Стример это в информатике – Профессия — стример: как зарабатывать сотни тысяч на трансляциях игр :: Технологии и медиа :: Журнал РБК

Содержание

Статья - Практика применения стримеров

Краткое изложение:

Некоторые производители заявляют, что хотя и можно сделать всю работу с помощью жестких дисков, RAID-систем и DVD-резаков, до сих пор единственным экономичным инструментом резервного копирования больших объемов данных остаются ленточные накопители. Просмотрев ряд ленточных накопителей, мы выбрали для тестирования устройство среднего класса производства компании Tandberg.

Последняя надежда: обзор технологических особенностей стримеров

Как это не прискорбно, но это на сегодняшний день в жизни многих предприятий малого и среднего бизнеса резервное копирование играет весьма незначительную роль. С одной стороны, спасительные решения часто слишком дорогие, по крайней мере, на первый взгляд. С другой стороны наличие RAID -массивов на серверах вводит в заблуждение – оно внушает ложное чувство надежности. В итоге, ряд ошибок может привести к худшему сценарию – к потере данных.

Задача резервного копирования состоит в защите данных и системы от ряда катастрофических сценариев. В число подобных рисков входят ошибки программного обеспечения, атаки злоумышленников, вирусы, аппаратные отказы или множество других потенциальных проблем.

Иногда простое отключение электропитания или перепад напряжения в сети порождает мощный всплеск напряжения питания, который может вывести из строя даже хорошо продуманные RAID -системы.

Однако наиболее часто причиной потери данных является сам пользователь. Например, случайное удаление вроде бы ненужных данных может быть обнаружено спустя несколько дней или недель после события, когда бывает уже слишком поздно пытаться их спасти.

В качестве меры разрешения обычных проблем отказов, пользователям в лучшем случае советуют выполнять избыточное резервное копирование данных. Это означает сохранение важной информации в различных системах, а в идеале – на различных носителях. Это важно, поскольку помогает обезопаситься от физических воздействий, выходящих за рамки неконтролируемых условий, таких как кражи, затопления, пожары или землетрясения.

Вопросы безопасности

Если пользователи имеют объем данных менее 4,7 Гбайт, они могут использовать перезаписываемые DVD ± RW или безопасные DVD — RAM накопители. При больших объемах данных единственной возможностью остаются жесткие диски или ленточные накопители, так как только они позволяют сохранять объемы в сотни гигабайт. Однако жесткие диски слишком тяжелы для частого использования и чувствительны к физическим ударам (падению на землю, резким толчкам и т.п.). С другой стороны жесткие диски обеспечивают высокие скорости передачи данных.

Те, кто следуют стратегии строгого хранения тайны, по-прежнему должны полагаться на чувствительные ленты стримеров. При домашних условиях и в условиях сохранения на внешний носитель резервное копирование необходимо проводить не реже одного раза в неделю. Кроме того, ленты нельзя использовать чаще, чем рекомендует производитель.

В этом случае на ленточный накопитель не просто сохраняется резервная копия данных, но также создается образ накопителя данных. Это позволяет пользователю восстанавливать определенное состояние или использовать этот образ как эталонный банк данных, например, когда данные были изменены.

В наличии имеется целый ряд различных стандартов накопителей, от “очень малых” до “гигантских”, в зависимости от потребностей. QIC, Travan, 8 mm, Mammoth, AIT, DLT, SDLT, ADR, LTO или VXA: Мы обсудим все эти форматы и поможем Вам найти решение для резервного копирования, которое наилучшим образом подойдет для Вашей задачи.

Насколько правильно работает аварийное восстановление данных?

Есть ли смысл делать полное ежедневное резервное копирование данных в течение нескольких месяцев, если нет гарантии восстановления этого гигантского объема данных в случае, когда трагедия действительно произойдет? Для любой системы безопасности действует правило: сначала обязательно выполнить пробный прогон, как делают на учениях пожарники, готовясь к настоящему пожару. Работает ли на самом деле массив жестких дисков RAID 5? Снимите накопитель и произведите восстановление после завершения процесса реконструкции. То же самое относится и к стримерам: при тестировании обязательно проведите восстановление резервной копии и убедитесь в удовлетворительности результатов.

Сценарий восстановления, особенно для сложных программ резервного копирования, также необходимо тестировать при выполнении резервного копирования компьютера, включая операционную систему. Аварийное восстановление полезно только тогда, когда работает надежно.

Форматы стримеров: обзор

Вчера и сегодня: SLR 75 по сравнению с Mini — QIC 80. Размер кассеты SLR в основном определяется длиной ленты, которая может быть от 94 м до 351 м.

Линейная запись или спиральная развертка

Спиральная развертка позволяет лучше использовать имеющуюся “площадь” ленты, но она медленнее и более склонна к появлению нарушений по сравнению с линейным методом. Источник: Exabyte.

Как правило, используется один из двух способов записи на магнитную ленту: или линейный, с однонаправленной записью от начала до конца; или диагональный, известный как спиральная развертка. В любом случае на ленте пишется несколько параллельных дорожек, позволяющих использовать для хранения данных всю ширину ленты.

Спиральная развертка была заимствована из видеозаписи и используется в основном в системах DAT, а также в AIT и VXA. Поскольку непрерывная запись и чтение часто невозможны, устройства, построенные на основе спиральной развертки, медленнее моделей, использующих линейные методы записи. В то же время, они позволяют более эффективно использовать ленту, что означает, что стандарты со спиральной разверткой обеспечивают большую емкость на единицу объема.

Подобно системам VHS, лента вытягивается из кассеты и оборачивается вокруг шпинделя, в котором установлены пишущая и читающая головки. Естественно, лента должна быть очень сильно натянута, гораздо сильнее, чем при линейной записи.

Сжатие данных: оптимистические значения параметров

В программном обеспечении Retrospect от Dantz представлены оптимистические значения параметров.

При выборе стримера пользователи должны очень внимательно изучить вопрос емкости накопителя, поскольку производители обычно указывают эти значения, исходя из степени сжатия 2:1. Иногда используются также значения 2,5:1. Однако на это следует смотреть с учетом предстоящего использования, поскольку, естественно, эта емкость может быть достигнута только в случае записи хорошо сжимаемых данных. Офисные документы, образы базы данных и исходные тексты программ. Чем больше в архиве мультимедийных файлов, тем меньше можно сжать данные.

Файлы сжатых форматов JPEG или MPEG вообще вряд ли удастся сжать, в отличии, например, от изображений TIF или аудио файлов WAV. Но, чтобы обезопасить себя в случае сомнения, просто пользуйтесь при расчетах меньшим значением физической емкости накопителя.

Стример Mini — QIC / флоппи-стример

Формат QIC возник в начале 1972 года, когда производителю 3М потребовался накопитель для передачи массивов данных их заказчикам систем связи. Но в это время люди не были так сильно обеспокоены вопросами резервного копирования, как проблемой хранения данных, поскольку жесткий диски были баснословно дорогими и делали первые попытки найти коммерческое применение (например, проект IBM Winchester Project, запущенный в 1973 году, привел к выпуску первого жесткого диска в 1979 году). Благодаря своим сравнительно низким ценам на устройства в те годы, стандарт QIC завоевал широкое признание.

