Pamäť počítača

Pamäť počítača

• Pamäť slúži na uloženie (zaznamenanie) informácií a inštrukcií vstupujúcich do počítača, medzivýsledkov, výstupných údajov ale aj grafických informácií a obrazoviek.

• Pamäť počítača delíme na operačnú pamäť (vnútornú), zabezpečuje uschovanie údajov a programov v dobe, kedy počítač pracuje a na pamäť užívateľskú (vonkajšiu), ktorá slúži na dlhodobé uchovávanie údajov a programov v dobe, kedy je počítač vypnutý. Sú to polovodičové pamäte.

Vnútorné pamäte

• Vnútorne pamäte majú veľkú rýchlosť, ale spravidla malú kapacitu. Vonkajšie pamäte majú naopak veľkú kapacitu, ale nízku rýchlosť, resp. dlhý prístupový čas. Ak počítač potrebuje Vnútorné pamäte údaje z vonkajšej pamäti (z pevného disku alebo diskety), presunie ich do operačnej pamäti a tu ich ďalej spracováva. Osobné počítače majú dva druhy operačnej pamäti: RAM a ROM.

Vonkajšie pamäte

• -magnetické - využívajú princíp magnetickej polarizácie miniatúrnych častíc, ktoré sú nanesené na médiu; pri zapisovaní údajov získavajú častice pomocou zapisovacieho zariadenia príslušnú magnetickú orientáciu; nevýhodou je, že polarizácia môže byť narušená pôsobením vonkajšieho mag. poľa, napr. v blízkosti transformátorov, monitorov, reproduktorov, alebo permanentného magnetu

• -magnetooptické – rozdiel medzi magnetickým a magnetooptickým princípom je v spoľahlivosti uložených dát; magnetická polarizácia častíc nanesených na médiu sa v tomto prípade môže zmeniť až po istom zahriatí laserovým lúčom; znamená to, že zmena je možná len počas krátkeho časového úseku; neskoršie ovplyvňovanie záznamu vonkajším magnetickým poľom je oveľa nižšie ako u magnetických médií -optické - na zápis i čítanie využívajú optický lúč - CD-RW, DVD

Programovateľná permanentná pamäť PROM

• Programovateľná permanentná pamäť PROM je pamäť typu ROM, no na rozdiel od základného typu, ktorý prichádza k užívateľovi s presne nahraným programom od výrobcu, túto pamäť si môže užívateľ pevne naprogramovať.

Vymazateľná pamäť PROM alebo EPROM

• je opäť druh pamäti ROM, ktorú je možné vymazať (obyčajne ultrafialovým svetlom) a potom do nej uložiť údaje podľa vlastnej potreby.

Disketová pamäť • je tvorená disketovou

jednotkou a disketou. Disketa (často sa jej hovorí pružný disk, alebo floppy disc) je nosičom informácií. Disketa je uchovaná mimo počítač, čítaní informácií sa vkladá do disketovej jednotky. Na disketu je možno informácie (zapísať) a uchovávať ich dlho. Zaznamenané informácie zostávajú bez zmeny, pokiaľ nie sú prepísané inými.

• Pri čítaní vstupujú informácie z diskety do operačnej pamäti.

• Množstvo informácií, ktoré je možné na disketu zapísať, je určené hustotou záznamu informácií. Výrobcovia dodávajú pre osobné počítače dva druhy diskiet : 1/4" diskety majú dvojnásobnú hustotu (diskety DD-double density) s kapacitou 360 až 720kB a diskety, ktoré majú vysokú hustotu (diskety HD-high density) s kapacitou 1,2 až 1,44MB.

Pamäte

• -pamäť - každé zariadenie, ktoré umožňuje zápis informácie, jej uchovanie na určitú dobu a výber (prečítanie) informácie -polovodičová pamäť - tvorená integrovanými obvodmi (integr. obvod - uchováva informácie milióna bitov) -vnútorné pamäte sú polovodičové -operačná pamäť je polovodičová pamäť s priamym prístupom -každý údaj v pamäti má svoju adresu; pri zápise alebo čítaní je potrebné určiť adresu odkiaľ sa má prečítať alebo kam sa má zapísať -pamäte delíme na: vnútorné pamäte - ROM a RAM vonkajšie pamäte - disketa, pevný disk, CD, CD-RW, DVD, …

