Pamäte

Pamäte

-pamäť - každé zariadenie, ktoré umožňuje zápis informácie, jej uchovanie na určitú dobu a výber (prečítanie) informácie
-polovodičová pamäť - tvorená integrovanými obvodmi (integr. obvod - uchováva informácie milióna bitov)
-vnútorné pamäte sú polovodičové
-operačná pamäť je polovodičová pamäť s priamym prístupom
-každý údaj v pamäti má svoju adresu; pri zápise alebo čítaní je potrebné určiť adresu odkiaľ sa má prečítať alebo kam sa má zapísať
-pamäte delíme na: vnútorné pamäte - ROM a RAM
vonkajšie pamäte - disketa, pevný disk, CD, CD-RW, DVD, …

Vnútorné pamäte

ROM

-Read Only Memory
-nemôžme do nej zapisovať; zapisuje iba výrobca
-je trvalá (pernamentná)- po prerušení prúdu údaje v nej ostávajú
-ukladajú sa v nej informácie, ktoré riadia činnosť PC
-výrobca ukladá: BIOS, Boot Strap Loader (vyhľadáva MBR, prečíta si informácie v PT, a povie PC kde má nájsť spúšťacie programy)
-polovodičová pamäť tvorená integrovaným obvodom

RAM

-Random Access Memory
-pamäť s priamym prístupom k údajom
-s touto pamäťou procesor komunikuje priamo
-do nej sa najprv umiestnia údaje z pevného disku; RAM ich uchová a poskytne procesoru na spracovanie
-je tvorená kremíkovými čipmi
-je umiestnená v základnej doske PC
-hlavná, operačná pamäť PC
-uchováva tie informácie s ktorými mikroprocesor práve pracuje
-je energicky závislá - po prerušení el. obvodu sa z nej všetky údaje vymažú
-polovodičová pamäť tvorená integrovanými obvodmi
-rozdeľujeme ju do dvoch skupín - DRAM a SRAM

DRAM

-DynamicRAM
-má veľkú kapacitu, pomalá, lacná
-pamäťová bunka je tvorená jedným tranzistorom a jedným kondenzátorom
-nabitie kondenzátora odpovedá uloženiu jedného bitu do pamäte
-pre udržanie informácie je nutné kondenzátor stále nabíjať, preto je pomalšia
-hustota tejto pamäte je 512Mb = 1 čip obsahuje 512 miliónov dvojíc kondenzátor-tranzistor

SRAM

-StaticRAM
-pamäťová bunka je tvorená skupinou šiestich tranzistorov
-má menšiu kapacitu, je rýchlejšia, lebo neobsahuje kondenzátory
-prístupová doba je okolo 0,5 nanosekúnd = 2GHz
-má menšiu kapacitu

Logické rozdelenie pamäte RAM:

-1. časť - základná, konvenčná alebo basic memory - je v rozmedzí od 0 do 640kB; je prístupná aplikáciám
-2. časť - horná pamäť - UpperMemoryArea
- od 640kB do 1MB
- videopamäť
- uchováva informácie o tom, čo má byť zobrazené na obrazovke
- skladá sa z troch častí, ktoré sú rovnomerne rozdelené po 128 kB
- prvých 128 kB slúži pre DOS a Windows v núdzovom režime
- ďalších 128 kB používa ROM BIOS
- ďalších 128 kB používa textový režim
- 3. časť - rozšírená pamäť - ExtendedMemory
- nad 1MB
- aby bola využitá, musí procesor pracovať v chránenom režime
- PC spracúva viac aplikácií súčasne; každý program dostane určitý adresný priestor a zostane vo svojom priestore; ak by sa chcel niektorý program alebo vírus roztiahnuť a prepísať dáta iného programu je nutná ochrana pamäte; ochranu pamäte zabezpečuje mikroprocesor

