکه تکه شدن آنها.
• ابعاد و وزن کوچک؛
• پتانسیل گسترده ای برای بهبود ویژگی ها و فن آوری های تولید.

معایب درایوهای SSD:

• محدودیت در تعداد چرخه های بازنویسی: (MLC، سلول های چند سطحی، سلول های حافظه چند سطحی) حافظه فلش - حدود 10000 بار، انواع حافظه های گران تر (SLC، سلول های تک سطحی، سلول های حافظه تک سطحی) - حدود 100000 بار؛
• قیمت بالای درایو SSD هزینه درایوهای SSD به طور مستقیم با حجم آنها متناسب است، در حالی که هزینه هارد دیسک ها به تعداد صفحات بستگی دارد و کمتر به حجم درایو بستگی دارد.

آرایه های RAID

آرایه RAID (آرایه اضافی از دیسک‌های ارزان / مستقل) ماتریسی از دستگاه‌های مستقل ارزان قیمت (هارد دیسک با رابط ATA یا SATA) با اطلاعات اضافی است که وظیفه ارائه تحمل خطا و افزایش عملکرد پردازش داده‌ها، کنترل‌شده را بر عهده دارد. توسط کنترلر و توسط کانال های پرسرعت متصل می شود و توسط سیستم خارجی به عنوان یک کل درک می شود.

سازمان RAID - آرایه ها. بسته به نوع آرایه مورد استفاده، می تواند درجات مختلفی از قابلیت اطمینان (قابلیت اطمینان) و عملکرد را ارائه دهد.

RAID دو هدف دارد:

1. افزایش قابلیت اطمینان ذخیره سازی اطلاعات؛
2. افزایش سرعت نوشتن / خواندن

محبوب ترین انواع RAID عبارتند از RAID 0، 1 و 0 + 1.

تحمل خطای آرایه به دلیل اضافی بودن اطلاعات ذخیره شده در هارد دیسک به دست می آید، یعنی بخشی از فضای دیسک (حافظه) ظرفیت برای اهداف خدماتی اختصاص داده می شود و برای کاربر غیر قابل دسترس می شود. اطلاعات اضافی را می توان روی یک دیسک اختصاصی قرار داد یا در تمام دیسک های موجود در آرایه توزیع کرد. راه های زیادی برای تولید اطلاعات اضافی وجود دارد. ساده ترین آنها، تکرار کامل (یا بازتاب)، 100 درصد اضافی است. برای کاهش افزونگی (افزایش مقدار فضای قابل استفاده دیسک)، از روش های ریاضی مختلفی مانند محاسبه برابری یا اعمال کدهای تصحیح خطا استفاده می شود.

RAID 0 یک آرایه دیسک با 2 یا چند دیسک است که در آن اطلاعات به بلوک A n تقسیم شده و بدون محافظت از خرابی به صورت متوالی بر روی هارد دیسک نوشته می شود. در این حالت، داده ها به بلوک ها (نوار) ​​تقسیم می شوند که به موازات دیسک های مختلف نوشته می شوند (مثلاً هنگام استفاده همزمان از دو هارد دیسک) و به طور مشترک در هر عملیات ورودی / خروجی اطلاعات دخالت دارند.

مزایای این رویکرد عملکرد بالا برای برنامه های کاربردی I/O-intensive، سهولت اجرا و هزینه کم در هر حجم است. نقطه ضعف اصلی این است که خرابی هر دیسکی مستلزم از بین رفتن تمام داده های آرایه است.

RAID 1 آرایه ای از دیسک ها با 100 درصد افزونگی است و به دلیل تکراری بودن ("Mirroring") از قابلیت اطمینان ذخیره سازی داده بسیار بالایی برخوردار است. آینه روش سنتی برای بهبود قابلیت اطمینان یک آرایه دیسک کوچک است. در ساده ترین نسخه از دو دیسک استفاده می شود که همان اطلاعات روی آن ها ثبت می شود. در صورت خرابی یکی از دیسک ها، یک نسخه تکراری باقی می ماند که در همان حالت به کار خود ادامه می دهد.

طرح ضبط اطلاعات در آرایه RAID 1 (آینه ای)

مزایا - سهولت اجرا و بازیابی مجموعه داده ها، و همچنین عملکرد بالا برای برنامه های کاربردی با شدت تقاضای بالا. معایب - نرخ انتقال داده کم با دو برابر هزینه در واحد حجم، زیرا 100٪ افزونگی وجود دارد.