QIC является акронимом от Quarter Inch Cartridge, названия, указывающего на ширину магнитной ленты: четверть дюйма. Наиболее распространенными в этом смысле были компактные кассеты DC 2080 и DC 2120. Кроме того, выпускалось огромное число стандартов носителей, позволяющих писать от 20 до 50 дорожек. В начале 90-х годов стримеры QIC с интерфейсом для дискового контроллера были популярны, хотя и не могли похвастаться высокой производительностью (около 35 кбайт/с). Сегодня любое DSL -соединение работает быстрее.

К сожалению, наборы резервирования оказываются несовместимыми при переносе между различными устройствами, а это означает, что флоппи-стримеры были удобны только для полупрофессионального применения.

TRAVAN

За основу стандарта Travan был взят QIC. Он представлял собой попытку навести порядок в хаосе более чем 120 стандартов QIC. Технически ленты Travan намного превосходят модели QIC, поскольку они разрабатывались с прицелом на длительное хранение и повышенную надежность. Однако по той же причине эти носители были гораздо дороже ленты для накопителей DAT.

TR-2 TR-4 TR-6
Емкость 400 Мбайт 800 Мбайт 1.6 Гбайт 4 Гбайт 10 Гбайт 20 Гбайт
Максимальная скорость передачи данных 125 кбайт/с 125 кбайт/с 250 кбайт/с 1.16 Мбайт/с 1.83 Мбайт/с 4 Мбайт/с
Количество дорожек 36 50 50 72 108 144

С введением первого стандарта Travan ленты на первых порах стали очень долговечными, при этом кассеты Travan были несколько больше чем Mini — QIC. Если Вам придется столкнуться с термином NS, он означает Travan -системы от Imation, которые отличаются от 3 M — Travan своим аппаратным сжатием. Хорошие стримеры Travan поддерживают блочную спецификацию протокола SCSI, за счет чего доступ к записи на ленте мог быть реализован относительно быстро.

DAT

DAT означает Digital Audio Tape. Но на ленте пишется не музыка, а данные в формате DDS ( Digital Data Storage ). Лента DAT имеет ширину 4 мм, и в отличие от QIC и Travan, в этом стандарте применяется спиральная развертка. В результате, стримеры DAT не отличаются высокой производительностью и предназначены скорее для резервного копирования больших объемов данных. Кроме того, цены на накопители DAT не менее чем вдвое превосходят цены на устройства QIC и Travan.

Стандарт Емкость Максимальная скорость передачи данных
DDS 2 Гбайт 550 кбайт/с
DDS-1 2 Гбайт 1.1 Мбайт/с
DDS-2 4 Гбайт 1.1 Мбайт/с
DDS-3 12 Гбайт 2.2 Мбайт/с
DDS-4 20 Гбайт 4.8 Мбайт/с

Недостатком DAT является высокая чувствительность. Сложная траектория ленты и огромные усилия, возникающие за счет трения (при касании шпинделя) приводят к значительному износу. Кроме того, пишущая и читающая головки быстро уходят от своего положения, и иногда ленты становится невозможно считать правильно.

8 мм / Mammoth / AIT

Магнитные ленты шириной 8 мм изначально были разработаны для видео. 8 мм, также как и DAT, выполняет запись со спиральной разверткой, но обеспечивает при этом гораздо более высокую емкость.

8-мм лентами пользуются два стандарта: Mammoth (финансируется компанией Exabyte ) и AIT (решение, которое поддерживают компании Sony и Seagate ).

Емкость Потенциал по емкости Ultrium-1 Ultrium-3

Накопители на магнитной ленте (стримеры) и накопители на сменных дисках

Стример (англ. tape streamer) — устройство для резервного копирования больших объёмов информации. В качестве носителя здесь применяются кассеты с магнитной лентой ёмкостью 1 — 2 Гбайта и больше.

Стримеры позволяют записать на небольшую кассету с магнитной лентой огромное количество информации. Встроенные в стример средства аппаратного сжатия позволяют автоматически уплотнять информацию перед её записью и восстанавливать после считывания, что увеличивает объём сохраняемой информации.

Недостатком стримеров является их сравнительно низкая скорость записи, поиска и считывания информации.

В последнее время всё шире используются накопители на сменных дисках, которые позволяют не только увеличивать объём хранимой информации, но и переносить информацию между компьютерами. Объём сменных дисков — от сотен Мбайт до сотен Гигабайт.

Flash-память

l Флэш-память - особый вид энергонезависимой перезаписываемой полупроводниковой памяти.

Энергонезависимая - не требующая дополнительной энергии для хранения данных (только для записи).

Перезаписываемая - допускающая изменение (перезапись) данных.

Полупроводниковая - не содержащая механически движущихся частей (как обычные жёсткие диски или CD), построенная на основе интегральных микросхем.

l Флэш-память исторически происходит от ROM памяти, и функционирует подобно RAM. В отличие от RAM, при отключении питания данные из флэш-памяти не пропадают.

l Ячейка флэш-памяти не содержит конденсаторов, а состоит из одного транзистора особой архитектуры, который может хранить несколько бит информации.

l Преимущества flash-памяти:

– Способна выдерживать механические нагрузки в 5-10 раз превышающие предельно допустимые для обычных жёстких дисков.

– Потребляет примерно в 10-20 раз меньше энергии во время работы, чем жёсткие дискам и носители CD-ROM.

– Компактнее большинства других механических носителей.

– Информация, записанная на флэш-память, может храниться от 20 до 100 лет.

l Замены памяти RAM флэш-памятью не происходит потому что флэш-память:



– работает существенно медленнее;

– имеет ограничение по количеству циклов перезаписи (от 10000 до 1000000 для разных типов).

Flash - короткий кадр, вспышка, мелькание

l Впервые Flash-память была разработана компанией Toshiba в 1984 году. В 1988 году Intel разработала собственный вариант флэш-памяти.

l Название было дано компанией Toshiba во время разработки первых микросхем флэш-памяти как характеристика скорости стирания микросхемы флэш-памяти "in a flash" - в мгновение ока.

l некоторые специалисты предлагают считать RAM эквивалентом "энергозависимой памяти", а ROM - "энергонезависимой памяти".

Структура поверхности дисков

Представьте себе книгу, выполненную в виде длинной ленты.

Удобно ли искать нужную информацию в такой «книге»? Почему?

В чем заключается удобство поиска нужной информации в обычной книге, в которой есть страницы? Почему?

Вывод: в книге можно найти нужную информацию без проблем, т.к. она имеет удобную структуру, а именно — разделена на страницы. В книге, выполненной в виде длинной ленты, неудобно искать информацию, т.к. непонятно, в какой части ленты она находится. Страницы имеют свои номера, поэтому для поиска нужной информации достаточно знать номер страницы на которой она находится, т.е. книга обладает структурой. Без этой структуры поиск информации затрудняется.

