Hier wird alles gespeichert. Windows XP-Systemregistrierung Autor: Sergey Golubev

Eine Person speichert Informationen in ihrem eigenen Gedächtnis sowie in Form von Aufzeichnungen auf verschiedenen externen (in Bezug auf eine Person) Medien: auf Stein, Papyrus, Papier, magnetischen und optischen Medien usw. Dank solcher Aufzeichnungen sind Informationen übertragen nicht nur im Raum (von Mensch zu Mensch), sondern auch in der Zeit - von Generation zu Generation.

Vielzahl von Speichermedien

Informationen können in verschiedenen Formen gespeichert werden: in Form von Texten, in Form von Abbildungen, Diagrammen, Zeichnungen; in Form von Fotografien, in Form von Tonaufnahmen, in Form von Film- oder Videoaufnahmen. Es werden jeweils deren Träger verwendet. Träger - Das das materielle Medium, das zum Aufzeichnen und Speichern von Informationen verwendet wird.

Zu den Hauptmerkmalen von Informationsträgern gehören: Informationsvolumen bzw. Dichte der Informationsspeicherung, Zuverlässigkeit (Dauerhaftigkeit) der Speicherung.

Papiermedien

Der Träger mit der massivsten Nutzung ist immer noch Papier. Erfunden im 2. Jahrhundert n. Chr. in China dient Papier den Menschen seit 19 Jahrhunderten.

Um die Informationsmengen auf verschiedenen Medien zu vergleichen, verwenden wir eine universelle Einheit - Byte, unter der Annahme, dass ein Zeichen des Textes 1 Byte "wiegt". Ein Buch mit 300 Seiten und einer Textgröße von ca. 2000 Zeichen pro Seite hat ein Informationsvolumen von 600.000 Bytes oder 586 KB. Der Informationsumfang der Sekundarschulbibliothek, deren Bestand 5000 Bände beträgt, entspricht etwa 2861 MB = 2,8 GB.

Die Haltbarkeit von Dokumenten, Büchern und anderen Papierprodukten hängt stark von der Qualität des Papiers, den zum Schreiben des Textes verwendeten Farbstoffen und den Lagerbedingungen ab. Interessanterweise wurde bis Mitte des 19. Jahrhunderts (seitdem Holz als Papierrohstoff verwendet wurde) Papier aus Baumwolle und Textilabfällen - Lumpen - hergestellt. Die Tinten waren natürliche Farbstoffe. Die Qualität der handschriftlichen Dokumente dieser Zeit war ziemlich hoch und sie konnten Tausende von Jahren aufbewahrt werden. Mit dem Übergang zu einer Holzbasis, mit der Verbreitung von Schreib- und Kopierwerkzeugen, mit der Verwendung synthetischer Farbstoffe hat sich die Haltbarkeit gedruckter Dokumente auf 200-300 Jahre verringert.

Magnetische Medien

Die Magnetaufzeichnung wurde im 19. Jahrhundert erfunden. Ursprünglich wurde die Magnetaufzeichnung nur zur Tonkonservierung verwendet. Der allererste magnetische Aufzeichnungsträger war ein Stahldraht mit einem Durchmesser von bis zu 1 mm. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde für diese Zwecke auch gewalztes Stahlband verwendet. Die Qualitätsmerkmale all dieser Träger waren sehr gering. Die Produktion einer 14-stündigen Magnetaufzeichnung mündlicher Vorträge auf dem Internationalen Kongress in Kopenhagen im Jahr 1908 erforderte 2.500 km oder etwa 100 kg Draht.

In den 1920er Jahren erschien Magnetband zuerst auf Papier und später auf synthetischer (Lavsan) Basis, auf deren Oberfläche eine dünne Schicht aus ferromagnetischem Pulver aufgetragen wird. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts lernten sie, wie man ein Bild auf Magnetband aufzeichnet, Videokameras und Videorecorder tauchten auf.

Auf Computern der ersten und zweiten Generation wurden Magnetbänder als einzige Art von Wechselmedien für externe Speichergeräte verwendet. Auf einer Magnetbandspule, die in den Bandlaufwerken der ersten Computer verwendet wurde, wurden etwa 500 Kb an Informationen gespeichert.

Seit Anfang der 1960er Jahre Computer Magnetplatten: eine Aluminium- oder Kunststoffscheibe, die mit einer dünnen Schicht Magnetpulver von wenigen Mikrometern Dicke beschichtet ist. Informationen auf einer Platte sind entlang kreisförmiger konzentrischer Spuren angeordnet. Magnetplatten sind hart und flexibel, entfernbar und in ein Computerlaufwerk eingebaut. Letztere werden traditionell als Festplatten bezeichnet, und Wechseldisketten werden als Disketten bezeichnet.