Vnútorné pamäte:

• -ROM

• -RAM

• -DRAM

• -SRAM

ROM

• -Read Only Memory -nemôžme do nej zapisovať; zapisuje iba výrobca -je trvalá (pernamentná)- po prerušení prúdu údaje v nej ostávajú -ukladajú sa v nej informácie, ktoré riadia činnosť PC -výrobca ukladá: BIOS, Boot Strap Loader (vyhľadáva MBR, prečíta si informácie v PT, a povie PC kde má nájsť spúšťacie programy) -polovodičová pamäť tvorená integrovaným obvodom

RAM

• -Random Access Memory -pamäť s priamym prístupom k údajom -s touto pamäťou procesor komunikuje priamo -do nej sa najprv umiestnia údaje z pevného disku; RAM ich uchová a poskytne procesoru na spracovanie -je tvorená kremíkovými čipmi -je umiestnená v základnej doske PC -hlavná, operačná pamäť PC

• -polovodičová pamäť tvorená integrovanými obvodmi -rozdeľujeme ju do dvoch skupín - DRAM a SRAM

DRAM

• -DynamicRAM -má veľkú kapacitu, pomalá, lacná -pamäťová bunka je tvorená jedným tranzistorom a jedným kondenzátorom -nabitie kondenzátora odpovedá uloženiu jedného bitu do pamäte -pre udržanie informácie je nutné kondenzátor stále nabíjať, preto je pomalšia -hustota tejto pamäte je 512Mb = 1 čip obsahuje 512 miliónov dvojíc kondenzátor-tranzistor

SRAM

• -StaticRAM -pamäťová bunka je tvorená skupinou šiestich tranzistorov -má menšiu kapacitu, je rýchlejšia, lebo neobsahuje kondenzátory -prístupová doba je okolo 0,5 nanosekúnd = 2GHz -má menšiu kapacitu

Základné delenie pamätí z hľadiska spôsobu uloženia informácie:

• elektromechanické - dierne štítky, dierne pásky magnetické - feritové jadrá, mag. pásky, pevné disky, diskety magnetooptické - CD disky s mag. zápisom a optickým čítaním optické - CD disky s optickým zápisom a čítaním, holografické pamäte, dierne štítky elektrostatické - kapacitný záznam polovodičové - tranzistorové

Delenie podľa prístupu k údajom:

• Pamäť s priamym prístupom Pamäť so sekvenčným prístupom (sú to napr. magnetické pásky, dierne štítky)

Operačná pamäť

• Operačná pamäť (niekedy označovaná aj ako „hlavná pamäť“) počítača je pamäťou, v ktorej sa ukladajú dáta, ktoré procesor počítača momentálne nespracováva, ale budú potrebné neskôr.

Operačná pamäť počítača

• Operačná (primárna) pamäť slúži na rýchle dodávanie (prísun) dát do registrov procesora na spracovanie. Obyčajne je pre tento účel v počítači využívaná pamäť RAM (random access memory). Táto pamäť má okrem iných tú vlastnosť, že pri výpadku napájania sa údaje v nej uložené vynulujú, ale za to je pamäťovým médiom najrýchlejším.

Sekundárne typy pamätí

• Pevný disk, CDROM a DVD, prípadne disketa sú sekundárne (skladovacie) typy pamätí. Pevný disk a disketa sú magnetické médiá, CDROM a DVD sú optické médiá. Pevný disk a disketa sú prepisovateľné média, CDROM a DVDROM sú neprepisovateľné. Sú však aj RW CD aj DVD médiá.

Pamäte ROM a EPROM

• Špeciálnym prípadom sú „skladovacie“ (sekundárne) pamäte typu EPROM. Táto pamäť je na rozdiel od pamätí typu ROM prepisovateľná a zmazateľná, avšak na rozdiel od pamäti typu RAM pri výpadku napájacieho napätia sa údaje v nej uložené nevynulujú. Pamäte typu ROM a EPROM sú rádovo asi 100 x pomalšie ako RAM.

