ASMENINIO KOMPIUTERIO ATMINTINĖS

1. VIDINĖ ATMINTIS
Vieną iš svarbiausių asmeninio kompiuterio komponentų sudaro vidinė atmintis, kurioje sau-gomos vykdomos programos ir rezultatai.
Šiuolaikiniuose asmeniniuose kompiuteriuose yra trijų skirtingų paskirčių vidinės atmintys:
• Operatyvioji atmintis (RAM).
• Pastovioji atmintis (ROM).
• Spartinančioji atmintis (CASHE).
Pastovioji ir operatyvioji atmintys sudaro pagrindinę kompiuterio atmintį.
1.1 Operatyvioji atmintis

Operatyvioji atmintis – tai mikroschema, kuri suskirstyta ląstelėmis. Vienoje atminties ląste-lėje dvejetainių pavidalu telpa vienas baitas (8 bitai) įvairių rūšių informacijos. Kiekviena ląstelė turi savo adresą, kurį sudaro tam tikro ilgio dvejetainis kodas. Rašydamas duomenis į atmintį arba juos iš ten imdamas, mikroprocesorius iš pradžių addresų magistrale siunčia dvejetainį adreso kodą (ląstelės adresą). Paskui nurodama ar duomenys bus skaitomi ar rašomi, ir duomenys perduodami duomenų magistrale. Kai duomenys įrašomi į ląstelę, ankstesnis jos turinys perrašomas, o skaitant duomenis – sukuriama tos ląstelės kopija ir todėl jos turinys lieka nepakitęs.
Operatyvioji atmintis dar vadinama tiesioginio kreipimosi atmintimi (RAM – Random Ac-cess Memory), kadangi bet kuriuo metu galima kreiptis į laisvai pasirinktą ląstelę. Operatyviojoje atmintyje duomenys gali būti saugomi, skaitomi bei įrašomi. Tačiau išjungus energijos šaltinį jie pra-randami, nes operatyvioji atmintis yra laaikina ir jos darbui reikalinga elektros energija. Informacijai saugoti ilgą laiką naudojama išorinė atmintis (žiūrėti 2 skyrių).
Funkcijos. Tiesioginio kreipimosi atmintis atlieka daug funkcijų. Pagrindinė jos funkcija – palaikyti ryšį tarp mikroprocesoriaus ir likusių kompiuterio dalių. Mikroprocesorius naudoja tik tas programas ir duomenis, ku

urie darbo metu saugomi RAM. Operatyvioji atmintis atlieka ir kitas svar-bias funkcijas:
♦ saugo operacinės sistemos kopiją, kuri įrašoma į RAM įjungus kompiuterį, ir lieka tol, kol kompiuteris išjungiamas;
♦ saugo taikomųjų programų paketų kopijas;
♦ saugo duomenis, kurie buvo įvesti klaviatūra ar kitais įvesties įrenginiais;
♦ saugo duomenų apdorojimo rezultatus.
RAM loginė struktūra. Operatyvioji atmintis padalinta į kelias skirtingas sritis, kurios su-daro RAM loginę struktūrą. RAM loginė struktūra priklauso nuo naudojamos operacinės sistemos ir asmeninio kompiuterio konfigūracijos. Šis loginis atminties paskirstymas padidina jos našumą ir pa-lengvina jos valdymą. Operatyviąją atmintį galima paskirstyti į 5 logines sritis (žiūrėti 1 priedą, 1 pav.):
♦ standartinė (Conventional);
♦ aukštesnioji (UMA – Upper Memory Area);
♦ papildomoji (EMS – Expanded Memory Specification);
♦ išplėstoji (XMS – Extended Memory Specification);
♦ viršutinė (HMA – High Memory Area).
Standartinė atmintis – tai pirmieji 640 KB operatyviosios atminties. Nuo Intel 8088 mikro-procesoriaus laikų ši sritis buvo svarbiausia RAM dalis, nees joje buvo visos vykdomos DOS pro-gramos. Šiuolaikiniuose asmeninio kompiuterio RAM tam tikroje standartinės atminties srityje gali būti operacinės sistemos branduolys, BIOS duomenys ir kt. Be to, ji gali būti tiesiogiai naudojama visuose taikomose programose.
Aukštesniąją, arba rezervuotą atmintį sudaro 384 KB (nuo 640 KB iki 1 MB). Ši atminties sritis skirta vidinėms asmeninio kompiuterio funkcijoms vykdyti. Ji nėra vienalytė: joje yra vaizdo ROM ir RAM, 64 KB „EMS langas”, per kurį mikroprocesorius gali kreiptis į papildomąją atminties dalį, ir sistemos BIOS [3]. Taip pat joje ga
ali būti ROM ir RAM moduliai, fiziškai išdėstyti išplėtimo plokštėje.
Daugeliui šiuolaikinių programų nepakanka standartinės atminties. Naudojant netiesiogiai ad-resuojamą atmintį buvo bandyta ją padidinti, o tai leidžia papildomos atminties metodas. 1986 m. firmos Lotus, Intel ir Microsoft seniesiems AK su mikroprocesoriais 8086 ir 8088 sukūrė standartą LIM, kuris numato atminties bankų arba blokų perjungimą (Bank Switchings). Speciali atminties valdymo programa (EMM – Expanded Memory Manager) papildydavo procesoriaus tiesiogiai val-domą atmintį. Su šia atminties dalimi mikroprocesorius bendravo per „EMS langą”. Pavyzdžiui, val-dymo programa EMM 4.0 galėjo valdyti 32 MB talpos papildomąją atmintį, kuri dažniausiai buvo naudojamo duomenims saugoti. Senesniuose AK fiziškai papildoma atmintis išdėstoma atskiroje iš-plėtimo plokštėje, o logiškai – laisvuose aukštesniosios atminties blokuose. AK su 80386 ir tobules-niais mikroprocesoriais atskira papildomos atminties plokštė nereikalinga, nes EMS emuliuojama išplėstosios atminties srityje [2].