"Winchester"-Computer- Das ein Paket von Magnetplatten, die auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind. Die Informationskapazität moderner Festplatten wird in Gigabyte gemessen - Dutzende und Hunderte von GB. Der gebräuchlichste Diskettentyp mit einem Durchmesser von 3,5 Zoll fasst 2 MB Daten. Disketten werden seit kurzem nicht mehr verwendet.

Plastikkarten sind im Bankensystem weit verbreitet. Sie nutzen auch das magnetische Prinzip der Aufzeichnung von Informationen, mit dem Geldautomaten und Registrierkassen arbeiten, verbunden mit dem Informationsbanksystem.

Optische Medien

Die Verwendung der optischen oder Lasermethode zur Aufzeichnung von Informationen beginnt in den 1980er Jahren. Sein Erscheinen ist mit der Erfindung eines Quantengenerators verbunden - eines Lasers, einer Quelle eines sehr dünnen (Dicke in der Größenordnung eines Mikrometers) Strahls hoher Energie. Der Strahl ist in der Lage, einen binären Datencode mit einer sehr hohen Dichte auf die Oberfläche eines schmelzbaren Materials zu brennen. Das Lesen erfolgt durch Reflexion eines Laserstrahls mit geringerer Energie („kalter“ Strahl) an einer solchen „perforierten“ Oberfläche. Aufgrund der hohen Aufzeichnungsdichte haben optische Platten ein viel größeres Informationsvolumen als magnetische Einzelplattenmedien. Die Informationskapazität einer optischen Platte beträgt 190 bis 700 MB. Optische Datenträger werden als CDs bezeichnet.

In der zweiten Hälfte der 1990er Jahre erschienen Digital Versatile Video Discs (DVD). D Digital v vielseitig D frage) mit großer Kapazität, gemessen in Gigabyte (bis zu 17 GB). Die Erhöhung ihrer Kapazität im Vergleich zu CDs ist auf die Verwendung eines Laserstrahls mit kleinerem Durchmesser sowie auf zweischichtige und zweiseitige Aufzeichnung zurückzuführen. Denken Sie an das Beispiel der Schulbibliothek zurück. Ihr gesamter Buchfundus lässt sich auf einer DVD unterbringen.

Gegenwärtig sind optische Platten (CD – DVD) die zuverlässigsten materiellen Medien. digital aufgezeichnete Informationen. Diese Arten von Medien sind entweder einmal beschreibbar – nur lesbar oder wiederbeschreibbar – schreibgeschützt.

Flash-Speicher

In letzter Zeit sind viele mobile digitale Geräte erschienen: Digitalkameras und Videokameras, MP3-Player, PDAs, Mobiltelefone, E-Book-Reader, GPS-Navigationsgeräte und vieles mehr. Alle diese Geräte benötigen tragbare Speichermedien. Da aber alle mobilen Geräte recht klein sind, stellen sie auch besondere Anforderungen an Speichermedien. Sie müssen kompakt sein, im Betrieb einen geringen Stromverbrauch haben und während der Lagerung nichtflüchtig sein, eine große Kapazität, hohe Schreib- und Lesegeschwindigkeiten und eine lange Lebensdauer haben. All diese Anforderungen werden erfüllt Flash-Karten Erinnerung. Das Informationsvolumen einer Flashkarte kann mehrere Gigabyte betragen.

Als externes Medium für einen Computer waren Flash-Schlüsselanhänger („Flash-Laufwerke“ - sie werden umgangssprachlich genannt), deren Veröffentlichung im Jahr 2001 begann, weit verbreitet. Eine große Menge an Informationen, Kompaktheit, hohe Lese-Schreib-Geschwindigkeit und Benutzerfreundlichkeit sind die Hauptvorteile dieser Geräte. Der Flash-Schlüsselanhänger wird an den USB-Anschluss eines Computers angeschlossen und ermöglicht das Herunterladen von Daten mit einer Geschwindigkeit von etwa 10 MB pro Sekunde.

„Nanoträger“

In den letzten Jahren wurde aktiv daran gearbeitet, noch kompaktere Informationsträger unter Verwendung der sogenannten „Nanotechnologien“ zu schaffen, die auf der Ebene von Atomen und Molekülen der Materie arbeiten. Infolgedessen kann eine einzelne CD, die mit Nanotechnologie hergestellt wurde, Tausende von Laserdiscs ersetzen. Experten zufolge wird die Informationsspeicherdichte in etwa 20 Jahren so zunehmen, dass jede Sekunde eines Menschenlebens auf einem Medium mit einem Volumen von etwa einem Kubikzentimeter aufgezeichnet werden kann.