Rýchlosť

• Rýchlosť pamäti sa udáva v MHz alebo v nanosekundách. Pamäť typu ROM je pamäťou s pevne vpísaným obsahom, je neprepisovateľná a nezmazateľná. V počítači slúži obyčajne ako nosič základného programu riadiaceho napríklad základnú dosku počítača a podobne (BIOS). V niektorých prípadoch sa tiež používala a aj používa na uloženie operačného systému (napríklad v zariadeniach ako sú Palm size PC, prípadne mobilné telefóny a pod.).

Charakteristickými znakmi popisujúcimi vlastnosti týchto médií sú:

• Kapacita–teda ich veľkosť udávaná v MB prípadne GB alebo TB

• Stredná doba prístupu– doba potrebná hlavičke čítača aby sa dostala k žiadaným dátam (udáva sa v zlomkoch sekundy)

• Prenosová rýchlosť– teda rýchlosť akou je médium schopné dodávať tok dát (udáva sa v počte bytov (KB, MB) za sekundu)

Rýchlosť týchto médií je rôzna, najpomalšia je disketa, rýchlejšia je CDROM, potom DVDROM a z týchto médií je najrýchlejší pevný disk. Samozrejme aj ten je asi 1000 x

pomalší ako RAM. Z tohto vyplýva, že čím sú pamäťové médiá rýchlejšie, tým rýchlejšie môže počítač pracovať.

CD-R

• je skratka označujúca kompaktný disk s možnosťou zápisu dát. • Ide o štandardný disk v tvare kotúča s priemerom 12 cm, niekedy aj

8 cm. Médium môže mať ľubovoľný tvar, musí mať však štandardizovaný stredový otvor a musí mať ťažisko v strede tohto otvoru z dôvodu stabilnej rotácie. Najčastejším nediskovým tvarom je obdĺžnik, ktorý má zbrúsené rohy, aby sa dal ľahko použiť v mechanikách ako 8cm disk.

• V tomto tvare sa používa hlavne ako reklamný materiál, napríklad

ako vizitka. Kapacita 12cm disku je rovnaká ako pri bežnom disku CD-ROM, teda 74 minút audia vo formáte CD-DA alebo 650 MB dát. V súčasnosti je vďaka tolerancii častejšie možné sa stretnúť s diskami s kapacitou 700 MB alebo 80 minút, čo je maximum, čo norma umožňuje. Väčšie médiá už nemusia byť čitateľné vo všetkých prehrávačoch.

Dáta sú uložené v špirálovitej stope začínajúcej v strede disku. Disk je vyrobený z polykarbonátového pružného

výlisku, na ktorý je nanesená svetlocitlivá vrstva s obsahom zlata alebo striebra a ochranný lak.

CD-RW

• CD-RW (Compact Disk ReWritable) je optické médium, ktoré má všetky vlastnosti ako CD-R a navyše umožňuje vymazanie jeho obsahu a nahranie nového. Počet týchto prepisov sa uvádza okolo 1000. Na rozdiel od CD a CD-R má toto médium v sebe chemickú vrstvu, ktorá môže byť v amorfnej alebo kryštalickej štruktúre. Amorfná štruktúra rozptyľuje svetelný lúč lasera a kryštalická štruktúra ho prepúšťa. Zápis alebo zmena štruktúry citlivej vrstvy sa vykonáva zvýšenou intenzitou laserového lúča, čím sa vrstva lokálne zahreje a roztaví. Ak je toto žiarenie stále, vytvorí sa kryštalická štruktúra. Ak je striedavé, vytvorí sa amorfná štruktúra.

DVD

• DVD je formát digitálneho optického dátového nosiča, ktorý môže obsahovať filmy vo vysokej obrazovej a zvukovej kvalite alebo rozličné iné údaje. Bol vyvinutý a vynájdený spoločnosťami Sony a Philips v roku 1995. Používa sa hlavne na ukladanie digitálneho videa a rôznych digitálnych dát. Disky DVD majú rovnaké rozmery ako kompaktné disky CD, ale dokážu uložiť až šesťkrát viac dát.Disk DVD sa na pohľad podobá kompaktnému disku.

História DVD

• V roku 1993 boli vyvinuté dva formáty optických diskov na skladovanie dát. Jeden z nich bol MultiMedia Compact Disc (MMCD), alebo tiež (CDI), pochádzajúci od spoločností Philips a Sony, a druhý bol Super Density Disk (SD), podporovaný firmou Toshiba, Time Warner, Matsushita Electric, Hitachi, Mitsubishi Electric, Pioneer, Thomson a JVC.

