Информатика и информационные технологии. Под ред. Романовой Ю.Д.

Пособие подготовлено в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования.
В книге изложены основы информатики, раскрыты технологии и инструменты сбора, обработки, хранения и поиска экономической информации с использованием современного понятийного и технологического аппарата. Рассмотрены вопросы, посвященные сетевым технологиям обработки информации.
Пособие содержит комплекс практических заданий с подробными комментариями, что позволит студентам закрепить на практике полученные теоретические знания.

Информатика и информационные технологии. Под ред. Романовой Ю.Д.

Информатика и информационные технологии.

Первичная память или основная память-это полупроводниковая память оксида металла (MOS), используемая для хранения программы и данных во время выполнения программы. Он непосредственно доступен для процессора.

На рисунке выше показана высокоскоростная основная память, которая организована в слова фиксированной длины. Данная память делится на n слов, где каждому слову присваивается адрес в памяти. Слово обычно имеет длину более 8 бит, и количество битов в слове называется длиной слова. Компьютеры с длиной слова 8, 16, 24 и 32 и 64 битов доступны. Чем выше длина слова, тем мощнее компьютер 
является. Каждому слову присваивается адрес от 0 до наибольшего числа, которое может поддерживать компьютер. Каждый адрес однозначно определяет место в памяти конкретного слова. Общее число ячеек памяти, которые могут быть однозначно адресованы процессором, зависит от общего числа адресных строк в адресной шине. Если в адресной шине имеется n строк, то в памяти имеется 2n адресных ячеек.
Воспоминания могут быть как прочитаны, так и записаны, называются памятями чтения/записи. С другой стороны, воспоминания, которые имеют данные или программу, постоянно хранящиеся на них и, следовательно, могут быть только считаны, называются только для чтения воспоминаниями. В широком смысле первичная память может быть двух типов-ОЗУ (Оперативная память) и ПЗУ (память только для чтения).
Оперативная память (ОЗУ)
В случае ОЗУ, память может быть доступна из любого желаемого места случайным образом. Это означает, что без поиска всей памяти, любое место может быть доступно в то же время. Инструкции и данные, которые мы вводим в компьютер, хранятся в оперативной памяти компьютера. Это память чтения / записи, поэтому данные могут быть как считаны, так и записаны в ОЗУ. Это энергозависимая память, которая теряет свое содержимое при выключении или прерывании питания. В настоящее время ОЗУ доступны в гигабайтах. Нормальное время доступа к памяти ОЗУ составляет 20-80 НС. Оперативная память может быть широко классифицирована на две категории: динамическая оперативная память (DRAM) и статическая оперативная память (SRAM).
Динамический ОЗУ (DRAM): он состоит из транзистора и конденсатора, который хранит электрический заряд. Драмы физически меньше, дешевле и медленнее памяти. Они медленнее, потому что данные, хранящиеся в них, должны постоянно обновляться, и это потребляет много процессорного времени. Каждая операция обновления занимает несколько циклов процессора для завершения. Это связано с тем, что конденсатор имеет тенденцию терять заряд в течение периода времени, который должен обновляться снова и снова. DRAM используется в основных областях хранения и доступен в различных формах, таких как EDORAM (расширенный вывод данных RAM), SDRAM (синхронный DRAM) и DDR SDRAM.
Статическая оперативная память: Этот тип оперативной памяти имеет большой физический размер, но является дорогой и более быстрой памятью. Это быстрее, потому что он состоит из флип-флопов для хранения данных, и эти флип-флопы не требуют обновления. Статическая оперативная память также изменчива и проще в использовании по сравнению с динамической оперативной памятью. Они используются в специализированных приложениях.
Только для чтения памяти (ПЗУ)
Как следует из названия, ПЗУ — это тип памяти, который может выполнять только операции чтения. Содержимое ПЗУ записывается производителем и поставляется вместе с компьютером. Мы не можем изменить его содержание или написать на нем что-то еще. Данные записываются на ПЗУ во время его изготовления и не могут быть изменены впоследствии. Это энергонезависимая память, что означает, что содержимое, хранящееся в ней, не теряется даже при выключенном питании компьютера. ПЗУ используются в приложениях, где информация, однажды записанная, не нуждается в изменении. Они содержат определенные важные инструкции, такие как процедуры обслуживания прерываний или программа монитора, управляющая машиной. Инструкции, необходимые для запуска компьютера, также хранятся в ПЗУ. ПЗУ работают медленнее по сравнению с ПЗУ и доступны в различных типах —
программируемое ПЗУ (пром): этот тип дисков может быть
запрограммированный даже после своего изготовления используя цепь программника выпускного вечера. Но как только выпускной вечер запрограммирован, он становится таким же, как ROM, т. е. его нельзя изменить.
ER стираемая программируемая память только для чтения (EPROM): в этом типе ПЗУ содержимое может быть стерто и память может быть перепрограммирована. Для того чтобы стереть данные, EPROM подвергается действию к ультрафиолетовому свету и после этого его можно перепрограммировать используя цепь программника PROM. Когда EPROM используется, он ведет себя как ПЗУ, что означает, что информация может быть только прочитана.
Electrically электрически стираемая программируемая память только для чтения (EEPROM) :
содержимое этого типа ПЗУ может быть стерто, а затем перепрограммировано с помощью электрических сигналов. Это делает его отличным резервным копированием для ОЗУ, содержимое которого теряется при отключении питания. Когда питание возвращается, содержимое EEPROM копируется обратно в оперативную память, и компьютер продолжает работать без потери данных. В настоящее время тараны и EEPROMs интегрированы в одном чипе.

Кэш-память-это специальная высокоскоростная память, состоящая из высокоскоростных статических ОЗУ. Он используется для хранения часто используемых данных и инструкций. Мы знаем, что скорость обработки процессора намного больше, чем время доступа к основной памяти компьютера. Это означает, что процессор должен ждать значительное количество времени. В качестве альтернативы у нас есть кэш-память, которая представляет собой небольшую, дорогую, но быструю память, которая размещается между процессором и основной памятью. Всякий раз, когда требуются некоторые данные, процессор сначала заглядывает в кэш. Если данные найдены, мы называем это попаданием в кэш, и информация передается в процессор. В случае промаха осуществляется доступ к основной памяти. Кэширование памяти оказывается эффективным, потому что большинство программ повторно обращаются к одним и тем же данным и инструкциям, поэтому доступ к часто используемым данным становится очень быстрым с помощью кэш-памяти. Существует два типа кэш-памяти:
Cache кэш L1: он мал и встроен в процессор. Это быстро по сравнению с кешем L2
Cache кэш L2: он большой, но медленнее и установлен на материнской плате
вторичная память
Основным ограничением первичной памяти является то, что она имеет ограниченную емкость и является изменчивой. Для преодоления этого ограничения у нас есть вторичные запоминающие устройства. Этот тип памяти также называется внешней памятью. Это относится к различным носителям информации, на которых компьютер может хранить данные и программы. Это дополнительное хранилище, а не часть основного компьютера.
Вторичные носители могут быть фиксированными или съемными. Фиксированный носитель — это внутренний носитель информации, такой как жесткий диск, который фиксируется внутри компьютера. Съемный носитель — это портативный носитель данных, который можно взять за пределами компьютера.

Зачем нам нужна вторичная память?
Вторичная память необходима по следующим причинам:
a. для постоянства: поскольку ОЗУ изменчиво, т. е. оно теряет всю информацию, когда электричество выключено, что-то нужно для постоянства. Вторичные запоминающие устройства служат этой цели. Они не теряют данные при отключении электричества.
b. для удобоносимости: вторичное хранение, как компакт-диски, флэш-накопители можно использовать для того чтобы транспортировать данные от одного компьютера к другим.
Вторичный Носитель Информации
Существуют следующие основные типы носителей информации. а. Магнитно-б. Оптическая Си. Твердотельные 
Магнитные носители информации: примерами магнитных носителей информации являются жесткие диски, дискеты и магнитные ленты. Магнитные носители покрыты магнитным чувствительным слоем, и этот слой намагничивается по часовой стрелке или против часовой стрелки, которые затем интерпретируются как двоичные 1s и 0s при чтении.
Дискета (дискета): дискета представляет собой гибкий диск, состоящий из майлара с магнитным покрытием на нем. Он упакован внутри защитного пластикового конверта. Это был один из самых старых типов портативных запоминающих устройств, которые могли хранить до 1,44 МБ данных, но теперь они больше не используются.
Рис.: Жесткий Диск
Жесткий диск: Жесткий диск состоит из одного или нескольких круглых дисков, называемых пластинами, которые установлены на общем шпинделе. Каждая поверхность тарелки покрыта магнитным материалом. Обе поверхности каждого диска способны хранить данные за исключением верхнего и нижнего диска, где используется только внутренняя поверхность. Информация записывается на поверхность вращающегося диска магнитными головками чтения/записи. Эти головки соединены к общей рукоятке известной как рукоятка доступа. Этот рычаг перемещается по поверхности вращающегося диска, как показано на рисунке ниже.

Вращение
Дорожка
Сектор
Головка чтения / записи
Цилиндр

Информация записывается на каждом из этих дисков в виде концентрических кругов, называемых дорожками, которые далее делятся на сектора. Жесткие диски, однако, не очень портативны и в основном используются внутри компьютерной системы. Но внешние жесткие диски также доступны в качестве замены портативного хранилища. Сегодня жесткие диски имеют емкость хранения от нескольких гигабайт до терабайт.

[свернуть]

Предложения интернет-магазинов.