Organisation von Informationsspeichern

Informationen werden auf Medien gespeichert, damit sie angezeigt, nach den erforderlichen Informationen und erforderlichen Dokumenten gesucht, ergänzt und geändert, Daten gelöscht werden können, die ihre Relevanz verloren haben. Mit anderen Worten, die gespeicherte Information wird von einer Person benötigt, um damit zu arbeiten. Die Bequemlichkeit der Arbeit mit solchen Informationsspeichern hängt stark davon ab, wie die Informationen organisiert sind.

Zwei Situationen sind möglich: Entweder sind die Daten in keiner Weise organisiert (diese Situation wird manchmal als Heap bezeichnet) oder die Daten strukturiert. Mit zunehmender Informationsmenge wird die „Heap“-Option aufgrund der Komplexität ihrer praktischen Nutzung (Suche, Aktualisierung etc.) immer weniger akzeptabel.

Die Worte „Daten sind strukturiert“ bedeuten das Vorhandensein einer bestimmten Ordnung von Daten in ihrer Speicherung: in einem Wörterbuch, Zeitplan, Archiv, Computerdatenbank. Nachschlagewerke, Wörterbücher, Enzyklopädien verwenden normalerweise das lineare alphabetische Prinzip zum Organisieren (Strukturieren) von Daten.

Bibliotheken sind die größte Informationsquelle. Erwähnungen der ersten Bibliotheken stammen aus dem 7. Jahrhundert v. Mit der Erfindung des Buchdrucks im 15. Jahrhundert begannen sich Bibliotheken auf der ganzen Welt auszubreiten. Das Bibliothekswesen verfügt über jahrhundertelange Erfahrung in der Organisation von Informationen.

Um Bücher in Bibliotheken zu organisieren und zu suchen, werden Kataloge erstellt: Verzeichnisse des Buchbestands. Der erste Bibliothekskatalog wurde im 3. Jahrhundert v. Chr. in der berühmten Bibliothek von Alexandria erstellt. Mit Hilfe des Katalogs ermittelt der Leser die Verfügbarkeit des von ihm benötigten Buches in der Bibliothek und der Bibliothekar findet es im Buchdepot. Bei der Verwendung von Papiertechnologie ist ein Katalog ein organisierter Satz von Kartonkarten mit Informationen zu Büchern.

Es gibt alphabetische und systematische Kataloge. BEI alphabetisch Kataloge sind die Karten alphabetisch nach Autorennamen und Form geordnet linear(einstufig)Datenstruktur. BEI systematisch Katalogkarten sind nach Inhalt der Bücher und Form systematisiert Hierarchische Datenstruktur. Zum Beispiel sind alle Bücher in Kunst, Bildung und Wissenschaft unterteilt. Pädagogische Literatur ist in Schule und Universität unterteilt. Bücher für die Schule sind in Klassen unterteilt usw.

In modernen Bibliotheken werden Papierkataloge durch elektronische ersetzt. Die Suche nach Büchern wird in diesem Fall automatisch vom Informationssystem der Bibliothek durchgeführt.

Auf Computermedien (Festplatten) gespeicherte Daten haben eine Dateiorganisation. Eine Datei ist wie ein Buch in einer Bibliothek. Wie ein Bibliotheksverzeichnis erstellt das Betriebssystem ein Verzeichnis auf der Festplatte, das auf dedizierten Spuren gespeichert wird. Der Benutzer sucht nach der gewünschten Datei, indem er das Verzeichnis durchsucht, woraufhin das Betriebssystem diese Datei auf der Platte findet und sie dem Benutzer bereitstellt. Die ersten Plattenmedien mit geringer Kapazität verwendeten eine einstufige Dateispeicherstruktur. Mit dem Aufkommen von Festplatten mit großer Kapazität begann man, eine hierarchische Dateiorganisationsstruktur zu verwenden. Zusammen mit dem Konzept „Datei“ tauchte das Konzept eines Ordners auf (siehe „ Dateien und Dateisystem”).

Ein flexibleres System zum Organisieren von Datenspeicherung und -abruf sind Computerdatenbanken (vgl . “Datenbank”).

Zuverlässigkeit der Informationsspeicherung

Das Problem der Zuverlässigkeit der Informationsspeicherung ist mit zwei Arten von Bedrohungen für gespeicherte Informationen verbunden: Zerstörung (Verlust) von Informationen und Diebstahl oder Verlust vertraulicher Informationen. Papierarchive und Bibliotheken waren schon immer vom physischen Aussterben bedroht. Die oben erwähnte Zerstörung der Bibliothek von Alexandria im 1. Jahrhundert v. Chr. brachte der Zivilisation großen Schaden, da die meisten Bücher darin in einer einzigen Kopie existierten.

Die wichtigste Möglichkeit, Informationen in Papierdokumenten vor Verlust zu schützen, ist ihre Vervielfältigung. Die Verwendung elektronischer Medien macht die Vervielfältigung einfacher und billiger. Der Übergang zu neuen (digitalen) Informationstechnologien hat jedoch neue Probleme der Informationssicherheit geschaffen.