DVD-ROM tabuľka rýchlostí

• Rýchlosť jednotky

• Prenosová rýchlosť

• Čas zápisu (min)

• (Mbit/s)(MB/s)(MiB/s)1 ×10,801,351,29611072 ×21,602,702,5731542,4 ×25,923,243,0925452,6 ×28,083,513,3523414 ×43,205,405,1515276 ×64,808,107,7210188 ×86,4010,8010,3081310 ×108,0013,5012,8761112 ×129,6016,2015,455916 ×172,8021,6020,604718 ×194,4024,3023,173620 ×216,0027,0025,753522 ×237,6029,7028,323524 ×259,2032,4030,9034

Rozdiely DVD oproti staršiemu CD

• 2,16× menší rozostup medzi stopami

• 2,08× menšia minimálna dĺžka stopy

• Efektívnejšia korekcia chýb

• Odlišný súborový systém UDF, ktorý nie je spätne kompatibilný s ISO 9660, ktorý sa používa na CD-ROM.

• Rýchlosť mechaniky typu DVD sa udáva ako násobok 1350 kB/s, čo znamená, že mechanika s rýchlosťou 16× umožňuje prenosovú rýchlosť 16 × 1350 = 21600 kB/s (alebo aj 21,09 MB/s).

DVD

• HD DVD alebo High Definiton DVD (DVD s vysokým rozlíšením) je formát digitálnych optických diskov vyvíjaných ako štandard pre video s vysokým rozlíšením. HD DVD je podobné konkurenčnému štandardu Blu-Ray, oba štandardy používajú disky rovnakej veľkosti (12 centimetrov v priemere, rovnako ako dnešné kompaktné disky) a laser s vlnovou dĺžkou 405 nm. HD DVD bolo presadzované najmä spoločnosťami Toshiba, NEC, Sanyo, tiež IT spoločnosťami Microsoft, HP a Intel. Hollywoodske štúdiá Paramount Pictures, Universal Studios a Warner Bros podporovali tento formát, aj keď nie exkluzívne.

• Vo februári 2008 bol odstúpením hlavného podporovateľa Toshiba viac menej rozhodnuté o ukončení výroby mechaník podporujúcich tento formát, čo de facto znamená koniec

Pamäte (RAM) • pamäte SDRAM PC

• pamäte DDR PC

• pamäte DDR2 PC

• pamäte DDR3 PC

• pamäte pre servery

• pamäte SO-DIMM SDRAM

• pamäte SO-DIMM DDR

• pamäte SO-DIMM DDR2

• pamäte SO-DIMM DDR3

• pamäte SO-DIMM

Typy pamätí

• Pamäť ROM je pamäť len na čítanie

• Pamäť RAM – Random Acess memory

• SIMM – single In-line menory module

• DIMM – dual In-line memory module

• SDRAM – Synchronious Dynamic RAM

• Cache pamäť (Buffer) – vyrovnávacia pamäť procesora, ktorej rýchlosť korešponduje s rýchlosťou procesora lepšie a do ktorej si procesor vie ukladať dáta potrebné pre urýchlenie rôznych výpočtov. Vyrovnávacia pamäť sa používa aj pri mnohých periférnych zariadeniach.

Pamäť s priamym prístupom

• Pamäť s priamym prístupom alebo RAM (z angl. Random Access Memory) je pamäť s voľným (náhodným, ľubovoľným) prístupom . Čas zápisu do pamäte je rovnaký bez ohľadu na umiestnenie údaja v pamäti. Jej opakom je pamäť so sekvenčným prístupom.

RAM v užšom zmysle • Dnes sa používa označenie RAM nepresne len ako

synonymum pre operačnú pamäť (pozostáva z RAM článkov) alebo len pre RWM (Read-Write Memory = Pamäť pre čítanie a zápis). Pamäte tohto typu sú dnes výhradne polovodičové, kedysi sa používali pamäte napríklad feritové, pamäte na tenkých vrstvách či bubnové pamäte. Polovodičové RAM sú veľmi rýchle, ale sú drahšie ako iné typy. Používajú sa predovšetkým ako operačné pamäte počítačov. Slúžia na ukladanie údajov, ktoré počítač potrebuje na spracúvanie práve vykonávanej úlohy.

