Duomenų saugojimo įrenginiai dabarties ir ateities perspektyvos
5 (100%) 1 vote

Duomenų saugojimo įrenginiai dabarties ir ateities perspektyvos



DUOMENŲ SAUGOJIMO ĮRENGINIAI:

DABARTIES IR ATEITIES PERSPEKTYVOS

Kursinis darbas

TURINYS

ĮŽANGA 3

1. KOMPIUTERIO ATMINTIS 4

2. PIRMINIAI DUOMENŲ SAUGOJIMO ĮRENGINIAI 5

2.1. Operatyvioji atmintis 5

2.2. Statinė RAM atmintis 6

2.3. Dinaminė RAM atmintis 6

2.4. Spartinančioji atmintis 8

2.5. Virtualioji atmintis 9

2.6. Pastovioji ROM atmintis 9

2.7. BIOS sistema 10

3. ANTRINIAI DUOMENŲ SAUGOJIMO ĮRENGINIAI 11

3.1. Magnetinė juosta. 11

3.2. Magnetinis diskas 12

3.2.1. Lankstusis diskelis. 12

3.2.2. Standusis diskas. 13

3.3. Optinis diskas 14

3.3.1. CD-ROM diskai 15

3.3.2. CD-R diskai. 16

3.3.3. CD-MO diskai. 17

3.3.4. CD-RW diskai. 17

3.3.5. DVD diskai 18

3.3.5. FMD diskai 19

3.4. Puslaidininkė atmintis 20

3.4.1. CompactFlash korta 20

3.4.2. SmartMedia korta 20

3.4.3. Memory Stick 21

3.4.4. IBM Microdrive 21

3.4.5. USB kaupiklis 21

3.5. Holografinis diskas 22

4. DUOMENŲ SAUGOJIMO ĮRENGINIŲ ATEITIES PERSPEKTYVOS 23

IŠVADOS 26

LITERATŪROS SĄRAŠAS 27

ĮŽANGA

Dar visai neseniai kompiuteriai buvo laikomi daug kainuojančiais ir egzotiškais prietaisais. Nedaug kas įsivaizdavo, kad kompiuteriai gali tapti kasdienio gyvenimo dalimi. Tačiau dabar šis požiūris visiškai pasikeitė. Kompiuterio pagalba galima išspręsti net sudėtingiausius uždavinius, tačiau viena iš svarbiausių jo funkcijų – kaupti, apdoroti bei saugoti duomenis. Šiais laikais, kai reikalaujama vis daugiau vietos kompiuteryje didžiulėms duomenų bazėms vesti ir ne tik, sparčiai plečiasi, tobulėja bei atsiranda nauji duomenų saugojimo įrenginiai.

Beveik kiekvienas žmogus vos ne kasdien naudojasi kompiuteriu, o tai kartu reiškia, kad kaskart jis dirba su kompiuterio atmintimi, jei ne išorinę, tai būtinai su vidine. Tačiau ne kiekvienas žmogus žino kur ir kaip, bei kokie egzistuoja įrenginiai duomenims saugoti. Būtent tas sudomino ir mane, todėl ir pasirinkau temą „Duomenų saugojimo įrenginiai: dabarties ir ateities perspektyvos“, kad labiau praplėsčiau savo žinias.

Pagrindinis mano kursinio darbo tikslas – sužinoti kur ir kokiu būdu kompiuteryje galima saugoti duomenis, kaip yra klasifikuojama kompiuterio atmintis, bei kokios jos rūšys.

Rašydama šį darbą, iškėliau keletą uždavinių, kurie man palengvintų ir padėtų labiau atskleisti darbo temą. O uždaviniai būtų tokie:

• sužinoti ką apskritai reiškia kompiuterio atmintis ir kaip joje saugomi duomenys,

• išsiaiškinti kokie yra duomenų saugojimo įrenginių tipai, kokios jų paskirtys, veikimo būdai,

• susipažinti su duomenų kaupiklių naujovėmis, bei naujomis duomenų saugojimo galimybėmis.

Medžiagos apie duomenų saugojimo įrenginius yra labai daug, tačiau dabar net nespėjama sekti paskui naujai atsirandančias kompiuterines naujoves, išleidžiama daug knygų, kurios po metų ar net mažiau tampa jau pasenusiomis. Būtent todėl daugiausia rėmiausi informacija, prieinamą Internete.

Rašant šį kursinį darbą susidūriau su keletą problemų – tai šaltinių kai kurių duomenų nesutapimas (ypač duomenų saugojimo įrenginių klasifikavime bei jų parametruose), o taip pat informacijos stoka kai kuriais keliamais klausimais (pavyzdžiui, vidinės kompiuterio atmintys). Tačiau šios kliūtys buvo pašalintos ir tikiuosi, kad šiame darbe man pavyko atskleisti tai, kas buvo planuota ir ko reikalavo pati darbo tema.