Vonkajšie pamäte

Rozdelenie pamäťových médií
-magnetické - využívajú princíp magnetickej polarizácie miniatúrnych častíc, ktoré sú nanesené na médiu; pri zapisovaní údajov získavajú častice pomocou zapisovacieho zariadenia príslušnú magnetickú orientáciu; nevýhodou je, že polarizácia môže byť narušená pôsobením vonkajšieho mag. poľa, napr. v blízkosti transformátorov, monitorov, reproduktorov, alebo permanentného magnetu; čím je vonkajšie pole silnejšie, tým kratší čas postačuje na poškodenie údajov; znamená to, že po určitom čase sa údaje na magnetických médiách môžu sami zničiť
-magnetooptické – rozdiel medzi magnetickým a magnetooptickým princípom je v spoľahlivosti uložených dát; magnetická polarizácia častíc nanesených na médiu sa v tomto prípade môže zmeniť až po istom zahriatí laserovým lúčom; znamená to, že zmena je možná len počas krátkeho časového úseku; neskoršie ovplyvňovanie záznamu vonkajším magnetickým poľom je oveľa nižšie ako u magnetických médií
-optické - na zápis i čítanie využívajú optický lúč - CD-RW, DVD

Pevný disk

-je súčasťou každého PC
-médium na uchovanie dát s vysokou kapacitou (až stovky GB)
-je to pevne uzavretá neprenosná jednotka
-vo vnútri sa nachádza niekoľko nad sebou rotujúcich kotúčov; tieto kotúče sa otáčajú po celú dobu, keď je disk pripojený k zdroju el. napätia nezávisle na tom, či sa z neho číta alebo sa naň zapisuje
-rýchlosť otáčok býva v bežných diskoch 5 400 - 10 000 otáčok/min
-vďaka tomuto otáčaniu sa v okolí diskov vytvára tenká vzduchová vrstva, na ktorej sa pohybujú čítacie/zapisovacie hlavy
-vzdialenosť hláv od disku: 0,3 - 0,6 mikrónu
-všetky kotúče z ktorých sa skladá pevný disk, sú rozdelené do sústredných kružníc nazývaných stopy; každá stopa je rozdelená na sektory; množina všetkých stôp s rovnakým číslom na všetkých diskoch sa označuje ako cylinder
-princíp zapisovania údajov je magnetický; zápis na disk prebieha na magnetickú vrstvu, ktorá je nanesená na každom disku v troch krokoch: vystavenie hláv na príslušný cylinder pomocou elektromagnetu, pootočenie diskov na patričný sektor, zápis (načítanie) dát
-dáta sú ukladané tak, že najskôr je zaplnený celý prvý cylinder, potom druhy, atď.; tento spôsob dovoľuje, aby sa hlavy podieľali na čítaní paralelne; ukladanie dát po jednotlivých diskoch by bolo podstatnejšie pomalšie, pretože v danom okamžiku by vždy mohla pracovať iba jedna hlava
-po vypnutí PC sa pevný disk prestáva otáčať; tým prestáva existovať tenká vrstva, na ktorej sa pohybujú hlavy a vzniká riziko ich pádu na disky; tento pád by totiž mohol jednotlivé disky poškodiť; preto v okamihu, keď má pevný disk ukončiť svoju činnosť, je nevyhnutné, aby hlavy boli umiestnené do zóny, ktorá je prispôsobená na ich pristátie
-uchováva informácie aj po vypnutí PC
-inicializácia pevného disku:
-je uvedenie do činnosti
-prebieha v troch etapách: 1) nízkoúrovňové formátovanie - Low Level Formating (LLF)
2) rozdelenie do oblastí - môže aj nemusí prebiehať
3) systémové formátovanie
-LLF- robí ho výrobca; môže ho robiť aj užívateľ s rizikom, že sa disk môže poškodiť načisto; vytvára sa fyzický formát disku; disk sa rozdelí na stopy a sektory
-rozdelenie do oblastí - je lepšie ak túto fázu nevynechám; rozdelí mi disk na disky; rozdelenie závisí od operačného systému; v operačnom systéme MS DOS alebo aj vo WINDOWS použije príkaz FDISK.EXE
postup: 1) zavedieme operačný systém zo systémovej diskety a spustíme FDISK.EXE, ktorý nám ponúka určité činnosti a my si vyberáme
1.činnosť - vytvorenie systémovej oblasti (C) alebo logických jednotiek (ostatné disky)
2.činnosť - nastavenie aktívnej systémovej oblasti; musí určiť, odkiaľ prebieha štart operačného systému
3.činnosť - zmazanie systémovej oblasti alebo logickej jednotky
4.činnosť - zobrazenie informácii o rozdelení disku
Windows XP ponúka rozdelenie disku pri inštalácii z CD
FDISK.EXE C:/mbr - príkaz, ktorý dokáže vytvoriť nový mbr a dokáže napr. odstrániť vírus
-systémové formátovanie - pri formátovaní disku sa vytvárajú: MBR FAT alebo NTFS ROOT DATA
- MBR - Master Boot Record - z dvoch častí: Boot Record(BR) a Partition
Table(PT); BR obsahuje program, ktorý vyhľadá systémové súbory a zavedie ich do operačnej pamäte; PT tabuľka, ktorá informuje o rozdelení pevného disku
- pevné disky sa môžu formátovať vo formáte FAT16 alebo FAT32; ak máme disk menší ako 8GB
- vo formáte NTFS (Netvork Fat System) - do tejto podoby sa formátujú disky menšie aj väčšie ako 8GB; NTFS umožňuje sekvenčný zápis a teda aj sekvenčné čítanie; pri formátovaní do polohy NTFS sú alokačné bloky menšie
- ROOT - obsahuje názvy súborov a ich parametre
- DATA - slúži na ukladanie súborov do alokačných blokov
- pri NTFS sú alokačné bloky menšie ako pri FAT


