Как правильно хранить информацию на компьютере
На жестком диске персональных компьютеров часто творится хаос. Причем такие проблемы испытывает практически каждый пятый пользователь компьютера. Почему так случается? Просто не все знают о том, как нужно хранить информацию на компьютере. На самом деле есть ряд четких правил, которые помогают структурировать данные на компьютере, при этом не испытывая никаких проблем. Давайте более детально изучим инструкцию о том, как же все-таки нужно хранить данные на жестком диске.
У вас должно быть как минимум два локальных диска. Не обязательно использовать несколько жестких, но локальные диски должны быть на компьютере. Если вы не понимаете, о чем вы говорим, то объясним намного проще. Когда вы заходите в «Мой компьютер», видите там есть такие пункты, как «Локальный диск С»? Буквы дисков у каждого пользователя могут быть разными. Это специальные разделы, которые есть практически на каждом компьютере. Они устанавливаются при настройке операционной системы. Лучше всего, чтобы у вас на компьютере их было не менее двух. На одном будет образ операционной системы, а на другом вы сможете хранить различную информацию. При этом вам не придется испытывать каких-либо проблем при переустановке операционной системы.
Вся информация на компьютере должна выглядеть структурировано. Все файлы разделите по папкам. Например, для учебы создайте один раздел, для развлечений другой, а для работы третий. На самом деле у вас может быть много таких папок. Храните их на втором локальном диске, отдельно от операционной системы. Вы можете делить все папки еще на несколько папок, и так до бесконечности. Старайтесь также текстовые файлы хранить в одном месте, музыку в другом, а программы в третьем. Это поможет вам при поиске той или иной информации на персональном компьютере. Также многие пользователи ошибаются при загрузке файлов. Они сохраняют их на рабочий стол, тем самым загрязняя его. Рабочий стол относится к системному локальному диску. Если вы будете переустанавливать систему, все данные со стола автоматически удалятся.
С такой большой структурой будет трудно перемещаться по тем папкам, которые вам нужны для использования постоянно. В таком случае вы можете создать ярлыки, перенеся их на рабочий стол. Таким образом вы сможете без особых усилий попадать сразу в тот раздел, который необходимо. Если вы удалите систему, то разделы никаким образом не пострадают, потому что на рабочем столе были только ярлыки на них. Это важная особенность, поэтому помните это. Если вам не нужны какие-то файлы или папки на компьютере, удаляйте их в корзину. При заполнении жесткого диска система может тормозить, поэтому лучше всего не доводить до этого.
Как память пользуется адресами
Допустим, байт данных хранится в памяти под кодом 001010. Адрес (внизу слева), посланный из ЦПУ, разлагается на три его более значимых бита — 001 и три менее значимых бита -010 и уходит по двум адресным магистралям (красный и синий цвета). Сигналы следуют по соответствующим дорожкам и встречаются по предписанному адресу. Здесь сигнал «записать» открывает адрес и данные, посланные по магистрали данных (зеленый цвет), запоминаются.
Внутренняя память компьютера называется еще первичной памятью, с тем чтобы отличать ее от внешней памяти, где данные сохраняются для исследования в будущем. Компьютеры старшего поколения имели магнитную память, но теперь почти во всех компьютерах первичной памятью являются интегральные схемы. Адресные магистрали, или сети крошечных проводков, проходят через каждую единицу памяти. Это позволяет компьютеру одинаково быстро считывать любой кусок информации, где бы он ни находился.