Так как книга является аналогом внешней памяти, то и поверхность любого диска должна иметь определенную структуру. Так же как при изготовлении книги большой лист бумаги разрезают на страницы и затем собирают их вместе, так и поверхность диска «разрезают» на части — «страницы».

Магнитные диски.

Любой магнитный диск первоначально к работе не готов. Для приведения его в рабочее состояние он должен быть отформатирован, т.е. должна быть создана структура диска.

Форматирование дискеты – это создание структуры записи информации на её поверхности: разметка дорожек, секторов, записи маркеров и другой служебной информации.

Для гибкого магнитного диска — это магнитные концентрические дорожки, разделенные на сектора. А у жесткого магнитного диска еще присутствуют цилиндры, т.к. жесткий диск состоит из нескольких пластин.

Сектор — это слишком маленький «кусочек» поверхности диска (как строка на странице). Поэтому секторы объединяются в более крупные «кусочки» — кластеры.

Кластер – это минимальная единица размещения информации на диске, состоящая из одного или нескольких смежных секторов дорожки.

Способ записи двоичной информации на магнитной среде называется магнитным кодированием. Он заключается в том, что магнитные домены в среде выстраиваются вдоль дорожек в направлении приложенного магнитного поля своими северными и южными полюсами. Обычно устанавливается однозначное соответствие между двоичной информацией и ориентацией магнитных доменов.

Информация записывается по концентрическим дорожкам (трекам), которые делятся на секторы. Количество дорожек и секторов зависит от типа и формата дискеты. Сектор хранит минимальную порцию информации, которая может быть записана на диск или считана. Ёмкость сектора постоянна и составляет 512 байтов. Число дорожек на дискете – 80, секторов на дорожках – 18.

Объем диска можно вычислить следующим образом.

Объем = количество сторон • количество дорожек • объем сектора.

Чем дальше от центра диска, тем дорожки длиннее. Поэтому при одинаковом количестве секторов на каждом из них плотность записи на внутренних дорожках должна быть выше, чем на внешних. Количество секторов, емкость сектора, а, следовательно, и информационный объем диска зависят от типа дисковода и режима форматирования, а также от качества самих дисков.

Лазерные диски

В отличие от магнитных дисков CD-ROM имеет всего одну физическую дорожку в форме спирали, идущей от наружного диаметра диска к внутреннему.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ:

1) Что такое внешняя память? Какие разновидности внешней памяти вы знаете?

2) Что такое жесткий диск? Для чего он предназначен? Какую емкость имеют современные винчестеры?

3) Каким образом осуществляются операции чтения и записи в НЖМД?

4) В чем состоит операция форматирования магнитных дисков?

5) Какие есть типы стандартных дисковых интерфейсов?

6) Какие параметры влияют на быстродействие винчестера? Каким образом?

7) Что такое флоппи-диск? Что общее и различное между ним и жестким диском?

8) Каких правил следует придерживаться во время пользования дискетой?

9) Какие вы знаете разновидности накопителей на оптических дисках? Чем они различаются между собою?

10) Каким образом происходит считывание информации с компакт-дисков?

11) В чем измеряется скорость передачи данных в накопителях на оптических носителях?

12) Что такое внешняя память? Какие разновидности внешней памяти вы знаете?

13) Что такое жесткий диск? Для чего он предназначен? Какую емкость имеют современные винчестеры?

14) Каким образом осуществляются операции чтения и записи в НЖМД?

15) В чем состоит операция форматирования магнитных дисков?

16) Какие есть типы стандартных дисковых интерфейсов?

17) Какие параметры влияют на быстродействие винчестера? Каким образом?

18) Что такое флоппи-диск? Что общее и различное между ним и жестким диском?

19) Каких правил следует придерживаться во время пользования дискетой?

20) Какие вы знаете разновидности накопителей на оптических дисках? Чем они различаются между собою?

21) Каким образом происходит считывание информации с компакт-дисков?

22) В чем измеряется скорость передачи данных в накопителях на оптических носителях?

 

Что такое "стриммер" и для чего он предназначен?

Накопитль на магнитной ленте для компа

Стример - накопитель на магнитной ленте... Что то типа магнитофона для компьютера...<br>Уже в прошлом... и уже не используется...

Накопитель на магнитной ленте с интерфейсом SCSI. Предназначен для бэкапа данных. В серверах устанавливается до сих пор и новые модели продолжают разрабатываться.

Ну, что такое стример вроде разобрались - типа магнитофона для компа: похож на обычный дисковод, но вставляются в него специальные кассеты, типа магнитофонных. А вот что они уже не используются - это вы напрасно! Еще как используются для бэкапов на серверах.

Старое - престароу устройство для накопления информации на магниьной ленте. Его поезд уже ушел!!!!

strimmer - устройсво резервного копирования на магнитной ленте. Широко используется в серьёзных серверах. Стоит больших денег. Метод записи - как у видеомагнитофонов (наклонно-строчный) . Имеют очень большую ёмкость кассеты и высокую скорость записи данных.

Запоминающее устройство с произвольным доступом — Википедия

Запрос «Random Access Memory» перенаправляется сюда; об альбоме Daft Punk см. Random Access Memories.

Запоминающее устройство с произвольным доступом, также Запоминающее устройство с произвольной выборкой (сокращённо ЗУПВ[1]; англ. Random Access Memory, RAM) — один из видов памяти компьютера, позволяющий единовременно получить доступ к любой ячейке (всегда за одно и то же время, вне зависимости от расположения) по её адресу на чтение или запись.

Это отличает данный вид памяти от устройств памяти первых компьютеров (последовательных компьютеров), созданных в конце 1940-х — начале 1950-х годов (EDSAC, EDVAC, UNIVAC), которые для хранения программы использовали разрядно-последовательную память[2] на ртутных линиях задержки, при которой разряды слова для последующей обработки в АЛУ поступали последовательно один за другим.

Ранние модели компьютеров, чтобы осуществить функции основной памяти ёмкостью сотни или тысячи бит, использовали реле, память на линиях задержки или различные виды вакуумных трубок.

Триггеры, построенные сперва на вакуумных триодах, а позднее на дискретных транзисторах, использовались для меньших по размеру и более быстрых блоков памяти, таких, как регистры и регистровые хранилища прямого доступа. До разработки интегральных микросхем память прямого доступа (или только для чтения) часто создавалась из матриц полупроводниковых диодов, управляемых дешифраторами адреса.

Ситуация в принципе изменилась с изобретением запоминающих устройств с произвольной выборкой, стала реализуемой разрядно-параллельная память, в которой все разряды слова одновременно считываются из памяти и обрабатываются АЛУ.

Первой коммерческой ЭВМ, использующей новую организацию памяти, стала созданная в 1953 году IBM 701, а первой массово продаваемой (150 экземпляров) — выпущенная в 1955 году IBM 704, в которой были реализованы такие новшества, как память на ферритовых сердечниках и аппаратное средство вычисления чисел с плавающей запятой.

