Paměti

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

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. 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. Parametry pamětí

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. Jedna z nejdůležitějších vnitřních pamětí v podobě zásuvných modulů vkládajících se do slotůna 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; Paměti typu RAM (Random Acces Memory)

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 • R. 1801 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 médiaPružný -Floppy disk - disketa • V roce 1969 firma Imation - první 8-palcovéfloppy 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 systémua 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 médiaPevný 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 médiaDalší 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 médiaMédium CD (Compact Disk) • Je plastový kotouč o průměru 12 cm; • Vznikalo původně jako audio nosič, autory byly firmy Philips a Sony, od r. 1985 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 médiaFormáty CD (Compact Disk) • CD-ROMjsou 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 záznamuna disk CD-R, který je potom čitelný v běžné CD-ROM mechanice. • Mechaniky CD-ROMjsou zařízení pro čtení CD-R, CD-ROM, CD-RW. • Mechaniky CD-RWjsou zařízení pro zápis na CD-R, CD-RW a čteníz CD-ROM, CD-R a CD-RW.

33. 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. Optická média Médium DVD (Digital Versatile Disc)

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 médiaDVD 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 většinoustandardních formátů CD disků. • Obdobné označení DVD mechanik jako u CD mechanik: • Mechaniky DVD-R • Mechaniky DVD-ROM • Mechaniky DVD-RW

37. Optická médiaDVD-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 médiaUSB 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 médiaPaměťové 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. BudoucnostHD 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. BudoucnostHolografický 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... • http://www.fi.muni.cz/usr/jkucera... • Mark Minasi: Velký průvodce hardwarem