Память компьютера
Основными характеристиками любого типа памяти являются:
- Объем памяти — это максимальное количество информации, которое может быть помещено в эту память. (измеряется в килобайтах, мегабайтах, гигабайтах)..
- Время доступа к памяти — это минимальное время, достаточное для размещения в памяти единицы информации (обычно измеряется в наносекундах).
- Плотность записи информации – это количество информации, записанной на единице поверхности носителя.
Полная картография нашего мозга невозможна?
Проект картографирования всех точек соединения нейронов называется коннекто́м (англ. connectome). Пока удалось описать только коннектом червя-нематоды размером около 1 мм, чья нервная система состоит из немногим более 300 нейронов.
Что же касается описания коннектома человеческого мозга, в котором ~ 86 млрд нервных клеток, — до сих пор нет даже общего представления о масштабах этого проекта.
Ясно лишь, что он куда сложнее, чем расшифровка человеческого генома или даже протеома (совокупности белков).
Ученые, например, предпринимают попытки описать таким образом мозг крысы. «Закартрировали участок размером со спичечную головку — это заняло терабайты памяти. И непонятно, что с таким объемом информации делать», — говорит российский антрополог и популяризатор науки Станислав Дробышевский. Он подчеркивает, что проблема еще и в том, что осмыслить результаты этих исследований мы пытаемся «всё тем же мозгом, который уже не вмещает информацию о нем самом — получается замкнутый круг». Для понимания работы нашего мозга нужен «больший, чем наш, мозг».
Как мы воспринимаем и запоминаем?
По способу запоминания память делится на:
- образную: слуховую, зрительную, вкусовую, обонятельную, тактильную, осязательную;
- моторная;
- эмоциональную;
- логическую.
1. Образная память. Практически нет людей, которые одинаково хорошо запоминали бы на слух, по вкусу, визуально и по запаху. Тренировать образную память легче, чем кажется. Если человек плохо запоминает на слух, то ему всего лишь нужно регулярно слушать аудиокниги, учить стихотворения в аудио или запоминать последовательность разных звуков. Развить зрительную память можно с помощью рисунков: запоминать последовательность картинок, смотреть несколько секунд на карточку и через минуту вспоминать, что вы увидели.
2. Моторная память. Почему ребенок после первого шага не забывает, как ходить? За это отвечает моторная память, с помощью которой все тело человека помнит, как нужно ходить, как печатать на клавиатуре и т. д.
После тяжелой травмы человек с потерей памяти забывает родственников, даже свое имя, но если дать ему ручку — вспомнит подпись. С помощью моторной памяти люди учатся ходить заново, ездить на велосипеде спустя 20 лет и т. д.
Развивать моторную память помогут все те же регулярные тренировки. Даже фитнес — и тот нуждается в повторении. Когда человек раз за разом выполняет двигательные упражнения, то со временем они получаются на автомате. Именно поэтому, осваивая новый вид спорта, первое время мы постоянно следим за техникой, а потом уже расслабляемся, т. к. тело воспроизводит движения на автомате.
3. Эмоциональная память. Этот вид памяти тесно связан с психологией. Все комплексы и привычки в поведении могут сопровождать человека всю жизнь из-за эмоций, которые он испытал в первый раз.
4. Логическая память. Человек запоминает информацию блоками. Например: не просто продовольственный рынок, а где находится, что там продается, какие цены, у какого продавца лучше купить мясо и т. д.
Этот вид памяти с возрастом слабеет больше других. То есть человек после первого похода может не запомнить точный маршрут, сколько стоит мясо и пр.
P.S. Для преподавателей, врачей, продавцов и представителей др. профессий, где запоминать нужно много, со слабой логической памятью никак. С ее помощью новая информация связывается со старой и быстрее усваивается. Студентам и школьникам, у которых страдает логическая память, тяжелее учиться, т. к. новый материал ложится мертвым грузом.
Кроме возраста на логическую память влияет и питание, и ритм жизни, и вид работы, и даже болезни и стресс. Поэтому после 30 лет врачи рекомендуют тренировать память.
Подробнее о том, что влияет на запомианние и как тренировать память, узнайте в следующей статье..
Долговременная память
Для долговременного хранения данных и программ используется долговременная (внешняя) память. Устройство, которое обеспечивает запись и считывание информации, называется накопителем, или дисководом, а хранится информация на носителях информации. Информация на носителях хранится в двоичном компьютерном коде, т.е. в форме последовательностей нулей и единиц.
Магнитные диски. До последнего времени широко использовались дискеты, в которых для записи информации использовался один гибкий магнитный диск. Информационный объем дискеты, поэтому невелик (1,44 Мбайта).
Жесткие магнитные диски представляют собой несколько тонких металлических дисков, очень быстро вращающихся на одной оси и заключенных в металлический корпус.
Информация на дисках хранится на концентрических дорожках, на которых чередуются намагниченные и ненамагниченные участки. Намагниченный участок хранит компьютерную единицу «1», а нена- магниченный — компьютерный нуль «О». Для записи или считывания информации магнитная головка дисковода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска и производится запись или считывание информации.
Рис. 6.28. Считывание информации с магнитного диска
Сверхминиатюрные магнитные головки могут записывать или считывать информацию с сотен тысяч концентрических дорожек, поэтому информационная емкость жестких дисков очень велика и может достигать 10 Тбайт.
Рис. 6.29. Жесткий диск со снятой крышкой корпуса
Оптические дисководы и диски. В оптических дисководах используется оптический принцип записи и считывания информации. Информация на оптическом диске хранится на одной спиралевидной дорожке, идущей от центра диска к периферии (похожей по форме на раковину улитки) и содержащей чередующиеся участки с плохой и хорошей отражающей способностью.
В процессе считывания информации с оптического диска луч лазера, установленного в дисководе, падает на поверхность вращающегося диска и отражается. Так как поверхность оптического диска имеет участки с различной отражающей способностью, отраженный луч также меняет свою интенсивность и преобразуется в цифровой компьютерный код (отражает — компьютерная единица «1», не отражает — компьютерный нуль «0»).
Существуют несколько типов оптических дисков:
- ? CD-диски, которые используют для записи и считывания информации инфракрасный лазер и на которые может быть записано до 700 Мбайт информации;
- ? DVD-диски, которые имеют большую информационную емкость, так как используют красный лазер с меньшей длиной волны и оптические дорожки на них имеют меньшую толщину и размещены более плотно. На одном слое DVD-диска умещается 4,7 Гбайта информации, но бывают диски двухслойные, тогда объем записанной информации может достигать 8,5 Гбайт.
- ? HD-DVD-диски, которые имеют гораздо большую информационную емкость, так как используют синий лазер с примерно в два раза меньшей длиной волны и оптические дорожки на них имеют меньшую толщину и размещены более плотно. На одном слое HD-DVD-диска умещается 30 Гбайт информации, но бывают диски двухслойные, тогда объем записанной информации может достигать 60 Гбайт.
Рис. 6.30. CD- и HD-DVD-диски
Энергонезависимая память. Энергонезависимая память (карты flash-памяти и flash-диски) применяется для долговременного хранения информации и не требует подключения источника электрического напряжения (например, батарейки). Такая память не имеет движущихся частей, и поэтому обеспечивает высокую сохранность данных при использовании в мобильных устройствах (планшетных компьютерах, смартфонах, цифровых камерах и т.д.). В настоящее время информационная емкость flash-памяти может достигать 128 Гбайт.
Карта энергонезависимой памяти представляет собой БИС памяти, помещенную в миниатюрный плоский корпус. Существуют различные типы карт, которые различаются между собой формой и размером.
Для записи и считывания информации с карт памяти используются специальные адаптеры. Адаптеры встраиваются в мобильные устройства (портативные компьютеры, цифровые камеры и др.) или подключаются к настольным компьютерам с помощью USB-разъема.
Рис. 6.31. Карты энергонезависимой памяти и адаптер
Flash-диск представляет собой БИС памяти, помещенную в миниатюрный корпус. Flash-диск подключается к USB-разъему компьютера.
Рис. 6.32. Flash-диск
Для предотвращения потери информации на носителях и их выхода из строя необходимо:
- ? модули оперативной памяти оберегать от электростатических зарядов при установке;
- ? жесткие диски оберегать от ударов при установке, которые могут привести к поломке механизма перемещения магнитных головок и повреждению поверхности магнитных дисков;
- ? оптические диски оберегать от загрязнений и царапин, которые могут привести к изменению отражающей способности отдельных участков поверхности;
- ? flash-память оберегать от неправильного отключения от компьютера.
- 1. Почему информационная емкость жестких магнитных дисков во много раз больше, чем гибких?
- 2. В чем состоит различие между CD и DVD дисками? В чем состоит их сходство?
- 3. Почему энергонезависимую память целесообразно использовать в мобильных устройствах?
Задания для самостоятельного выполнения
1. Задание с развернутым ответом. Заполните таблицу, содержащую основные характеристики устройств долговременной памяти.
Контрольные вопросы и задания
1. Емкость гибкого диска размером 3,5 дюйма равна 1,44 Мбайт. Лазерный диск может содержать 650 Мбайт информации. Определите, сколько дискет потребуется, чтобы разместить информацию с одного лазерного диска.
2. Диаметр гибких дисков задается в дюймах. Вычислите размеры гибких дисков в сантиметрах (1 дюйм = 2,54 см).
3. Установлено, что для записи одного символа необходим 1 байт памяти. В тетради в клеточку, состоящей из 18 листов, мы пишем по одному символу в каждой клетке. Сколько тетрадей можно записать на один гибкий диск с объем памяти 1,44 Мбайт?
4. Определите объем памяти, необходимой для хранения 2 млн символов. Сколько дисков объемом 1,44 Мбайт понадобится для записи этой информации?
5. Ваш жесткий диск имеет объем 2,1 Гбайт. Устройство распознавания речи воспринимает информацию с максимальной скоростью 200 букв в минуту. Сколько времени надо говорить, чтобы заполнить 90 % объема памяти жесткого диска?
6. Каково назначение устройств хранения информации в компьютере?
7. Какие виды памяти вы знаете и в чем их основное различие?
8. Для чего при работе на персональном компьютере используется внешняя память?
9. В чем суть считывания и записи информации в память?
10. Какие вы знаете характеристики, общие для всех видов памяти?
11. Чем характеризуется внутренняя память компьютера?
12. В чем особенности постоянной памяти?
13. В чем особенности оперативной памяти?
14. В чем особенности кэш-памяти?
15. Укажите отличительные особенности внутренней и внешней памяти компьютера.
16. Какие специфические характеристики внешней памяти вы знаете?
17. Перечислите известные вам носители информации с древних времен и до наших дней. Расположите их в хронологическом порядке.
18. Дайте краткую характеристику наиболее распространенным накопителям данных, которые используются в компьютере.
19. В чем отличие прямого и последовательного доступа к информации на носителях?
20. Укажите общие свойства и отличительные особенности гибких и жестких дисков.
21. Что такое CD, CD-ROM, CD-R?
22. Когда целесообразно использовать стример?
23. Заполните таблицу 18.1 данными для конкретной модели компьютера.