1. KOMPIUTERIO ATMINTIS

Atmintis – tai įrenginys, kuriame laikinai arba pastoviai saugomi duomenys jų apdorojimo metu. Atmintis yra būtinas bet kurio kompiuterio komponentas. Dabartiniai atminties tipai:

• pastovioji – kompiuterio įjungimo metu saugoti reikalingas pradines valdymo komandas (BIOS, angl. Basic Input/Output System);

• darbinė (operatyvioji arba RAM, angl. Random Access Memory) – darbo metu saugoti programas ir duomenis;

• video atmintis – ekrano vaizdui saugoti;

• išorinė atmintis – saugoti programas ir duomenis kai nedirbame;

• ilgalaikiam informacijos saugojimui – atstatyti informaciją gedimo metu.

Aukščiausiame lygmenyje yra centrinio procesoriaus registrai, kurie saugo vienos komandos vykdymui reikalingus duomenis. Šiai atminčiai keliami patys griežčiausi reikalavimai, nes duomenų mainų su sparta lemia procesoriaus našumą.

Kompiuterio atmintį galima įsivaizduoti kaip tvarkingą atminties ląstelių seką. Norint saugoti ir išrinkti informaciją, kiekvienai ląstelei pažymėti naudojamas savas adresas. Baitų skaičius atminties ląstelėje priklauso nuo kompiuterio tipo. Centrinis procesorius gali atlikti veiksmus tik su tais duomenimis, kurie yra pagrindinėje atmintyje. Dauguma kompiuterių turi dviejų tipų pagrindinę atmintį: tiesioginės kreipties arba dar vadinama operatyviąją atmintį, kurioje duomenys ir programos saugomi tik vykdymo metu, ir pastoviąją atmintį, kuri nuolatos saugo specialios paskirties duomenis arba programas. Operatyvioji atmintis praranda duomenis, kai tik kompiuteris išjungiamas arba perkraunamas. Iš pastoviosios atminties (ROM, angl. Read Only Memory) kompiuteris gali tik skaityti duomenis, bet negali jų ten naujai įrašyti. Pastovioji atmintis saugo komandas, kurios reikalingos, kai tik kompiuteris įjungiamas. Operatyvioji atmintis yra žymiai didesnė negu pastovioji. Operatyviosios atminties apimtį galima
padidinti, o pastoviosios atminties apimtis visą laiką išlieka fiksuota.

Be operatyviosios atminties – pirminio atminties įrenginio, kompiuteris turi ir kitus atminties įtaisus. Jie dažnai vadinami išoriniais arba antriniais duomenų saugojimo įrenginiais. Juose informacija gali būti saugoma ilgą laiką, kreipimosi į duomenis laikas matuojamas milisekundėmis.

2. PIRMINIAI DUOMENŲ SAUGOJIMO ĮRENGINIAI

Pirminiai atminties įrenginiai – laisvosios kreipties atmintis RAM, kurioje duomenys ir programos saugomi laikinai, kol juos iškvies mikroprocesorius, arba jie bus įrašyti į pastovų atminties įrenginį saugoti ilgą laiką. Pirminiai atminties įrenginiai duomenis saugo tik laikinai, kol veikia kompiuteris.

2.1. Operatyvioji atmintis

Operatyvioji atmintis (RAM) naudojama kintamai informacijai saugoti, nes jos turinys kinta mikroprocesoriui atliekant veiksmus. Operatyvioji atmintis – tai mikroschema, kurios ląstelėse dvejetainiu pavidalu saugoma įvairių rūšių informacija. Kituose šaltiniuose dar apibūdinama, kad RAM – tai tarpininkas tarp centrinio procesoriaus ir kitų kompiuterio dalių. Vienoje atminties ląstelėje telpa vienas baitas informacijos. Įrašant informaciją į ląstelę, ankstesnis jos turinys ištrinamas, o skaitant duomenis iš ląstelės, sukuriama jos turinio kopija, todėl ląstelės turinys lieka nepakitęs. Šioje atmintyje informacija gali būti saugoma, skaitoma ir įrašoma. Tačiau operatyvioji atmintis yra laikina, kadangi ji elektroninė ir jos darbui reikalinga elektros energija. Išjungus energijos šaltinį, visi duomenys, esantys RAM atmintyje, prarandami.