CD

-Compact disc
-môžeme ich rozdeliť na 3 základné druhy:

1.) CD-ROM - lisované CD médium
- môžeme si na ňom kúpiť program, hru alebo hudbu
- je určené iba na čítanie údajov
- kapacita 650-700 MB
- je vyrobený z hliníkovej fólie
- údaje naň sa zapisujú pri výrobe, keď je povrch média prispôsobený tak, že optický lúč sa od konkrétneho miesta buď odráža alebo neodráža podľa želaného stavu logická 0 alebo 1
- dáta sú ukladané do jednej dlhej špirály, podobne ako na gramofónovej platni; špirála začína pri strede a postupne sa rozvíja až k okraju; je len na spodnej strane disku tj. záznam je jednostranný; dĺžka 1 špirály je pribl. 6 km

2.) CD-R, CD-RW - RW umožňuje viac ako 100 násobné chronologické nahrávanie a mazanie záznamu s nezmenenou kvalitou dát
- záznam je zlúčiteľný s klasickým CD diskom
- na polykarbonátovom disku je predlisovaná špirálová stopa s údajmi na presné sledovanie stopy záznamovým laserom a stabilizáciu obvodovej rýchlosti kotúča
- povrch CD-R má vrstvu ochranného laku a etiketu s údajmi o disku; pod vrstvou laku je zvyčajne zlatá reflexná vrstva; medzi reflexnou vrstvou a spodnou vrstvou číreho polykarbonátového substrátu je nanesený tenký povlak záznamovej vrstvy z organického farbiva citlivého na svetlo
- digitálna informácia sa na disk zapisuje laserovým lúčom určitého výkonu s vlnovou dĺžkou 780 nanometrov, ktorý je modulovaná dátovým signálom; zaostrený lúč zapisuje digitálne informácie lokálnym ohrevom záznamovej vrstvy a substrátu na teplotu 250°C, čím dôjde k jej roztopeniu; vplyvom lokálneho ohrevu vznikajú v záznamovej vrstve špirálovej stopy „vypálené“ jamky s následnou zmenou pôvodnej štruktúry a odrazovej schopnosti svetla.

