Paměti Paměť počítače je zařízení, které slouží k ukládání programů a dat, s nimiž počítač pracuje.

Prezentace na téma: "Paměti Paměť počítače je zařízení, které slouží k ukládání programů a dat, s nimiž počítač pracuje."— Transkript prezentace:

1 Paměti Paměť počítače je zařízení, které slouží k ukládání programů a dat, s nimiž počítač pracuje.

2 Rozdělení pamětí Vnitřní (interní) paměti
Paměti osazené většinou na základní desce. Jsou do nich zaváděny právě spouštěné programy (nebo alespoň jejich části) a data, se kterými pracují. Vnější (externí) paměti Paměti realizované většinou za pomoci zařízení používajících výměnná média. Slouží pro dlouhodobé uchování informací a zálohování dat.

3 Parametry pamětí Kapacita; Přístupová doba; Přenosová rychlost;
Statičnost / dynamičnost statické paměti dynamické paměti; Destruktivní při čtení / nedestruktivní při čtení; Energeticky závislé / energeticky nezávislé; Přístup sekvenční přímý; Spolehlivost; Cena za bit.

4 Vnitřní (interní) paměti
Jsou to paměti s nimiž mikroprocesor bezprostředně pracuje. Tyto paměti osazené většinou na základní desce bývají realizovány pomocí polovodičových součástek. Základní typy: ROM RAM Cache paměti Registry

5 Paměti typu ROM (Read Only Memory)
Jediný hlavní úkol tohoto typu paměti je pamatovat si data i po vypnutí počítače, tj. po ukončení přísunu elektrického proudu. ROM paměť je obvykle používána při startu počítače a zavádění operačního systému.

6 ROM (Read Only Memory) Paměti ROM jsou paměti, které jsou určeny pouze pro čtení informací. Informace jsou do těchto pamětí pevně zapsány při jejich výrobě a potom již není možné žádným způsobem jejich obsah změnit.

7 PROM (Programable Read Only Memory)
Paměť PROM neobsahuje po vyrobení žádnou pevnou informaci a je až na uživateli, aby provedl příslušný zápis informace. Tento zápis je možné provést pouze jednou a poté již paměť slouží stejně jako paměť ROM.

8 EPROM (Eraseable Programable Read Only Memory)
Paměť EPROM je statická a energeticky nezávislá paměť, do které může uživatel provést zápis. Zapsané informace se uchovávají pomocí elektrického náboje a je možné je vymazat působením ultrafialového záření.

9 EEPROM (Electrically Eraseable Programable Read Only Memory)
Tento typ paměti má podobné chování jako paměti EPROM, tj. jedná se o statickou energeticky nezávislou paměť, kterou je možné naprogramovat a později z ní informace vymazat. Výhodou oproti EPROM pamětem je, že vymazání se provádí elektricky a nikoliv pomocí UV záření, čímž odpadá nepohodlná manipulace s pamětí při jejím mazání.

10 Paměti Flash Flash paměti jsou obdobou pamětí EEPROM. Jedná se o paměti, které je možné naprogramovat a které jsou statické a energeticky nezávislé. Vymazání se provádí elektrickou cestou, jejich přeprogramování je možné provést přímo v počítači.

11 Paměti typu RAM (Random Acces Memory)
Jedna z nejdůležitějších vnitřních pamětí v podobě zásuvných modulů vkládajících se do slotů na základní desce. Rychlejší než ROM, větší kapacity; Paměť s možností zápisu i čtení z libovolného místa; Prostor pro běžící (spuštěné) programy; Po vypnutí počítače (nebo výpadku proudu) se její obsah ztratí;

12 Rozlišujeme RAM paměti
Statické paměti (SRAM) Typicky se používají jako rychlé vyrovnávací paměti (cache) u procesorů. Dynamické paměti (DRAM) - operační paměti. CMOS-RAM Pro uchování nastavení parametrů BIOSu.

13 Paměti SRAM (Static Random Access Memory)
Paměti SRAM uchovávají informaci v sobě uloženou po celou dobu, kdy jsou připojeny ke zdroji elektrického napájení. Paměťová buňka SRAM je realizována jako bistabilní klopný obvod.

14 Paměti DRAM (Dynamic Random Access Memory)
Z DRAM jsou sestaveny operační paměti. Mají vysokou hustotu záznamu, levnější výrobu a jsou pomalejší než SRAM. V paměti DRAM je informace uložena pomocí elektrického náboje na kondenzátoru. Tento náboj má však tendenci se vybíjet i v době, kdy je paměť připojena ke zdroji elektrického napájení. Aby nedošlo k tomuto vybití, je nutné periodicky provádět tzv. refersh.

15 CMOS-RAM Paměť s malou kapacitou sloužící k uchování údajů o nastavení počítače a jeho hardwarové konfiguraci. Tato paměť je energeticky závislá, a proto je nutné ji zálohovat pomocí akumulátoru umístěného většinou na základní desce, aby nedošlo ke ztrátě údajů v ní uložených.

