Есте сақтау құрылғысы

Негізгі бөлім 

 

Оперативті есте сақтау құрылғысы немесн ЭЕМ-нің жедел жады (RAM), сондай-ақ тұрақты есте сақтау құрылғысы (ROM) компьютердің ішкі жадын құрайды, осы екеуімен процессор жұмыс кезінде мәлімет алмасып отырады. өңделуге тиісті кезкелген мәлімет алдымен компьютердің сыртқы жадынан (магниттік дискілерден) жедел жадына жазылады.           

 Компьютердің  жедел жадында осы мезетте  дереу өңделуге тиіс мәләметтер мен программалар сақталады. Информация керек кезінде магниттік дискінен жедел жадқа көшіріліп, өңделген соң олар қайта сыртқы жадқа жазылып қойылады. Жедел жадта информация тек жұмыс сеансы кезінде сақталып, ондағы мәлімет ЭЕМ сөндірілгенде немес еэлектр торабында ақау болып, ток өшкен шақтарда ізсіз жоғалады. Осыған байланысты әрбір адам өзіне ұзақ уақыт керек болатын информацияны жоғалтып алмауы үшін оны оқтын-оқтын магниттік дискіге жазып отыруы керек.           

 Компьютердің  жедел жадының көлемі өскен  сайын оның есептеу жылдамдығы  да артады. Информация көлемін  өлшеуде сегіз биттен (бір мен нөл тізбегі) тұратын байт бірлігі қолданылатыны белгілі. Осы өлшем бірлігі арқылы жедел жадтағы не мегниттік дискеттегі сақталатын информация 360кб, 720кб немесе 1,44 Мб болып жазылуы мүмкін. Мұнда 1кб (1 килобайт)=1024байт, 1Мб (1 мегабайт)=1024кб, ал венчестер деп аталып жүрген қатты дискіде 1000-10000Мб (1-4 Гигабайт) және одан да көлемді информация жазылып сақталады.           

 Әдетте IBM PC XT (бұрынғы модель) компьютерлерінің  жедел жадының көлемі 640 кб, IBM PC AT үшін – 1 Мб-тан жоғары, ал олардың  жоғарғы модельдері 1-ден 16Мб-қа дейін, бірақ оның көлемі 32 Мб не одан да жоғары бола береді – жедел жадтың көлемін оның негізгі тақшасына микросхема қоса отырып үлкейтуге болады.           

 Компьтердің  жедел жадынан өзгеше оның  тұрақты жады бар, ол өзгертілмейтін  информацияны сақтайды, ешкім оны  өшіріп қайта жаза алмайды, оны тек оқуға болады. Әдетте тұрақты жадтың көлемі шағын 32-64кб шамасында. Тұрақты жадқа керектеі программалар оны шығаратын заводта жазылады, олар көбінесе компьютерді ток көзіне жалғаған кезде оны тексеріп іске қосу үшін қажет.           

 Сыйымдылығы 1Мб немесе одан жоғары болып  келетін компьтерлердің жедел  жады екі бөлімнен тұрады –  алғашқы 640кб қолданбалы программалар  мен операциялық жүйе үшін, ал  қалғаны төмендегідей мақсаттарға пайдаланылады:

- операциялық  жүйенің алғашқы жүктемесін және  компьтердің жұмысқа жарамдылығын тексеретін операциялық жүйенің бөлігін сақтауға, сондай-ақ төменгі деңгейдегі қарапайым енгізу-шығару жұмыстарын орындау үшін;

-          экранға кескіндерді беру үшін;

- компьютердің  қосымша құрылғылары мен бірге жүктелетін операциялық жүйелердің әртүрлі кеңейтілген мәліметтерін сақтау үшін қажет болады.

Жедел жадтың көлемі туралы сөз болғанда, оны бірінші бөлігі туралы айтылады, ал ол кейбір программаларды орындауға жеткіліксіз болып қалады. Міне, осындай сәттерде компьютердің жедел жадының кеңейтілген бөлігі (extended) мен қосымшасы (expanded) пайдаланылады.           

INTEL фирмасының 80286, 80386SX және 80486SX сияқты процессорларды 1-16Мб жедел жад көлемімен, ал 80386 және 80486 процессорлар - 4-8Мб көлемімен жұмыс істей алады. Бірақ операциялық жүйе үлкен көлемді жадты толық пайдалана алмайды. Қосыша жадты пайдалану үшін арнаулы программалар – “драйверлер” жасалынады, олар қолданбалы программадан тапсырма алады да, процессордың “қорғалған режим” жүйесіне көшеді. Тапсырманы орындаған соң, драйвер алғашқы режимге көшуді қамтамасыз етеді де, микропроцессор жұмыстың қалыпты режиміне ауысады.

