Внешняя память компьютера. Внешняя оперативная память компьютера

Внешние запоминающие устройства

Аннотация: Для эффективной обработки данных необходимо обеспечить при минимальных затратах хранение больших объемов информации и быстрый доступ к ней — в этом помогают внешние запоминающие устройства.

Запоминающие устройства — тип носителей информации, предназначенный записи и хранения информации. В основе работы запоминающего устройства может лежать любой физический эффект, обеспечивающий приведение системы к двум или более устойчивым состояниям.

Для эффективной обработки данных необходимо обеспечить при минимальных затратах хранение больших объемов информации и быстрый доступ к ней. При современном уровне технологии компромисс между емкостью, быстродействием памяти и затратами на нее достигается за счет создания иерархической структуры, включающей в себя сверхоперативный, основной, внешний и архивный уровни. Внешний и архивный уровни образуют систему внешней памяти ( внешние запоминающие устройства ( ВЗУ ), контроллеры ВЗУ , а также носители информации и хранилища).

Классификация

Существует несколько классификаций внешней памяти компьютера. Например, виды внешней памяти компьютера по типу доступа:

• Устройства прямого доступа. На этих носителях информации получить доступ к данным можно в любой момент времени и в любом порядке. Вы можете выбрать и открыть любой файл на жестком диске.
• Накопители последовательного доступа. Уже морально устаревшие, эти носители информации постепенно отходят в прошлое. Ярким примером могут послужить магнитофонные кассеты. Вы могли прослушать любимую песню только после того, как перематывали ленту на нужное место.

В компьютерах же можно выделить следующие виды носителей информации.

1. Накопители на гибких магнитных дисках, они же, ушедшие в прошлое, дискеты.
2. Винчестеры — жесткие диски.
3. Энергонезависимая флеш-память.
4. Оптические диски и дисководы для их чтения.

Иерархическая пирамида компьютерной памяти

С технической точки зрения, компьютерной памятью считается любой электронный накопитель. Быстрые накопители данных используются для временного хранения информации, которой следует быть «под рукой» у процессора. Если бы процессор вашего компьютера за любой нужной ему информацией обращался бы к жесткому диску, компьютер работал бы крайне медленно. Поэтому часть информации временно хранится в памяти, к которой процессор может получить доступ с более высокой скоростью.

Существует определенная иерархия компьютерной памяти. Место определенного вида памяти в ней означает ее «удаленность» от процессора. Чем «ближе» та или иная память к процессору, тем она, как правило, быстрее. Перед нами иерархическая пирамида компьютерной памяти, которая заслуживает подробного рассмотрения.

Вершиной пирамиды является регистр процессора.
За ним следует кеш-память первого (L1)
и второго уровня (L2)
Оперативная память делится на:
физическую и виртуальную
И кеш, и оперативная память являются временными хранилищами информации
Далее идут постоянные хранилища информации:
ПЗУ/BIOS; съемные диски; удаленные накопители (в локальной сети); жесткий диск
Подножие пирамиды образуют устройства ввода, к которым относятся:
клавиатура; мышь; подключаемые медиаустройства; сканер/камера/микрофон/видео; удаленные источники; другие источники

Процессор обращается к памяти в соответствии с ее местом в иерархии. Информация поступает с жесткого диска или устройства ввода (например, с клавиатуры) в оперативную память. Процессор сохраняет сегменты данных, к которой нужен быстрый доступ, в кеш-памяти. В регистре процессора содержатся специальные инструкции. К рассмотрению кеш-памяти и регистра процессора мы еще вернемся.

Внешние жесткие диски

Внешние жесткие диски технически представляют собой жесткий диск, помещенный в компактный корпус с USB адаптером и системой защиты от вибрации. Как известно жесткие диски обладают впечатляющими объемами дискового пространства, что в купе с мобильностью делает их очень привлекательными. На внешнем жестком диске вы сможете хранить всю свою видео и аудиоколлекцию. Однако для оптимальной работы внешнего жесткого диска требуется повышенная мощность питания. Один разъем USB не в силе обеспечить полноценное питание. Вот почему на внешних жестких дисках имеется двойной кабель USB. По габаритам внешние жесткие диски совеем небольшие, и могут легко поместиться в обычном кармане.

Телефон пишет, что не хватает места для новых фото. Пора менять?

Чаще всего достаточно поудалять старые видео, даже не фото. Одна фотография занимает не так много места, как минута видео, поэтому если нужно освободить память — удаляйте видео.

Если у вас Айфон, он автоматически заботится о том, чтобы чистить память: он в фоновом режиме отгружает ваши старые фото и видео в «облако». Когда они нужны, он их сам оттуда загрузит. Но «облако» тоже не резиновое, поэтому чистите память.