Pagrindinės RAM atminties funkcijos tokios:

 RAM – tai tarpininkas tarp mikroprocesoriaus ir likusių kompiuterinės sistemos dalių. Mikroprocesorius vykdo tik tas komandas, kurios saugomos RAM atmintyje;

 Saugo svarbiausios sisteminės programinės įrangos dalies – operacinės sistemos kopijas, kuri įdiegiama į RAM iš karto, kai tik įjungiamas kompiuteris ir lieka tol, kol kompiuteris išjungiamas;

 laikinai saugo įvestus duomenis iki tol, kol jų pareikalaus mikroprocesorius;

 taip pat laikinai saugo duomenų apdorojimo rezultatus, kol jų vėl pareikalaus mikroprocesorius arba kol juos pateiks duomenų išvedimo įrenginiai.

Kompiuterinės sistemos darbo našumas tiesiogiai priklauso nuo RAM apimties. Pastaruoju metu išplitus daugialypės terpės programoms RAM atminties reikia vis daugiau. Operatyviosios atminties principai pagrįsti jos fizine prigimtimi, kuri gali būti dinaminė (DRAM, angl. Dynamic RAM) ir statinė (SRAM, angl. Static RAM). Tarpusavyje jie skiriasi duomenų saugojimo požiūriu, jei tiksliau – ląstelių struktūra, kuriose laikomi atskiri informaciniai bitai.

2.2. Statinė RAM atmintis

Statinės atminties ląstelės sudarytos iš tam tikrų tranzistorių, vadinamų trigeriais ir turinčių dvi pastovias būsenas. Įrašius į atminties ląstelę bitą tokia būsena duomenys gali išlikti kiek tik norima laiko. Svarbiausia, kad ląstelė gautų įtampos. Iš to būtent ir kilo pačios atminties pavadinimas „statinė“ – nekintamos būsenos. Nors statinė atmintis pasižymi didele sparta, tačiau ji sunaudoja daug elektros energijos ir turi mažą duomenų tankį.

2.3. Dinaminė RAM atmintis

Asmeniniuose kompiuteriuose naudojamos įvairių modifikacijų dinaminė atmintis DRAM. Jos turinys eksploatacijos metu nekinta. Informaciją krūvio pavidalu atminties ląstelėje saugo kondensatorius. Galima sakyti, kad įrašant į dinaminės atminties ląstelę loginį vienetą (1), kondensatorius pasikrauna, o įrašant loginį nulį (0) – išsikrauna. Skirtingai nuo SRAM, DRAM pasižymi dideliu duomenų tankiu ir mažu sunaudojamos elektros energijos kiekiu. Tačiau DRAM trūkumas – maža sparta.

Šiandieniniuose kompiuteriuose dinaminė atmintis naudojama kaip kompiuterinės sistemos laisvosios kreipties atmintis, o statinė atmintis – sparčiai operatyviajai buferinei atminčiai sukurti ir vaizdų RAM palaikyti.

Pastovaus informacijos dinaminės atminties saugojimo ląstelėje laikas yra kelios milisekundės ir kai jis pasibaigia, informaciją riekia atnaujinti. Tuo metu, kai tie duomenys atnaujinami, niekas neturi tam trukdyti, t. y. CPU kreipiasi į RAM atmintį tik tada, kai nevyksta informacijos atnaujinimas. Pirmieji DRAM tipai buvo: FPM DRAM (angl. Fast Page Mode), EDODRAM (angl. Extended Data Output) arba BEDO DRAM (angl. Burst EDO DRAM).

DRAM atmintis būna asinchroninė bei sinchroninė.

 Asinchroninė DRAM – tai įprasta DRAM atmintis, kurioje adresų, valdymo signalų, programų kodų, duomenų rašymas ir skaitymas vyksta laisvosios kreipties būdu ir bet kuriuo laiko momentu. Ši atmintis kontroliuoja, kad numatyta operacija būtų baigta per fiksuotą laiko vienetą, pavyzdžiui, per 60 nanosekundžių. Visos anksčiau mano minėtos DRAM rūšys (moduliai) buvo asinchroniniai.

Asinchroninė atmintis gali dirbti tik su ribotu – sisteminės magistralės, siejančios DRAM su centriniu procesoriumi, taktiniu dažniu. Tačiau laikui bėgant ši atmintis tapo per lėta ir dabar jau nebenaudojama. Ją pakeitė sinchroninė DRAM atmintis.

 Sinchroninė DRAM atmintis yra sudėtingesnė valdymo požiūriu negu DRAM, kadangi adresus, programų kodus, duomenis ir valdymo signalus procesorius perduoda saugoti atminčiai į tam tikrą vietą, kol pats tuo metu dirba su
kitais įrenginiais. SDRAM atminties masyvas suskirstytas į du nepriklausomus bankus, iš kurių duomenys išrenkami pakaitomis. Būtent dėl to SDRAM yra spartesnė už asinchroninę DRAM atmintį, nes ji užtikrina nenutrūkstamą duomenų srautą, kas reikštų, kad centriniam procesoriui nereikės „laukti“.