Процессордың өте жылдам істейтін тағы бір шағын көлемді жады бар, оны кэш-жад (Cash) немесе бүркеме-жад деп атайды. Ол жедел жад пен процессордың жұмысын жылдамдату үшін аралық дәнекер жад ретінде пайдаланылады.           

 Процессордан  бөлек компьтер құрамында:

- ЭЕМ құрамына  кіретін (дисплей, диск және т.с.с.) әртүрлі құрылғылар және олардың жұмысын басқаратын электрондық схемалар (контроллерлер);

- Енгізу-шығару  порттары, олар жүйелік блокқа  әртүрлі принтер, графиксызғыш, тышқан  тетігі тәрізді шеткері құрылғыларды тіркейтін көпразрядты байланыс құрылғылары түрінде болады.

Енгізу-шығару порттары ішкі негізгі құрылғылары мен байланыс жасайтын арнайы порттан және шеткері құрылғыларымен (принтер, тышқан тетігі т.с.с.) байланыстыратын жалпы мақсаттағы порттардан тұрады. Жалпы мақсаттағы порттар LPT1-LPT3 деп белгіленетін параллель жәнеCOM1-COM3 болып белгіленетін тізбекті бөліктерге жіктеледі. Параллель порттар жұмысты жылдам істейді, бірақ байланасу үшін көбірек сым шоғырларын керек етеді (принтермен жалғасатын порт параллель, ал модеммен телефон желісі арқылы байланысатын порт тізбекті түрге жатады).

 

         Есте сақтау құрылғысы  

 

Есте сақтау құрылғысы — сандық код түрінде берілген ақпаратты жазуға, есте сақтауға және қолданушыға беруге арналған құрылғы. Ол есептеуіш машиналарда, басқарудың автоматтандырылған жүйелерінде, телемеханикада, бағдарламамен басқарылатын технологиялық агрегаттарда, т.б. қолданылады. Есте сақтау құрылғысында деректер тасығыш ретінде магниттік таспалар мен дискілер, оптикалық дискілер, шалаөткізгіш құрылымдар, магниттік қабықшалар (пленкалар), т.б. пайдаланылады. Есте сақтау құрылғысының негізгі параметрлері — сыйымдылық (бір уақытта сақталатын ақпарат мөлшері — бірнеше ондаған байттан бірнеше Гбайтқа дейін) және айналу уақыты (үзіліссіз екі айналым аралығындағы ең аз уақыт — ондаған наносекундтан бірнеше милисекундқа дейін). Жедел жады (ЖЖ)– ақпаратты сақтау құрылғысы. Компьютер тоққа қосылып тұрғанда ғана ЖЖ-да ақпарат сақталады, яғни ол уақытта жады және RAM (Random Access Memory) деп аталады. Бұл жады екі бөлікке бөлінеді: біріншісі қолданбалы программалар мен операциялық жүйелер үшін қолданылады, ал екіншісі (жоғарғы жады) қызмет көрсету мақсаттары үшін (ДК құрылғыларын тестілеу программаларын және операциялық жүйені алғаш жүктейтін, экранға бейнені жіберетін программаларды сақтауға арналған).

Тұрақты есте сақтау құрылғысы(ТЕСҚ немесе ROM – read-onlу memorу) – ақпаратты тұрақты есте сақтауға арналған, яғни арнаулы құрылғының көмегіме бір рет жазылады да сонан соң одан тек оқуға болады. ТЕСҚ-сы компьютерді тоққа қосқан соң өзін тексеретін процедура – енгізу-шығару базалық жүйесін (BIOS) қамтиды.

Жедел жадының көлемі үшін қатты дискінің сыйымдылығы көрсетіледі. Қатты магниттік дискіге жинақтауыш (НЖМД немесе винчестер) компьютермен жұмыс жасағанда пайдаланатын ақпаратты сақтауға арналған. Тоққа қосылмаған жағдайда да ақпарат қатты дискіде сақталып тұрады, диск сыйымдылығы біршама үлкен. Қажет болса дискіні бірнеше бөліктерге бөлуге болады, әр бөлігі бөлек логикалық дискінің ролін атқарады.

Ақпаратты бір ДК-ден екіншісіне тасымалдау үшін иілгіш дискетті қолданады.

Ең көп тарағаны өлшемі 3,5 дюйм, ал сыйымдылығы 1,44 Мбайттық дискеттер. Дискетте кесін жердің орнына жазуға рұқсат беретін немесе рұхсат бермейтін арнайы айырғыш орнатылған. Дискеттегі тесік жабық болса, онда ақпаратты дискетке жазуға рұқсат болмайды, ал ашық болса рұқсат болады. Иілгіш дискіні кейде флоппи диск деп атайды.