Внешние устройства IBM 704 и большинства компьютеров того времени были очень медленны (например, лентопротяжное работало со скоростью 15 тыс. символов в секунду, что было гораздо меньше скорости обработки данных процессором), а все операции ввода-вывода производились через АЛУ, что требовало принципиального решения проблемы низкой производительности на операциях ввода-вывода.

Одним из первых решений стало введение в состав ЭВМ специализированной ЭВМ, называемой каналом ввода-вывода, которое позволяло АЛУ работать независимо от устройств ввода-вывода. На этом принципе, путём добавления в состав IBM 704 ещё шести каналов ввода-вывода, построена IBM 709 (1958 год).

Первый широко распространённый тип перезаписываемой памяти прямого доступа был запоминающим устройством на магнитных сердечниках, разработанным в 1949—1952 годах, и впоследствии использовался в большинстве компьютеров вплоть до разработки статических и динамических интегрированных каналов оперативной памяти в конце 1960-х — начале 1970-х.

Для построения ЗУПВ современных персональных компьютеров широко применяются полупроводниковые запоминающие устройства, в частности, широко применяются СБИС запоминающих устройств оперативной памяти, по принципу организации подразделяемые на статические и динамические. В ОЗУ статического типа запоминающий элемент представляет собой триггер, изготовленный по той или иной технологии (ТТЛ, ЭСЛ, КМОП и др.), что позволяет считывать информацию без её потери. В динамических ОЗУ элементом памяти является ёмкость (например, входная ёмкость полевого транзистора), что требует восстановления записанной информации в процессе её хранения и использования. Это усложняет применение ОЗУ динамического типа, но позволяет реализовать больший объём памяти. В современных динамических ОЗУ имеются встроенные системы синхронизации и регенерации, поэтому по внешним сигналам управления они не отличаются от статических.

На полупроводниках[править | править код]

Эволюционное развитие конструкции модулей памяти, используемых в качестве ОЗУ компьютеров. Сверху вниз: DIP, SIPP, SIMM 30 pin, SIMM 72 pin, DIMM, DDR DIMM
  • Полупроводниковая статическая (англ. Static Random Access Memory, SRAM) — ячейки представляют собой полупроводниковые триггеры. Достоинства — небольшое энергопотребление, высокое быстродействие. Отсутствие необходимости производить «регенерацию». Недостатки — малый объём, высокая стоимость. Благодаря принципиальным достоинствам широко используется в качестве кеш-памяти процессоров в компьютерах.
  • Полупроводниковая динамическая (англ. Dynamic Random Access Memory, DRAM) — каждая ячейка представляет собой конденсатор на основе перехода КМОП-транзистора. Достоинства — низкая стоимость, большой объём. Недостатки — необходимость периодического считывания и перезаписи каждой ячейки — т. н. «регенерации», и, как следствие, понижение быстродействия, большое энергопотребление. Процесс регенерации реализуется специальным контроллером, установленным на материнской плате или в центральном процессоре. DRAM обычно используется в качестве оперативной памяти (ОЗУ) компьютеров.

В настоящее время[когда?] выпускается в виде модулей памяти — небольшой печатной платы, на которой размещены микросхемы запоминающего устройства.

На ферромагнетиках[править | править код]

Ферромагнитная — представляет собой матрицу из проводников, на пересечении которых находятся кольца или биаксы, изготовленные из ферромагнитных материалов. Достоинства — устойчивость к радиации, сохранение информации при выключении питания; недостатки — малая ёмкость, большой вес, стирание информации при каждом чтении. В настоящее время в таком, собранном из дискретных компонентов виде, не применяется. Однако к 2003 году появилась магнитная память MRAM в интегральном исполнении. Сочетая скорость SRAM и возможность хранения информации при отключённом питании, MRAM является перспективной заменой используемым ныне типам ROM и RAM. Однако она на 2006 год была приблизительно вдвое дороже микросхем SRAM (при той же ёмкости и габаритах).

Накопитель на гибких магнитных дисках — Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Накопитель. 5¼", 1,2MB и 3½", 2,88MB

Накопитель на гибких магнитных дисках (англ. floppy disk drive) — дисковод, предназначенный для считывания и записи информации с дискеты.

Приводы (позиционирования головок и вращения) и система считывания-записи управляется электронной схемой, размещённой на печатной плате, которая находится внутри корпуса дисковода. В отечественной терминологии система управления называлась КНГМД — контроллер накопителя на гибких магнитных дисках.

Накопители на гибких дисках, равно как и сами носители — дискеты, были массово распространены с 1970-х и до конца 1990-х годов. В XXI веке НГМД уступают место более ёмким CD, DVD и удобным в использовании флеш-накопителям.

  • 1967 год — Алан Шугарт возглавлял команду, которая разрабатывала дисководы в лаборатории фирмы IBM, где были созданы накопители на гибких дисках. Дэвид Нобль (англ. David Noble), один из старших инженеров, работающих под его руководством, предложил гибкий диск (прообраз дискеты диаметром 8″) и защитный кожух с тканевой прокладкой.
  • 1971 год — фирмой IBM была представлена первая дискета диаметром в 8″ (200 мм) с соответствующим дисководом.
  • 1973 год — Алан Шугарт основывает собственную компанию Shugart Associates.
  • 1976 год — Финне Коннер (англ. Finis Conner) пригласил Алана Шугарта принять участие в разработке и выпуске дисководов с жёсткими дисками диаметром 5¼″, в результате чего Shugart Associates, разработав контроллер и оригинальный интерфейс Shugart Associates SA-400, выпустила дисковод для миниатюрных (mini-floppy) гибких дисков на 5¼″, который, быстро вытеснив дисководы для дисков 8″, стал популярным в персональных компьютерах. Компания Shugart Associates также создала интерфейс Shugart Associates System Interface (SASI), который после формального одобрения комитетом ANSI в 1986 году был переименован в Small Computer System Interface (SCSI).
  • 1981 год — компания Sony выводит на рынок дискету диаметром 3½″ (90 мм). В первой версии (DD) объём составляет 720 килобайт (9 секторов). В 1984 году компания Hewlett-Packard впервые использовала этот накопитель в своем компьютере HP-150. Поздняя версия (HD) имеет объём 1440 килобайт (1,44 мегабайта; 18 секторов).
  • 1984 год — компания Apple стала использовать накопители 3½″ в компьютерах Macintosh
  • 1987 год — 3½″ HD накопитель появился в компьютерных системах PS/2 фирмы IBM и становится стандартом для массовых ПК.
  • 1987 год — официально представлены разработанные в 1980-х годах компанией Toshiba дисководы сверхвысокой плотности (англ. Extra High Density, ED), носителем для которых служила дискета ёмкостью 2880 килобайт (2,88 мегабайта; 36 секторов).

Механика[править | править код]

Для считывания с поверхности диска. Двигатель, который осуществляет перемещения головок по диску в двух направлениях с определенным приращением, или шагом, называется шаговым двигателем. Двигатель управляется контроллером диска, который устанавливает головки в соответствии с любым относительным приращением в пределах границ перемещения привода головок. В миниатюрных дисководах на 3½″ головки монтируются на червячной передаче, приводимой в движение непосредственно валом шагового двигателя.