Vis didėjant mikroprocesorių spartai, prireikė dar didesnio greičio SDRAM. Todėl atsirado nauja SDRAM rūšis, vadinama DDR SDRAM (angl. Double Data Rate). Ši atmintis taip pat yra sinchroninė, tačiau du kartus spartesnė, dėl ko ir kilo jos pavadinimas – „dvigubai“.

Šiuolaikiniuose mikroprocesoriuose Intel Pentium 4 naudojamas dar naujesnis DRAM tipas – DR DRAM (angl. Direct RAM-BUS DRAM). Tai viena iš sparčiausių asmeninių kompiuterių atmintis, kurios taktinis dažnis 400 MHz, tačiau ji turi vieną trūkumą – didelę kainą.

DRAM atmintis gali būti įvairių modulių . Anksčiau DRAM mikroschemos gaminamos buvo SIP (angl. Single In-line Package) ir DIP (angl. Dual IP) modulių, tačiau jie paseno ir dabar naudojami SIMM (angl. Single In-line Memory Module), DIMM (angl. Dual IMM) ir RIMM (angl. Rambus IMM) tipo moduliai. Visi šie moduliai įdedami į jiems skirtus kompiuterinės sistemos sisteminio bloko motininės plokštės plėtojimo lizdus.

2.4. Spartinančioji atmintis

Spartinančioji atmintis (kituose vadovėliuose ši atmintis dar vadinama operatyviąja buferine , angl. Cache) – tai nedidelės talpos labai sparti atmintis (dažniausiai sudaroma iš statinės operatyviosios atminties SRAM mikroschemų), kurioje saugomi ypač dažnai naudojami pagrindinės atminties fragmentai.

Kartais kyla klausimas – kam ši spartinančioji atmintis reikalinga ir kokia jos nauda? Šiuolaikiniuose kompiuteriuose trukmė, būtina duomenims įkelti į procesorių, labai ilga, palyginti su instrukcijos vykdymo trukme. Spartinančioji atmintis tam ir buvo sukurta, kad pagreitintų palyginti lėtų įrenginių darbą. Ši atmintis saugo duomenis, kurie tuojau pat bus apdorojami mikroprocesoriuje, ir duomenis ar programų komandas, kol jų prireiks mikroprocesoriui. Apdorojimo metu gauti rezultatai pirmiausiai perduodami operatyviajai buferinei atminčiai ir tik po to – RAM atminčiai. Būtent dėl to kompiuterinė sistema dirba greičiau. SRAM mikroschemos yra žymiai greitesnės, bet brangesnės, todėl spartinančiosios atminties apimtis yra nedidelė.

Priklausomai nuo atliekamų funkcijų spartinančioji atmintis gali būti:

• vidinė (dar vadinama pirmos eilės atmintis L1), kuri integruojama mikroprocesoriaus kristale ir kurios talpa gali siekti 64 KB,

• išorinė (dar vadinama antros eilės atmintis L2), kuri paprastai jungiama mikroprocesoriaus išorėje, nors kai kur ji taip pat gali būti integruota į kristalą. Šiuo metu daugiausia naudojama nuo 64 KB iki 1 MB talpos atmintis. Ji jungiama tarp RAM ir mikroprocesoriaus, taip pat tarp RAM ir standžiojo disko,

• trečios eilės atmintis L3. Tai neseniai mikroschemose pasirodžiusi atmintis, kurios talpa siekia nuo 4 iki 8 MB.

Spartinančioji atminintis paspartina duomenų, programų komandų perdavimą iš RAM į centrinį procesorių (CP) ir duomenų apdorojimo rezultatų perdavimą iš CP į RAM. Be to operatyvioji buferinė atmintis naudojama ir nuskaitant informaciją iš kietojo disko. Šiuo atveju duomenys pirmiau nuskaitomi į kietojo disko spartinančiąją atmintį, kurios elementai yra pačiame diske. Pakartotinai kreipiantis į tuos pačius duomenis, jų nebereikia nuskaityti mechaniškai.

2.5. Virtualioji atmintis

Virtualioji atmintis leidžia laisvosios kreipties atminties RAM apimtį ir galimybes išplėsti panaudojant standųjį diską ir tam skirtą specialią programinę įrangą, padalijančią programą į mažus gabalėlius – puslapius ar segmentus, kurie padedami saugoti į standųjį diską ir paimami tada, kai jų prireikia mikroprocesoriui duomenų apdorojimo metu. Tokiu būdu sutaupoma RAM atminties, o kompiuterinės sistemos gali dirbti su didelės apimties taikomųjų programų paketais, reikalaujančiais daug RAM. Virtualioji atmintis sukuriama esant techninei ir programinei įrangų sąveikai.

Šiuo metu Jūs matote 30% šio straipsnio.
Matomi 2023 žodžiai iš 6657 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.