Дербес компьютердің жедел жад, арнайы жад, КЕШ-жад құрылғыларының қызметі

Дербес компьютердің жедел жад,

арнайы жад, КЕШ-жад құрылғыларының қызметі

Жедел жад (ЖЕСҚ, ағылш. RAM - Random Access memory - ерiктi жету жады) - бұл процессормен тiкелей байланысты және программалар өңдейтiн мәлiметтердi жазу, оқу және сақтауға арналған аса үлкен емес көлемдi жылдам сақтау құрылғысы.

Жедел жад мәлiметтер мен программаларды уақытша ғана сақтау үшiн қоданылады, өйткенi машинаны өшiрген кезде ЖЕСҚ-дағы барлық мәлiметтер жоғалып кетедi.

ЖЕСҚ-ның көлемi әдетте 32-512 Мбайт, ал қазiргi кезде программалық қамтаманың тиiмдi жұмысы үшiн кем дегенде 256 Мбайт ЖЕСҚ болуы керек.

Әдетте ЖЕСҚ DRAM (Dynamic RAM - динамикалық ЖЕСҚ) жадының интегралдық микросхемаларынан орындалады. DRAM микросхемалары жадтың басқа түрлерiнен баяулау жұмыс iстейдi, бiрақ бағасы арзандау болады.

DRAM-дағы әрбiр ақпараттық бит жартылай өткiзгiш кристалл құрылымында жасалған кiшкентай конденсатордың электрлiк заряды түрiнде сақталады. Ағып кету салдарынан бұндай конденсаторлар кезеңдi түрде разрядталады, сондықтан оларды арнайы құрылғылар мепериоды түрде (шамамен әрбiр 2 миллисекунд сайын) зарядтап тұрады. Бұл процесс жадтың регенерациясы (Refresh Memory) деп аталады.

Қазiргi кездегi микропроцессорлардың сыйымдылығы 1-16 Мбайт және одан жоғары. Олар корпустарға орнатылып, жад модульдерiне жинақталады.

SIMM және DIMM типтi модульдер кең тараған.

SIMM модулiнде жад элементтерi ұзындығы 10 см-ге жуық кiшкентай баспа платада жинақталған. Мұндай модульдердiң сыйымдылығы бiрдей емес - 256 Кбайт, 1, 2, 4, 8, 16, 32 және 64 Мбайт. SIMM-нiң түрлi модульдерiнiң микросхемаларының саны әртүрлi болуы мүмкiн - тоғыз, үш немесе бiр және контактiлерiнiң саны да әр түрлi болуы мүмкiн - 30 немесе 72.

Жад модульдерiнiң маңызды сипаттамасы - мәлiметтерге жету уақыты, әдетте ол 60-80 наносекунд құрайды.

Қазiргi кезде SIMM-дер қолданылмайды десе де болады. Олардың орнына DIMM келдi, ал оның орнына DDR мен RIMM келдi, бiрақ DIMM-мен салыстырғанда олардың құны жоғарылау және де соған сай айырбас жылдамдығы жоғары.

КЭШ-жад

КЭШ (ағылш. cache) немесе асқын жедел жад - аса үлкен емес көлемдi өте жылдам есте сақтау құрылғысы (СҚ), ол ақпараттың процессормен және одан жылдамдығы төмен жедел жадпен өңделуi жылдамдығының арасындағы айырмашылықтың орнын толтыру үшiн микропроцессор мен жедел жад арасындағы мәлiметтер айырбасы кезiнде қолданылады.

КЖШ-жадын арнайы құрылғы - контроллер басқарады. Ол жақын уақытта процессорға қандай мәлiметтер мен командалар қажет болуы ықтимал екенiн алдын-ала көруге тырысады да, оларды кэш-жадына кiргiзедi. Бұнда "дәл түсу" мен "тимей қалулар" болуы мүмкiн. Дәл түскен кезде, яғни кэшке керекмәлiметтер кiргiзiлген болса, оларды жадтан алып шығу еш тоқтаусыз өтедi. Егер қажет ақпарат кэште жоқ болса, процессор оны тiкелей жедел жадынан оқиды. "Дәл тию" мен "тимей кету" қатынасы кэштеу тиiмдiлiгiн анықтайды.

КЭШ-жады DRAM-ға қарағанда жылдам әрекеттi, қымбат және сиымдылығы төмен SRAM (Static RAM) статикалық жадының микросхемаларында жүзеге асады.