16 Cache paměti Jejím účelem je vzájemné přizpůsobování rychlostí - rychlejší komponenta čte data z cache, tudíž nemusí čekat na pomalejší komponentu. Překladiště dat mezi komponentami počítače Cache L1 - je integrován v mikroprocesorech. Takovýto procesor musí mít v sobě integrován také řadič cache paměti. Je k zásobování procesoru daty ze sběrnice. Cache L2 - cache paměť většinou na mikroprocesoru, v některých případech na základní desce počítače. Její činnost je řízena řadičem cache paměti. Je umístěna mezi mikroprocesorem a operační pamětí.

17 Registry Pod paměti lze zařadit také registry.
Jsou to paměťová místa na čipu procesoru, která jsou používána pro krátkodobé uchování právě zpracovaných informací.

18 Vnější (externí) paměti
Paměti, pro možnost uložení programů a dat pro pozdější využití. Papírová média; Magnetická média; Optická média; Magneto-optická média; Elektrická média.

19 Papírová média Děrný štítek Děrná páska
R francouzský textilní průmyslník Joseph - Marie Jacquard - automatický tkalcovský stav; Jako binární kód 1 a 0 dírka - chybějící dírka; Jeden štítek jeden příkaz nebo datový záznam. Děrná páska Podobná děrnému štítku; Výhoda libovolné délky.

20 Magnetická média Možnost přemazávání a opětovného zápisu;
Větší hustota uložených informací; Možnost nesekvenčního - přímého přístupu v případě disků.

21 Magnetická média Princip
Jde o pokrytí nemagnetického podkladu tenkou feromagnetickou vrstvou, do které se provádí vlastní záznam zmagnetizováním miniaturních oblastí. Zapisování se provádí změnou polarity těchto oblastí pomocí elektromagnetů v záznamové hlavě. Čtení se provádí snímáním indukovaných elektrických impulsů.

22 Magnetická média Magnetická páska
V historii je asi nejpoužívanějším magnetickým médiem. Poprvé byla zřejmě použita u počítače EDVAC z r. 1949. Při práci se páska navíjí z jednoho kotouče na druhý. Sekvenční zapisování a čtení. Na konci šedesátých let se začal používat magnetický štítek. Jeho hlavní výhoda spočívala v přenositelnosti a rychlosti.

23 Magnetická média Výměnné magnetické disky
Částí počítačů v 60. letech; Další stupeň vývoje záznamových médií - soustavy magnetických disků; Konstrukce magnetického disku obsahovala buď jeden nebo více disků (tzv. svazek). Zpočátku byla typická kapacita 7 MB, později se rozšiřovala na 200 MB. První magnetické disky se v základní konstrukci příliš nelišily od dnešních.

24 Magnetická média Pružný - Floppy disk - disketa
V roce firma Imation - první 8-palcové floppy disky; Jde o pružný plastový kotouč s oboustranně nanesenou tenkou magnetickou vrstvou většinou v pružném papírovém nebo plastovém ochranném pouzdru. Následoval 5,25-palcový floppy disk; V roce 1989 firma Imation vyrobila první 3,5-palcové diskety , které jsou ještě i dnes běžným formátem. Kapacita současných disket je 1,44 MB. Doba přístupu k zápisu (tj. zpoždění) je asi 100 milisekund.

25 Magnetická média Pevný disk - harddisk
Velkokapacitní vnější paměť; Pro ukládání většiny systému a dat; V roce 1973 první uzavřeny pevný disk s označením Winchester; Paměťové médium je uchyceno uvnitř vlastní mechaniky. Konstrukce - několik disků (kotoučů) nad sebou.

26 Magnetická média Pevný disk - harddisk
Mechanika obsahuje tyto základní části: médium s daty; magnetické hlavy pro čtení/zápis; mechaniku pohybující s hlavami; motorek točící diskem; řadič (=elektronický obvod, který řídí práci disku); rozhraní zajišťující připojení disku k základní desce. (Disketová mechanika má obdobné části, paměťové médium je do ní vkládáno, není pevně uchyceno.) Má vyrovnávací paměť (cache). Podle fyzické velikosti je disk určen pro různé typy použití.

27 Magnetická média Další typy
Zip disky LS-120 Ezflyer SyJet disky Jazz disky STREAMERY Atd.

28 Optická média Technologie záznamu je pomocí laseru;
Jedná se v dnešní době o rozšířené a spolehlivé médium pro zálohu dat.

29 Optická média Médium CD (Compact Disk)
Je plastový kotouč o průměru 12 cm; Vznikalo původně jako audio nosič, autory byly firmy Philips a Sony, od r je standardem. Technologie záznamu na CD média je laser o vlnové délce 780 nm. Data jsou ukládána do jedné dlouhé spirály podobně jako na gramofonové desce. Spirála začíná u středu média a rozvíjí se postupně až k jeho okraji.

30 Optická média Formáty CD (Compact Disk)
CD-ROM jsou optické disky se standardní kapacitou 650 MB, které nelze přepisovat, jde o lisovaná média. CD-R - (Recordable) CD disky, na které lze zapisovat. Jednou zapsaná data již nemohou být přepsána. CD-RW - (ReWriteable) CD disky, na které lze zapisovat. CD-RW disky dovolují na rozdíl od CD-R disků, aby záznam byl přemazán a proveden znovu.