• Označenie RAM sa niekedy nepresne používa aj ako synonymum len pre DRAM.

Externá RAM

• Údaje, ktoré treba uchovať aj po vypnutí počítača sa ukladajú do externej pamäte počítača typu RAM - to je napr. disková mechanika, CD-ROM, disketa a. i., ktoré sú podstatne pomalšie ako polovodičová RAM, ale nezávislé na napájaní, lacnejšie a môžu mať podstatne vyššie kapacity.

Delenie podľa možnosti zápisu

• RWM (Read-Write Memory), (!) v praxi sa zaužívala skratka RAM

• energeticky závislá („volatile“) RWM (RAM) [stráca obsah po odpojení elektrickej energie]: – SRAM (Static Random Access Memory) – DRAM (Dynamic Random Access Memory)

• energeticky nezávislá = NVRAM (Non-Volatile Random Access Memory): – FeRAM (Ferroelectric Random Access Memory) – MRAM (Magnetic Random Access Memory) – PCRAM (Phase Change Random Access Memory) – ...

ROM (Read-Only Memory)všetky sú NVRAM

• interná (polovodičová): – klasická ROM – PROM (Programmable Read-Only Memory) – EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) – EAROM – EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)

• Flash pamäť • externá:

– CD-ROM – CD-R – CD-RW – DVD-ROM – Blu-Ray

• pevný disk, disketa ...

Delenie podľa technológie

• bipolárne pamäte - dnes sa kvôli nízkej hustote integrácie a vysokej energetickej náročnosti už vôbec nepoužívajú, pričom kedysi ich pomerne vysokú rýchlosť (desiatky ns) dnešné CMOS pamäte prekračujú

• unipolárne pamäte - založené na MOSFET tranzistoroch - dnešné pamäte sú výhradne konštruované len v tejto technológii

Vnútorná pamäť počítačaje tvorená mikročipmi

Mapovanie pamäti RAM do adresového priestoru modelu PC AT

počítač sa skladá z procesora,pamäte a vstupno - výstupných zariadení

Počítač je elektronický stroj. Ako taký môže byť zapnutý alebo vypnutý. Jeho operačná pamäť je poskladaná z miliárd

tranzistorov. Tranzistor je elektronická súčiastka, ktorá sa vo výpočtovej technike využíva ako spínač, teda buď je tranzistor otvorený, prechádza cez neho elektrický prúd a on si pamätá logickú jednotku alebo je tranzistor zatvorený, prúd cez neho

neprechádza a on si pamätá logickú nulu. Takže všetky údaje v počítači musia byť zapísané len pomocou dvoch znakov: 0 a 1.

Inak by si ich počítač nevedel zapamätať.

Obsah operačnej pamäte vypisuje počítač v hexadecimálnej (šestnástkovej) sústave prvkov

Vnutorna_struktura_pocitaca Von Neumannova schéma predpokladá, že počítač vykonáva

činnosti

pravidelný prenos údajov z a do hlavnej pamäte počítača. zvukova karta

Pre využívanie rozšírenej pamäti sa počítač vybavuje špeciálnym technickým a programovým vybavením. Existuje viacej spôsobov využívania rozšírenej pamäti. Jeden z nich sa

nazýva Expanded Memory (EMS - Expanded Memory Standard, alebo LIM EMS). Ďalší často používaný typ rozšírenej

pamäti je tzv. Extended Memory XMS). Oba (tieto štandardy sú využívané niektorými rozsiahlymi programami a slúžia programovacím

systémom pre prácu s databázami, tabuľkami a pod.

V počítačoch môžeme nájsť niekoľko druhov pamätí. Medzi základné druhy počítačovej pamäte patria:

• registre procesora

• Operačná pamäť

• rýchla vyrovnávacia pamäť (=cache)

• externá pamäť, spravidla veľkokapacitná (disky,usb kľúče a iné pamäťové nosiče a pod.),

• pracovná pamäť jednotlivých komponentov (napr. vyrovnávacia pamäť (=buffer) sieťovej karty, grafickej karty, pevného disku a pod.).

Delenie podľa prístupu k údajom:

• Pamäť s priamym prístupom

• Pamäť so sekvenčným prístupom (sú to napr. magnetické pásky, dierne štítky)

Ďakujem za pozornosť