Вы здесь: Главная Статьи Статьи ИТ Как компьютер хранит данные
Warning: A non-numeric value encountered in /home/informatio/information-technology.ru/docs/modules/mod_raxo_allmode/helper.php on line 628
Warning: A non-numeric value encountered in /home/informatio/information-technology.ru/docs/modules/mod_raxo_allmode/helper.php on line 630
Warning: A non-numeric value encountered in /home/informatio/information-technology.ru/docs/modules/mod_raxo_allmode/helper.php on line 628
Warning: A non-numeric value encountered in /home/informatio/information-technology.ru/docs/modules/mod_raxo_allmode/helper.php on line 630
Warning: A non-numeric value encountered in /home/informatio/information-technology.ru/docs/modules/mod_raxo_allmode/helper.php on line 628
Warning: A non-numeric value encountered in /home/informatio/information-technology.ru/docs/modules/mod_raxo_allmode/helper.php on line 630
Warning: A non-numeric value encountered in /home/informatio/information-technology.ru/docs/modules/mod_raxo_allmode/helper.php on line 628
Warning: A non-numeric value encountered in /home/informatio/information-technology.ru/docs/modules/mod_raxo_allmode/helper.php on line 630
Warning: A non-numeric value encountered in /home/informatio/information-technology.ru/docs/modules/mod_raxo_allmode/helper.php on line 628
Warning: A non-numeric value encountered in /home/informatio/information-technology.ru/docs/modules/mod_raxo_allmode/helper.php on line 630
Warning: A non-numeric value encountered in /home/informatio/information-technology.ru/docs/modules/mod_raxo_allmode/helper.php on line 628
Warning: A non-numeric value encountered in /home/informatio/information-technology.ru/docs/modules/mod_raxo_allmode/helper.php on line 630
Warning: A non-numeric value encountered in /home/informatio/information-technology.ru/docs/modules/mod_raxo_allmode/helper.php on line 628
Warning: A non-numeric value encountered in /home/informatio/information-technology.ru/docs/modules/mod_raxo_allmode/helper.php on line 630
Warning: A non-numeric value encountered in /home/informatio/information-technology.ru/docs/modules/mod_raxo_allmode/helper.php on line 628
Warning: A non-numeric value encountered in /home/informatio/information-technology.ru/docs/modules/mod_raxo_allmode/helper.php on line 630
Warning: A non-numeric value encountered in /home/informatio/information-technology.ru/docs/modules/mod_raxo_allmode/helper.php on line 628
Warning: A non-numeric value encountered in /home/informatio/information-technology.ru/docs/modules/mod_raxo_allmode/helper.php on line 630
Warning: A non-numeric value encountered in /home/informatio/information-technology.ru/docs/modules/mod_raxo_allmode/helper.php on line 628
Warning: A non-numeric value encountered in /home/informatio/information-technology.ru/docs/modules/mod_raxo_allmode/helper.php on line 630
Популярные материалы из данной категории:
BPWin. Лабораторная работа №1
Тема: Знакомство с CASE-средством разработки информационных систем BPwin Цель работы: познакомиться с CASE-средством BPwin фирмы Computer Associates, научиться строить модель в методологии IDEF0 . Порядок работы:1. Ознакомиться с принципами построения модели…
Что такое двоичный код?
Всем известно, что компьютеры могут выполнять вычисления с большими группами данных на огромной скорости. Но не все знают, что эти действия зависят всего от двух условий: есть или нет ток и какое напряжение.
Кто изобрел первый калькулятор?
Интеллектуальное брожение в 17 веке привело к новым высотам и открытиям в математике, что значительно облегчило труд тех, кто неустанно разрабатывал калькуляторы.
Виды корпусов и блоков питания системного блока
Системный блок – корпус компьютера, в котором находятся основные элементы персонального компьютера или сервера. Его задача в защите внутренней компоновки компьютера от воздействия извне и механических повреждений. Так же не маловажное назначение системного…
Организация памяти
За последнюю неделю дважды объяснял людям как организована работа с памятью в х86, с целью чтобы не объяснять в третий раз написал эту статью.
И так, чтобы понять организацию памяти от вас потребуется знания некоторых базовых понятий, таких как регистры, стек и тд. Я по ходу попробую объяснить и это на пальцах, но очень кратко потому что это не тема для этой статьи. Итак начнем.
Как известно программист, когда пишет программы работает не с физическим адресом, а только с логическим. И то если он программирует на ассемблере. В том же Си ячейки памяти от программиста уже скрыты указателями, для его же удобства, но если грубо говорить указатель это другое представление логического адреса памяти, а в Java и указателей нет, совсем плохой язык. Однако грамотному программисту не помешают знания о том как организована память хотя бы на общем уровне. Меня вообще очень огорчают программисты, которые не знают как работает машина, обычно это программисты Java и прочие php-парни, с квалификацией ниже плинтуса.
