INFORMACIJOS SAUGOJIMO ĮRENGINIŲ PARAMETRAI
Turinys
I. ĮVADAS………………………………………………………………………………………………………………….1II. ATMINTIES SISTEMOS IR KITI INFORMACIJOS SAUGOJIMO ĮRENGINIAI ………..2 1. Vidinės atminties sistemų parametrai:1.1. Centrinio procesorinio įrenginio (CPĮ) registrai…………………………………………….21.2. Spartinančioji atmintis (Cache)……………………………………………………………………21.3. Pagrindinė (darbinė) atmintis (RAM)…………………………………………………………..3 2. Išorinių informacijos saugojimo įrenginių parametrai:2.1. Disketiniai kaupikliai ………………………………………………………………………………..4 2.2. Diskiniai kaupikliai……………………………………………………………………………………4 2.3. Optinės atminties įrenginiai (CD-ROM ir DVD)……………………………………………5 2.4. Nešiojami kaupikliai………………………………………………………………………………….5 2.5. Magnetiniai kaupikliai (cartridges)………………………………………………………………6III. IŠVADOS………………………………………………………………………………………………………………..6IV. NAUDOTOS LITERATŪROS SĄRAŠAS…………………………………………………………………7.
I. ĮVADAS
Atminties sistemos yra vienos svarbiausių komponentų kompiuterių architektūroje. Vos įjungus kompiuterį, procesoriui, arba centriniam procesoriniam įrenginiui (CPĮ) prireikia vidinių talpyklų, į kurias siunčiamos komandos, duomenys, skaičiavimų rezultatai, įkeliamos programos
Išoriniuose infomacijos saugojimo įrenginiuose jau saugomi kompiuteriui ir vartotojui reikalingi duomenys (kietasis diskas HDD), arba dažniausiai saugoma vien tik vartotojo informacija. Tai būtų nešiojami diskiniai kaupikliai ir magnetooptinių laikmenų (Floppy, CD ir DVD) įrašymo įrenginiai.
Čia apžvelgsime du svarbiausius atminties sistemų parametrus: • talpą (sutalpinamą duomenų kiekį baitais), • greitaeigiškumą (CPĮ kreipimosi į atmintį laikas, duomenų įrašymo/skaitymo greitis)
Paminėsime ir tokius informacijos saugojimų įrenginių parametrus, kaip:• Kaina, • Išdėstymas – procesoriaus registrai. Vidinė (pagrindinė, darbinė) ir išorinė atmintys.• Fizinis tipas – puslaidininkinės talpyklos. Magnetinių ir optinių paviršių laikmenos.• Fizinės atminties charakteristikos – priklausanti nuo elektros energijos (operatyvioji) / Nuo elektros energijos nepriklausanti (pastovioji). • Kreipimosi metodas – nuoseklusis, tiesioginis, laisvasis arba asociatyvusis kreipimasis.
II. ATMINTIES SISTEMOS IR KITI INFORMACIJOS SAUGOJIMO ĮRENGINIAI
1. Vidinės atminties sistemų parametrai
1.1. Centrinio procesorinio įrenginio (CPĮ) registrai.
CPĮ registrai – vidinė procesoriaus atmintis – mažyčiai atminties elementai, esantys procesoriaus luste ir sudaryti iš daugybės tranzistorių. Talpa. Tai pati mažiausia atmintis. Jos talpa siekia nuo 1 baito (8 bitų skaičius) iki kelių baitų (16 bitų žodis, dvigubas 32 bitų žodis, arba bitų blokai). Greitaeigiškumas. CPĮ registrai veikia sparčiausiai už kitas atminties rūšis. Jų greitis sutampa
1.2. Spartinančioji atmintis (Cache).
Spartinančioji atmintis, arba trumpiau tariant kešas – tai nedidelės talpos labai sparti atmintis (dažniausiai sudaroma iš statinės operatyviosios atminties {SRAM} mikroschemų), kurioje saugomi ypač dažnai naudojami pagrindinės atminties fragmentai. Žemiau pateikiami 2002-aisiais kompiuteriuose veikusių kešų parametrai:
Talpa. Spartinančiosios atminties talpa yra viena mažiausių iš atminties sistemų. Ji nesiekia ir megabaito. Pirmojo lygio kešo podėlis L1, veikiantis taip spačiai kaip ir CPĮ, turi 32, 64 arba 128 kilobaitų talpą (šių dienų procesoriuose). . Antrojo lygio spartinančiosios atminties podėlis L2, nuskaitantis iš pagrindinės atminties RAM jau didesnius duomenų kiekius, turi 256 arba 512 KB talpą.
Greitis. Spartinančioji atmintis procesoriui suteikia galimybę kreiptis į mažus pagrindinės atminties fragmentus 4–10 kartų greičiau nei DRAM mikroschemos (pagrindinė atmintis).Palyginimui: procesoriaus keitimosi duomenimis su dinamine operatyviąja atmintimi DRAM laikas – 60 ns (SDRAM – 15 ns). 1000 MHz taktinio dažnio Pentium® procesorius daugelį instrukcijų vykdo per vieną ciklą, t. y. per 1 ns.Spartinančioji atmintis gelbsti trumpinant keitimosi duomenimis tarp procesoriaus ir dinaminės atminties trukmę.
Fizinis tipas. Kešas – tai puslaidininkinio tipo, laisvosios kreipties atmintis. Kešo lustai naujausiuose CPĮ jau tapo procesoriaus dalimi.
Kaina. CPĮ registrų ir kešo kainos įeina į procesoriaus – vieno iš brangiausių kompiuterių komponentų – kainą. Tad galima teigti, jog tai brangios ir nekintančios atmintys.
1.3. Pagrindinė (darbinė) atmintis.
Kompiuterių pagrindinę atmintį, sudaro pastovioji ROM ir operatyvioji (arba laikinoji) RAM atmintis, kurios papildomus modulius galima įdiegti į pagrindinę plokštę. Paprastai RAM yra didžiausios talpos atmintis iš visų vidinių atminties sistemų.
Talpa. Dabartinių kompiuterių laikinoji darbinė atmintis RAM turi 128, 256 arba 512 MB talpą. Pagrindinės plokštės gali pasiekti ir daugiau nei 3 GB/s RAM atminties laidumą , tačiau tai daugeliui vartototojų daugiau negu reikia.
Keturių RAM modulių rinkinys.
128-256 MB talpos RAM atmintinė rekomenduojama „Windows 95/98“ operacinei sistemai, „Windows 2000“ be trukdžių dirbs prie ne mažiau kaip 256 MB RAM atminties, „Windows XP“ jau rekomenduojami512 MB talpos RAM atminties lustai.
Greitaeigiškumas. Tai pakankamai sparti atmintis, tačiau lėtesnė nei CPĮ registrai ar kešas.Dabartinių RAM modulių sparta (kreipimosi trukmė) siekia 2-8 nanosekundes.
RAM spartą galima apibrėžti ir taktiniu dažniu. Jis siekia 100 – 1066 MHz , ir dar daugiau (naujausiuose modeliuose). Pavyzdžiui: 8 nanosekundžių kreipimosi trukmės RAM lustas dirba 133 MHz taktiniu dažniu.
Kaina. RAM modulių kaina, palyginti su CPĮ registrais ir kešu, yra mažesnė. Ji didėja proporcingai modulių talpai:DDR DIMM su 256 MB šiuo metu kainuoja apie 167 Lt;DDR DIMM su 512 MB – 332 Lt;
Didesne kaina pasižymi „Flash“ atmintinės USB: 64 MB modulis kainuoja 109 Lt;128 MB – 160 Lt;256 MB – 282 Lt.2. Išorinių informacijos saugojimo įrenginių parametrai
2.1. Disketiniai kaupikliai
Kompiuteriuose vis dar naudojami 3.5 colio lankstieji diskeliai (disketės, kurias 1981m. sukūrė „SONY“ firma), įdėti į uždarą standų plastmasinį voką.
Talpa – tik 1,44 MB.Greitaeigiškumas. Kreipimosi į kaupiklį trukmė siekia 100 – 500 ms, per tiek laiko kaupiklis suranda informaciją. Kaupikliuose su lanksčiaisiais diskeliais sukimosi greitis 300…360 aps/min. Informacija perduodama maždaug 30 kbaitų/s greičiu.
Palyginti su kitais atminties įrenginiais, disketiniai kaupikliai turi prasčiausius parametrus ir naujausiuose kopiuteriuose jų jau pradedama atsisakyti.
2.2. Diskiniai kaupikliai.
Diskiniai kaupikliai (HDD) ne tik talpesni, bet ir daug greitesni už disketinius. Diskelių plokštelės gaminamos iš mailaro arba lavsano, standžiųjų diskų – pagrindinai iš aliuminio. Plokštelių paviršiuje sudaromas darbinis magnetinis sluoksnis (geležies oksidas. Diskeliuose informacijos įrašymo tankis, kuris priklauso nuo darbinio sluoksnio medžiagos kokybės, yra daug didesnis, kaupiklio mechanika daug tikslesnė negu disketėse.
Greitaeigiškumas. Diskiniuose kaupikliuose diskeliai sukasi 5400 apsisukimų per minutę greičiu. Sparčiausiuose kaupikliuose šis greitis siekia 7200 aps/min. Tačiau esant dideliems sukimosi greičiams, kyla balansavimo, giroskopinio efekto ir galvučių aerodinamikos problemų Duomenys kietuosiuose diskuose perduodami apie 50 MB/s sparta.
Talpa. Šiuolaikinių diskinių kaupiklių talpa siekia 40-80 GB, o naujausių modelių talpa jau viršijo 100 GB ribą Šiemet Japonijoje pasirodė pirmieji 250 GB talpos vidiniai diskiniai kaupikliai „Maxtor“. IDE kaupiklio diskeliai sukasi 5400 aps/min sparta. Jų kreipimosi laikas mažesnis nei 11 milisekundžių. Šiuose kaupikliuose įdiegta 2 MB spartinančioji atmintinė.
Kaina. Minėto kaupiklio „Maxtor“ kaina pakankamai didelė – apie 1300 litų. Tuo tarpu, kai įprastiniai diskiniai kaupikliai (40-80 GB talpos) kainuoja apie 400-500 litų.
Gaminami ir išoriniai diskiniai kaupikliai, jungiami į kompiuterį per USB jungtį. Talpos atžvilgiu tarp lyderių – „LaCie D2 U&I Hard Drive“, talpinantis 200 GB duomenų.
Vienas mažiausių diskinių kaupiklių yra „Hitachi Microdrive“, kurio talpa neseniai pasiekė 4 GB.
2.3. Optinės atminties įrenginiai (CD-ROM ir DVD)
Informacijai saugoti taip pat naudojami optiniai diskeliai, sutrumpintai vadinami CD (Compact Disc). Populiariausias CD skaitymo optinis įrenginys – CD-ROM. Šiuo metu, dėl sumažėjusios kainos paplito ir CD skaitymo/įrašymo įrenginiai CD-RW.
Talpa. Standartinė optinių diskų CD talpa – 700 MB. Mažiau populiarūs 650, 800 bei 900 MB talpos diskai.
DVD diskų talpa siekia 4,7 GB. Kitais metais, pritaikius mėlynojo lazerio technologiją, DVD diskų talpą ketinama padidinti iki kelių dešimčių GB.
Greitaeigiškumas. CD- ROM veikia daug lėčiau, nei diskiniai kaupikliai. Palyginti ilga kreipimosi trukmė.
„Sony DRU-510A“ duomenų įrašymo įrenginys pripažinimą pelnė dėl dvigubo formato. 330 dolerių kainuojantis įrenginys gali įrašyti duomenis į CD-RW ir DVD-RW diskus. Įrašymo sparta – 4X.
2.4. Nešiojami kaupikliai
Pastaruoju metu ima plisti patogūs, talpesni ir greitesni nešiojami kaupikliai, kitaip dar vadinami „atminties raktais“ (memory keys). Tačiau, palyginti, šie kaupikliai dar gana brangūs.
Vienas tokių kišeninių kaupiklių – „Kangaru Micro Drive+“. Jo talpa gali siekti ir 256 MB. Tai įdiegta„Flash“ tipo atmintinė, pagaminta puslaidininkių pagrindu.
Toks kaupiklis kainuoja 130 dolerių.
2.5. Magnetiniai kaupikliai (cartridges)
Magnetiniai kaupikliai, arba juostlaikiai (cartridges) yra panašūs į kasetes įtaisai, kuriuose juosta daug tiksliau fiksuota. Šiuo metu magnetiniai kaupikliai jau nebepopuliarūs.
Talpa ir greitaeigiškumas. 1/2 colio juostlaikiuose būna 200 metrų juostos, galinčios sukaupti 60 – 1500 MB informacijos. Duomenų skaitymo ir rašymo greitis 2.5 MB/sec, 1/4 colio juostlaikiai turi 330 metrų juostos, galinčios kaupti 250MB informacijos. 8 mm juostlaikiai talpina iki 10 GB informacijos.
III. IŠVADOSProjektuojant kompiuterio atmintį, reikia iš anksto žinoti kiek daug tos atminties reikia, kaip sparčiai ji turi veikti ir kiek tai kainuos. Kad kompiuterio sistemos sparta būtų didžiausia, atmintis turi turėti galimybę dirbti procesoriaus greičiu.
Palyginus tris atminties pagrindines atminties charakteristikas – kainą, talpą ir kreipties laiką – matyti tokios tendencijos: • Kuo mažesnė kreipties trukmė, tuo didesnė bito kaina. • Kuo didesnė talpa, tuo mažesnė bito kaina. • Kuo didesnė talpa, tuo ilgesnė kreipties trukmė.Išvada – sparčiai kompiuterio sistemai suprojektuoti projektuotojai turi taikyti palyginti mažesnės talpos atmintį su trumpa kreipties trukme. Laikomasi tokios atminčių sistemų hierarchijos:1. CPĮ registrai.2. Spartinančioji atmintis.3. Pagrindinė (darbinė) atmintis.4. Magnetinių diskų kaupikliai.5. Magnetinių juostų kaupikliai.Kuo žemesnė hierarchijos pakopa: • Vieno bito kaina mažėja. • Didėja talpa. • Didėja kreipties trukmė. • Mažėja procesoriaus kreipčių į atmintį dažnis. Todėl mažesnės, žymiai brangesnės, sparčiosios atminties sistemos yra papildomos didesnės talpos pigesniais ir lėtesniais atminties posistemiais. Pagrindinis veiksnys, lemiantis šio organizavimo efektyvumą – kreipčių į atmintį dažnumo mažėjimas.IV. NAUDOTOS LITERATŪROS SĄRAŠAS
1. Kompiuterio sandara. Michael B.Karbo. Vilnius, 20022. Kompiuterija. PC WORLD. Žurnalas, 2003, rugsėjis. 3. Keli interneto tinklapiai apie kompiuteriją.