DVD

-Digital versatile disc
-vyzerá ako obyč. CD
-oproti CD má 27-krát väčšiu kapacitu
-je tvorený dvoma doskami o hrúbke 0,6 mm; obidve dosky môžu niesť údaje z dvoch strán; na každú stranu je možné zaznamenať údaje v dvoch vrstvách
-DVD mechanika je vybavená optikou, ktorá dokáže zaostriť laserový lúč na spodnú alebo na vrchnú vrstvu
-spodná vrstva je polopriesvitná, takže prepúšťa svetelný lúč určitej vlnovej dĺžky, ale inú dobre odráža
-na diskoch býva zvyčajne označenie DVD-5 (1-stranný 1-vrstvový disk), DVD-9 (1-stranný 2-vrstvový disk), DVD-10 (2-stranný 1-vrstvový disk), DVD-14 alebo DVD-18 (2-stranný 2-vrstvový disk) - to je označenie podľa vrstiev a strán, súčtom ktorých získate výslednú kapacitu média
-2 základné formáty: DVD-R a DVD+R

Disketa

-slúži na trvalé uchovávanie dát
-prvé diskety boli 8-palcové; neskôr 5¼" s kapacitou 360KB; dnes poznáme 3½" s kapacitou 1,44 MB
-disketová jednotka je zariadenie, ktoré je schopné pracovať s údajmi na diskete
-disketa je tvorená plastovým kotúčom, na ktorého povrchu je vrstva oxidu železa; celý kotúč je uzavretý v obdĺžnikovom púzdre, vystlanom hebkým materiálom, ktorý kotúč chráni pred nečistotami a poškodením
-má: na obale ochranný výrez, upevňovací otvor, indexový otvor a otvor pre čítanie a zápis
-záznam je magnetický
-dáta sú zapisované do sústredných kružníc; stopy a sektory sú utvorené presne ako na hard disku
-základné parametre diskety - veľkosť, hustota záznamu dát a z toho vyplývajúca kapacita
-podľa kapacity diskety: SS - single side - jednostranná disketa
DS - double side - obojstranná disketa
-podľa hustoty záznamu: SD - single density – jednoduchá hustota záznamu
DD - double density- s dvojitou hustotou záznamu
HD - high hensity - s vysokou hustotou záznamu
-formátovanie diskety:
-magnetická vrstva na povrchu diskety je najprv nefunkčná - na disketu nie je možné robiť záznam, preto je potrebné mag. vrstvu inicializovať - formátovať
-pri formátovaní sa disketa rozdelí na stopy a sektory
-disketa má 80 stôp a 18 sektorov
-významný je nultý sektor - boot sektor – nachádza sa v ňom program, ktorý zabezpečí pri štarte PC vyhľadanie systémových súborov a ich zavedenie do operačnej pamäte
-príkaz na formátovanie diskety: format A:
-ak formátujeme už používanú disketu, všetko z nej sa vymaže
-vytvorenie systémovej diskety:
-systémová disketa obsahuje najdôležitejšie súbory operačného systému - io.sys msdos.sys command.com - nesmú sa vymazať ani meniť
-používame ju v prípade, ak je HDD alebo pevný disk zavírený, pokazený, ...
-io.sys - Input/Output.sys - riadi hardware
-msdos.sys - jadro operačného systému; ovláda software
-command.com - interpret interných príkazov
-disketu vytvárame: 1) ak disketa nie je naformátovaná: format A:/S/S – zabezpečí prenesenie súborov z pevného disku na disketu
2) ak je už disketa naformátovaná: sys C: A: (odkiaľ: kam:)
-môžeme ju vytvoriť iba pomocou týchto 2 príkazov, lebo systémové súbory majú presne určené miesto na disku, preto tieto súbory nemôžeme kopírovať
-sys A: C: umožňuje premiestnenie údajov z diskety na HDD

Streamer

-páskové médium s pozdĺžnym prúdovým záznamom (podobne ako u audiokazety)
-dáta sa nezapisujú po blokoch ale ako celistvý prúd dát
-jeho hlavné využitie spočíva v zálohovaní veľkých objemových dát, napr. vo výpočtových strediskách

Zip disk

-disk s priemerom 3½", na ktorý je možné uložiť 100MB alebo 250MB dát
-princíp práce je podobný ako u disketovej mechaniky

Dyna MO

-zástupca magnetooptických zariadení
-médiá majú podobný vzhľad ako diskety
-vyrábané sú externé aj interné
-kapacita 650MB - 1,3GB
-na zálohovanie sú oveľa spoľahlivejšie diskety ako páskové zariadenia