Im Verlauf des Studiums des Informatik-Studiengangs erwerben die Studierenden bestimmte Kenntnisse und Fähigkeiten im Zusammenhang mit der Speicherung von Informationen.

Die Studierenden lernen, mit traditionellen (Papier-)Informationsquellen zu arbeiten. Der Standard für die Grundschule stellt fest, dass die Schüler lernen müssen, mit Nicht-Computer-Informationsquellen zu arbeiten: Nachschlagewerke, Wörterbücher, Bibliothekskataloge. Dazu sollten sie mit den Prinzipien der Organisation dieser Quellen und mit den Methoden der optimalen Suche in ihnen vertraut gemacht werden. Da diese Kenntnisse und Fähigkeiten von großer allgemeinbildender Bedeutung sind, ist es wünschenswert, sie den Studierenden möglichst früh zu vermitteln. In einigen Studiengängen des Propädeutik-Informatik-Studiums wird diesem Thema viel Aufmerksamkeit geschenkt.

Die Studierenden müssen die Techniken des Arbeitens mit Wechseldatenträgern von Computern beherrschen. In den letzten Jahren wurden immer seltener Magnetdisketten verwendet, die durch geräumige und schnelle Flash-Medien ersetzt wurden. Die Studierenden sollen in der Lage sein, die Informationskapazität der Medien und den freien Speicherplatz zu bestimmen und die Menge der gespeicherten Dateien damit zu vergleichen. Die Schüler sollten verstehen, dass optische Datenträger das am besten geeignete Medium für die Langzeitspeicherung großer Datenmengen sind. Wenn Sie einen CD-Brenner haben, bringen Sie ihm bei, wie man Dateien schreibt.

Ein wichtiger Schulungspunkt ist die Erklärung der Gefahren, denen Computerinformationen durch bösartige Programme – Computerviren – ausgesetzt sind. Kindern sollten die Grundregeln der "Computerhygiene" beigebracht werden: eine Antivirenkontrolle aller neu ankommenden Dateien durchzuführen; Antiviren-Datenbanken regelmäßig aktualisieren.

Benutzerdaten werden als Dateien auf PC-Festplatten gespeichert. Sie können auch gespeichert werden (externe Festplatten, CD/DVDs, Flash-Laufwerke usw.).

Die Daten sind getrennt von der Software aufzubewahren. Beim Speichern von Daten zusammen mit Programmen besteht die Gefahr einer unbeabsichtigten Beschädigung von Programmen, die auch zur Zerstörung des Betriebssystems führen kann.

Benutzerdateien sollten nach Möglichkeit NICHT auf dem Laufwerk C: gespeichert werden, auf dem sich die Betriebssystemdateien befinden. Nun, wenn der Computer nur eine Festplatte C: hat, dann können wir Ihnen raten, darauf einen Ordner zu erstellen, zum Beispiel mit dem Namen "D:".

Dann müssen Sie eine Verknüpfung zu diesem Ordner erstellen (rechte Maustaste - "Verknüpfung erstellen") und ihn beispielsweise in "Disk_D" umbenennen. Die Verknüpfung sollte auf dem Desktop Ihres Computers platziert werden, und alle Benutzerdaten sollten in diesen Ordner D geschrieben werden, wodurch sozusagen ein anderes Laufwerk namens D simuliert wird, das sich eigentlich nicht in Ihrem Computer befindet.

Eine vor neugierigen Blicken besser geschützte Möglichkeit bietet das Betriebssystem selbst. Es hat einen Ordner "Eigene Dateien", in dem Benutzer aufgefordert werden, alle ihre Daten zu speichern. Dieser Ordner verfügt sogar über vorgefertigte interne Ordner zum Speichern von Musik, Videos, Dokumenten usw.

Im letzteren Fall besteht der Datenschutz darin, dass nur der Benutzer, der Ihren Benutzernamen und Ihr Passwort eingibt, auf den Ordner Eigene Dateien zugreifen kann, wenn Sie den Anmeldemodus mit einem Konto eingestellt haben. Wenn Login und Passwort beim Einschalten des PCs nicht abgefragt werden (zu Hause vermeiden das viele Benutzer, um das Passwort nicht zu vergessen), ist das Speichern von Dateien in Eigene Dateien nicht sicherer als das Speichern in jedem anderen Ordner.

Ihr Ordner (ob Eigene Dateien oder Disk_D) muss eine bestimmte Reihenfolge haben. Ihre Dateien sollten in Ordnern sortiert sein. klar sein sollten, sollten sie nicht bezeichnet werden, z. B. "1", "2" usw. Es ist besser, klare Namen für sie zu finden.