Диски имеют два типа плотности — радиальную и линейную. Радиальная плотность указывает, сколько дорожек может быть записано на диске, и выражается в количестве дорожек на дюйм (англ. Track Per Inch, TPI). Линейная плотность — это способность отдельной дорожки накапливать данные и выражается в количестве битов на дюйм (англ. Bits Per Inch, BPI). Шаговые двигатели не могут осуществлять непрерывное позиционирование, обычно он поворачивается на точно определенный угол и останавливается. Большинство шаговых двигателей, установленных в дисководах гибких дисков, осуществляют перемещение с определенным шагом, связанным с расстоянием между дорожками на диске. За исключением дисковода гибких дисков диаметром 5¼″ ёмкостью 360 Кбайт, которые выпускались только с плотностью 48 TPI и в которых использовался шаговый двигатель с приращением 3,6°, во всех остальных типах дисководов (96 или 135 TPI) обычно используется шаговый двигатель с приращением 1,8°. Кроме того, шаговый двигатель выполняет перемещение между фиксированными ограничителями и должен останавливаться при определенном положении ограничителя.

Позиционирование головок — это операция расположения головок относительно дорожек на диске (узкие концентрические кольца на диске), позволяет приступить к чтению или записи информации на диск. Цилиндр (англ. cylinder) — количество дорожек, с которых можно считать информацию, не перемещая головок. Кольцевые дорожки, расположенные друг под другом на разных сторонах диска, образуют воображаемый цилиндр, отсюда и название. Термин обычно используется как синоним дорожки, а поскольку гибкий диск в дискете имеет две стороны, а дисковод для гибких дисков — только две головки, в гибком диске на один цилиндр приходится две дорожки.

  • Конструкция дисководов
  • Чертежи из патентов IBM

  • Головки чтения/записи 3½″ дисковода гибких дисков

Электроника[править | править код]

  • Конструкция дисководов
  • Shugart SA 400 Minifloppy — 5¼″ дисковод гибких дисков с интерфейсом Shugart SA400.

  • Shugart SA 400 Minifloppy — вид сзади.

  • Контроллер дисковода гибких магнитных дисков (КНГМД) IBM PC/XT для подключения внутреннего и внешнего дисковода.

Подключение[править | править код]

Для подключения дисковода имеются два разъема: один для электрического питания, а другой для передачи данных и сигналов управления. Эти разъемы в компьютерной промышленности стандартизованы: для подключения питания используется четырёхконтактный линейный разъем Mate-N-Lock фирмы AMP большого и малого размеров, сигнальный — 34-контактные разъемы. В дисководах формата 5¼″ обычно используется большой разъем для питания, в то время как в большинстве дисководов формата 3½″ для питания используется разъем меньшего размера.

«Странность» сигнального кабеля заключается в том, что линии 10—16 разрезаны и переставлены (перекручены) между разъемами дисководов. Это перекручивание переставляет первое и второе положения перемычки выбора дисковода и сигналы включения двигателя, а следовательно, меняет на противоположные установки сигнала «DS» для дисковода, находящегося за перекручиванием. Соответственно все дисководы в компьютере с этим типом кабеля имеют перемычки, установленные одинаково, а настройка и установка дисководов (вместо первый и второй, они обозначаются в системе как A и B) упрощается. Как правило, материнская плата содержит интегрированный контроллер дисководов (равно как и отдельная плата контроллера, существовавшая ранее), обеспечивающий установку пары дисководов.

При подключении кабелей необходимо учитывать их ориентацию, в случае если неправильно подключён сигнальный кабель, лампочка на лицевой панели дисковода будет светиться сразу после подачи питания. В случае же неправильной ориентации кабеля питания на электронную схему управления дисководом вместо 5 В подаётся питание 12 В, что гарантированно приводит к выходу её из строя. Учитывая, что стоимость ремонта штучной платы превышает оптовую стоимость самого дисковода, ремонт дисковода, как правило, экономически не целесообразен.

  • Электрическое подключение дисководов
  • Интерфейс для подключения 3½″ дисковода гибких дисков: малогабаритный разъём питания и разъём для подключения 34-контактного сигнального кабеля.

  • Кабели: слева питания, справа — сигнальный.

  • „Странный“ сигнальный кабель со скруткой.

  • Колодки для подключения 5¼″ (слева на фото) и 3½″ (справа) дисководов различны. Для подключения на кабеле 3½″ дисковода к колодке для 5¼″ дисковода, мог быть использован специальный переходник.

Программирование контроллера[править | править код]

Контроллер гибких дисков, со стороны современного программирования, выглядит достаточно примитивно — регистры, имеющие байтовую организацию, сведены в блок из восьми последовательно расположенных ячеек (реально используется лишь часть из них).

Адрес Обозначение Чтение/Запись Назначение
3F016 - - Не используется
3F116 - - Не используется
3F216 DOR Чтение/Запись Регистр цифрового вывода
3F316 TSR Чтение/Запись Регистр привода ленточного накопителя
3F416 MSR Чтение Основной регистр статуса
3F416 DSR Запись Регистр выбора скорости передачи данных
3F516 FIFO Чтение/Запись Регистр буфера данных
3F616 - - Не используется
3F716 DIR Чтение Регистр цифрового ввода
3F716 CCR Запись Регистр управления конфигурацией
Регистр цифрового вывода (англ. Digital Output Register, DOR)[править | править код]
  • биты 0 и 1 (DS0 и DS1) — двоичное кодирование выбираемого дисковода (одного из четырёх),
  • бит 2 (nRES) — разрешение работы контроллера («1») / сброс контроллера («0»),
  • бит 3 (DMAE) — управление работой схемы регенерации сигналов прерывания и прямого доступа к памяти («0» — разрешено, «1» — запрещено),
  • бит 4 (ME0), 5 (ME1), 6 (ME2) и 7 (ME3), — управление мотором вращения диска дисковода 0, 1, 2 и 3 соответственно («1» — двигатель включен).
Регистр привода ленточного накопителя (англ. Tape Drive Register, TDR)[править | править код]

Предназначен для обслуживания ленточного накопителя, поэтому использует свободные разряды (с третьего по восьмой), но не имеет единого стандарта.