Флеш-память

• Твердотельные накопители (SSD) – замена для жёстких дисков.
• Флешки – используются для переноса информации между компьютерами, её хранения, например цифровых ключей.
• Флеш-карты – применяются для хранения данных на цифровой технике: фотоаппараты, камеры, видеорегистраторы, телефоны, планшеты.

Преимущества флеш-памяти над HDD:

• Скорость считывания и записи до десятка раз выше.
• Надёжность – менее подвержена потерям данных при облучении электромагнитными полями, падении накопителя.
• Отсутствие механики – не шумит.
• Экономичность – потребляют меньше энергии.

Из недостатков на данный момент отметим:

• Стоимость одного гигабайта – обходится дороже HDD в разы, но ситуация постоянно улучшается.
• Объём – для HDD в основном 1-2 ТБ, для SSD – 256-512 ГБ.

Компактность большой роли не играет. Ограниченный срок службы ячейки ранее относился к недостаткам, с развитием технологий количество циклов перезаписи перестало быть проблемой.

Файл

Все программы и данные хранятся во внешней памяти компьютера в виде файлов.

Файл — это поименованная область внешней памяти.

Файловая система — это часть ОС, определяющая способ организации, хранения и именования файлов на носителях информации.

Файл характеризуется набором параметров (имя, размер, дата создания, дата последней модификации) и атрибутами, используемыми операционной системой для его обработки (архивный, системный, скрытый, только для чтения). Размер файла выражается в байтах.

Файлы, содержащие данные — графические, текстовые (рисунки, тексты), называют документами, а файлы, содержащие прикладные программы, — файлами-приложениями. Файлы-документы создаются и обрабатываются с помощью файлов-приложений.

Имя файла, как правило, состоит из двух частей, разделенных точкой: собственно имени файла и расширения. Собственно имя файлу даёт пользователь. Делать это рекомендуется осмысленно, отражая в имени содержание файла. Расширение имени обычно задаётся программой автоматически при создании файла. Расширения не обязательны, но они широко используются. Расширение позволяет пользователю, не открывая файла, определить его тип — какого вида информация (программа, текст, рисунок и т. д.) в нём содержится. Расширение позволяет операционной системе автоматически открывать файл.

В современных операционных системах имя файла может включать до 255 символов, причём в нём можно использовать буквы национальных алфавитов и пробелы. Расширение имени файла записывается после точки и обычно содержит 3-4 символа.

В ОС Windows в имени файла запрещено использование следующих символов: , /. *, ?, «, , |. В Linux эти символы, кроме /, допустимы, хотя использовать их следует с осторожностью, так как некоторые из них могут иметь специальный смысл, а также из соображений совместимости с другими ОС.

Операционная система Linux, в отличие от Windows, различает строчные и прописные буквы в имени файла: например, FILE.txt, file.txt и FiLe.txt — это в Linux три разных файла.

В таблице приведены наиболее распространённые типы файлов и их расширения:

В ОС Linux выделяют следующие типы файлов:

• обычные файлы — файлы с программами и данными;
• каталоги — файлы, содержащие информацию о каталогах;
• ссылки — файлы, содержащие ссылки на другие файлы;
• специальные файлы устройств — файлы, используемые для представления физических устройств компьютера (жёстких и оптических дисководов, принтера, звуковых колонок и т. д.).

Конспект урока «Логические имена устройств внешней памяти. Файл. Каталоги»

· Современный компьютер – это универсальное устройство для работы с информацией.

· Универсальность компьютера заключается в том, что он может производить все основные информационные процессы: сбор, обработку, хранение и передачу информации.

· Хранение информации на компьютере.

· Единицы разбиения жёсткого диска компьютера.

· Файл и его составляющие.

· Каталоги и их содержимое.

Мы помним, что пользовательская информация храниться во внешней, или долговременной памяти компьютера. Эта память представлена разными запоминающими устройствами: флэш-картами, оптическими и гибкими дисками. Основное устройство внешней памяти компьютера – это его жёсткий диск. Часто жёсткий диск разбивают на несколько логических разделов (томов). Логический раздел – это некоторая область памяти запоминающего устройства, которая рассматривается как одно целое. Так одному физическому устройству, например жёсткому диску, может соответствовать несколько томов.

Почему же жёсткий диск компьютера делят на несколько разделов. Большинство действий над жёсткими дисками операционная система производит через эти разделы. Системным называется тот том жёсткого диска, на который установлена операционная система компьютера. Так для операционной системы не обязательно отводить весь объём жёсткого диска, достаточно одного его раздела. Остальные тома можно оставить для хранения данных, тогда различные операции над операционной системой эти данные не затронут. Так же если на один компьютер необходимо установить несколько операционных систем, для каждой из них необходим отдельный логический раздел жёсткого диска.