Так ладно, хватит о печальном, переходим к делу.
Рассмотрим адресное пространство программного режима 32 битного процессора (для 64 бит все по аналогии)
Адресное пространство этого режима будет состоять из 2^32 ячеек памяти пронумерованных от 0 и до 2^32-1.
Программист работает с этой памятью, если ему нужно определить переменную, он просто говорит ячейка памяти с адресом таким-то будет содержать такой-то тип данных, при этом сам програмист может и не знать какой номер у этой ячейки он просто напишет что-то вроде:
int data = 10;
компьютер поймет это так: нужно взять какую-то ячейку с номером стопицот и поместить в нее цело число 10. При том про адрес ячейки 18894 вы и не узнаете, он от вас будет скрыт.
Все бы хорошо, но возникает вопрос, а как компьютер ищет эту ячейку памяти, ведь память у нас может быть разная:
3 уровень кэша
2 уровень кэша
1 уровень кэша
основная память
жесткий диск
Это все разные памяти, но компьютер легко находит в какой из них лежит наша переменная int data.
Этот вопрос решается операционной системой совместно с процессором.
Вся дальнейшая статья будет посвящена разбору этого метода.
Архитектура х86 поддерживает стек.
Стек это непрерывная область оперативной памяти организованная по принципу стопки тарелок, вы не можете брать тарелки из середины стопки, можете только брать верхнюю и класть тарелку вы тоже можете только на верх стопки.
В процессоре для работы со стеком организованны специальные машинные коды, ассемблерные мнемоники которых выглядят так:
push operand
помещает операнд в стек
pop operand
изымает из вершины стека значение и помещает его в свой операнд
Стек в памяти растет сверху вниз, это значит что при добавлении значения в него адрес вершины стека уменьшается, а когда вы извлекаете из него, то адрес вершины стека увеличивается.
Теперь кратко рассмотрим что такое регистры.
Это ячейки памяти в самом процессоре. Это самый быстрый и самый дорогой тип памяти, когда процессор совершает какие-то операции со значением или с памятью, он берет эти значения непосредственно из регистров.
В процессоре есть несколько наборов логик, каждая из которых имеет свои машинные коды и свои наборы регистров.
Basic program registers (Основные программные регистры) Эти регистры используются всеми программами с их помощью выполняется обработка целочисленных данных.
Floating Point Unit registers (FPU) Эти регистры работают с данными представленными в формате с плавающей точкой.
Еще есть MMX и XMM registers эти регистры используются тогда, когда вам надо выполнить одну инструкцию над большим количеством операндов.
Рассмотрим подробнее основные программные регистры. К ним относятся восемь 32 битных регистров общего назначения: EAX, EBX, ECX, EDX, EBP, ESI, EDI, ESP
Для того чтобы поместить в регистр данные, или для того чтобы изъять из регистра в ячейку памяти данные используется команда mov:
mov eax, 10
загружает число 10 в регистр eax.
mov data, ebx
копирует число, содержащееся в регистре ebx в ячейку памяти data.
Регистр ESP содержит адрес вершины стека.
Кроме регистров общего назначения, к основным программным регистрам относят шесть 16битных сегментных регистров: CS, DS, SS, ES, FS, GS, EFLAGS, EIP
EFLAGS показывает биты, так называемые флаги, которые отражают состояние процессора или характеризуют ход выполнения предыдущих команд.
В регистре EIP содержится адрес следующей команды, которая будет выполнятся процессором.
Я не буду расписывать регистры FPU, так как они нам не понадобятся. Итак наше небольшое отступление про регистры и стек закончилось переходим обратно к организации памяти.
Как вы помните целью статьи является рассказ про преобразование логической памяти в физическую, на самом деле есть еще промежуточный этап и полная цепочка выглядит так:
Логический адрес —> Линейный (виртуальный)—> Физический
Все линейное адресное пространство разбито на сегменты. Адресное пространство каждого процесса имеет по крайней мере три сегмента:
Сегмент кода. (содержит команды из нашей программы, которые будут исполнятся.)
Сегмент данных. (Содержит данные, то бишь переменные)
Сегмент стека, про который я писал выше.
Линейный адрес вычисляется по формуле:
линейный адрес=Базовый адрес сегмента(на картинке это начало сегмента) + смещение
Сегмент кода
Базовый адрес сегмента кода берется из регистра CS. Значение смещения для сегмента кода берется из регистра EIP, в котором хранится адрес инструкции, после исполнения которой, значение EIP увеличивается на размер этой команды. Если команда занимает 4 байта, то значение EIP увеличивается на 4 байта и будет указывать уже на следующую инструкцию. Все это делается автоматически без участия программиста.
Сегментов кода может быть несколько в нашей памяти. В нашем случае он один.
Сегмент данных
Данные загружаются в регистры DS, ES, FS, GS
Это значит что сегментов данных может быть до 4х. На нашей картинке он один.
Смещение внутри сегмента данных задается как операнд команды. По дефолту используется сегмент на который указывает регистр DS. Для того чтобы войти в другой сегмент надо это непосредственно указать в команде префикса замены сегмента.
Сегмент стека
Используемый сегмент стека задается значением регистра SS.
Смещение внутри этого сегмента представлено регистром ESP, который указывает на вершину стека, как вы помните.
Сегменты в памяти могут друг друга перекрывать, мало того базовый адрес всех сегментов может совпадать например в нуле. Такой вырожденный случай называется линейным представлением памяти. В современных системах, память как правило так организована.
Теперь рассмотрим определение базовых адресов сегмента, я писал что они содержаться в регистрах SS, DS, CS, но это не совсем так, в них содержится некий 16 битный селектор, который указывает на некий дескриптор сегментов, в котором уже хранится необходимый адрес.
Так выглядит селектор, в тринадцати его битах содержится индекс дескриптора в таблице дескрипторов. Не хитро посчитать будет что 2^13 = 8192 это максимальное количество дескрипторов в таблице.
Вообще дескрипторных таблиц бывает два вида GDT и LDT Первая называется глобальная таблица дескрипторов, она в системе всегда только одна, ее начальный адрес, точнее адрес ее нулевого дескриптора хранится в 48 битном системном регистре GDTR. И с момента старта системы не меняется и в свопе не принимает участия.
А вот значения дескрипторов могут меняться. Если в селекторе бит TI равен нулю, тогда процессор просто идет в GDT ищет по индексу нужный дескриптор с помощью которого осуществляет доступ к этому сегменту.
Пока все просто было, но если TI равен 1 тогда это означает что использоваться будет LDT. Таблиц этих много, но использоваться в данный момент будет та селектор которой загружен в системный регистр LDTR, который в отличии от GDTR может меняться.
Индекс селектора указывает на дескриптор, который указывает уже не на базовый адрес сегмента, а на память в котором хранится локальная таблица дескрипторов, точнее ее нулевой элемент. Ну а дальше все так же как и с GDT. Таким образом во время работы локальные таблицы могут создаваться и уничтожаться по мере необходимости. LDT не могут содержать дескрипторы на другие LDT.
Итак мы знаем как процессор добирается до дескриптора, а что содержится в этом дескрипторе посмотрим на картинке:
Дескрипторы состоит из 8 байт.
Биты с 15-39 и 56-63 содержат линейный базовый адрес описываемым данным дескриптором сегмента. Напомню нашу формулу для нахождения линейного адреса:
линейный адрес = базовый адрес + смещение
С помощью такой нехитрой операции процессор может обращаться по нужному адресу линейной памяти.
Рассмотрим другие биты дескриптора, очень важным является Segment Limit или предел, он имеет 20битное значение от 0-15 и 48-51 бит. Предел задает размер сегмента. Для сегментов данных и кода доступными являются все адреса, расположенные в интервале:
[база; база+предел)
В зависимости от 55 G-бита(гранулярити), предел может измеряться в байтах при нулевом значении бита и тогда максимальный предел составит 1 мб, или в значении 1, предел измеряется страницами, каждая из которых равна 4кб. и максимальный размер такого сегмента будет 4Гб.