Dateien sollten auch mit aussagekräftigen Namen benannt werden. Wenn Sie verschiedene Versionen derselben Dateien aufbewahren, ist es besser, diese Versionen mit denselben Namen zu bezeichnen, aber beispielsweise Folgendes hinzuzufügen:

• "Materialien zu Netbooks_Version 1",
• "Materialien zu Netbooks_Version 2",
• "Materialien zu Netbooks_Version 3"
• usw.

Das PC-Dateisystem trägt automatisch das Erstellungsdatum von Dateien ein, um die spätere Suche zu erleichtern (z. B. nach dem Erstellungsdatum), aber Sie können das Datum auch manuell direkt in den Dateinamen einfügen, was wiederum praktisch ist bei gleichzeitiger Speicherung mehrerer Versionen desselben Dokuments, zum Beispiel:

• (01.03.2012) Teekanne oder Benutzer
• (03.03.2012) Teekanne oder Benutzer
• usw.

Wenn die Dateinamen eindeutig sind und für sich sprechen, können Sie jederzeit den integrierten Dateisuchdienst verwenden:

• in Windows XP: "Start" - "Suchen" - "Dateien und Ordner",
• in Windows 7: "Start" - "Programme und Dateien durchsuchen".

Es reicht aus, den Namen der gewünschten Datei oder ein Fragment des gewünschten Textes einzugeben, der in der Datei gespeichert ist. Und Sie erhalten eine Auswahl an Dateien, die den Suchbedingungen entsprechen.

Der allgemeine Grundsatz, an dem sich ein selbstbewusster Benutzer in Sachen Datenspeicherung orientieren sollte, lässt sich wie folgt formulieren.

• Je genauer und gründlicher die Dateien für die Speicherung vorbereitet werden, desto einfacher und einfacher ist es, diese Daten später wiederzufinden.

• Der Benutzer muss immer daran denken, dass er vergessen kann, wo und was er gespeichert hat.

• Und nur wenn eine bestimmte Ordnung in der Struktur und Benennung von Ordnern sowie in Dateinamen gegeben ist, findet man die im PC gespeicherten Informationen schnell wieder.

• Sie sollten es sich zur Gewohnheit machen, bei Bedarf die Suche zu verwenden.

Sie müssen Ihre Dateien regelmäßig irgendwo außerhalb Ihres Computers speichern. Andernfalls kann das Unwiederbringliche passieren und Sie verlieren alles, was Sie sich über Wochen, Monate und sogar Jahre verdient haben.

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Prüfungsfall.
Professor. Wie funktioniert ein Transformator?
Student. Woo-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o-o...

Wir sind es längst gewohnt, persönlich zu sein. Wir schalten sie ein und arbeiten tatsächlich, ohne ein wenig darüber nachzudenken, wie sie angeordnet sind und wie sie funktionieren. All dies liegt daran, dass PC-Entwickler und Software-Entwickler gelernt haben, zuverlässige Produkte zu entwickeln, die uns keinen Anlass geben, noch einmal über das Design eines Computers oder Programme, die ihm dienen, nachzudenken.

Die Leser des Blogs sind jedoch wahrscheinlich daran interessiert, zu erfahren, wie Computer und Software funktionieren. Dies wird Gegenstand einer Artikelserie sein, die unter der Überschrift „Wie ein PC funktioniert“ veröffentlicht werden.

Wie ein PC funktioniert: Teil 1: Verarbeitung von Informationen

Computer zur Automatisierung von Informationsverarbeitungsprozessen. Es ist entsprechend eingerichtet, um alle Möglichkeiten zur erfolgreichen Erfüllung seiner Mission zu haben.

Um Informationen in einem Computer zu verarbeiten, müssen die folgenden grundlegenden Operationen damit durchgeführt werden:

– Information eingeben zum Rechner:

Diese Operation ist notwendig, damit der Computer etwas zu verarbeiten hat. Ohne die Möglichkeit, Informationen in einen Computer einzugeben, werden sie sozusagen zu einer Sache für sich.

– eingegebene Informationen speichern im Computer:

Wenn Sie die Möglichkeit geben, Informationen in einen Computer einzugeben, müssen Sie natürlich in der Lage sein, diese Informationen darin zu speichern und sie dann im Verarbeitungsprozess zu verwenden.

– verarbeitet die eingegebenen Informationen:

Hier muss verstanden werden, dass bestimmte Verarbeitungsalgorithmen benötigt werden, um die eingegebenen Informationen zu verarbeiten, ansonsten kann von keiner Informationsverarbeitung gesprochen werden. Der Computer muss mit solchen Algorithmen ausgestattet sein und diese auf die Eingangsinformationen anwenden können, um sie „korrekt“ in Ausgangsdaten umzuwandeln.