Как же именуются устройства внешней памяти на компьютере? Для того, чтобы это узнать, находясь на рабочем столе, дважды нажмём на иконке «Этот компьютер», в других версиях операционной системы виндоус эта иконка может называться «Мой компьютер» или просто «Компьютер». Мы увидим все логические разделы жёсткого диска и другие устройства внешней памяти, которые подключённые к компьютеру. До скобок следуют метки томов, это пользовательские обозначения логических разделов и устройств внешней памяти. Логические имена устройств внешней памяти указаны в скобках. Обратим внимание, что все они состоят из какой-нибудь одной заглавной буквы латинского алфавита, после которой ставится двоеточие. Все устройства внешней памяти компьютера расположены в алфавитном порядке, в соответствии со своими именами. Так же вы заметили, что имена томов жёсткого диска начинаются с буквы С:. А где же тома с именами A: и B:? Раньше эти названия соответствовали дисководам гибких дисков. Дисковод A:, нужен был для дискет размером три с половиной дюйма, а дисковод B: — для дискет размером пять с четвертью дюйма. Сейчас такие дискеты и дисководы практически не используются. Однако в операционной системе виндоус эти буквы всё ещё зарезервированы для них. Начиная с C:, следуют логические разделы жёстких дисков компьютера. Такой раздел может быть один или их может быть несколько, на этом компьютере их два. Следующими после разделов жёсткого диска, точно так же в алфавитном порядке следуют дисководы оптических дисков, если они установлены на компьютере. На этом компьютере их нет. Дальше в алфавитном порядке следуют другие устройства внешней памяти, подключённые к компьютеру, например флеш-карты. На этом компьютере она обозначена Е:.

В операционной системе Linux приняты немного другие правила именования томов жёстких дисков. Имя логического раздела можно разделить на три части. Первые две буквы названия обозначают bynthatqc подключения жёсткого диска к материнской плате. Если используется интерфейс IDE, тогда первые две буквы названия тома будут hd. Если используется интерфейс sata – тогда первые буквы будут sd. Следующая буква названия тома зависит от порядкового номера жёсткого диска. То есть имена томов первого жёсткого, подключённого через интерфейс sata будут начинаться с букв sda, второго – с букв sdb, третьего – с sdc и так далее… После буков названия следует цифра, обозначающая порядковый номер тома на жёстком диске. То есть логические разделы жёстких дисков могут иметь имена: hda1, sdd3 и др…

Вся информация хранится во внешней памяти компьютера в форме файлов. Что же это такое? Файлом называется именованная область данных, которые хранятся во внешней памяти компьютера. Такое название файл получил, благодаря рекламе первого запоминающего устройства. Там говорилось: «В нём информация хранится как в картотеке…». На английский язык слова «в картотеке» переводятся «on file». То, как хранятся и называются файлы на информационных носителях, определяет операционная система. А если точнее, это определяет её часть, которая называется файловой системой. Любой файл можно разделить на три составных части. Первая часть – это имя файла. Вторая часть – это данные, то есть та самая информация, которую представляет файл. Третья часть называется метаданные. Рассмотрим эти части подробнее.

Начнём с данных. В зависти от информации, которая в них содержится, все файлы можно разделить на два типа: файлы-данные и файлы-приложения. Файлы-приложения содержат прикладные программы. Файлы-данные содержат информацию, обрабатываемую этими программами. Она может быть в любой форме: графической, текстовой, звуковой или какой-нибудь другой.

В linux, кроме фалов-данных и файлов-приложений есть ещё три типа файлов: файлы-каталоги, которые содержат информацию о каталогах, файлы-ссылки, которые содержат ссылки на другие файлы и файлы-устройства, они нужны для представления разных физических устройств компьютера в операционной системе.

Имя файла складывается из двух частей: собственно имени файла и расширения.

Собственно имя, как правило, файлу присваивает пользователь при его создании. Чтобы файл можно было легко отыскать или быстро понять какая именно информация в нём содержится, рекомендуется называть файл осмысленно. В операционной системе Microsoft DOS собственно имя файла должно было состоять только из английских букв цифр. Теперь оно может содержать символы региональных алфавитов, в том числе и русского, однако не может содержать символы: /, , :, *, ?, “”, >,

В Linux в собственно имени файла допустимо использование любых символов. Так же в отличие от Windows в именах фалов различными считаются заглавные и строчные буквы. Так если написать имя файла text и со строчной буквы, и с заглавной – то Linux посчитает его за два разных имени.

В Linux предоставляется большая свобода для именования файлов, чем в виндоус. Однако, чтобы на одном компьютере правильно работали обе операционные системы, нужно и в Linux именовать файлы по правилам Windows.

Расширение файла отделяется от собственно имени точкой. Обычно это три или четыре буквы английского алфавита, также расширение может содержать цифры. Как правило расширение указывается в процессе создании файла, самой программой без участия пользователя. Оно указывает на то, относится файл к файлам-приложениям или к файлам-данным и информацию в какой форме он содержит. Именно по расширению файла операционная система определяет какой программной нужно воспользоваться, чтобы просмотреть или изменить файл. Приведём несколько примеров распространённых расширений.