§6.Компьютерная память

Основные темы параграфа:

внутренняя и внешняя память;

структура внутренней памяти компьютера;

носители и устройства внешней памяти.

Внутренняя и внешняя память

Работая с информацией, человек пользуется не только своими знаниями, но и книгами, справочниками и другими внешними источниками. В главе 1 «Человек и информация» было отмечено, что информация хранится в памяти человека и на внешних носителях. Заученную информацию человек может забыть, а записи сохраняются надежнее.

У компьютера тоже есть два вида памяти: внутренняя (оперативная) и внешняя (долговременная) память.

Внутренняя память — это электронное устройство, ко­торое хранит информацию, пока питается электроэнергией. При отключении компьютера от сети информация из опера­тивной памяти исчезает. Программа во время ее выполнения хранится во внутренней памяти компьютера. Сформулиро­ванное правило относится к принципам Неймана. Его назы­вают принципом хранимой программы.

Внешняя память — это различные магнитные носители (ленты, диски), оптические диски. Сохранение информации на них не требует постоянного электропитания.

image021 

На рис. 2,3 показана схема устройства компьютера с уче­том двух видов памяти. Стрелки указывают направления ин­формационного обмена.

Структура внутренней памяти компьютера

Все устройства компьютера производят определенную ра­боту с информацией (данными и программами). А как же представляется в компьютере сама информация? Для ответа на этот вопрос «заглянем» внутрь машинной памяти. Струк­туру внутренней памяти компьютера можно условно изобра­зить так, как показано на рис. 2.4.

image022 

В современных компьютерах имеется еще один вид внутренней па­мяти, который называется постоянным запоминающим устройст­вом — ПЗУ. Это энергонезависимая память, информация из кото­рой может только читаться.

Наименьший элемент памяти компьютера называется би­том памяти. На рис. 2.4 каждая клетка изображает бит. Вы видите, что у слова «бит» есть два значения: единица измере­ния количества информации и частица памяти компьютера. Покажем, как связаны между собой эти понятия.

В каждом бите памяти может храниться в данный момент одно из двух значений: нуль или единица. Использование двух знаков для представления информации называется двоичной кодировкой.

Данные и программы в памяти компьютера хранятся в виде двоичного кода.

Один символ двухсимвольного алфавита несет 1 бит ин­формации.

В одном бите памяти содержится один бит информации.

Битовая структура определяет первое свойство внутрен­ней памяти компьютера дискретность. Дискретные объ­екты составлены из отдельных частиц. Например, песок ди­скретен, так как состоит из песчинок, «Песчинками» ком­пьютерной памяти являются биты.

Второе свойство внутренней памяти компьютера адресуе­мость. Восемь расположенных подряд битов памяти образуют байт. Вы знаете, что это слово также обозначает единицу коли­чества информации, равную восьми битам. Следовательно» в одном байте памяти хранится один байт информации.

Во внутренней памяти компьютера все байты пропумеро ваны. Нумерация начинается с нуля.

Порядковый номер байта называется его адресом,     

Принцип адресуемости означает, что:

Запись информации в память, а также чтение ее из памяти производится по адресам.

Память можно представить как многоквартирный дом, в котором каждая квартира — это байт, а номер квартиры — адрес. Для того чтобы почта дошла по назначению, необхо­димо указать правильный адрес. Именно так, по адресам, об­ращается процессор к внутренней памяти компьютера.

Носители и устройства внешней памяти

Устройства внешней памяти — это устройства чтения и записи информации на внешние носители. Информация на внешних носителях хранится в виде файлов. Что это такое, подробнее вы узнаете позже.

Важнейшими устройствами внешней памяти на современ­ных компьютерах являются накопители на магнитных ди­сках (НМД), или дисководы.

Кто не знает, что такое магнитофон? На магнитофон мы привыкли записывать речь, музыку, а затем прослушивать записи. Звук записывается на дорожках магнитной ленты с помощью магнитной головки, с помощью этого же устройст­ва магнитная запись снова превращается в звук.

НМД действует аналогично магнитофону. На дорожки диска записывается все тот же двоичный код: намагничен­ный участок — единица, не намагниченный — нуль. При чте­нии с диска эта запись превращается в нули и единицы в би­тах внутренней памяти.

К магнитной поверхности диска подводится записываю­щая головка (рис. 2.5), которая может перемещаться по ра­диусу. Во время работы НМД диск вращается. В каждом фиксированном положении головка взаимодействует с кру­говой дорожкой. На эти концентрические дорожки и произ­водится запись двоичной информации.

image023 

Другим видом внешних носителей являются оптические диски (другое их название лазерные диски), На них ис­пользуется не магнитный, а оптико-механический способ за­писи и чтения информации.

Сначала появились лазерные диски, на которые информа­ция записывается только один раз. Стереть или перезаписать ее невозможно. Такие диски называются CD-ROM — Com­pact Disk-Read Only Memory, что в переводе значит «ком­пактный диск — только для чтения». Позже были изобрете­ны перезаписываемые лазерные диски — CD-RW. На них, как и на магнитных носителях, хранимую информацию можно стирать и записывать заново.

Носители, которые пользователь может извлекать из дис­ковода, называют сменными.

Наибольшей информационной емкостью из сменных но­сителей обладают лазерные диски типа DVD-ROM — видео­диски. Объем информации, хранящейся на них, может до­стигать десятков гигабайтов. На видеодисках записываются полноформатные видеофильмы, которые можно просматри­вать с помощью компьютера, как по телевизору.

Коротко о главном

В состав компьютера входят внутренняя память и внеш­няя память.

Исполняемая программа хранится во внутренней памяти (принцип хранимой программы).

Информация в памяти компьютера имеет двоичную форму.

Наименьшим элементом внутренней памяти компьютера является бит. Один бит памяти хранит один бит информа­ции: значение 0 или 1.

Восемь подряд расположенных битов образуют байт памя­ти. Байты пронумерованы, начиная с нуля. Порядковый но­мер байта называется его адресом.

Во внутренней памяти запись и чтение информации про­исходят по адресам.

Внешняя память: магнитные диски, оптические (лазер­ные) диски — CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM.

Вопросы и задания

1.Постарайтесь объяснить, зачем компьютеру нужны два вида па­мяти: внутренняя и внешняя.

2.Что такое «принцип хранимой программы»?

3.В чем заключается свойство дискретности внутренней памяти ЭВМ?

4.Какие два значения имеет слово «бит»? Как они связаны между собой?

5.В чем заключается свойство адресуемости внутренней памяти ЭВМ?

6. Назовите устройства внешней памяти ЭВМ.

7. Какие типы оптических дисков вы знаете?