Компакт - дискі (СД - диск) ақпаратты сақтауға арналған құрылғы, мұнда ақпарат дискінің бетіндегі шығарылатын және шығалмайтын бөліктердің кезектесуімен кодталады. Компакт-диск шығарылатын өндірісте бұл бет алюминийден істеледі, ал шағылмайтын бөлігін арнайы пресс-формамен батырып із қалдырады. Лазерлік дискідегі ақпараттарды оқу қалдырады. Лазерлік дискідегі ақпараттарды оқу үшін тек лазер сәулесі пайдаланылады. Басқа дискілерге қарағанда лазерлік технологияны пайдаланатын дискінің көлемі әлдеқайда үлкен болады (бірнеше гигабайтқа жетеді). Оның үстіне, лазерлік дискілер магниттік электрлік әсерлерге орнықты және деректерді сақтаудың ең жоғарғы сенімділігін қамтамасыз етеді, сонымен қатар олар басқа дискілердей емес, магниттік қасиетін тез жоймайды.

Магниттік оптикалық дискі– ақпаратты сақтауға арналған құрылғы, ақпарат мөлдір пленкамен сақталған магниттік тасымалдаушыда сақталады, ал оқу мен жазу лазерлік сәуленің көмегімен жүзеге асады.

Дискінің өлшемі 3,5 сыйымдылығы 230 Мбайт, ал жылдамдығы винчестрдің жылдамдығымен бірдей, ақпаратты сақтау сенімділігі өте жоғарғы.

Стример– ақпаратты магниттік таспада сақтауға арналған құрылғы өте көлемді мәлімет сақтай алғанмен, оқу-жазу жұмыстары бірте-бірте тізбектей іздеу арқылы жәй жүргізіледі. Сол себепті стримерлер магниттік дискідегі жинақтауыштарды ауыстыра алмайды, тек толықтырады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                Жедел жадыны басқару

Жедел жадыны басқару

Жады мультипрограммалық операциялық жүйені басқаруға арналған негізгі ресурстардың бірі болып есептелінеді. Жадының негізгі ролі мынада – процессор программа  командасын жадыда сақталған уақытта ғана орындайды. Жады қолданбалы программалар модульдері мен ОЖ модульдері арасында бөлінеді.

Мультипрограммалаудың пайда болуына және жадының бір уақытта орындалатын  программаларға бөлінуіне байланысты ОЖ –ге жаңа талап қойылды.

Мультипрограммалық жүйеде ОЖ жадыны басқару мыналардан тұрады:

– бос және бос емес жадыны байқау;

– процестерге жадыны бөлу және орындалған процестерден босату;

– кодтарды ығыстыру және негізгі жадының өлшемі барлық процеске тар болғанда, процестер деректерін жедел жадыдан дискіге көшіру (толық немесе жартылай) және онда орын босағанда қайтадан жедел жадыға қайтару;

– нақты физикалық жады аймағын программа адрестері үшін реттеу.

ОЖ жұмыс істеуі барысында оған жаңа қызыметтік мәліметтік құрылымдар құруға тура келеді, олар, процестер мен потоктар бейнеленуі, ресурстарды таратарын әртүрлі кестелер, буферлер, деректерді айырбастауға қолданылған процестер, үйлесімді объектілер және т. б. Осы жүйелік объектілердің барлығы жадыны қажет етеді. Кейбір ОЖ (орнату кезінде) жүйеге қажет жадының белгіленген көлемі қосымша тұрады. Ал кейбір ОЖ динамикалық бөлігі болады.

Жадыны қорғау – бұл ОЖ негізгі есебі болып табылады, ол орындалған процеске жадыдан басқа процеске арналған деректерді оқуға немесе жазуға мүмкіндік бермейді.