Основной регистр статуса (англ. Main Status Register, MSR)[править | править код]

Доступен только для записи. В «1» соответствующий бит устанавливается в случае следующего состояния:

  • бит 0 (D0B) — дисковод 0 находится в состоянии поиска,
  • бит 1 (D1B) — дисковод 1 находится в состоянии поиска,
  • бит 2 (D2B) — дисковод 2 находится в состоянии поиска,
  • бит 3 (D3B) — дисковод 3 находится в состоянии поиска,
  • бит 4 (CB) — контроллер занят выполнением команды,
  • бит 5 (NDMA) — выполняемая контроллером операция не использует ПДП (NonDMA),
  • бит 6 (DIO) — текущее направление передачи данных от процессора к контроллеру («0») или от контроллера к процессору («1»),
  • бит 7 (RQM) — регистр данных FIFO готов к обмену с процессором.
Регистр выбора скорости передачи данных (англ. Data Rate Select Register, DSR)[править | править код]
  • биты 0 и 1 (DRATE) — кодируют скорость передачи данных:
Значение разрядов DRATE Скорость передачи данных
Бит 1 Бит 0 Режим FM Режим MFM
0 0 250 кб/с 500 кб/с
0 1 150 кб/с 300 кб/с
1 0 125 кб/с 250 кб/с
1 1 - 1 Мб/с
  • биты 2, 3 и 4 (PRECOMP) — кодируют параметр задержки предкомпенсации:
Значение разрядов PRECOMP Задержка предкомпенсации, нс
Бит 4 Бит 3 Бит 2
0 0 0 «По умолчанию»
0 0 1 41,67
0 1 0 83,34
0 1 1 125,00
1 0 0 166,67
1 0 1 208,33
1 1 0 250,00
1 1 1 0 (нет предкомпресии)
  • бит 5 не используется, должен содержать «1»,
  • бит 6 (Power Down) — если «1», то контроллер переходит в режим пониженного электропитания, для выхода используется программный или аппаратный сброс,
  • бит 7 (S/W Reset) — установка в «1» этого разряда вызовет сброс контроллера. По окончании операции сбрасывается автоматически.
Регистр буфера данных (англ. DATA или англ. FIFO)[править | править код]

Участвует во всех дисковых операциях чтения и записи. Ёмкость — 16 байт.

Регистр цифрового ввода (англ. Digital Input Register)[править | править код]

Доступен только для считывания. Старший разряд (англ. Disk CHange, DCH) отображает сигнал смены диска, остальные — зарезервированные.

Регистр управления конфигурацией (англ. Configuration Control Register, CCR)[править | править код]

Доступен только для записи. Два младших разряда дублируют функции регистра DSR в аспекте задачи скорости передачи данных, остальные разряды зарезервированные.

Сведения о состоянии контроллера ST0—ST3[править | править код]

Сведения о состоянии контроллера хранятся в не имеющих собственных адресов, и поэтому недоступных, регистрах.

8″[править | править код]

Дисковод и дискета 8″ в сравнении с дискетой 3½″

Первые дисководы были предназначены для работы с дискетами диаметром 8″, которые вмещали 80, 256 или 800 КБ информации.

5¼″[править | править код]

5¼″ дисковод гибких дисков оригинального IBM PC, Model 5150. Дисковод гибких дисков двойного формата, 5¼″ и 3½″

Следующим массовым форматом стали дискеты диаметром 5¼″; распространение с ними получили и соответствующие дисководы.

В качестве устройства для постоянного хранения данных первого массового персонального компьютера — IBM PC, выпущенного в 1981 году фирмой IBM, — предполагалось использовать один или два накопителя на 5¼-дюймовых гибких дисках.

Высота дисковода для 5¼-дюймовых дискет равна 1 U, а ширина почти равна трём его высотам. Это иногда использовали производители корпусов компьютеров, где три устройства, помещённые в квадратную «корзину», могли быть вместе с ней переориентированы с горизонтального на вертикальное расположение.

3½″[править | править код]

Дисководы формата 3½″ высокой плотности (неформатированная ёмкость дискеты, определяемая плотностью записи и площадью носителя, составляет 2 Мб) впервые появились в компьютерах IBM PS/2 в 1987 году. Эти дисководы записывают 80 цилиндров с 18 секторами на дорожке, создавая в результате ёмкость 1,44 Мб, имеют скорость вращения 300 об/мин и записывают в 1,2 раза больше данных, чем дисководы формата 5¼″ на 1,2 Мб (скорость передачи данных в этих дисководах высокой плотности одинакова, и они совместимы с одними и теми же контроллерами высокой и низкой плотности). Для того, чтобы использовать максимальную для большинства стандартных контроллеров дисководов высокой и низкой плотности скорость передачи данных 500 000 бит/с, эти дисководы должны иметь скорость 300 об/мин. Если дисковод будет вращать дискету со скоростью 360 об/мин (как дисковод формата 5¼″), то число секторов на дорожку должно быть уменьшено до 15, иначе контроллер не будет успевать обрабатывать сигналы.

Промышленный выпуск дисководов сверхвысокой ёмкости на 2,88 Мбайт Toshiba начала 1989 году. В 1991 году IBM официально приняла эти дисководы для установки в компьютерах PS/2, и практически все PS/2, выпущенные с тех пор, содержат эти дисководы как стандартное оборудование. Для работы с такими дисководами требуется установленная ОС MS-DOS версии 5.0 или старше.

Для правильной работы дисковода на 2,88 Мб необходимо обновление дискового контроллера, так как эти дисководы имеют ту же скорость вращения 300 об/мин, но записывают 36, а не 18 секторов на одной дорожке. В отличие от контроллеров дисководов предыдущих форматов, максимальная скорость передачи данных которых составляет 500 000 бит/с, для того что бы эти 36 секторов были считаны или записаны за то же время, которое требуется дисководу на 1,44 Мбайт для чтения и записи 18 секторов, от контроллера требуется гораздо более высокой скорости передачи данных, 1 000 000 бит/с.

Веб-камера — Википедия

Веб-камера для персонального компьютера Уличные веб-камеры EarthCam

Веб-камера — цифровая видео- или фотокамера, способная в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей передачи по сети Интернет (в программах типа Skype, TrueConf, VideoGrace, Instant Messenger или в любом другом видеоприложении).

Веб-камеры, доставляющие изображения через интернет, закачивают изображения на веб-сервер либо по запросу, либо непрерывно, либо через регулярные промежутки времени. Это достигается путём подключения камеры к компьютеру или благодаря возможностям самой камеры. Некоторые современные модели обладают аппаратным и программным обеспечением, которое позволяет камере самостоятельно работать в качестве веб-сервера, FTP-сервера, FTP-клиента и (или) отсылать изображения электронной почтой.

Веб-камеры, предназначенные для видеоконференций, — это, как правило, простые модели камер, подключаемые к компьютеру, на котором запущена программа типа Instant Messenger.

Модели камер, используемые в охранных целях, могут снабжаться дополнительными устройствами и функциями (такими, как детекторы движения, подключение внешних датчиков и т. п.)

Первая в истории веб-камера была запущена в 1991 году и показывала кофеварку в Троянской комнате Кембриджского университета[1]. Сейчас она не работает, поскольку была отключена 22 августа 2001 года. Последний фотоснимок, сделанный этой камерой, ещё можно видеть на её домашней странице в Интернете.

В 1996 году компания EarthCam начала создавать сеть веб-камер для показа всего мира в режиме реального времени. Сначала камеры транслировали фотографии (интервал производства которых постоянно сокращался), затем передавали видео (разрешение которого улучшалось).