RAID 2 آرایه ای است که از کد تصحیح خطای Hamming استفاده می کند.

RAID 3 و 4 از یک آرایه دیسک راه راه با یک دیسک برابری اختصاصی استفاده می کنند.

RAID 5. در این حالت، تمام داده ها به بلوک ها تقسیم می شوند و برای هر مجموعه یک چک جمع محاسبه می شود که روی یکی از دیسک ها ذخیره می شود - به صورت چرخه ای روی همه دیسک های موجود در آرایه (به طور متناوب روی هر یک) نوشته می شود و برای بازیابی اطلاعات استفاده می شود. در برابر بیش از یک فقدان دیسک مقاوم نیست.

طرح آرایه RAID 5

RAID 6. همه تفاوت ها به این واقعیت خلاصه می شود که از دو طرح برابری استفاده می شود. این سیستم در برابر خرابی درایو دوگانه مقاوم است. مشکل اصلی این است که برای پیاده سازی این، باید عملیات بیشتری را هنگام انجام نوشتن انجام دهید. به همین دلیل، سرعت نوشتن بسیار پایین است.

RAID 10 - RAID 0 از آرایه های RAID 1 ساخته شده است.

RAID 50 - RAID 0 ساخته شده از RAID 5.

RAID 60 - RAID 0 ساخته شده از RAID 6.

آرایه های ترکیبی برای درایوهای بیشتر، به جای RAID 1، می توانید از RAID 0 + 1، RAID 1 + 0 یا RAID 10 استفاده کنید که ترکیبی از RAID 0 و RAID 1 هستند که عملکرد و قابلیت اطمینان بهتری را برای سیستم ارائه می دهند. رقم اول به معنای سطح آرایه های تشکیل دهنده است، و رقم دوم - چه نوع سازماندهی واحد سطح بالا (آرایه ها) است.

یک ترکیب RAID 0 + 1، که یک آرایه RAID 1 است که بر روی آرایه های RAID 0 ساخته شده است. مانند آرایه RAID 1، تنها نیمی از ظرفیت دیسک در دسترس خواهد بود. اما، مانند RAID 0، سرعت بیشتر از یک درایو خواهد بود. برای پیاده سازی چنین راه حلی، حداقل 4 دیسک مورد نیاز است.

نمایش شماتیک آرایه RAID 0 + 1 (a) و RAID1 + 0 (b)

RAID 0 + 1 عملکرد بالا و قابلیت اطمینان بالایی دارد، حتی توسط کنترلرهای RAID ارزان پشتیبانی می شود و راه حلی ارزان است.

RAID 1 + 0 (RAID10). این سطح در هیچ مرحله ای از ساخت یا بهره برداری نیازی به محاسبات جمع کنترلی ریاضی ندارد. به همین دلیل، هیچ کاهش قابل توجهی در عملکرد وجود ندارد، زمانی که یکی از دیسک ها از کار می افتد، معلوم می شود که در RAID 5 وجود دارد. فقط تعداد زوج دیسک N = 2 ∙ M را می توان در RAID10 ترکیب کرد (حداقل - 4، حداکثر - 16). آرایه ای از 10 درایو (5 در 2) می تواند سالم بماند اگر حداکثر 5 هارد دیسک خراب شود.

نتیجه گیری

حافظه کامپیوتر یک سیستم سخت افزاری پیچیده است که بسته به عملکرد آن به شما امکان دریافت، ذخیره، دستکاری و خروجی داده ها را می دهد. میزان رم و فرکانس آن مسئول عملکرد، سرعت و تعداد برنامه های در حال اجرا و بر این اساس، کار راحت کاربر است. در مورد یک آداپتور گرافیکی یکپارچه، ممکن است مقداری از RAM برای اهداف گرافیکی اختصاص داده شود. هنگامی که رایانه شخصی روشن است، رم عملکرد ذخیره سازی موقت داده های مورد استفاده توسط پردازنده را بازی می کند، زیرا پس از قطع برق، تمام اطلاعات از بین می روند. عملکرد رایانه شخصی به کار هماهنگ بین رم، مادربرد و پردازنده بستگی دارد.

برای ذخیره اطلاعات برای مدت طولانی، از هارد دیسک (داخلی، خارجی) یا نوع نسبتا جدیدی از حافظه - درایوهای حالت جامد استفاده می شود. هر نوع رسانه دارای مزایا و معایب خاص خود است: هزینه، قابلیت اطمینان ذخیره سازی اطلاعات و حجم یک معیار مهم باقی می ماند.

برای برآوردن نیازهای کاربر در سرعت نوشتن / خواندن و ذخیره اطلاعات، از آرایه های RAID استفاده می شود - ترکیب چندین هارد دیسک که توسط یک کنترلر RAID ویژه کنترل می شود. بسته به نوع اتصال، اطلاعات جدیدی روی برخی از آنها ثبت می شود و مابقی کپی آنها خواهد بود (به دلیل ایجاد افزونگی).

هر آرایه RAID که در صورت خرابی یک دیسک فعال باقی می ماند، مفهومی مانند زمان بازسازی دارد - این زمانی است که کنترل کننده باید عملکرد یک دیسک جدید را در آرایه سازماندهی کند.

7. حافظه- محیط یا بخش عملکردی یک کامپیوتر که برای دریافت، ذخیره و صدور انتخابی داده ها طراحی شده است. بین عملیاتی، رجیستر، کش و حافظه خارجی تمایز قائل شوید.

توابع و ویژگی های اصلی حافظه داخلی رایانه شخصی

حافظه درونیحافظه ای است که پردازنده در حین کار می تواند مستقیماً به آن دسترسی داشته باشد و بلافاصله از آن استفاده کند.

حافظه داخلی شامل:

1. رم(RAM, RAM, Random Access Memory) یک دستگاه ذخیره سازی سریع با اندازه نه چندان بزرگ است که مستقیماً به پردازنده متصل است و برای نوشتن، خواندن و ذخیره برنامه های اجرایی و داده های پردازش شده توسط این برنامه ها طراحی شده است.

RAM فقط برای ذخیره موقت داده ها و برنامه ها استفاده می شود، زیرا وقتی دستگاه خاموش می شود، هر چیزی که در RAM بود از بین می رود. دسترسی به عناصر حافظه دسترسی تصادفی - این بدان معنی است که هر بایت حافظه آدرس جداگانه خود را دارد.

2. حافظه پنهان(انگلیسی cache) یا حافظه فوق عملیاتی یک حافظه بسیار سریع با حجم کم است که هنگام تبادل داده بین ریزپردازنده و رم برای جبران تفاوت سرعت پردازش اطلاعات توسط پردازنده و رم تا حدودی کندتر استفاده می شود.

حافظه کش توسط یک دستگاه خاص مدیریت می شود - یک کنترلر، که با تجزیه و تحلیل برنامه اجرایی، سعی می کند پیش بینی کند که پردازنده در آینده نزدیک به چه داده ها و دستورالعمل هایی نیاز دارد و آنها را به حافظه کش پمپ می کند. در این صورت، هر دو "ضربه" و "مسئله" امکان پذیر است. در صورت ضربه، یعنی اگر داده های لازم به حافظه کش پمپ شده باشد، بدون تاخیر از حافظه بازیابی می شوند. اگر اطلاعات مورد نیاز در حافظه پنهان نباشد، پردازنده آن را مستقیماً از RAM می خواند. نسبت تعداد بازدیدها به از دست دادن اثربخشی حافظه پنهان را تعیین می کند.

حافظه نهان بر روی تراشه های حافظه ثابت SRAM (رم استاتیک) پیاده سازی می شود که سریع تر، گران تر و ظرفیت پایین تر از DRAM (SDRAM) هستند. ریزپردازنده های مدرن دارای حافظه کش داخلی هستند که اصطلاحاً کش سطح اول 8، 16 یا 32 کیلوبایتی نامیده می شود. علاوه بر این، یک کش سطح دوم با ظرفیت 256، 512 کیلوبایت و بالاتر را می توان بر روی مادربرد کامپیوتر نصب کرد.

حافظه پایدار(ROM، ROM، Read Only Memory - حافظه فقط خواندنی) - حافظه غیر فرار که برای ذخیره داده هایی استفاده می شود که هرگز نیاز به تغییر ندارند. محتویات حافظه به طور ویژه در حین ساخت دستگاه برای ذخیره سازی دائمی "دوخته" شده است. رام فقط قابل خواندن است.

انواع حافظه PC خارجی، ویژگی ها و ویژگی های اصلی آنها.

حافظه خارجی(VCU) برای ذخیره طولانی مدت برنامه ها و داده ها در نظر گرفته شده است و یکپارچگی محتوای آن به روشن یا خاموش بودن رایانه بستگی ندارد. این نوع حافظه دارای حجم زیاد و کارایی پایینی است. برخلاف RAM، حافظه خارجی هیچ ارتباط مستقیمی با پردازنده ندارد. اطلاعات از VCU به پردازنده و بالعکس تقریباً در طول زنجیره زیر در گردش است:

حافظه خارجی کامپیوتر شامل:

1. هارد دیسک(درایوهای دیسک سخت، HDD) - یک نوع حافظه دائمی. برخلاف RAM، اطلاعات ذخیره شده روی هارد در هنگام خاموش شدن کامپیوتر از بین نمی رود و این امر هارد دیسک را برای ذخیره طولانی مدت برنامه ها و فایل های داده و همچنین مهم ترین برنامه های سیستم عامل ایده آل می کند. این توانایی (حفظ اطلاعات دست نخورده و ایمن پس از خاموش شدن) به شما این امکان را می دهد که یک هارد دیسک را از یک رایانه خارج کرده و آن را در رایانه دیگری قرار دهید.

وینچستر یا هارد دیسک مهمترین بخش کامپیوتر است. این سیستم عامل، برنامه ها و داده ها را ذخیره می کند. بدون سیستم عامل ویندوز، شما نمی توانید کامپیوتر را راه اندازی کنید، و بدون برنامه، زمانی که از قبل بوت شده است، نمی توانید کاری انجام دهید. بدون بانک اطلاعات، هر بار باید اطلاعات را به صورت دستی وارد کنید.

2. درایوهای دیسک (درایوهای فلاپی دیسک (درایوهای فلاپی دیسک)، FDD انگلیسی) دو نوع اصلی هستند - برای فلاپی دیسک های بزرگ (5.25 اینچ، گاهی اوقات آنها می نویسند - 5.25 اینچ)، و برای موارد کوچک (3.5 اینچ، 3، 5") . یک فلاپی دیسک پنج اینچی بسته به نوع آن می تواند از 360 اطلاعات (360 هزار کاراکتر) تا 1.2 مگابایت را در خود جای دهد. سه اینچ، اگرچه کوچکتر است، اما حاوی اطلاعات بیشتری است (720 کیلوبایت - 1.44 مگابایت). علاوه بر این، کفش های 3 اینچی در یک محفظه پلاستیکی محصور شده اند و بنابراین شکستن یا چروک شدن آن دشوارتر است. درایو دیسک استاندارد برای کامپیوترهای مدرن یک درایو فلاپی دیسک کوچک (3.5 اینچی) است. از این رو نام آن در سیستم کامپیوتری - 3.5 A.

3. درایوهای لیزر (CD-ROM و DVD-ROM) از اصل نوری خواندن اطلاعات استفاده می کنند.

دیسک های سی دی رام لیزری (CD - Compact Disk) و DVD-ROM (DVD - Digital Video Disk) اطلاعاتی را که در طول فرآیند تولید بر روی آنها ضبط شده است ذخیره می کنند. نوشتن اطلاعات جدید برای آنها غیرممکن است، که در قسمت دوم نام آنها منعکس شده است: ROM (Real Only Memory - read only). چنین دیسک هایی با مهر زنی تولید می شوند و رنگ نقره ای دارند.

CD-R و DVD-R (R برای قابل ضبط) وجود دارد که به رنگ طلایی هستند. اطلاعات مربوط به چنین دیسک هایی را می توان ضبط کرد، اما فقط یک بار. دیسک های CD-RW و DVD-RW (RW - ReWritable) که دارای رنگ پلاتینی هستند را می توان به طور مکرر نوشت.

4. درایوهای نوار مغناطیسی (درایوهای نوار) ​​و درایوهای دیسک قابل جابجایی

نوار پخش کننده دستگاهی برای پشتیبان گیری از حجم زیادی از اطلاعات است. به عنوان یک حامل، کاست هایی با نوار مغناطیسی با ظرفیت 1 - 2 گیگابایت و بیشتر در اینجا استفاده می شود.

پخش کننده ها اجازه می دهند حجم عظیمی از اطلاعات روی یک نوار کاست کوچک ضبط شود. ابزار فشرده سازی سخت افزاری تعبیه شده در استریمر به شما این امکان را می دهد که اطلاعات را قبل از نوشتن به صورت خودکار فشرده کنید و پس از خواندن آن را بازیابی کنید که این امر باعث افزایش حجم اطلاعات ذخیره شده می شود.

نقطه ضعف استریمرها سرعت نسبتا پایین آنها در نوشتن، جستجو و خواندن اطلاعات است. در حال حاضر، استریمرها قدیمی هستند و بنابراین به ندرت در عمل استفاده می شوند.

حافظه کامپیوتر وسیله ای ویژه برای ضبط و ذخیره انواع داده ها است. دو نوع حافظه در یک دستگاه کامپیوتری وجود دارد: عملیاتی و دائمی (داخلی و خارجی).

حافظه با دسترسی تصادفی نوع سریعی از حافظه است که به شما امکان می دهد داده ها را با سرعت بالا بنویسید و بخوانید، اما در عین حال اطلاعات تنها زمانی که دستگاه رایانه روشن است، یعنی زمانی که برق به آن می رسد، در آن ذخیره می شود. این تفاوت های ظریف است که باعث می شود RAM برای ذخیره سازی طولانی مدت اطلاعات نامناسب باشد. کامپیوتر را خاموش کنید - و تمام اطلاعات RAM پاک می شود. هدف رم نوشتن و خواندن اطلاعات با سرعت بالا توسط برنامه های نصب شده و سیستم عامل است. بوت کردن کامپیوتر در هنگام راه اندازی فقط بارگذاری برنامه های لازم برای عملیات در RAM است. انواع مختلفی از رم وجود دارد: SDRAM، DDR، DDR2، DDR3. هر نوع حافظه بعدی پیشرفتی نسبت به حافظه قبلی است و به حافظه جدید اجازه می دهد تا با سرعت بیشتری کار کند. در حال حاضر کامپیوترهای مدرن از رم DDR3 استفاده می کنند. انتخاب رم به کانکتورهای روی مادربرد بستگی دارد. حافظه دائمی نوعی حافظه است که به شما امکان می دهد اطلاعات را حتی زمانی که کامپیوتر خاموش است ذخیره کنید. رایج ترین نوع ذخیره سازی دائمی هارد دیسک است. آنها نشان دهنده یک یا چند دیسک مغناطیسی هستند که با سرعت فوق العاده ای (از 5 تا 12 هزار دور در دقیقه) می چرخند و سرهایی که برای خواندن و نوشتن اطلاعات طراحی شده اند. HDD ها رسانه های ذخیره سازی قابل اعتمادی هستند، آنها به شما امکان می دهند اطلاعات را چندین بار بنویسید و بخوانید. تنها عیب آنها این است که در برابر ضربه، سقوط و سایر تأثیرات مکانیکی به ویژه در زمان کار بسیار حساس هستند. درایوهای حالت جامد (SSD) در حال افزایش محبوبیت هستند. این نوع حافظه پایدار از درایوهای فلش USB تکامل یافته است. مزایا و معایب اصلی درایوهای SSD:

• سرعت خواندن و نوشتن چندین برابر بیشتر از HDD است.
• مستعد استرس مکانیکی نیست؛
• هزینه درایوهای SSD چندین برابر بیشتر از هزینه هارد دیسک است.
• تعداد متناهی چرخه خواندن و نوشتن دارند.

سی‌دی‌ها و دی‌وی‌دی‌ها به عنوان حافظه فقط خواندنی در رایانه شما نیز شناخته می‌شوند و گزینه‌های نسبتاً ارزانی برای ذخیره‌سازی مقادیر کمی از اطلاعات هستند. خطر از دست دادن اطلاعات در این رسانه ها شامل آسیب مکانیکی آنها است: خراش، شکستگی، اثرات حرارتی.

هر نوع حافظه کامپیوتر مزایا و معایب خاص خود را دارد، اما برخی از آنها وجود دارد که کامپیوتر بدون آنها کار نخواهد کرد. سی دی و دی وی دی، درایو فلش USB، هارد دیسک قابل جابجایی اجزای اختیاری در واحد سیستم هستند و دستگاه بدون رم و هارد دیسک محلی کار نخواهد کرد.