Қазiргi кездегi микропроцессорлардың iшiне орнатылған кэш-жады бар, аталмыш бiрiншi деңгейдегi өлшемi 8-16 Кбайт кэш. Бұдан басқа, компьютердiң жүйелiк платасында сиымдылығы 64 Кбайттан 256 Кбайт және одан жоғары екiншi деңгейдегi кэш орнатылуы мүмкiн.

Арнайы жад

Арнайы жад құрылғыларына тұрақты жад (ROM), қайта программаланатын тұрақты жад (Flash Memory), батарейкадан қоректенетiн CMOS RAM жад, бейнежад және басқа жадтың түрлерi жатады.

Тұрақты жад (ТЕСҚ, ROM - Read Only Memory - тек оқуға арналған жад) - энергияға тәуелдi жад, ешқашан өзгертудi қажет етпейтiн мәлiметтердi сақтау үшiн қолданылады. Жадтың мазмұны арнайы түрде оны тұрақты сақтау үшiн жасалған кезде құрылғыға "тiгiледi". ТЕСҚ-нан тек оқуға болады.

Қайта программалатын тұрақты жад (Flash Memory) - өзiнiң құрамын дискетадан бiрнеше қайта жазуға мүмкiндiк беретiн энергияға тәуелдi жад.

Ең алдымен тұрақты жадқа процессордың өз жұмысын басқару программасын жазады. ТЕСҚ-да дисплей, пернетақта, принтер, сыртқы жадты басқару программалары, компьютердi қосу және тоқтату, құрылғыларды тестiлеу (тексеру) программалары орналасқан. Тұрақты немесе Flash-жадтың маңызды микросхемасы - BIOS модулi.

BIOS (Basic Input/Output System - енгiзу-шығарудың базалық жүйесi) - компьютердi қосқаннан кейiн құрылғыларды автоматты тексеру (тестiлеу); операциялық жүйенi жедел жадқа жүктеу үшiн арналған программалар жиынтығы. BIOS-тың ролi екi жақты: бiр жағынан бұл аппаратураның ажырамас элементi (HardWare), ал екiншi жағынан кез-келген операциялық жүйенiң маңызды модулi (SoftWare).

Тұрақты СҚ-ның бiр түрi - CMOS RAM.

CMOS RAM - әрекет жылдамдығы төмен және батарейкадан энергия алатын жад компьютер жабдығының конфигурациясы мен құрамы, сондай-ақ оның жұмыс режимдерi туралы ақпарат сақтау үшiн қолданылады.

CMOS-тың құрамы BIOS-та орналасқан Setup (ағылш. Set-up - орнату) арнайы программасы арқылы өзгертiледi.

Графикалық ақпаратты сақтау үшiн бейнежады қолданылады.

Бейнежады (VRAM) - жедел СҚ-ның бiр түрi, мұнда кодталған көрiнiстер сақталады. Бұл СҚ оның құрамы бiрден екi құрылғыға - процессор мен дисплейге - жетiмдi болатындай ұйымдастырылған. Сондықтан экрандағы көрiнiс жадтағы бейнемәлiметтердi жаңаланумен бiрге өзгерiп отырады.

Сыртқы жад.

Сыртқы жад (СЕСҚ) программалар мен мәлiметтердi ұзақ уақыт бойы сақтауға арналған, оның құрамының тұтастығы компьютердiң қосылған немесе қосылмағандығына байланысты емес. СЕСҚ-нан процессорға немесе керiсiнше ақпараттың айналуы шамамен келесi тiзбек бойынша жүредi:

Сыртқа жадтың құрамына мыналар кiредi:

- қатты магниттiк дискiдегi жинақтағыштар;

- иiлгiш магниттiк дискiдегi жинақтағыштар;

- компакт-дисктердегi жинақтағыштар;

- магниттiк-оптикалық компакт-дискiдегi жинақтағыштар;

-магниттiк ленталардағы (стримерлер) жинақтағыштар және т.б.

Иiлгiш магниттiк дисктегi жинақтағыштар.

Иiлгiш диск, дискета (ағылш. Floppy Disk) - ақпараттың шағын көлемдерiн сақтауға арналған құрылғы, ол қорғалған қабықтағы иiлгiш пластикалық диск. Мәлiметтердi бiр компьютерден екiншi компьютерге көшiру үшiн және программалық қамтамасын тарату үшiн қолданылады.

Дискета екi жағынан магнит тотығымен қапталған және пластик қорапшаға салынған дөңгелек полимер төсеуiштен тұрады. Қорапшаның iшкi бетiне тазалағыш қабат жүргiзiлген. Қорапшада екi жағынан радиалды тесiктер жасалған, олар арқылы жинағыштың оқу/жазу дискке жете алады.