– verarbeitete Informationen speichern,

Neben der Speicherung der eingegebenen Informationen muss der Computer die Ergebnisse seiner Arbeit, die Ergebnisse der Verarbeitung der eingegebenen Daten speichern, damit sie in Zukunft verwendet werden können.

– Informationen von einem Computer ausgeben:

Mit dieser Operation können Sie die Ergebnisse der Informationsverarbeitung in lesbarer Form für PC-Benutzer anzeigen. Es ist klar, dass diese Operation es ermöglicht, die Ergebnisse der Informationsverarbeitung auf einem Computer zu verwenden, andernfalls würden diese Verarbeitungsergebnisse im Computer verbleiben, was ihren Empfang völlig bedeutungslos machen würde.

Die wichtigste Fähigkeit eines Computers ist die Verarbeitung von Informationen, denn seine Schönheit liegt gerade darin, dass er Informationen umwandeln kann. Die gesamte Einrichtung eines Computers ist der Anforderung geschuldet, Informationen in kürzester Zeit auf dem schnellsten Weg zu verarbeiten.

Informationsverarbeitung auf einem Computer kann als jede Aktion verstanden werden, die Informationen von einem Zustand in einen anderen umwandelt. Dementsprechend verfügt der Computer über ein spezielles Gerät namens , das ausschließlich für extrem schnelle Datenverarbeitung ausgelegt ist, mit Geschwindigkeiten, die Milliarden von Operationen pro Sekunde erreichen.

Zentralprozessor

Der Prozessor empfängt (entnimmt) die für die Verarbeitung erforderlichen Daten von einem Gerät, das für die vorübergehende Speicherung von Eingabe- und Ausgabedaten ausgelegt ist. Es gibt auch einen Platz im RAM zum Speichern von Zwischendaten, die im Prozess der Informationsverarbeitung gebildet werden. Somit empfängt der Prozessor sowohl Daten vom RAM als auch schreibt die verarbeiteten Daten in den RAM.

Direktzugriffsspeicher (RAM)

Schließlich sind sie zur Eingabe und Ausgabe von Daten mit einem Computer verbunden, der es Ihnen ermöglicht, zu verarbeitende Informationen einzugeben und die Ergebnisse dieser Verarbeitung anzuzeigen.

Externe Festplatte, externes DVD-Gerät, Flash-Laufwerk, Tastatur, Maus

Prozessor und RAM arbeiten mit der gleichen Geschwindigkeit. Wie oben erwähnt, kann die Geschwindigkeit der Informationsverarbeitung viele Millionen und Milliarden Operationen pro Sekunde betragen. Kein externes Eingabe- und Ausgabegerät kann mit solchen Geschwindigkeiten arbeiten.

Daher für ihre Verbindung zum Computer etwas Besonderes E/A-Geräte-Controller. Ihre Aufgabe ist es, die hohen Geschwindigkeiten von Prozessor und RAM mit relativ niedrigen Ein- und Ausgabegeschwindigkeiten in Einklang zu bringen.

Diese Controller sind unterteilt in spezialisierte, an die nur spezielle Geräte angeschlossen werden können, und universelle. Ein Beispiel für eine spezialisierte Controller-Vorrichtung ist beispielsweise eine Videokarte, die dafür ausgelegt ist, einen Monitor mit einem Computer zu verbinden.

Die Registrierung und Speicherung von Informationen stammt von Bildern, die in der Jungsteinzeit und der Bronzezeit in Stein gemeißelt wurden. Jahrhunderte vergingen, bis die Schrift zum Menschen kam und dann die Typografie.

Erst im 19. Jahrhundert Fotografie (1839) und Kino (1895) wurden erfunden. Diese beiden bemerkenswerten Erfindungen ermöglichten es, Informationen in Form von Bild und Ton zu registrieren und zu speichern.

Eine interessante Möglichkeit, diskrete Informationen zu speichern, wurde von dem französischen Mechaniker J. Wacanson vorgeschlagen, der 1741 einen computergesteuerten Webstuhl entwickelte. Um sich das Programm einzuprägen, benutzte er eine mechanische Lochtrommel. Erst 60 Jahre später wurde die Trommel durch Lochpappe ersetzt, die der Prototyp von Lochkarten und Lochstreifen war.

Ein grundlegend wichtiges Ereignis war die Erfindung der Aufzeichnung elektrischer Signale auf Magnetband, die den Grundstein für viele Arten von Magnetaufzeichnungsgeräten legte. Die Produktion von Magnetbändern begann erst vor relativ kurzer Zeit, im Jahr 1928, obwohl das Prinzip der Tonaufzeichnung mit Hilfe eines Magnetfelds seit über hundert Jahren bekannt ist.