Подобно многим сетевым технологиям, веб-камеры и видеочаты приобрели массовую популярность. Необходимость в «живых» видеоизображениях породила веб-камеры, способные вещать через интернет в формате видеопотока, не требующего от зрителя необходимости вручную обновлять изображение; а вскоре ненужными в современных браузерах стали специальные плагины.

Вместе с тем, истории известны случаи препятствования развития сферы по использованию веб-камер.

Веб-камера содержит объектив типа фикс-фокус, оптический фильтр, ПЗС или КМОП-матрицу, схему цифровой обработки изображения, схему компрессии изображения и опционально веб-сервер для подключения к сети. Диафрагма такой камеры управляется автоматически, не требуя вмешательства оператора.

Помимо очевидного применения в видеоконференцсвязи, веб-камеры быстро обрели популярность в качестве средства, позволяющего одним пользователям Интернета созерцать мир через камеры, подключённые к Интернету другими пользователями.

Существуют камеры, транслирующие через Интернет изображения птичьих гнёзд, городских улиц, частных жилищ, сельской местности, офисов, городских панорам, извергающихся вулканов, канатных дорог, пекарен и т. п. На сегодняшний день веб-камеры есть даже в космосе (например, на Международной космической станции).

Часто веб-камеры используют для демонстрации качества или условий предоставляемого коммерческого сервиса — например, на веб-сайте горнолыжного курорта можно увидеть изображение горнолыжного склона, снятое именно в тот момент, когда его пожелает просмотреть посетитель веб-сайта. Некоторые веб-камеры могут удаленно управляться и в этом случае с помощью кнопок навигации на странице, отображаемой в браузере, можно повернуть веб-камеру вправо или влево или изменить угол наклона — чтобы лучше рассмотреть место съёмки. Существуют веб-камеры, на страницах которых можно управлять не самой веб-камерой, а устройством, которое она (веб-камера) показывает[2].

По мере того, как возможности работы с веб-камерами появлялись в приложениях, изначально предназначенных для текстового чата (в программах типа Instant Messenger) — в том числе в Skype, Yahoo Messenger, AOL Instant Messenger, Windows Live Messenger — миллионы обычных пользователей по всему миру получили возможность общения друг с другом по видеофону. Улучшение качества видеоданных позволило веб-камерам конкурировать с существовавшими до этого системами видеоконференцсвязи. Некоторые веб-камеры снабжаются новыми функциями, направленными специально на увеличение популярности и удобства видеосвязи (в том числе функциями, обеспечивающими автоматическое ретуширование снимка, сглаживание морщин, и т. п.)

Иногда[3] веб-камеры применяются в системах охраны. Предприятия используют веб-камеры для наблюдения и видеозаписи происходящего в конторах, в прихожих и на складах, на выборах. Домовладельцы при помощи веб-камер наблюдают что угодно — от детской и до заднего двора.

Сама по себе веб-камера, как правило, не способна хранить видеозапись, а просто делает снимки; для сохранения видеозаписи используется специальное программное обеспечение на компьютере, к которому веб-камера подключена.

Камеры для игровых приставок[править | править код]

EyeToy — цифровая цветная видеокамера для PlayStation 2, позволяющая игрокам взаимодействовать с играми при помощи движений, цветораспознавания и других подобных средств.

PlayStation Eye — усовершенствованная EyeToy для PlayStation 3, позволяющая игрокам взаимодействовать с играми при помощи движений, цветораспознавания и других подобных средств.

Xbox Live Vision — видеокамера для Xbox 360 и Xbox Live, которая также может использоваться в играх.

Kinect — камера для компьютеров и приставок с ИК-лазером и массивом микрофонов для получения информации о трёх измерениях.

Камеры для PC[править | править код]

PC-веб-камеры также могут использоваться в играх, использующих простые алгоритмы распознавания движений. Игры, использующие веб-камеры, бывают двух типов:

  • игры, которые являются отдельными программами,
  • игры, которые запускаются в окне браузера при помощи технологии Flash, или какого-нибудь другого плагина.

Применение камер на выборах[править | править код]

В России установили веб-камеры для просмотра и записи выборов. Первые были установлены 4 марта 2012 года. Показывали комиссии и урны.

Сетевая веб-камера Axis

Современная IP-камера представляет собой цифровое устройство, производящее видеосъёмку, оцифровку, сжатие и передачу по компьютерной сети видеоизображения. В отличие от обычной веб-камеры сетевая камера функционирует как вебсервер и имеет свой собственный IP-адрес. Таким образом, возможно непосредственное подключение камеры к интернету, что позволяет получать видео и аудиосигнал и обеспечивать управление камерой посредством интернета через браузер.

  • Веб-камеры часто критикуются за то, что с помощью них можно следить за пользователем.[4]

Программное обеспечение для работы с веб-камерами:

  1. Борис Шаров. Луи Лепренс: пропавший отец кинематографа (рус.) (недоступная ссылка). История изобретений. журнал «Тайны XX века». Дата обращения 7 ноября 2014. Архивировано 7 ноября 2014 года.
  2. ↑ Aquarium webcam (англ.) (недоступная ссылка). — Пример веб-камеры, показывающей устройства, которыми можно управлять через интернет (включить игрушечный вулкан или включить/выключить свет в аквариуме). Дата обращения 21 октября 2009. Архивировано 21 января 2010 года.
  3. ↑ Сейчас обычно используются миниатюрные камеры с аналоговым выходом видеосигнала в системе PAL.
  4. ↑ Как за нами следят через веб-камеры (рус.), Praktika.ru (23 июня 2016). Архивировано 29 декабря 2017 года. Дата обращения 29 декабря 2017.

Оперативная память — Википедия

Модули ОЗУ для ПК Простейшая схема взаимодействия оперативной памяти с ЦП

Операти́вная па́мять (англ. Random Access Memory, RAM, память с произвольным доступом) или операти́вное запомина́ющее устро́йство (ОЗУ) — энергозависимая часть системы компьютерной памяти, в которой во время работы компьютера хранится выполняемый машинный код (программы), а также входные, выходные и промежуточные данные, обрабатываемые процессором.

Обмен данными между процессором и оперативной памятью производится:

Содержащиеся в полупроводниковой оперативной памяти данные доступны и сохраняются только тогда, когда на модули памяти подаётся напряжение. Выключение питания оперативной памяти, даже кратковременное, приводит к искажению либо полному разрушению хранимой информации.

Энергосберегающие режимы работы материнской платы компьютера позволяют переводить его в режим сна, что значительно сокращает уровень потребления компьютером электроэнергии. В режиме гибернации питание ОЗУ отключается. В этом случае для сохранения содержимого ОЗУ операционная система (ОС) перед отключением питания записывает содержимое ОЗУ на устройство постоянного хранения данных (как правило, жёсткий диск). Например, в ОС Windows XP содержимое памяти сохраняется в файл hiberfil.sys, в ОС семейства Unix — на специальный swap-раздел жёсткого диска.