Viršutinę atmintį sudaro pirmasis po 1 MB ribos 64 KB atminties blokas, į kurį gali kreiptis tik operacinė sistema. Techniškai tai pirmieji 64 KB išplėstosios atminties, bet skirtingai nuo išplės-tosios, į viršutinę atminties sritį procesorius gali kreiptis tik realiu režimu (real mode). Išplėstoji at-mintis – tai visa likusi operatyviosios atminties dalis, kuri tai pat apima ir viršutinę atmintį. Norint kreiptis į išplėstąją atmintį, reikia turėti specialią programą (pavyzdžiui, Himen.sys), kuri perduoda duomenis iš standartinės į išplėstąją atmintį, ir atvirkščiai.
RAM parametrai. Operatyviosios atminties blokeliai gali būti įvairios ta
alpos (dabar daž-niausiai naudojami 64, 128, 256 MB), jie turi skirtingas jungtis ir formatą (SIMM, DIMM, RIMM), spartą (8-70 ns), srovės charakteristikas (5, 3,3 arba 2,5 V), savybes (ECC, Parity) ir tipą (FPM, EDO, SDRAM, RDRAM). Šias RAM charakteristikas apžvelgsiu plačiau.
Vienas iš svarbiausių operatyviosios atminties parametrų yra jos sparta, t. y. laiko intervalas per kurį informacija įrašoma į RAM arba iš jos nuskaitoma. Asinchroninės atminties sparta matuo-jama nanosekundėmis, o sinchroninės – megahercais. Naujausios kartos operatyvioji atmintis taip pat turi daugiklį – pavyzdžiui, DDR DRAM 100 MHz magistralės kompiuteryje veikia 200 MHz sparta.
Tarp mikroprocesoriaus ir operatyviosios atminties elementų neturi būti didelių spartos skir-tumų. Šį skirtumą gali sumažinti Wait State (laukimo ciklas) parametras, kuris nustatomas rankiniu būdu arba automatiškai CMOS Setup, atsižvelgiant į sisteminės plokštės Chipset parametrus. Wait State parametras nusako kiek taktų turi praleisti procesorius tarp kreipimosi į operatyviąją atmintį.
Operatyviosios atminties moduliai gali būti įvairios talpos 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 MB. Ki-tas svarbus parametras – naudojama srovės įtampa. Anksčiau beveik visa operatyvioji atmintis nau-dojo 5 V srovę. Dabar naudojami 3,3 V RAM blokeliai.
Operatyvioji atmintis ne visada turėjo mikroschemos pavidalą. Jos architektūra praėjo 4 eta-pus. Kompiuterinio amžiaus apyaušryje RAM buvo gaminama iš elektroninių lempų, tačiau ji buvo labai brangi ir reikalavo daug elektros. Jos dydis ir kaina sumažėjo, kai elektroninės lempos buvo pakeistos magnetinėmis šerdimis, dar vėliau – tranzistoriais ir galiausiai – mikroschemomis. Mikro-schemos padidino operatyviosios at
tminties talpą, bei sumažino jos dydį.
Nagrinėjant operatyviąją atmintį reikia paminėti ir jos fizinę prigimtį. Laisvosios krypties at-mintis gali būti statinė (SRAM – Static RAM) ir dinaminė (DRAM – Dynamic RAM). Statinė atmin-tis sudaryta iš mikroschemų, kurioms būtina įtampa. SRAM duomenys saugomi tol, kol ištrinami arba kol nutrūksta energijos teikimas. Statinės atminties mikroschemos sudarytos iš trigerių, kuriems reikia dviejų tranzistorių vienam bitui saugoti, todėl jos užima daugiau fizinės saugojimo erdvės ir sunaudoja daugiau energijos, nei dinaminė atmintis. Dėl to, statinė operatyvioji atmintis yra gerokai brangesnė. Praktiškai ją naudoja tik spartinančioje atmintyje, bei mikroprocesorių registruose.
Dinaminė atmintis turi dvigubai mažiau tranzistorių už statinę, yra pigesnė ir paprastesnė pa-gaminti. Kiekvienas operatyviosios atminties elementas – tai elektroninių kondensatorių sistema, ku-ri saugo duomenis krūvio pavidalu. Krūvio turimas kiekis kondensatoriuje atitinka loginiam vienetui. Kondensatoriuje signalas išbūna taip trumpai (kelias milisekundes), kad operatyviosios atminties tu-rinį tenka regeneruoti, t.y. atnaujinti daugybę kartų per sekundę. Taip kilo ir dinaminės atminties pa-vadinimas. Duomenų atnaujinimo metu, kurį vykdo speciali loginė schema, mikroprocesorius negali kreiptis į RAM duomenis, o tai lėtina kompiuterio darbą.
DRAM keitė savo „išvaizdą” kelis kartus. Pirmuosiuose asmeniniuose kompiuteriuose opera-cinės atminties lustai (chips) buvo tiesiogiai prilituojami prie pagrindinės plokštės. Jie turėjo DIP (Dual in-line Package) tipo atminties modulį (žiūrėti 1 priedą 2 pav.), kuri laikui bėgant pakeitė SIP (Single In-line Package) moduliai (žiūrėti 1 priedą 3 pav.). Toks būdas buvo labai nepatogus, nes tokiose sistemose nebuvo galima išplėsti operatyviosios atminties. Todėl kiek vėliau atminties lustai buvo montuojami į specialų blokelį, vadinama SIMM (Single In-line Memory Module – vienos eilės atminties modulį). Jau motininės plokštės su procesoriais 286, 486 ir pirmieji Pentium turėjo tokius tipo lizdus. Labiausiai paplito dviejų tipų SIMM atminties moduliai – su 30 (žiūrėti 1 priedą 4 pav.) arba 72 (žiūrėti 1 priedą 5 pav.) sudvejintais kontaktais (pin). 72 išvadų SIMM moduliai turi būti įdiegiami vienodos talpos poromis (banks). SIMM turi aukso spalvos kontaktus, kurie atitinka plokš-tės kontaktų spalvą.
Šiuo metu SIMM moduliai, turintis kaip 30, taip ir 72 kontaktus, netenkina naujus sisteminės plokštės lizdus ir procesorius. Dėl padidėjusio atminties kiekio ir spartos poreikių pradėtas naudoti naujesnis atminties modulio variantas – DIMM (Dual In-line Merory Module – dviejų eilių atminties modulis). Abiejose SIMM modulio pusėse buvo tie patys kontaktai, o DIMM modulyje jie skirtingi. Iš viso jis turi 168 kontaktus.
Naujos kartos „Rambus” tipo operatyvioji atmintis montuojama RIMM blokeliuose, kurie yra panašus į DIMM ir taip pat turi 128 kontaktus, tačiau tarpusavyje nedera.
Dinaminė operatyvioji atmintis gali būti skirtingų tipų. Anksčiau buvo tik vienas DRAM ti-pas, kuris buvo specialistų vadinamas FPM (Fast Page Mode) atmintimi. Tokia atmintis buvo 386 ir 486 kompiuteriuose, dažniausiai 30 kontaktų SIMM modulio pavidalu. FPM galėjo sparčiai pateikti nuosekliai skaitomą informaciją iš to paties atminties segmento, vadinamu puslapiu. Ši atmintis galė-jo dirbti magistralėse, kurių dažniai neviršydavo 30 MHz, todėl buvo sukurtos spartesnės DRAM.
Daugelyje „Pentium” AK yra naudojama EDO (Extended Data Output) operatyvioji atmintis. Ji yra spartesnė už FPM ir gali veikti iki 66 MHz magistralėse. EDO DRAM informacija iš kito at-minties adreso gali būti rengiama skaitymui dar nebaigus mikroprocesoriui pasiimti duomenų iš anksčiau pateikto adreso. EDO atmintis turi papildomas skiltis (Latch), kurie leidžia sutrumpinti at-minties skaitymo signalus ir dažniau išvesti duomenis. AK taip pat gali turėti BEDO (Burst EDO – srauto EDO) atmintį, kuri naudoja patobulintą EDO technologiją.
Kaip ir FPM, taip ir EDO, bei BEDO dinaminės operatyviosios atminties tipai priskiriami asinchroninės atminties kategorijai. Jie veikia savo pačių dažniais ir su mikroprocesoriais nėra sin-chronizuojami, nes reaguoja į jo komandas tik atlikus ankstesnę užduotį. Kai 1996 metais pasirodė mikroprocesorius Intel Pentium II ir lustas Intel 4 OBX, lokalinės magistralės dažnis padidėjo iki 100 MHz, o tai privertė dinaminės operatyviosios atminties gamintojus pereiti prie kitų technologijų. Procesoriaus ir atminties magistralių sparta buvo padidinta išsprendus sinchronizavimo problemą ir sukūrus SDRAM (Synchronous DRAM) – sinchroninę dinaminę atmintį (žiūrėti 1 priedą 6 pav.). SDRAM labai skiriasi nuo ankstesnių atminties tipų. Ji sinchronizuoja valdymo signalus su proceso-riaus taktiniais impulsais, todėl jis gali pasiųsti atminčiai komandą bet kuriuo metu, nesvarbu, ar ji apdoroja ankstesnę informaciją, ar ne. Skirtingai nuo asinchroninės atminties spartos SDRAM sparta matuojama ne nanosekundėmis, o megahercais. Šiuo metu SDRAM gali būti 66, 100 ir 133 MHz spartos.
Kitas originalus sprendimas, kuris padidino SDRAM darbo dažnį, buvo ESDRAM (Enhan-ced – patobulintos SDRAM) sukūrimas. Kiekviename SDRAM luste buvo pridėtas nedidelis statinės RAM kiekis, kuris tarnauja dar viena tarpine atmintimi, paspartinančia pasikartojančių duomenų perdavimą iš operatyviosios atminties į mikroprocesorių. Dėl to, operatyvioji atmintis gali veikti 200 MHz sparta.
Šiuo metu rinkoje labiau plinta atviro standarto RAM tipai. Tai dvigubo duomenų srauto SDRAM (DDR SDRAM – Double Data Rate SDRAM) (žiūrėti 1 priedą 7 pav.) ir SyncLink RAM (SLDRAM). Pirmasis jų dvigubina signalo perdavimo dažnį, o antrasis naudoja vieną duomenų ka-nalą ir yra valdomas specialiu SynkLink Interface protokolu, kurio dėka gali dirbti 400 MHz sparta.
DDR SDRAM tipas taip pat naudojamas kai kuriuose naujausios kartos vaizdo plokštėse.
Dar galima paminėti daug žadantį operatyviosios atminties tipą RDRAM (Rambus DRAM). Ši atmintis buvo sukurta ir užpatentuota firmos Rambus, Inc. Rambus yra visiškai naujo tipo atmin-tis, kuri nesuderinama su esamomis sisteminėmis plokštėmis. Moduliai statomi į RIMM (Rambus Inline Memory Module) lizdus. Pirmosios kartos RDRAM veikė 600 MHz sparta (su 150 MHz ma-gistralėmis), antrosios kartos Concurrent RDRAM padidino dažnį iki 700 MHz. O šiuolaikinė DRDRAM (Direct RDRAM) (žiūrėti 1 priedą 8 pav.), gali dirbti 400MHz dažniu ir vienu darbo cik-lu priimti bei perduoti dvi duomenų porcijas. Tai atitinka 800 MHz atmintinių darbo spartą. Rambus moduliai yra panašūs į dabar naudojamus DIMM modulius ir turi tiek pat kontaktu (168), tačiau kon-struktyviai jie nesuderinami, per RIMM modulius duomenys perduodami nuosekliai iš vieno modu-lio į kitą, o DIMM modulis turi būti apkrautas specialiu rezistoriumi. Akivaizdu, kad RDRAM gero-kai sudėtingesnė ir sparčiausia už kitus operatyviosios atminties tipus, todėl yra daug brangesnė, o tai lėtina jos paplitimą.
Perspektyvos. Valstybinės Vokietijos, Amerikos ir Japonijos laboratorijos kuria naują at-minties technologijos rūšį, vadinamą magnetine RAM. MRAM galės pakeisti ne tik dabartinę opera-tyviąją atmintį, bet ir lėtus kietuosius diskus. Informacijai saugoti MRAM naudojami magnetiniai, o ne elektriniai krūviai. Tai gerai žinoma GMR (Giant Magnetoresistance) technologija, kurį yra tai-koma kietųjų diskų galvutėse. MRAM gali tapti idealia atmintine, nes informaciją iš jos galima grei-tai įrašyti ir nuskaityti, bei saugoti ją tol, kol reikia. Įrašytos informacijos tankis galės viršyti net 1 Gb. Be to, ši atmintis gerokai spartesnė ir stabilesnė už “Flash” atmintį. Prognozuojama, kad MRAM pasirodys rinkoje 2004 metais. [4]

1.2 Pastovioji atmintis

Pastovioji atmintis (ROM – Read Only Memory) – tai tokia vidinė atmintis, kuri mikroproce-soriui vykdant programas nesikeičia ir neišnyksta išjungus kompiuterį. Duomenys į ROM mikro-schemą įrašomi tik vieną kartą ją gaminant ir paprastai ateityje jie negali būti perrašyti ar pakeisti. Pastovioji atmintis naudojama AK dėl dviejų esminių priežasčių:
♦ Pastovumo – reikalingi duomenys visą laiką yra ROM, nepriklausomai, ar kompiu-teris įjungtas, ar išjungtas.
♦ Saugumo – ROM duomenis negalima lengvai modifikuoti ar pakeisti, o tai suteikia tam tikrą apsaugos nuo atsitiktinių (arba tyčinių) ROM turinio pakeitimų laipsnį.
ROM mikroschemoje įrašomi nurodymai, kuriuos turi įvykdyti mikroprocesorius įjungus kompiuterį. Kai ROM gauna maitinimo įtampą, iškviečiama bazinė įvesties/išvesties sistema (BIOS – Basic Input Output System). BIOS iškviečia kompiuterinės sistemos savitestavimo procedūrą (POST – Power On Self Test), kuri testuoja kompiuterinės sistemos svarbiausius įrenginius: mikro-procesorių, operatyviąją atmintį, diskus ir kt. POST taip pat patikrina, ar teisingai nuskaitomas BIOS programinis sisteminis modulis, kuris pradeda krauti kompiuterio operacinę sistemą iš kietojo disko.
Kaip jau buvo minėta, pagrindinė ROM ypatybė yra ta, kad jos turinys neturi būti keičiamas, bet kartais kai kurie pakeitimai gali būti labai naudingi. Tam buvo sukurti keli ROM variantai, kurie gali būti modifikuojami programinių būdu. Tai PROM (Programmable Read Only Memory), EP-ROM (Erasable PROM), EEPROM (Electrically Erasable PROM).
1.3 Spartinančioji atmintis

Visais laikais procesoriai gebėjo apdoroti informaciją daug sparčiau, nei buvo galima ją per-duoti iš atmintinių. Taigi buvo sukurta spartinančioji atmintis (Cashe Memory), kuri pagreitino paly-ginti lėtų įrenginių darbą. Kaip jau buvo minėta spartinančiosios atminties fizinė prigimtis yra stati-nė, ir ji sudaryta iš SRAM atminties elementų, kurių kreipimosi į duomenis laikas yra pakankamai mažas – 15-20 ns. Spartinančioji atmintis paspartina procesoriaus darbą, nes į ją iš pagrindinės RAM perrašoma dalis informacijos, kuri tuoj bus reikalinga procesoriui. O tai reiškia, kad procesorius be-veik visą laiką bendrauja su daug spartesne spartinančiąja atmintimi ir kompiuteris veikia 15 – 30 % sparčiau. Priklausomai nuo atliekamų funkcijų, spartinančioji atminti integruojama kompiuterinėje sistemoje dvejopai ir gali būti vidinė ir išorinė.
Vidinė spartinančioji atmintis – tai pirmosios eilės spartinančioji atmintis L1. Ji beveik visada būna kartu su mikroprocesoriumi tame pačiame bloke. Tokią atmintį sudėtinga pagaminti, todėl ji yra labai brangi. Ji gali būti 8, 16, 32 arba 64 KB. L1 atmintis (dar vadinama Primary Cache – pir-mine spartinančiąja atmintimi) veikia tokia pat sparta, kaip ir mikroprocesorius. Joje saugomos daž-niausiai naudojamos ir pasikartojančios instrukcijos procesoriui. Spartinančioji atmintis taip pat gali būti lygiagretaus rašymo (write through), nuoseklaus rašymo (write back) arba lygiagretaus rašymo su laikinąja saugykla (write through with buffer). Kompiuteriuose su lygiagretaus rašymo spartinan-čiąja atmintimi duomenys iš mikroprocesoriaus keliauja tuo pat metu ir į spartinančiąją , ir į operaty-viąją atmintį. Naudojant nuoseklaus rašymo – duomenys rašomi į spartinančiąją , o paskui iš jos – į operatyviąją. Tokia sistema yra apytikriai 10% spartesnė.
Dauguma kompiuteriu turi ir išorinę spartinančiąją atminį. Tai antrinė (Secondary Cashe) L2 atmintis, kuri gali būti nuo 64 iki 1MB. O sisteminėse plokštėse su naujausiais procesoriais jau nau-dojama ir 2 MB antrinė spartinančioji atmintis. Ji yra reikalinga dėl to, kad pirminė spartinančioji atmintis nepanaikina atotrūkio tarp procesoriaus ir RAM. Be spartinančiosios L2 atminties sistema veikia 10-40% lėčiau, nei su ja. Antrinė spartinančioji atmintis gali būti lituojama į specialus lizdus (CELP arba COAST).
Parametrai. Spartinančiosios atminties koncepcija remiasi tuo, kad labiausiai tikėtini duo-menys kopijuojami iš pagrindinės atminties į specialią greitą atmintį ir saugomi joje kurį laiką. Kai procesoriui prireikia duomenų ar komandų, jis pirmiausia jų ieško spartinančiojoje atmintyje ir tik jų neradęs kreipiasi į pagrindinę atmintį. Spartinančiąją atmintą galima apibudinti šiais parametrais:
♦ Spartinančiosios atminties dydis (nuo 8KB iki 2MB)
♦ Išrinkimo laikas pataikius 1-4 taktai)
♦ Išrinkimo laikas nepataikius (8-32 taktai)
♦ Eilutės ilgis arba bloko dydis (4-128 baitai)
♦ Pataikymo procentas (80-99%)
Spartinančioji atmintis taip pat gali būti naudojama nuskaitant informaciją iš kietųjų arba CD-ROM diskų ir perduoti toliau kitiems įrenginiams.

2. IŠORINĖ ATMINTIS
Be operatyviosios atminties AK reikalinga papildoma atmintis, dideliems informacijos kie-kiams kaupti ir saugoti, kuri išlaikytų į ją įrašyta informaciją išjungus kompiuterio maitinimą. Tokia atmintis vadinama išorinė, o ją sudaro įvairių rūšių informacijos kaupikliai (IK). Į IK įeina daug įvai-rių informacijos laikmenų, su skirtingais veikimo principais ir techninėmis charakteristikomis. In-formacijos kaupimas ir saugojimas yra pagrindinė IK savybė ir paskirtis. Įprastai IK galima suskirs-tyti į kategorijas ir ryšis pagal funkcines, fizines, eksploatavimo ir programines charakteristikas. Pa-vyzdžiui, pagal savo funkcionavimą jie yra skirstomi į elektroninius, magnetinius, optinius ir mag-netiniu-optinius. Kiekvienas IK tipas skiriasi savo skaitmeninės informacijos kaupi-mo/atgaminimo/saugojimo technologijomis. Todėl informacijos kaupikliai yra skirstomi į elektroni-nius, diskinius ir juostinius. Toliau norėčiau atkreipti dėmesį į diskinius kaupiklius (kurie šiuo metu užima praktiškai visą IK rinką), ir aptarti tokius diskų tipus:
♦ magnetiniai diskai;
♦ optiniai (lazeriniai) diskai;
♦ magnetiniai-optiniai diskai.

2.1 Magnetiniai diskai.

Magnetinių diskinių kaupiklių veikimo principas pagrįstas informacijos kaupimo būdu, kuris naudoja magnetines medžiagų savybes. Pagrindinė magnetinių įsiminančių įrenginių technologija grindžiama diskinio kaupiklio dalių įmagnetinimu kintamojo magnetinio lauku ir užkoduotos infor-macijos, kaip kintamojo įmagnetėjimo dalių, skaitymas. Skaitmeninė informacija yra keičiama kin-tamuoju magnetiniu lauku, kuriuo rašymo galvutė veikia įmagnetintą įrašomojo kaupiklio pavir-šių.taigi veikiant išoriniam galvutės magnetiniam laukui, disko paviršius permagnetinimas. Besisu-kančio disko paviršiuje lieka įmagnetintos koncentrinių apskritimų formos zonos. Todėl ir sakoma, kad informacija rašoma koncentriniuose takeliuose. [2].
2.1.1 Lankstieji magnetiniai diskai

Lankstieji magnetiniai diskai (FD – Floppy Disk) – tai informacijos laikmenos, kurios naudo-jamos informacijai saugoti, bei perkelti iš vieno kompiuterio į kitą. Lankstieji magnetiniai diskai (to-liau – diskeliai) būna dviejų skirtingų skersmenų – 5,25″ ir 3,5″. 5,25″ skersmens diskeliai, kurie bu-vo pradėti gaminti 1976 m., jau nenaudojami. Bet būtent dėl jų savybių šie kaupikliai buvo pavadinti lanksčiaisiais, nes jų magnetine danga padengtas plastmasinis vokas yra lankstus (žiūrėti 2 priedą, 1 pav.). Dėl didelių šių diskelių matmenų (13,4×13,4 cm) ir nedidelės informacijos talpos (nuo 360 KB iki 1,2 MB) labiau paplito 3,5″ skersmens diskeliai. Mechaniškai juos sunkiau pažeisti, nes jie įdėti į uždarą standų plastmasinį voką. 3,5″ skersmens diskeliai yra kur kas patikimesni ir jų matmenys ma-žesni. Pirmieji 3,5″ skersmens diskeliai (1981m.) buvo dvigubo tankio (2S 2D) ir į juos tilpo 720 KB informacijos. Dabartiniai 3,5″ diskeliai būna didelio (2S HD) ir labai didelio (2S ED) tankio. Į juos telpa 1,44 MB ir 2,8 MB informacijos.
Diskelio paviršius padengtas trinčiai atspariu ferolaku ir yra labai lygus. Kaupiklio galvutė juda tiesiai nuo diskelio centro išorės link ir atvirkščiai, liečiant disko paviršių. Informacija įrašoma į apskritinius takelius, kurie yra suskirstyti sektoriais. Takelių ir sektorių skaičius priklauso nuo diske-lio kokybės, informacijos kodavimo būdo, naudojamo formato ir kaupiklio. Pavyzdžiui, 3,5″ sker-smens 1,44 MB diskelio kiekvienoje pusėje yra 80 takelių, sudarytų iš 18 sektorių, o sektoriaus take-lyje telpa 512 baitų informacijos. Diskelio talpa apskaičiuojama sudauginant darbinių paviršių, take-lių, sektorių skaičių ir vieno sektoriaus talpą. Taip galima apskaičiuoti 3,5″ diskelio talpą: 2x80x18x512=1474560 baitų.
Prieš naudojimą naujas diskelis yra formatuojamas. Formatavimo proceso metu diskelio magnetiniai paviršiai paruošiami informacijai įsiminti ir logiškai suskirstomi į koncentrinius takelius ir sektorius, o taip pat įrašoma tarnybinė informacija (pvz., takelio ir sektoriaus adresas), kuri užima dalį diskelio informacinės talpos. Visi diskeliai turi dvi specialias įdėklo išpjovas: pirmoji – įrašo blokatorius, kuris apsauga informaciją nuo atsitiktinio pakeitimo ar ištrynimo, o antroji skirta infor-macijai skaityti ir įrašyti magnetinėmis galvutėmis.
Diskeliuose sukauptai informacijai skaityti ir įrašyti skirtas specialus įtaisas – FDD (Floppy Disk Drive). Jį sudaro keturi pagrindiniai elementai:
♦ variklis,
♦ skaitymo ir rašymo galvutės,
♦ galvučių varikliai, ir
♦ elektroninės valdymo schemos.
Įdėtas į kaupiklį ir užfiksuotas diskelis pradedamas sukti voke 360 aps/min greičiu. Kadangi diskelis turi du darbinius paviršius, tai galvutės išdėstomos atitinkamai virš jų. FDD galvutes virš diskelio voke esančio plyšio, kuris atsiranda nustūmus judamąją apsaugą, stumdo du specialus žings-niniai varikliai. Elektroninės kaupiklio schemos perduoda signalus atitinkamam kontroleriui.
FDD gebėjimas sparčiai rasti reikiamą informaciją nusakomas vidutine informacijos paieškos ir perdavimo laiku (100 – 500 ms) – kreipimosi trukme (Average Access Time), o našumas (Transfer Rate) – informacijos perdavimo sparta (apie 30 KB/s).
Lankstūs diskeliai nėra labai atsparūs. Juos reikia sugoti nuo dulkių, aukštų temperatūrų, elektromagnetinių laukų. Taip pat jų negalima lankstyti, ar liesti darbinį paviršių. Išimti iš kaupiklio jas galima tik užgesus kaupiklio indikatoriui, nes kitaip galima pažeisti diskelio darbinį paviršių arba skaitymo bei rašymo galvutes.
Perspektyvos. Nors 3,5″ skersmens diskeliai vis dar populiarus ir be jų įrenginių neįsivaiz-duojam nė vieno asmeninio kompiuterio, padidėjus programų paketų ir kompiuteriais ruošiamų do-kumentų apimčiai, jų talpos nepakanka. Dėl šių priežasčių šio metu atsiranda vis daugiau didesnės talpos, bei patvaresnių FD pakaitalų, kurie konkuruoja tarpusavyje naujam oficialiam standartui su-kurti.
1995 m. kompanija Iomega sukūrė Zip kaupiklį su 100MB talpos diskeliu. Šis įrenginys ypač patogus atsarginėms dokumentų kopijoms saugoti ir netgi tapo neoficialiu standartu. ZIP veikimo principas iš esmės yra toks pat kaip ir įprasto FDD. Skirtumas tas, kad Zip diskelis sukamas maždaug aštuonis kartus greičiau. Tuo būdu išcentrinė jėga ištempia paviršių ir todėl informacija gali būti skaitoma bei rašoma daug tiksliau. Bet Zip turi didelį trūkumą – jis nesuderinamas su standartu FD. Todėl nebloga idėja buvo sukurti didelės talpos įrenginius, galinčius nuskaityti ir įprastus 1,44 MB FD. Tai buvo kompanijos Sony naujas kaupiklis – HiFD (High Capacity Floppy Disk Drive). Sony įtaise sujungtos kietojo disko ir lanksčiojo diskelio technologijos. Šis kaupiklis gali pasiekti 3600 aps/min greitį. Jo diskeliai geriau suprojektuoti ir apsaugoti nuo dulkių plastikiniu voku. Dar vienas populiarus diskelių standartas, sukurtas Compaq, Imation bei O.Rtechnologies firmų – LS-120. Kaip ir HiFD, LS-120 kaupiklis gali nuskaityti 1,44 MB bei 720 KB 3,5″ skersmens diskelius. Didžiausias LS-120 trūkumas – skaitymo sparta. Jis triskart lėtesnis už Zip kaupiklius.. Dar žinomi SyQuest EZ-Flyer (230 MB) ir SyQuest SparQ (1 GB) įtaisai, kurie yra panašus į Zip, tačiau talpesni ir pigesni, tačiau kaip ir Zip nesuderinami su lanksčiaisiais diskeliais.
2.1.2 Kietieji magnetiniai diskai

Kietasis magnetinis diskas (HD – Hard Disk) yra pagrindinis PK informacijos kaupiklis, skir-tas dideliems informacijos kiekiams saugoti. Šis diskas taip vadinamas siekiant pabrėžti jo skirtumą nuo lanksčiųjų diskelių.
Pirmasis 16 KB talpos kietasis diskas buvo pagamintas IBM firmos 1973 m. Jis turėjo 30 ta-kelių, kurių kiekvienas buvo padalytas į 30 sektorių ir dėl analogijos su automatiniais 30/30 kalibro šautuvais kietuosius diskus pradėjo vadinti vinčesteriais. Per 17 m., prabėgusių nuo 10 MB talpos kietojo disko pasirodymo, disko talpa padidėjo maždaug 10 000 kartų. Dabartinių magnetinių diskų talpa siekia 100 GB, o jų darbo trukmė siekia iki 800 000 valandų, t.y. 100 metų.
Kietąjį diską sudaro vienas ar keli vienodo skersmens diskai (aukštos tikslumo klasės kerami-nės arba aliuminio plokštelės su specialia magnetine danga), turintys bendrą ašį. AK dažniausiai naudojami 3,5″ skersmens diskai, o nešiojamiesiems – 2,5″ skersmens. Diskai sukasi pastoviai, o jų sukimosi greitis lyginant su diskeliais yra pakankamai didelis ( nuo 3 600 iki 10 000 aps/min), kas užtikrina spartų skaitymo/rašymo greitį.
Kietojo disko įtaisą (HDD – Hard Disk Drive) sudarantys elementai (diskai, variklis, rašymo ir skaitymo galvutės, galvučių laikikliai ir elektroninės schemos) yra atskirame apsauginiame korpu-se. Jis saugo kaupiklį ne tik nuo menkiausios dulkės, bet ir nuo elektromagnetinio lauko poveikio. Pats korpusas nehermetiškas, yra kiaurymė, saugoma oro filtro, kuri reikalinga, kad oro slėgis HDD išorėje ir viduje būtų vienodas. Yra dar vienas filtras, kuris renka daleles atitrūkstančias nuo pačių diskų paviršiaus, kurios atsiranda galvutėms “kylant” ar “tupiant”. Yra ir specialių HDD su hermetiš-kais korpusais, kurie pritaikyti eksploatuoti ypatingomis klimato sąlygomis. HDD turi elektronikos bloką, kuris valdo nukreipimo sistemą, disko sukimosi greitį ir apdoroja signalus. Šiuolaikiniuose HDD elektronikos blokas yra montuojamas kartu su HDD.

Informacija į sparčiai sukamus magnetinius diskus įrašoma panašiai kaip ir į lanksčiuosius diskelius. Svarbu pažymėti, kad galvutės neliečia disko paviršiaus, nes nuo jo yra atskirtos labai ma-žo storio dujų pagalve. Elektromagnetinė rašymo galvutė permagnetina disko paviršiaus taškus. 1 ar 0 įrašytas disko paviršiaus taške, priklauso nuo taško įmagnetinimo krypties. Kad būtų galima rasti tam tikra disko vietą, formatavimo metu į jį įrašomos specialios žymos. Informacija kiekviename diske rašoma į apskritiminius takelius, kurie sudaro vadinamuosius diskinio kaupiklio cilindrus (Cy-linders). Takeliai yra padalinti į sektorius po 512 baitų. Duomenys į diską rašomi fragmentais į klas-terius. Sparčiausiai skaitoma ir rašoma informacija esanti išoriniuose disko takeliuose. Todėl, norint padidinti duomenų perdavimo spartą, kaip tik šiuose takeliuose išsaugomi dažniausiai naudojami fai-lai. Kai dirbama Windows terpėje, adresas (cilindras ir sektorius), kur bus rašomas failas, įrašomas į failų adresų (išdėstymo) lentelę (FAT – File Allocation Table).
Pagrindiniai fiziniai ir loginiai HDD parametrai. Visi kaupikliai atitinka standartus, kuriuos gali sudaryti nepriklausomi komitetai ir standartizacijos grupės, ar patys gamintojai. Tarp daugybės techninių charakteristikų, skiriančių vieną modelį nuo kito, galima išskirti svarbesnes var-totojui ir gamintojui.
Šiuolaikinių HDD dydis yra standartinis ir nusakomas specialiu parametru, vadinamu form-factor. Jį išreiškia disko skersmuo coliais. Kaip jau buvo minėta dažniausiai diskai būna 2.5″ ir 3.5″ skersmens. Pagal šį dydį galima nustatyti HDD korpuso matmenis. Pvz., jei disko skersmuo 3.5″, tai korpuso matmenys yra 41,6x1001x146 mm. Taip pat korpuso aukštį apibudima tokie parametrai kaip: FH (Full-Height – visas aukštis), HH (Half-Height – pusinis aukštis), LP (Low-Profile – žemas aukštis).
Kietųjų diskų informacinė talpa svyruoja nuo kelių iki keliolikos dešimčių GB. Šis paramet-ras priklauso nuo įrašymo tankio, kuris matuojamas GB/kv. colyje. Diskų informacinė talpa didėja, nes didėja informacijos įrašymo tankis. Kuo didesnis tankis, tuo mažesnis kaupiklis, tuo mažiau energijos jis vartoja ir daugiau informacijos perduoda, nes sumažėja galvučių stumdymo atstumai ir galima padidinti disko sukimo spartą. Informacijos įrašymo tankis priklauso nuo diskus dengiančios medžiagos (keraminių diskų duomenų įrašymo tankis perpus didesnis nei aliuminių), o taip pat nuo duomenų kodavimo būdo bei skaitymo ir rašymo galvučių. Žinomos tokių tipų galvutės: monolitinės, kompozicinės, plėvelinės technologijos ir magnetinės-varžtinės.
HDD taip pat apibudina tokie parametrai kaip kreipimosi į duomenis laikas ir jų perdavimo sparta. Kreipimosi į duomenis laikas (Average Seek Time) rodo, kaip greitai diske randami duome-nys, t.y., per kiek laiko galvutė nustatoma ties reikiamu takeliu ir sektoriumi. Įvairiuose vinčesteriuo-se šis rodiklis gali būti nuo 5 iki 30 ms. ir naudojamas kaip pagrindinis rodiklis lyginant įvairių ga-mintojų kaupiklių greitį. Duomenų perdavimo sparta (Data Transfer Rate) nusako duomenų skaity-mo ar rašymo greitį po to, kai galvutės užėmė reikalingą padėtį. Duomenų perdavimo sparta priklau-so nuo diskų sukimosi greičio (standartu tampa 7200 aps/min greitis), takelio sektorių skaičiaus ir baitų sektoriuje kiekio. Šis rodiklis gali būti įvairus: nuo 8,3 iki 40 MB/s ir daugiau.
Be visų šitų parametrų galima paminėti ir tokias HDD charakteristikas kaip vidutis disko eks-ploatacijos laikas, įrenginio keliamas triukšmas, atsparumas ir kaina.
Perspektyvos. Informacijos įrašymo tankiui padidinti IBM firma sukonstravo GMR (Giant Magneto-Resistive) galvutę, kuri dabar įrašo iki 45 GB į kvadratinį colį. 2003 m. IBM žada pradėti gaminti 400 GB HDD asmeniniams kompiuteriams.Labai perspektyvios yra IBM tobulinamos na-nomechaninė ir holografinė informacijos saugojimo technologijos. Taikant nanomechaninę techno-logiją, į laikmeną duomenys įrašomi miniatiūrinėmis adatėlėmis padarant jos paviršiuje duobutes, o ištrinami šildant paviršių ir tokiu būdu duobutes panaikinant. IBM teigia, jog šis būdas leis pasiekti net 500 GB/kv. colyje duomenų tankį. Su holografine technologija galima pasiekti dar didesnį in-formacijos saugojimo tankį. Taip yra, nes informacija įrašoma ne tik medžiagos paviršiuje, o gali bū-ti išdėstyta sluoksniais visame hologramos tūryje.
Kietųjų diskų technologijos vystosi labai sparčiai, prognozuojama, kad iki 2005 m. šių laik-menų talpa išaugs iki 1 terobaito, o duomenų perdavimo sparta bus didesnė nei 1GB/s.
2.2 Optiniai diskai

Pirmieji optiniai (lazeriniai) diskai pasirodė 1972 m. ir parodė dideles informacijos saugojimo galimybes. Iš pradžių jie buvo naudojami muzikai įrašyti. Kompiuterių pramonėje kompaktiniai dis-kai pradėti naudoti žymiai vėliau, tačiau dabar jie tapo standartiniais AK elementais.
Šiuo metu paplitę du optinių diskų tipai: CD (Compact Disk) ir DVD (Digital Versatile Disk). Pagal savo veikimo principą jie skiriasi nuo magnetinių tuo, kad užkoduota informacija jų paviršiuje nuskaitoma ir įrašoma lazerio spinduliu.

2.2.1 Kompaktiniai diskai
Kompaktinis diskas (CD) dabar yra viena populiariausių duomenų perdavimo, programinės įrangos, žaidimų bei garso įrašų laikmena.
Galima išskirti tris CD tipus:
♦ CD-ROM (Read Only Memory) – gamyklinių būdu štampuojami CD, kurie skirti tik duomenų skaitymui.
♦ CD-R (Recordable) – vienkartinio įrašymo CD.
♦ CD-RW (Rewritable) – daugkartinio įrašymo CD.
Standartiniame kompaktiniame CD-ROM diske telpa apie 500 – 600 MB informacijos, kuri yra „įpresuojama” jį gaminant ir negali būti keičiama. Pirmųjų viengubo greičio CD-ROM kaupiklių informacijos perdavimo sparta buvo apie 150 KB/s, aštuongubo (8X) greičio kaupikliai perduoda apie 1200 – 1500 KB/s. Simbolis X rodo kiek kartų greičiau, lyginant su viengubo greičiu, sukasi diskas.
CD-ROM sudaro metalizuotas plastmasinis 110 mm skersmens ir 1,2 mm storio diskas. Jis yra gaminamas iš polikarbonato. Padarius disko – matricos antspaudą, polikarbonato paviršius pa-dengiamas plonu blizgančiu aliuminio sluoksniu, o šis padengiamas tvirtu apsauginiu sluoksniu. In-formacija CD-ROM diske įrašyta į spiralės formos takelį, padarant jame 0,15 μm gylio ir 0,6 μm pločio duobutes. Diskas skaitomas spirale nuo centro. Skaitymo galvutėje yra puslaidininkinis lazeris ir fotodetektorius. Kai lazerio spindulys patenka į atspindinčią šviesą sritį, jis nukrypsta į fotodetek-torių, o pastarasis fiksuoja tai kaip loginį vienetą; jei spindulys patenka į duobutę, jis nepatenka į fo-todetektorių, o tai fiksuojama kaip loginis nulis.
CD-R kaupikliai dar vadinami WORM (Write Once – Read Many). CD-R diskai gaminami tušti, į juos galima įrašyti informacija tik vieną kartą. CD-R diską sudaro polikarbonato pagrindas, organinių dažų sluoksnis informacijai įrašyti, šviesą atspindintis, apsauginis ir papildomi sluoksniai. Duomenis į diską įrašomi lazerio spinduliu pradeginant dažus iki atsispindinčiojo sluoksnio (žiūrėti 2 priedą, 2 pav.). Juose telpa 650 arba 700 MB įvairių tipų informacijos. CD-R diską galima atskirti nuo CD-ROM pagal spalvą. Priklausomai nuo organinių dažų sudėties jų spalva gali būti žalsvi, melsvi, auksiniai ir juodi.
Didžiausias CD-R kaupiklių trūkumas tai, kad jie nesugeba perrašyti informacijos. Tik 1997 m. pavyko sukurti priimtinos kokybės informaciją perrašančius CR-RW kaupiklius, kai kada dar va-dinamus WMRA (Write Many – Read Always). CD-RW diskai savo sandara panašūs į CD-R diskus. Išoriškai jie skiriasi tik spalva – CD-RW paviršius pilkas. Polikarbonato diską su spiralinių grioveliu dengia penki skirtingų medžiagų sluoksniai (žiūrėti 2 priedą, 3 pav.)Gerai atspindintis šviesą sidabro, indžio, stibio ir telūro mišinio kristalinis sluoksnis informacijai įrašyti yra įterptas tarp dielektriko sluoksnių, skirtų informacijos rašymo metu atsiradusiai šilumai išsklaidyti. CD-RW diskus galima perrašyti vidutiniškai apie tūkstantį kartų – po to jis tampa nepatikimas. CD-RW kaupikliai taip pat gali įrašyti informaciją į vienkartinio įrašymo diskus.
Dabar kompaktiniai diskai yra populiariausia duomenų perdavimo bei saugojimo forma. Per-rašomieji CD-R ir CD-RW dar ilgai karaliaus rinkoje, bet skaitančius CD greit išstums DVD įrengi-niai.
2.2.2 Universalūs skaitmeniniai diskai

Susidūrus su CD talpumo problemomis 1995 metais buvo nuspręsta priimti vieningą naujos kartos, didelio tankumo optinių diskų formatą – DVD. Pradžioje tai buvo skaitoma kaip skaitmeninis video diskas (Digital Video Disk), vėliau tai pradėjo šifruoti kaip universalus skaitmeninis diskas (Digital Versatile Disk).
Yra 6 skirtingi DVD formatai: vieni skirti informacijai skaityti (DVD-ROM) ar įrašyti vieną (DVD-R) ar daug kartų (DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW), kiti MPEG 2 kokybės filmams saugoti (DVD-Video), treti – muzikos įrašams (DVD-Audio).
Išoriškai DVD diskas nesiskiria nuo įprasto CD. Skirtumas tarp šių dviejų diskų išryškėja pa-sižiūrėjus į jų paviršių per kelis šimtus kartų didinanti mikroskopą (žiūrėti 2 priedą, 4 pav.). Nauja lazerinė technologija leidžia DVD diske duomenų takelius išdėstyti dvigubai tankiau už CD ir du kartus sumažinti duomenų ląsteles. Be to informaciją į DVD diskus galima įrašyti į vieną arba abi puses, į vieną arba į du vienas ant kito užklotus duomenų sluoksnius. Tokie DVD diskai gali sutal-pinti 13 kartų daugiau informacijos, nei sutalpina įprastas kompaktinis diskas (iki 17 GB).
Pagal tankumą DVD diskus galima paskirstyti į keturis tipus:
♦ DVD-5 su vienpusiu vieno sluoksnio įrašu (4,7 GB),
♦ DVD-9 su vienpusio dviejų sluoksnių įrašu (8,5 GB),
♦ DVD-10 su dvipusiu vieno sluoksnio įrašu (9,4 GB),
♦ DVD-18 su dvipusiu dviejų sluoksnių įrašu (17 GB).
Didelis vieno sluoksnio DVD ir CD talpumų skirtumas susidaro DVD technologijoje naudo-jant ne 780 nm (CD technologija), o 640 nm ilgio bangos lazerį ir tikslesnę skaitymo galvutės val-dymo sistemą. Trumpesnės bangos lazeris geriau tinka mažesnių ir labiau sutankintų pitų skaitymui, todėl, gana nežymiai sutrumpinus lazerio spindulio bangos ilgį, gautas net 7 kartus didesnis talpu-mas.
DVD diskuose informacija įrašoma glausčiau, todėl ji skaitoma greičiau. 1X spartos DVD-ROM perduoda informaciją net 1250 KB/s, kas atitinka 8X CD-ROM kaupiklio spartą. Tokios skai-tymo spartos pakanka MPEG-2 būdu užkoduotiems filmams visame monitoriaus ekrane rodyti.
DVD Forum organizacija patvirtino specifikacijas dviejų įrenginių, kurie leidžia informaciją ne tik nuskaityti, bet ir įrašyti į DVD diskus. Tai DVD-R (DVD Recordable) įtaisas, kuris gali informa-ciją įrašyti tik vieną kartą ir DVD-RAM (DVD Random Access Memory), sugebantis perrašinėti in-formaciją daug kartų. DVD-R lazeris turi du nustatytus režimus. Rašant lazerio spindulys įkaitina atitinkamas temperatūrai jautraus sluoksnio vietas iki kelių šimtų laipsnių. Dėl to šios vietos pakeičia savo spalvą ir tuo pačiu atspindėjimo savybes. Skaitant lazeris dirba mažesniu galingumu todėl nega-li pakeisti optinių sluoksnio charakteristikų. Darbiniai DVD-RAM paviršiai yra padengti plona plė-vele sudaryta iš kristalų, kurie paveikti lazerio spindulio įkaista ir pereina į amorfinę būseną. Taip atsitikus, pasikeičia jų atspindžio savybės. Lazeris naudojamas DVD-RAM kaupikliuose turi 3 ga-lingumo režimus. Mažiausio galingumo režimas naudojamas duomenų nuskaitymui, o likę du kiti – kristalų pavertimui į amorfinę būseną ir atgal.
Perspektyvos. Taikant vis naujas technologijas atsiranda vis daugiau talpesnių ir spartesnių informacijos kaupiklių. Naujas optinio kaupiklio standartas, paliginti su DVD numato maždaug 6 kartus padidinti optinių diskų talpą ir maždaug 8 kartus – duomenų perdavimo spartą. Jis leidžia tuo pat metu rašyti ir skaityti informaciją. Šis standartas pavadintas BRD (Blue – Ray Disk), nes jame yra mėlynos šviesos lazeris. Naujojo disko vienos pusės vieno sluoksnio talpa gali siekti net 27 GB, o tai reiškia kad jame galima bus išsaugoti ne 133 min. (kaip DVD), bet net 13 val. VHS kokybės filmą. Disko talpą pavyko padidinti raudonų spindulių (635 nm) lazerį pakeitus mėlynų ir violetinių spindu-lių (405 nm) lazeriu. BRD kaupiklius numatoma pradėti gaminti 2003 m. pavasarį.
2.3 Magnetiniai-optiniai diskai

Magnetiniai-optiniai (MO) diskai buvo sukurti suderinus magnetinę ir optinę technologijas, todėl jie dar vadinami Floptical (Floppy Disk + Optical Disk) diskais. MO diskuose yra temperatūrai jautrių magnetinių oksidų, įmagnetintų tam tikra kryptimi, sluoksnis. Duomenys į MO įrašomi, laze-riu įkaitinant disko mikrosritis iki tam tikros temperatūros (iki Kiuri taško) ir juose stipriu magneti-niu lauku pakeičiant įmagnetinimo kryptį, kuri užsifiksuoja mikrosričiai atauštant. Nuo mikrosrities įmagnetinimo krypties priklauso atsispindėjusios šviesos poliarizacija. Taip informacija skaitoma optiniu imtuvu, analizuojančiu šviesos poliarizaciją.
MO diskai gali būti 3,5″ skersmens, kurių talpa svyruoja nuo 128 iki 680 MB, ir 5,25″ sker-smens, kurių talpa siekia net 2,6 GB. Šie kaupikliai yra saugesni ir patikimesni už magnetines laik-menas, bet taip pat turi labai didelį trūkumą – jie nesuderinami su kitais optiniais kaupikliais.
Perspektyvos. 15 pagrindinių elektronikos kompanijų, tame tarpe – Philips, Fujitsu, LSI Logic, susitarė dėl naujo MO diskų standarto – ASMO (Advanced Storage Magneto Optical Disk). Tai bus vienpusis 12 cm skersmens, 6,1 Gb talpos diskas. Jis bus 2,3 karto talpesnis už jau pasiro-džiusius DVD-RAM diskus, 9 kartus talpesnis už dabartinius MO diskus ir 4000 kartų – už įprasti-nius 1,44 colio diskelius. ASMO įrenginiai taip pat turės didelį privalumą, nes galės nuskaityti ir CD-ROM diskus.
IŠVADOS
Šiame darbe apžvelgtos įvairios asmeninio kompiuterio atmintinės. Visų pirma kalbėta apie labai svarbią vidinę kompiuterio atmintį, be kurios kompiuteris tiesiog negali funkcionuoti ir spręsti paprasčiausias jam pateiktas užduotis: duomenų apdorojimą, bei gautos informacijos saugojimą. Pla-čiau kalbėta apie tiesioginio kreipimosi arba operatyviąją atmintį, jos funkcijas, parametrus, loginę struktūrą įvairius tipus ir, žinoma, apie greitai besikeičiantį faktorių – jos talpą. Nauja GMR techno-logija leido kalbėti apie magnetinę operatyviąją atmintį, kurios talpa gali pasiekti net 1 GB. Buvo sukurtos ir kitos vidinės atmintys: pastovioji – svarbių duomenų saugumui (pavyzdžiui, BIOS), ir spartinančioji (pirminė ir antrinė), kuri skirta vidiniams asmeninio kompiuterio procesams paspartin-ti.
Šiuolaikinio asmeninio kompiuterio architektūra neįsivaizduojama be išorinės atminties. Ji buvo sukurta vidinės atminties trukumams (trumpalaikiškumui ir mažam talpumui) panaikinti. Išori-nę atmintį sudaro daug įvairių kaupiklių tipai, naudojančių skirtingas technologijas (magnetinę, opti-nę ir kt.). Tai kietasis diskas, lankstieji diskeliai, optiniai bei magneto-optiniai diskai. Nors iš visų išorinės atminties tipų lankstieji diskeliai yra mažiausios talpos, jie vis dar naudojami asmeniniuose kompiuteriuose. Didelėms informacijos kiekiams saugoti naudojami kietieji diskai. Šie kaupikliai – labai svarbus asmeninio kompiuterio įrenginys, nes juose saugomi sisteminės programos, operacinės sistemos bei kita programinė įranga, reikalinga kompiuterio darbui.
Prasidėjus optinių kaupiklių erai, pasikeitė požiūris į informacijos saugojimo galimybes. Pa-lyginti neseniai pradėti naudoti kompaktiniai diskai greitai ir ilgam užkariavo informacijos kaupiklių rinką. Sukurti standartai realizuoja beveik visus reikalavimus išskyrus vieną – didelį talpumą. Todėl išsivystė nauja optinių kaupiklių karta – DVD. Pagrindinė DVD problema – standartų įvairovė, bet artimiausiu metu ji turėtų būti išspręsta. Reikia taip pat paminėti magneto-optinius kaupiklius, kurie buvo sukurti suderinus magnetinę ir optinę technologijas. Laikui bėgant ir augant duomenų, kuriuos reikės išsaugoti, kiekiui, dabartinės informacijos laikmenos nebegalės patenkinti visų vartotojų po-reikius. Todėl mano darbe nemažai buvo kalbėta ir apie naujausias atmintines, bei jų ateities perspek-tyvas.
Prieš 15 metų Japonijos Panasonic firmos prezidentas pasakė, kad XXI amžius bus kompiu-terių ir ryšių amžius, informacinių technologijų revoliucijos amžius. Mes jame jau gyvename, bet vis dar sunku įsivaizduoti, kur ateinančios informacinės technologijos mus nuves.

NAUDOTOS LITERATŪROS IR ŠALTINIŲ SĄRAŠAS

1. Айден К., Фибельман Х, Крамер М. Аппаратные средства РС. – СРВ.:BHV. Санкт-Петербург, 1996, p. 124-136.
2. Barčkutė O., Mikalauskinė A., Skyrius R. Ekonominė informatika. Vilnius: Aldorija, 1999.
3. Starkus B. Personalinis kompiuteris. – 5-asis atnaujintas leid. – Kaunas: “Smaltijos” l-ka, 2001, p. 85-105.
4. PC World. Tynanas, D.. Kompiuterija. 2002, 1, p. 9–11.
5. Tai ko dar nežinote ir nedrįsote paklausti apie diskelius. Masys A. (1999). Kompiuterija, p. 26-27.
6. Šių dienų istorija. Starkus B. Kompiuterija. 2002, 3(55), p. 40.
7. Diskiniai kaupikliai: dabar ir ateityje. Starkus B. Kompiuterija. 2000, 5, p. 22-23.
8. Darbinė kompiuterio atmintis. Naujoji komunikacija. 2000, 4, p. 14-17.
9. DVD: paversk kompiuterį kino sale. Kamas K. Naujoji komunikacija. 2000, 4(83), p. 30.
10. Ne viskas auksas, kas žiba kaip CD. Gineitis R., Ikamas K. Naujoji komunikacija. 2001, 2(81), p. 24-25.
11. Kriaučionis S. Personalinis kompiuteris – paprastas ir sudėtingas įrenginys. Mokslas ir gy-venimas [interaktyvus]. 1998, 1 [žiūrėta 2002 05 08]. Prieiga per Internetą: < http://ausis.gf.vu.lt/ mg/nr/98/1/01kriauc.html >.
12. Prof. habil. dr. Grigas J. Dirbtinės atminties istorija. Mokslas ir gyvenimas [interaktyvus]. 2000, 5-6 [žiūrėta 2002 05 08]. Prieiga per Internetą: .
13. Magnetiniai RAM išstums kietuosius diskus Prieiga per Internetą:
14. PCGuide interneto puslapis [žiūrėta 2002 05 08]. Prieiga per Internetą:
15. Encyclopaedia britannica 2001 [CD-ROM].

Leave a Comment