                                                     Кіріспе

 Жедел жад (ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory — өзінше ені жады) — бұл процессормен баланысқан және есептеу жазбалары және орындалатын бағдарламалар және осы бағдарламалармен өңделетін берілгендерді сақтау үшін тез есте сақтау құрылғысы. Жедел жад тек қана бағдарламалар мен берілгендерді уақытша есте сақтау үшін қолданылады. Машина өшірілген уақытта ОЗУ тұрған барлық ақпарат жоғалады.жедел жад элементтеріне ену түзуінен– бұл дегеніміз жадттың әрбір байты өзіндік адреске ие деген сөзді білдіреді. ОЗУ көлемі әдетте 32-512 Мбайтты құрайды, Қазіргі уақытта бағдарламалық жабдықтаудың тиімді жұмысы үшін 256 Мбайт ОЗУ кем болмағаны жөн. әдетте ОЗУ DRAM жадттың интегралды микросхемасымен орындалады. (Dynamic RAM — динамическое ОЗУ). DRAM микросхемалары басқа түрлі жадттарға қарағанда ақырын жұмыс істейдір, бірақ арзан тұрады. DRAM әрбір ақпараттық бит кіші конденсаторлар жартылай өткізгіш кристалл құрылмында будандалған электрлік заряд түрінде есте сақталады. Ток күші берілмеген жағдайда бұндай кондесаторлар тез разрядтталады, және оларды оқтын-оқтын арнайы құрылғы зарядтап тұрады (мысалы әрбір 2 миллисекундта). Бұл процесс жад регенациясы деп аталады (Refresh Memory). Қазіргі уақыттағы микросхемалар 1-16 Мбит және одан жоғары сыйымдылыққа ие. Олар қорапқа орнатылып жад модуліне жиналады. Көптеп тараған модулдер типі DIMM және SIMM. SIMM модулінде жад элементтері ұзындығы 10 см болатындай кіші баспа платасында жиналады. Бұндай модулдердің сыйымдылығы әртүрлі -— 256 Кбайт, 1, 2, 4, 8, 16, 32 және 64 Мбайт. SIMM нің әртүрлі модулдері әртүрлі микросхемалар санына ие болуы мүмкін — тоғыз, үш немесе бір, және әртүрлі контактылар санымен — 30 немесе 72. Жад модулдерінің ең керек мінездемесі — берілгендерге ену уақыты әдетте 60-80 наносекунд құрайды. Қазіргі уақытта SIММ'дар көп қолданылмайды. Оларды ауыстыруға қазір DIMM`дар келді, ал DIMMдарға DDR және RIMM келіп жатыр, бірақ DIMM салыстырғанда олар өте жоғарғы баға тұрады және сәйкесінше алмасу жылдамдығы артады. КЭШ-жад КЭШ (англ. сасhe), немесе жоғарғы жедел жад — сыйымдылығы кіші өте жылдам есте сақтау құрылғысы. Бұл бірнеше шама төмен әрекет жасайтын және процессормен ақпаратты өңдеу жылдамдығы арасындағы айырмашылықтың орнын толтыру үшін жедел жад пен микропроцессор арасында ақпарат алмасу кезінде қолданылады.

 

 

 

 

 

 

Қортынды

Жедел жад (ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory — өзінше ені жады) — бұл процессормен баланысқан және есептеу жазбалары және орындалатын бағдарламалар және осы бағдарламалармен өңделетін берілгендерді сақтау үшін тез есте сақтау құрылғысы. Жедел жад тек қана бағдарламалар мен берілгендерді уақытша есте сақтау үшін қолданылады

Жады мультипрограммалық операциялық жүйені басқаруға арналған негізгі ресурстардың бірі болып есептелінеді

Жадыны басқаратын барлық әдістер екіге бөлінеді: жедел жадыны дискіге ауыстыру процесінің әдісі және бұны орындамайтын әдіс.

Жедел жады (ЖЖ) – ақпаратты сақтау құрылғысы. Компьютер тоққа қосылып тұрғанда ғана ЖЖ-да ақпарат сақталады, яғни ол уақытта жады және RAM (Random Access Memory) деп аталады. Бұл жады екі бөлікке бөлінеді: біріншісі қолданбалы программалар мен операциялық жүйелер үшін қолданылады, ал екіншісі (жоғарғы жады) қызмет көрсету мақсаттары үшін (ДК құрылғыларын тестілеу программаларын және операциялық жүйені алғаш жүктейтін, экранға бейнені жіберетін программаларды сақтауға арналған). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ерекшеленген бөліктер арқылы жадыны тарату.

Жедел жадыны басқарудың ең қарапайым әдісі ерекшеленген шамалар арқылы бірнеше бөліктерге бөлу. Жүйені қосқан кезде немесе оны ұйымдастыру уақытында оператор оны қолмен орындай алады.

Бұл жағдайда жадыны басқаратын ішкі жүйе мынандай қызыметтер атқарады:

• Орындалуға түскен программа өлшемін салыстырады және бос бөліктерді қарап келетінін алады;
• Программаны жүктейді және адрестерді баптайды.

Айнымалы шамалар арқылы жадыны тарату

Бұл жағдайда машина жады бөліктерге алдын ала бөлінбейді. Басында барлық жады бос болады. Әрбір түсетін есепке қажет жады бөлінеді. Егер жадының қажет өлшемі болмаса, онда есеп орындалуға жіберілмей кезек күтіп тұрады. Есеп аяқталғаннан кейін жады босайды, осы орынға басқа есеп жүктеледі. Бұл әдісті таратуда операциялық жүйенің жадыны басқаруы былай орындалады:

• Жады өлшемі және алғашқы адрестер көрсетілген бос немесе бос емес бөлікке кесте енгізіледі;
• Жаңа есеп түссе – сұраныс талдалады, яғни түскен есеп сиятындай кестенің бос орыны қаралады;
• Бөлінген орынға есепті жүктейді және кестенің бос немесе бос емес бөліктерін реттейді;