31 Optická média Princip zápisu na CD média
U lisovaných CD-ROM je struktura vytvořena lisováním. U CD-R technologie je záznamová vrstva tvořena barvivem. Při vypalování se organické barvivo zahřeje, což způsobí jeho změnu. Dá se říci, že laser vytváří miniaturní kopečky.   U CD-RW je princip záznamu ještě jiný. Záznamové barvivo CD-RW disku nepodléhá nevratné změně, ale dochází pouze k fázové změně z krystalické podoby v amorfní.

32 CD mechaniky Mechaniky CD-R
jsou zařízení, jež dovolují provedení záznamu na disk CD-R, který je potom čitelný v běžné CD-ROM mechanice. Mechaniky CD-ROM jsou zařízení pro čtení CD-R, CD-ROM, CD-RW. Mechaniky CD-RW jsou zařízení pro zápis na CD-R, CD-RW a čtení z CD-ROM, CD-R a CD-RW.

33 Optická média Médium DVD (Digital Versatile Disc)
Uvedeno na trh v Japonsku roku 1996. Optický disk s vysokou hustotou záznamu; Disk DVD je na první pohled od CD nerozlišitelný. Záznamová kapacita disků DVD je mnohonásobně větší. Zkratka DVD původně – Digital Video Disc; Je používá technologie "červený" laser s vlnovou délkou- 650 nm.

34 Optická média Médium DVD (Digital Versatile Disc)
DVD existují v několika formátech: DVD – data (ROM) DVD – audio DVD – hybrid DVD – video Jsou vyráběny jako jednostranný a oboustranný disk, jedno nebo dvouvrstvý (DVD-DL). Jsou také jako opakovatelně přepisovatelná DVD.

35 Optická média DVD média
U dvouvrstvých médií je paprsek zaostřen na první vrstvu, nebo prochází polopropustnou vrstvou a čte na vrstvě druhé. U oboustranných médií je tento postup čtení obdobný, akorát je nutno mít mechaniku s laserem z obou stran.

36 DVD mechaniky DVD mechaniky jsou kompatibilní s většinou standardních formátů CD disků. Obdobné označení DVD mechanik jako u CD mechanik: Mechaniky DVD-R Mechaniky DVD-ROM Mechaniky DVD-RW

37 Optická média DVD-RAM médium a DVD-RAM mechanika
Médium DVD-RAM je zvláštní typ přepisovatelného DVD média, se kterým je možné pracovat jako s harddiskem či ZIP mechanikou, lze na něj volně zapisovat, mazat a číst. Samotné mechaniky se liší ve způsobu vkládání disků v cartridgi nebo „nahých“ disků.

38 Magneto-optická média
Magnetooptické (MO) jednotky používají technologii, která kombinuje laserovou (optickou) a magnetickou metodu záznamu/čtení z disku. Při zápisu na magnetooptické disky používá laser i magnet (pro čtení pouze laser). Umožňuje ukládat data v poměrně velké hustotě a médium má velkou kapacitu. Existují dva typy magnetooptických disků - disky WORM (Write Once Read Many), na které lze zapsat pouze jednou, a disky přepisovatelné, na které se může opakovaně zapisovat.

39 Elektrická média USB Flash disky
Pamět typu Flash (EEPROM); V roce 1992 byl představen první přenosný disk typu flash. Flash disky jsou velmi malá zařízení s řadičem připojovaná přes USB s kapacitou stovek MB. Princip práce se nejvíce podobá pamětem RAM, ale data si pamatují i po odpojení napájení.

40 Elektrická média Paměťové karty
Jsou paměti typu „flash“; V roce 1994 první paměťová karta s velikostí 4 MB; Možnost vymazat či přepsat obsah paměti pomocí elektrického signálu, navíc bez speciálních zařízení; Nejčastěji je obsažena v: digitálních fotoaparátech; MP3 přehrávačích; mobilních telefonech; kapesních počítačích…

41 Budoucnost HD DVD a Blu-ray
HD DVD (High Definition DVD) firmy Toshiba; Blu-ray firmy Sony; Média obou společností se budou dodávat v obdobných formátech jako současná. U obou technologií je použit "modrý" laser (přesněji řečeno modro-fialový) o vlnové délce 405 nm, díky čemuž je dosahováno vyšší kapacity než u dnešní technologie DVD. Blu-ray dvounásobná cena mechanik, nabízí větší kapacitu média než HD DVD.

42 Budoucnost Holografický záznam
Na světě je mechanika používající červený laser a médium HDS4000. InPhase v současné době předvádí tři vzorky Tapestry médií: HDS3000 pro zelený, HDS5000 pro modrý a nyní i HDS4000 pro červený laser. Na kotoučku o průměru 13 cm je nahráno 300 GB dat, která se čtou rychlostí 20 MB/s.

43 Literatura http://www.fi.muni.cz/usr/pelikan...
Mark Minasi: Velký průvodce hardwarem