Для сегмента стека предел будет в интервале:
(база+предел; вершина]
Кстати интересно почему база и предел так рвано располагаются в дескрипторе. Дело в том что процессоры х86 развивались эволюционно и во времена 286х дескрипторы были по 8 бит всего, при этом старшие 2 байта были зарезервированы, ну а в последующих моделях процессоров с увеличением разрядности дескрипторы тоже выросли, но для сохранения обратной совместимости пришлось оставить структуру как есть.
Значение адреса «вершина» зависит от 54го D бита, если он равен 0, тогда вершина равна 0xFFF(64кб-1), если D бит равен 1, тогда вершина равна 0xFFFFFFFF (4Гб-1)
С 41-43 бит кодируется тип сегмента.
000 — сегмент данных, только считывание
001 — сегмент данных, считывание и запись
010 — сегмент стека, только считывание
011 — сегмент стека, считывание и запись
100 — сегмент кода, только выполнение
101- сегмент кода, считывание и выполнение
110 — подчиненный сегмент кода, только выполнение
111 — подчиненный сегмент кода, только выполнение и считывание
44 S бит если равен 1 тогда дескриптор описывает реальный сегмент оперативной памяти, иначе значение S бита равно 0.
Самым важным битом является 47-й P бит присутствия. Если бит равен 1 значит, что сегмент или локальная таблица дескрипторов загружена в оперативку, если этот бит равен 0, тогда это означает что данного сегмента в оперативке нет, он находится на жестком диске, случается прерывание, особый случай работы процессора запускается обработчик особого случая, который загружает нужный сегмент с жесткого диска в память, если P бит равен 0, тогда все поля дескриптора теряют смысл, и становятся свободными для сохранения в них служебной информации. После завершения работы обработчика, P бит устанавливается в значение 1, и производится повторное обращение к дескриптору, сегмент которого находится уже в памяти.
На этом заканчивается преобразование логического адреса в линейный, и я думаю на этом стоит прерваться. В следующий раз я расскажу вторую часть преобразования из линейного в физический.
А так же думаю стоит немного поговорить о передачи аргументов функции, и о размещении переменных в памяти, чтобы была какая-то связь с реальностью, потому размещение переменных в памяти это уже непосредственно, то с чем вам приходится сталкиваться в работе, а не просто какие-то теоретические измышления для системного программиста. Но без понимания, как устроена память невозможно понять как эти самые переменные хранятся в памяти.
В общем надеюсь было интересно и до новых встреч.
Постоянное запоминающее устройство
Постоянное запоминающее устройство предназначено для хранения информации. Главными его характеристиками являются объем хранимых данных и скорость чтения/записи. Чем больше объем запоминающего устройства, тем больше на нем можно хранить разного рода файлов. Ну а от скорости чтения/записи зависит то, насколько быстро система сможет получать к ним доступ.
Постоянные запоминающие устройства бывают двух основных типов – SSD (англ. solid-state drive) и HDD (англ. hard disk drive, он же «жесткий диск», в простонародье — «винчестер»).
Главным преимуществом SSD-устройств является высокая скорость чтения/записи, что позитивно сказывается на «отзывчивости» компьютера (быстрее запускаются программы, открываются файлы и т.д.). Жесткие диски отличаются более высокой долговечностью и лучшим соотношением показателей «объем хранимых данных / стоимость устройства».
Чтобы пользоваться всеми преимуществами, в компьютеры часто устанавливают два запоминающих устройства. Одно из них – SSD, которое служит для хранения системных файлов и программ, второе – HDD для хранения остальной информации (видео, фото и т.п.). Внутренних запоминающих устройств в системном блоке может быть больше двух. Но для работы компьютера достаточно и одного такого устройства (любого типа).
К материнской плате SSD и HDD обычно подключаются через интерфейс (разъем) SATA. Существуют более быстрые варианты SSD, предназначенные для подключения к разъемам M.2 или PCI-E материнской платы (см. рис.)
Подробнее о постоянных запоминающих устройствах можно узнать здесь.