В общем случае ОЗУ содержит программы и данные ОС и запущенные прикладные программы пользователя и данные этих программ, поэтому от объёма оперативной памяти зависит количество задач, которые одновременно может выполнять компьютер под управлением ОС.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) — техническое устройство, реализующее функции оперативной памяти. ОЗУ может изготавливаться как отдельный внешний модуль или располагаться на одном кристалле с процессором, например, в однокристальных ЭВМ или однокристальных микроконтроллерах.

В 1834 году Чарльз Бэббидж начал разработку аналитической машины. Одну из важных частей этой машины он называл «складом» (store), эта часть предназначалась для хранения промежуточных результатов вычислений. Информация в «складе» запоминалась в чисто механическом устройстве в виде поворотов валов и шестерней.

В ЭВМ первого поколения использовалось множество разновидностей и конструкций запоминающих устройств, основанных на различных физических принципах:

В качестве ОЗУ использовались также магнитные барабаны, обеспечивавшие достаточно малое для ранних компьютеров время доступа; также они использовались в качестве основной памяти для хранения программ и данных.

Второе поколение требовало более технологичных, дешёвых и быстродействующих ОЗУ. Наиболее распространённым видом ОЗУ в то время стала ферритовая память на магнитных сердечниках.

Начиная с третьего поколения большинство электронных узлов компьютеров стали выполнять на микросхемах, в том числе и ОЗУ. Наибольшее распространение получили два вида ОЗУ:

SRAM хранит бит данных в виде состояния триггера. Этот вид памяти является более дорогим в расчёте на хранение 1 бита, но, как правило, имеет меньшее время доступа но большее энергопотребление, чем DRAM. В современных компьютерах часто используется в качестве кэш-памяти процессора.

DRAM хранит бит данных в виде заряда конденсатора. Однобитовая ячейка памяти содержит конденсатор и транзистор. Конденсатор заряжается до высокого или низкого напряжения (логические 1 или 0). Транзистор выполняет функцию ключа, подключающего конденсатор к схеме управления, расположенного на том же чипе. Схема управления позволяет считывать состояние заряда конденсатора или изменять его. Так как хранение 1 бита информации в этом виде памяти дешевле, DRAM преобладает в компьютерах третьего поколения.

Статические и динамические ОЗУ являются энергозависимыми, так как информация в них теряется при отключении питания. Энергонезависимые устройства (постоянная память, ПЗУ) сохраняют информацию вне зависимости от наличия питания. К ним относятся флэш-накопители, карты памяти для фотоаппаратов и портативных устройств и т. д.

В устройствах управления энергозависимой памяти (SRAM или DRAM) часто включают специальные схемы для обнаружения и/или исправления ошибок. Это достигается введением избыточных битов в хранимые машинные слова, используемые для проверки (например, биты чётности) или коррекции ошибок.

Термин RAM относится только к устройствам твёрдотельной памяти SRAM или DRAM — основной памяти большинства современных компьютеров. Для оптических дисков термин DVD-RAM не совсем корректен, так как, в отличие от дисков типа CD-RW или DVD-RW, старые данные не должны стираться перед записью новых. Тем не менее, информационно DVD-RAM больше похож на жёсткий диск, хотя время обращения к нему намного больше.

ОЗУ большинства современных компьютеров представляет собой модули динамической памяти, содержащие полупроводниковые ИС ЗУ, организованные по принципу устройств с произвольным доступом. Память динамического типа дешевле, чем статического, и её плотность выше, что позволяет на той же площади кремниевого кристалла разместить больше ячеек памяти, но при этом её быстродействие ниже. Статическая память, наоборот, более быстрая память, но она и дороже. В связи с этим основную оперативную память строят на модулях динамической памяти, а память статического типа используется для построения кэш-памяти внутри микропроцессора.

Память динамического типа[править | править код]

Основная статья: DRAM

Экономичный вид памяти. Для хранения разряда (бита или трита) используется схема, состоящая из одного конденсатора и одного транзистора (в некоторых вариантах два конденсатора). Такой вид памяти, во-первых, дешевле (один конденсатор и один транзистор на 1 бит дешевле нескольких транзисторов входящих в триггер), и, во-вторых, занимает меньшую площадь на кристалле, там, где в SRAM размещается один триггер, хранящий 1 бит, можно разместить несколько конденсаторов и транзисторов для хранения нескольких бит.

Но DRAM имеет и недостатки. Во-первых, работает медленнее, поскольку, если в SRAM изменение управляющего напряжения на входе триггера сразу очень быстро изменяет его состояние, то для того, чтобы изменить состояние конденсатора, его нужно зарядить или разрядить. Перезаряд конденсатора гораздо более длителен (в 10 и более раз), чем переключение триггера, даже если ёмкость конденсатора очень мала. Второй существенный недостаток — конденсаторы со временем разряжаются. Причём разряжаются они тем быстрее, чем меньше их электрическая ёмкость и больше ток утечки, в основном, это утечка через ключ.

Именно из-за того, что заряд конденсатора постепенно уменьшается во времени, память на конденсаторах получила своё название DRAM — динамическая память. Поэтому, дабы не потерять содержимое памяти, величина заряда конденсаторов периодически восстанавливается («регенерируется») через определённое время, называемое циклом регенерации, для современных микросхем памяти это время не должно превышать 2 мс. Для регенерации в современных микросхемах достаточно выполнить циклограмму чтения по всем строкам запоминающей матрицы. Процедуру регенерации выполняет процессор или контроллер памяти. Так как для регенерации памяти периодически приостанавливается обращение к памяти, это снижает среднюю скорость обмена с этим видом ОЗУ.

Память статического типа[править | править код]

ОЗУ, которое не надо регенерировать обычно схемотехнически выполненное в виде массива триггеров, называют статической памятью с произвольным доступом или просто статической памятью. Достоинство этого вида памяти — скорость. Поскольку триггеры являются соединением нескольких логических вентилей, а время задержки на вентиль очень мало, то и переключение состояния триггера происходит очень быстро. Данный вид памяти не лишён недостатков. Во-первых, группа транзисторов, входящих в состав триггера, обходится дороже, чем ячейка динамической памяти, даже если они изготавливаются групповым методом миллионами на одной кремниевой подложке. Кроме того, группа транзисторов входящих в статический триггер занимает гораздо больше площади на кристалле, чем ячейка динамической памяти, поскольку триггер состоит минимум из 2 вентилей, в каждый вентиль входит по меньшей мере один транзистор, а ячейка динамической памяти — только из одного транзистора и одного конденсатора. Память статического типа используется для организации сверхбыстродействующего ОЗУ, обмен информацией с которым критичен для производительности системы.

В реальном режиме память делится на следующие участки:

  • Скотт Мюллер. Глава 6. Оперативная память // Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs. — 17-е изд. — М.: Вильямс, 2007. — С. 499—572. — ISBN 0-7897-3404-4.
  • Под. ред. чл.-корр. АН УССР Б. Н. Малиновского. Глава 2.3 БИС ЗУ для построения внутренней памяти // Справочник по персональным ЭВМ. — К.: Тэхника, 1990. — С. 384. — ISBN 5-335-00168-2.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *