Компютърът е устройство, което може да има много компоненти. Всеки от тях отговаря за конкретна задача. Процесорът се счита за "мозък" на системата и работи с изчислителни алгоритми. Захранването е „сърцето“ на компютъра, който доставя електричество на борда. Но устройството за съхранение е отговорно за компютърната памет. Той може да бъде различен по форма, вид, обем и други параметри.
Определение
Говорейки за устройства за съхранение, това е компютърната памет, която комбинира всяка от тях. Тя може да бъде представена от физическо устройство или носител на данни. Използва се в изчисления за определено време. След пускането на първия компютър паметта по двойки с процесора остана непроменена. Оттогава той е представен като специфична йерархия и изисква използването на множество устройства.
Задачи на паметта
В зависимост от типа на устройствата за съхранение, задачите могат да се различават. Но те имат обща цел - запазване на състоянието на външно влияние. Това се случва в отделни клетки. Така се записват данните. Функционално такива клетки имат подобен механизъм с превключвател. Данните се записват в две ясни състояния - 1 и 0. Те съответно показват включването и изключването.
Достъп до данни
Необходимо е специално оборудване за достъп до клетките на устройството за съхранение. Той осигурява произволно и последователно отчитане. Самият процес може да бъде разделен във времето. Потребителите са известниоперации по запис и четене. За да може процесът да премине правилно, за него е определен специален механизъм - контролерът на паметта. Освен писане и четене, има и процес на изтриване. В този случай алгоритъмът е конфигуриран така, че механизмът започва да записва едни и същи стойности.
Устройства
Компютърните устройства за съхранение се подобряват с времето. Някои хора заместват други. Но твърдият диск остава непроменен. Без нея системата няма да може да функционира напълно, понеже няма да има свободно място за инсталиране на операционната система.
Не по-малко важно в съвременния персонален компютър е RAM. Неговите модули са неразделна част от системата, тъй като те управляват съхранението на временни данни. Преди 10 години, дискети бяха смятани за популярни. Модерните тийнейджъри вече не са запознати с това устройство, но все още могат да бъдат приписани на тези, които съхраняват данни. Невъзможно е да не споменем CD-та и DVD-та. И въпреки че улиците и павилионите все още продават дискове с филми и музика, те отдавна са загубили своята значимост. И производителите бавно лишават потребителите на оптични устройства. Устройството за дългосрочно съхранение на данни се счита за флаш памет. Те включват карти с памет, флаш памети и други твърди устройства. Без тях сега не е лесно, защото има нужда от постоянен обмен на информация, а този, който е в компютъра, не винаги е достатъчен.
Функции
За да разберете устройствата за съхранение и обработка, трябва да разберете функциите на паметта. Основният параметър се счита за дълъгсъхранение на информация. Тя е за това и служи на същия твърд диск или флаш карта. Тези, които са запознати с програмирането, са чували за архитектурата на фон Нойман. Тя се основава на работата на всеки съвременен компютър. А паметта и централният процесор са ключови инструменти. По едно време е използвана памет за съхраняване на записани данни. Програмите на устройствата с памет работеха само на ясен алгоритъм на изпълними последователности. По това време всяка работа по програмирането отне не само огромно количество време, но и изискваше голяма част от ръчната работа. Всичко това се ускори за сметка на архитектурата на фон Нойман. Всички данни, предавани в бита. Ето защо беше абсолютно незначително как беше представена информацията. Във всеки случай, тя може да бъде преведена на битови линии или двоични числа. Поради появата на устройства за съхранение и данни стана възможно да се манипулират данни. Но за това би било необходимо да се осигури достатъчен капацитет за съхранение. Сега функционалността на всички такива устройства е практически същата. Но те все още се различават един от друг. Следователно те имат своите предимства и недостатъци. Досега не е било възможно да се разработи универсално устройство, компютрите работят едновременно на няколко вида.
Класификация
Не е толкова лесно да се разберат видовете устройства за съхранение. В момента няма установена класификация, която би била одобрена документирана. Затова някои типове памет могат да бъдат на няколко групи едновременно.
Има понятие за класификацияпамет, както и класификация на устройството за съхранение. В първия случай за диференциация е необходимо да се разберат параметрите, а второто - техническото изпълнение.
Класификация на паметта
Така че много от тях са свикнали с факта, че устройствата за съхранение обикновено са представени от физическо устройство. Те могат да имат различни форми, размери и тегло. Но това не се отнася за самата памет. В този случай е необходимо да се разгледат следните параметри:
операции;
22) достъп;
организиране на данни и алгоритми;
назначаване;
адресно пространство и др.
Както вече споменахме, паметта позволява две основни операции: четене и писане. Така че има някои устройства, които предоставят само за четене или и двете. Достъпът също може да характеризира паметта. Тя е последователна и произволна. Първата опция (SAM) дава последователен достъп: клетката по клетка се чете по начина, по който се намират. Втората опция (RAM) дава информация от всяка клетка, независимо от нейното местоположение. Организацията на данните е параметър на паметта и може да се класифицира според класификацията на структурите от данни. Затова има адресирани, асоциативни, магазинни, семантични, обектни и др. По време на запис паметта може да бъде:
буфер - за временно съхранение или замяна;
временно - за междинни резултати;
кеш - за съхраняване на често използвани данни, за бърз достъп до тях;
Коригиращо - за съхраняване на адреси, които могат да бъдат намерени от дефектни клетки;
контролиране - за работата на съответнотофърмуер;
споделени - за осигуряване на универсален достъп.
Адресното пространство е друг параметър на функционалността на паметта. Той е реален - адресирането му води до физическо съхранение; виртуална - адресирането няма физическо местоположение на данните; Наслоения - зоните имат един и същи адрес, така че във всеки един момент достъпът е ограничен до един от тях.
Класификация на паметта
Устройството за запаметяване (RAM) изпълнява компютърната памет и съответно нейната функционалност. Може да се класифицира в различни посоки. Сред основните трябва да се отбележи:
формата на информацията;
възможност за записване;
назначаване;
енергийна зависимост;
тип на достъп;
геометрично изпълнение.
Устройството за съхранение на програмите и данните може да бъде аналогово или цифрово под формата на информация. На практика всички съвременни механизми са свързани с последния вариант. Когато е възможно, се прави разграничение между устройства, за които информацията е регистрирана от производителя. Има и механизми, които ви позволяват да съхранявате данни с отделно устройство. Последната версия на хранилището е тази, която позволява на всеки собственик да съхранява информация (всички модерни дискове). По предварителна заявка можете да подчертаете няколко варианта на устройства:
RAM - временни данни;
вътрешен - за дългосрочно съхраняване на информация;
външни - за архивиране или прехвърляне на файлове;
Идентификационни и платежни устройства.
Малко хора знаят, но вкомпютърът има енергонезависима памет. Това е устройство за съхранение, което не губи файлове след изключване на захранването. Тук просто включете твърдия диск. Но PC-паметта, зависеща от мощността, се счита за операционна, което изтрива всички процеси след изключване на системата. Типът на достъп на устройството за съхранение може да бъде последователен (магнитна лента), случайна (RAM), директна (твърд диск) и асоциативна (устройства с база данни). И накрая, геометричната производителност отличава паметта на диска, лентата, барабана, картата и печата.
Твърд диск (HDD)
Тъй като това е компютърно устройство за съхраняване на приложения и данни, си струва да започнете с твърдия диск. Уинчестър - вече разработена, но не по-малко популярна част от системата. Тя служи от раждането на компютърните системи.
Тя се основава на магнитен запис и има пряк достъп до данните. Информацията в този случай е написана на алуминиевата плоча. Четенето се дължи на главата на читателя.За да се различи твърдия диск от друга памет, си струва да се разгледат неговите характеристики. Някои от тях се намират във всички други устройства, а някои са специални. Първото нещо, което трябва да направите, за да работите на твърдия диск е да го свържете. Ето защо, един от основните параметри е интерфейсът. Благодарение на него, две устройства могат да си взаимодействат. Сега почти всички твърди дискове в домашните компютри са свързани чрез SATA. Следващият важен параметър на твърдия диск е неговият капацитет. Той помага да се определи количеството данни, които ще бъдатсъхранени в устройството. Тази опция засяга избора на купувача. В момента максималният обем е около 10 TB. Обикновено се използва за сървърни системи. За домашни компютри потребителите купуват RAILWAY от 200 GB или повече. Форм-факторът характеризира физическия размер на твърдия диск. Компютрите инсталират 35-инчови модели и преносими компютри - 25. Не по-малко важен параметър за бърза работа на твърдия диск се счита за време на произволен достъп. Чрез този параметър твърдите дискове губят здравина. Средният резултат е 8-10 мсек. За сървърни дискове метриката може да бъде от 2 ms, а за домашни компютри - до 16 ms. Този параметър зависи от още една - скоростта на въртене на шпиндела. Измерено в брой обороти в минута. Средно 5200 об /мин се счита за оптимално за средния компютър. За сървърни системи може да надвишава 10 000 об /мин. Сред параметрите на това компютърно устройство за съхраняване на програми и данни е да се отбележи надеждността, броя на входящите и изходящите операции, консумацията на енергия, устойчивостта на удари и др.
Solid State Drives (SSD)
Това е друго устройство за съхранение. Какво е по-добре да изберете - SSD или HDD? Това е много популярен въпрос и той отдавна е отговорен от него. Тук е важно да се разбере целта на системата и нейната работоспособност. За да вземем решение по този въпрос, си заслужава да разгледаме SSD устройството в сравнение с твърдия диск. Не много отдавна имаше SSD. Смята се, че устройството заменя твърдия диск. Но все пак той не можеше напълно да го замени. И всичко в него е доброс изключение на цената. Това е немеханична памет, която работи на базата на чип. Именно благодарение на това той успя да постигне висока скорост на работа. В сравнение с твърдия диск, SSD устройството е компактно по размер и по-малко тегло.
Основното му предимство е скоростта. Ако средният индекс на произволен достъп до HDD е 8-10 ms, то в SSD е равен на 1 ms. Съответно, устройството е по-бързо 8-10 пъти. И това не може да бъде пренебрегнато, когато се работи с него. Основните предимства на това модерно устройство за съхранение са:
тиха работа;
механична стабилност;
стабилност;
скорост на четене и запис;
ниска консумация на енергия;
компактни размери и др.
Но не всичко е толкова гладко. Въпреки очевидните предимства на съхранение в твърдо състояние и недостатъци:
ограничаване на броя на циклите на записване;
разходи;
сложността на възстановяването на данни;
вероятност за отказ на електронни елементи;
бюджетните модели имат ниска производителност и т.н.
Избор между HDD и SSD
И двете устройства за съхранение на софтуер по свой начин са добри. Ето защо, много от тях са решили да не правят такъв труден избор в полза на една или друга опция. Затова игралните компютри предпочитат да инсталират и двете устройства. В същото време се препоръчва самата система да бъде заредена в SSD, така че да може да се зарежда по-бързо. В онлайн магазините можете да намерите и HDD /SSD хибриди. Но опциите не са толкова, колкото ако изберете всяко устройство поотделно. Също така си струва да се обърне внимание. Например средната стойностТвърд диск на 1 TB ще струва около 3-4 хиляди рубли, а след това твърд диск на същата сума ще струва 14-15 хиляди рубли.
RAM
Мнозина считат, че устройствата за съхранение на данни не включват RAM. Това е неправилно твърдение. RAM е част от компютърна памет и не съхранява файлове, а машинният код и данните, обработени от процесора. Както бе споменато по-рано, това е енергонезависима памет. В повечето съвременни компютри RAM е представен от модули с произволен достъп. Струва си да се каже, че динамичната памет сега се счита за по-евтина от статичната. Това се дължи на по-плътното поставяне на клетките на кристала. Динамичната памет (DRAM) използва един кондензатор и транзистор. Следователно този тип се счита за по-евтин и по-икономичен. Нейният недостатък е бавна работа и проблеми с зареждащия кондензатор.
Статичната памет (SRAM) има висока скорост. Но поради специалната структура на високата му цена. Устройството не се намира в обикновените компютри. Можете да намерите динамични модули на паметта на домашния си компютър. Когато го избирате, потребителят първо разглежда обема. Устройството за съхранение може да има от 1 до 64 GB. За игралната система мнозина избират опцията за 16 GB. Освен това, тя може да бъде изпълнена от един или два модула или дори четири. Също така трябва да се обърне специално внимание на вида на паметта. В зависимост от това тя може да работи по-бързо. Най-новата е DDR4 с честотен диапазон от 1600 до 3200 MHz. Това е най-добротовъзможност за модерни системи. Въпреки че някои все още предпочитат остарялата DDR3. Но най-вероятно скоро ще бъде премахнат от производството, тъй като всички отдавна говорят за освобождаването на DDR5. В допълнение към работната честота се препоръчва да се разгледат времеви индикатори. Този индикатор характеризира времето за работа на чиповете с банка. Колкото по-ниски са показателите, толкова по-бързо се изпълнява RAM.
Мрежови устройства
Обикновено се установява, че са изключително редки, тъй като такива устройства са предназначени за специфични задачи. Те са много скъпи, обемисти и обикновено се използват в специални организации. NAS е мрежово устройство за съхранение. Тя има много предимства. Например връзката се осъществява не чрез компютър, а чрез маршрутизатор. По този начин можете да предоставите достъп до данни от всяко устройство, което е свързано с мрежата. Струва си да се каже веднага, че такова устройство за работа изисква процесор и RAM. Следователно, NAS може безопасно да се нарича отделен компютър. Капацитетът на такава система може да бъде от 4 до 24 TB. Такива мрежови устройства могат да варират значително по размер и предназначение. Някои от тях могат да се превърнат в семеен медиен център. Устройството работи в Ethernet среда.
NAS осигурява достъп и управление на данни. Понякога тази опция е избрана като ваша собствена облачна система. Обикновено устройството се използва от тези, които се нуждаят от:
евтини устройства за съхранение на среден капацитет;
удобен монтаж и настройка;
отдалечен достъп;
осигуряване на поточно предаване;
достъп от няколко устройства;
автоматично архивиране и т.н.
Флопи диск
Това е сменяемо устройство за съхранение, което е било популярно преди 10 години. Носителят беше използван за многократно записване и четене. За да прочетете информацията е необходимо да поставите дискета в устройството. До 2018 г. ще бъде трудно да се намери човек, който ще използва такъв диск. Това се дължи както на неговия ограничен обем, така и на неудобството от използването му. И производителите на дънни платки отдавна са престанали да поставят специален интерфейс за свързване на устройството. Понякога дискети могат да бъдат намерени в остаряла продукция, независимо дали е индустрия или медицина. За възможността за работа с устройства има дори и специални емулатори. На практика това напълно преносимо устройство за съхранение е напълно заменено от флаш устройство. Те са по-надеждни, имат много по-голям обем и висока скорост.
CD и DVD
Това са оптични носители. Ние ги познаваме от дълго време. Други 10-15 години бяха на върха на популярността. Но след активното развитие на флаш памет започна да забравя за тях. Въпреки че по едно време те могат да се считат за основно устройство за дългосрочно съхранение на данни. Много от тях вече имат снимки, музика и филми, скрити на дискове. Първо, CD се появи като устройство, което трябваше да съхранява аудио файлове. Но много бързо започна да се използва за съхраняване на всякакви данни. С течение на времето се появи CD-R, което позволи не само да се чете, но и да се записват данни. Но CD-RW му позволи да бъде многократно. DVD-то се превърна в CD развитие. Той погледнапрактически еднаква, но имаше по-плътна структура. Това означава, че количеството съхранена информация става по-голямо. Този формат е необходим, за да замени видеокасетата. Затова се предполагаше, че ще бъде възможно да се записват филми. По-късно се оказа, че той може да съхранява данни от различни формати.
Популярността на компакт дисковете не е толкова лоша, колкото на дискети. Въпреки това всяка година става все по-малко. Това се дължи на факта, че операционните системи се нуждаят от повече ресурси. Приложенията са станали по-трудни, като аудио и видео файлове. Тъй като компактдисковете са ограничени, те стават ненужни. Например, размерът на изображението на Ubuntu отдавна надхвърля 700 MB. Windows 7 престана да поддържа инсталирането на системата от компактдиск. Музикалните плейъри са станали по-компактни и затова са се отървали от причините. Материалите, от които компактните дискове имат намалена износоустойчивост. Когато има драскотини по плочите, част от информацията се губи и четенето на данните става невъзможно.
Флаш памет
Това е един от най-популярните видове периферни устройства за съхранение. Това е полупроводникова технология, която се изразява в препрограмиране на паметта. За флаш паметта може да се придаде SSD устройство, което беше обсъдено по-горе. Е, най-популярните устройства от този тип са флаш памети. Смята се, че USB флаш устройството замени флопи дисковете. Това е устройство за съхранение, което се свързва с компютъра чрез USB интерфейса. Това периферно устройство за съхранение е много по-малко оптичен диск. Тя позволява не самочетене, но също така и многократно презаписване на информация. Основната задача на флаш устройството - съхранение, прехвърляне, споделяне на файлове, архивиране, изтегляне на системи и др. Устройството идва директно от USB интерфейса, контролера, осцилатора и NAND чипа, което спестява информацията. В повечето случаи се използва специална файлова система. Най-популярната е фамилията FAT. Ако флаш устройството е по-голямо от 64 GB, то е обичайно да го форматирате във файловата система NTFS. Разбира се, такова устройство за съхранение има както предимства, така и недостатъци. Предимствата включват:
компактни размери и тегло;
тиха работа и преносимост;
използване на универсалния интерфейс (светкавицата може да бъде свързана с компютър, телевизор, таблет, конзоли и други устройства);
ниска консумация на енергия;
устойчивост на механични взаимодействия и магнитни полета;
дългосрочно съхранение на данни офлайн.
Недостатъците на USB флаш паметта включват:
ограничен брой цикли на запис, както във всеки друг флаш устройство;
ограничение на честотната лента USB;
са чувствителни към радиация и електростатичен разряд.
Първата светкавица дойде през 2000 година. Оттогава тя само набира популярност. И въпреки че това е един от основните начини за предаване и обмен на данни, не може да се подценява ползата от устройството.
Всяка година разходите за флаш памети намаляват. Те стават по-обемни и бързи. На върха на популярността на устройствата производители решиха да направятакцент върху дизайна. Така че имаше огромно количество различни форми и размери. Има плюшени флаш памети и много малки. Те имат външния вид на любимите си герои и анимационни филми. В онлайн магазина можете да намерите флаш устройство под формата на ролка или понички. Всичко това е необходимо, за да привлече вниманието на купувача.
Карта с памет
Това е друга флаш памет, която трябва да бъде посочена отделно. Това е компактно външно устройство за съхранение, което ви позволява да четете и пишете цифрова информация. Въпреки факта, че много от тях са базирани на флаш памет, те могат да използват напълно различни технологии. Картите с памет рядко се използват за архивиране на данни и обмен между компютри. Поради компактния си размер те могат да бъдат загубени. Затова те започнаха да се използват по такъв начин, че да се спести място. Картички и камери, смартфони и таблети, плейъри и други джаджи. В началото на 1990 г. се появи PC Card, сега в мрежови карти, модеми и твърди дискове. Такива картички се нуждаеха от цифрови фотоапарати и телефони. Но едва през 2001 г. станаха известни SM и CF. След няколко години те бяха заменени от SD /MMC. През 2013 г. станаха известни SDHC. Тези флаш карти, в допълнение към четенето и записването на данни, им позволяват да се прехвърлят от едно устройство на друго без връзка. Такова изобретение беше необяснимо радостно от фотографите, които сега не е необходимо да свързват камерата с компютър и да прехвърлят данни. Достатъчно беше да използва Wi-Fi мрежата.
Перспектива
Не е достатъчно да говорим за миналото и настоящетоустройства за съхранение. Много ни очаква. Перспективи за развитието на нови видове дъга на паметта. Вече знаем за няколко технологии, които ще трябва да увеличат количеството и скоростта на предаване на данни. RRAM е енергонезависима памет. В момента тя се развива. Специалистите са установили, че ако приложите високи напрежения към изолатори, вътре в тях се появяват нишки с ниско съпротивление. Така те се превръщат в лидери. В същото време високото напрежение може да унищожи тези нишки и да ги създаде отново. В момента този вариант не е финализиран. Трябва да реши много проблеми. Но ако всичко успее, купувачът ще получи високоскоростна памет. В допълнение, технологията ще ви позволи да насложите слоевете и следователно да проектирате супермодули.
Работната памет е друга енергонезависима памет. Същността на тази технология се основава на намаления размер на магнитните домени преди 10 години. Разработчиците планират да организират трансфера на домейни в нанотръби, използвайки спинтроника. Тази опция също така осигурява значително увеличение на плътността на запис на паметта. Тази технология ще помогне да се осигури висока скорост на четене и писане. Nano-RAM е компютърна памет. Тя се основава на работата на въглеродните нанотръби. Поради компактността на нанотръбите ще бъде възможно да се постигне висока плътност на записване. Освен това технологията може да намали консумацията на енергия. Следователно, с по-голямата вероятност Nano-RAM ще бъде необходима в смартфони и таблети, където е важно съхранението на батериятаправ.
Основното му предимство е скоростта. Ако средният индекс на произволен достъп до HDD е 8-10 ms, то в SSD е равен на 1 ms. Съответно, устройството е по-бързо 8-10 пъти. И това не може да бъде пренебрегнато, когато се работи с него. Основните предимства на това модерно устройство за съхранение са:
Работната памет е друга енергонезависима памет. Същността на тази технология се основава на намаления размер на магнитните домени преди 10 години. Разработчиците планират да организират трансфера на домейни в нанотръби, използвайки спинтроника. Тази опция също така осигурява значително увеличение на плътността на запис на паметта. Тази технология ще помогне да се осигури висока скорост на четене и писане. Nano-RAM е компютърна памет. Тя се основава на работата на въглеродните нанотръби. Поради компактността на нанотръбите ще бъде възможно да се постигне висока плътност на записване. Освен това технологията може да намали консумацията на енергия. Следователно, с по-голямата вероятност Nano-RAM ще бъде необходима в смартфони и таблети, където е важно съхранението на батериятаправ.