Wir haben bereits gesagt, dass der Computerspeicher je nach Art des Zugriffs darauf und der darin gespeicherten Informationsmenge in betriebsbereit und langfristig (permanent) unterteilt wird. Der zentrale Prozessor eines Computers greift jederzeit auf den RAM zu, das Lesen und Schreiben von Informationen im RAM erfolgt schnell im Tempo des Computers. Der Computer schreibt große Mengen an Informationen ins Langzeitgedächtnis und greift sporadisch darauf zu.

Der Unterschied zwischen Arbeits- und Langzeitgedächtnis liegt im Zeitpunkt des Zugriffs auf den Speicher, daher wird anstelle dieser Namen häufig ihre physische Implementierung verwendet - Halbleiter- und Magnetspeicher, aber jetzt gibt es Voraussetzungen für die Schaffung eines Speichers mit hoher Kapazität Gerät und gleichzeitig mit schnellem Zugriff, niedrigem Preis und Größen.

Der Computer arbeitet mit zwei Zeichen: "Ja" (1) und "Nein" (0). Die Zustände "Ja" und "Nein" werden physikalisch in einem elektrischen Relais realisiert, das zwei stabile Zustände hat. Das Relais wurde durch die Vakuumröhre und dann den Transistor ersetzt. Eine Lampen- oder Transistorspeichervorrichtung ist in einer "Flip-Flop"-Schaltung implementiert, die zwei stabile Zustände hat und daher in der Lage ist, die Werte 0 und 1 zu speichern. Verschiedene physikalische Prinzipien werden verwendet, um diese Operation durchzuführen. Trigger (Trigger bedeutet Trigger, Latch) ist ein "elektronisches Relais", das sich wie ein elektrisches Relais in einem von zwei möglichen Zuständen befinden kann, ausgedrückt durch unterschiedliche Spannungen an einem ausgewählten Punkt in der Schaltung. Üblicherweise wird die eine Spannung als 0, die andere als 1 angenommen. Der Trigger hält einen der beiden stabilen Zustände für eine beliebig lange Zeit und schaltet bei Einwirkung eines externen Signals schlagartig von einem Zustand in den anderen um.

Ein Trigger wird benötigt, um ein Bit an Informationen zu speichern. Indem Sie mehrere Flip-Flops in Reihe schalten, erhalten Sie ein Gerät zum Speichern großer Binärzahlen, und jedes vorherige Flip-Flop dient als Signalquelle für das nächste. Ein Satz Flip-Flops, der zum Speichern einer Binärzahl einer bestimmten Länge ausgelegt ist, wird als Register bezeichnet. Es ist zu beachten, dass ein solches Speichergerät nur funktioniert, wenn es eingeschaltet ist.

Wenn der Zugriff auf Speicherzellen (Flip-Flops) so organisiert ist, dass binäre Informationen für alle Zellen gleichzeitig geschrieben und gelesen werden, wird die Speichervorrichtung als Speicher mit wahlfreiem Zugriff bezeichnet. Wenn das Register so ausgelegt ist, dass die darin enthaltenen Informationen sequentiell von der vorherigen Zelle zur nächsten übertragen werden, spricht man von einem Schieberegister oder einem Gerät mit sequentiellem Speicher.

Computer-RAM kann aus vielen Triggerelementen beliebiger Art bestehen. In den Jahren des Bestehens von Computern wurden grundlegend unterschiedliche RAM-Bausteine ​​entwickelt und technisch umgesetzt, obwohl einige davon heute nur noch in Museen zu finden sind. Sie werden auf einfachsten Halbleiterstrukturen, auf der Basis kryogener Elemente, Kathodenstrahlröhren, zylindrischer magnetischer Domänen, Holographie, unter Verwendung komplexer molekularer und biologischer Systeme implementiert.

Im Folgenden betrachten wir einige Geräte des Betriebs- und Langzeitgedächtnisses, die auf verschiedenen physikalischen Prinzipien und in verschiedenen Perioden der Entwicklung der Computertechnologie erstellt wurden.

Speicher auf Ferritkernen. Ferrit ist ein magnetisches Halbleitermaterial, das aus pulverisierten Oxiden hergestellt wird. Ferrit hat starke magnetische Eigenschaften mit einer nahezu rechteckigen Hystereseschleife (Abhängigkeit der magnetischen Induktion von der Magnetfeldstärke).

Ein Magnetkern mit einer rechteckigen Hystereseschleife ist ein gutes Element zum Speichern von Informationen im Binärcode. Es kann vereinbart werden, dass der magnetisierte Zustand des Kerns 1 und der entmagnetisierte Zustand 0 entspricht. Der Übergang von einem Zustand in einen anderen erfolgt unter dem Einfluss von Strom in der Spule. Ein Ring aus Ferritmaterial mit Wicklungen verhält sich ähnlich. Zur Steuerung des magnetischen Zustands muss der Ring entsprechende Schreib- und Lesewicklungen aufweisen. Das Lesen von Informationen basiert auf dem oben erwähnten Effekt: Wenn der Kern unter Einwirkung des Impulses im selben Zustand blieb, wurde 1 hineingeschrieben, wenn sich der Kern unter Einwirkung eines Impulses der entgegengesetzten Polarität in einen anderen änderte Zustand, 0 wurde darin geschrieben.

Eine Speichermatrix wird aus einem Satz von Ferritringen zusammengesetzt, bei denen jedes Element im Zustand 0 oder 1 ist und somit so viele Bits gespeichert werden wie in der Ringmatrix. Die Matrix besteht aus einem Gitter aus horizontalen und vertikalen Drähten (Reifen), an deren Schnittpunkt Ferritringe platziert sind. Mit Hilfe von Reifen wird der magnetische Zustand jedes Rings kontrolliert.

Um die Gesamtabmessungen der Speichervorrichtung zu verringern, werden die Abmessungen der Ferritringe minimiert. Der Außendurchmesser der Knie beträgt 0,45 mm, die Schaltzeit 30 ns. Der Miniaturisierung eines auf Ferriten basierenden Speichers sind leider durch den Innendurchmesser des Ferritrings Grenzen gesetzt. Es ist also sehr schwierig, mehrere Leiter durch einen Ring mit einem Durchmesser von 0,3 mm zu führen, ohne ihn zu zerbrechen.

Serielle Speichergeräte auf Ferriten haben eine Kapazität von bis zu 20 Mbps.

Speicher auf zylindrischen magnetischen Domänen. Dieser Gerätetyp beruht auf folgendem physikalischen Effekt: Bei manchen magnetischen Materialien können bei Einwirkung eines äußeren Magnetfeldes gesonderte Bereiche auftreten, die sich in Magnetisierungsrichtung vom Rest des Materials unterscheiden. Diese Bereiche werden "Domains" (Domain Managed Area, District) genannt. Unter der Wirkung eines schwachen äußeren Magnetfeldes können sich Domänen in einer Platte aus ferromagnetischem Material mit hoher Geschwindigkeit in vorgegebene Richtungen bewegen. Mit dieser Domänenverschiebungseigenschaft können Sie Speichergeräte erstellen. Ein gutes domänenbildendes Material ist ein Ferrit-Granat-Film.

Domänenstrukturen können streifenförmig, ringförmig oder zylindrisch sein. Bauelemente, die auf zylindrischen magnetischen Domänen (CMLs) basieren, sind eine neue Stufe in der Anwendung von Magnetismus in der Speichertechnologie.

Die Informationsträger in einem solchen Gerät sind isolierte magnetisierte Abschnitte von magnetischen Kristallen. Die Domänengröße reicht von 0,01 bis 0,1 mm, sodass auf einem Quadratzentimeter Material mehrere Millionen Domänen platziert werden können. Unter einem Mikroskop beobachtete Domänen haben die Form von Blasen, daher die englische Version des Namens dieses Speichertyps - Magnetblasenspeicher (Magnetblasenspeicher).

Domänen können erzeugt oder zerstört werden, durch ihre Verschiebung können Sie logische Operationen erstellen, da das Vorhandensein oder Fehlen einer Domäne an einem bestimmten Punkt des Magnetkristalls als 1 oder 0 betrachtet werden kann.

Sehr wichtig ist die Tatsache, dass beim Deaktivieren die Domains erhalten bleiben.

Auf der Basis eines domänenhaltigen Kristalls werden Halbleitermodule hergestellt - Chips (ein Chip ist ein dünnes Stück Holz oder Stein). Um zylindrische Domänen in einem Chip zu bilden, wird dieser in konstante und rotierende Magnetfelder platziert, die von einem Permanentmagneten und einem Elektromagneten gebildet werden.

Das Domain-Register besteht aus einem Domain-Eingabegerät (Domain-Generator), einem Ausgabegerät (Widerstandssensor) und einem Permalloy-Film. Domänen werden durch direkte Keimbildung von Domänen an der einen oder anderen Stelle des Kristalls erzeugt. Die Generierung und Eingabe von Domänen in das Schieberegister erfolgt durch eine leitfähige Schleife aus Permalloy-Folie. Wenn im Generator ein Strom auftritt, wird ein lokales Magnetfeld erzeugt. Unter Einwirkung dieses Feldes wird in dem durch die Schleifenkontur begrenzten Bereich eine Domäne bekeimt, die dann unter Einwirkung eines konstanten Vormagnetisierungsfeldes eine zylindrische Form annimmt. In dieser Form wird die Domain in das Schieberegister eingetragen.

Ein Chip kann bis zu 150 Bit speichern, und das gesamte Laufwerk hat 10 Mbps. Es gab 16-Mbit-Laufwerke. Ein Speichergerät dieser Kapazität hat die Größe eines kleinen Koffers.

Das Lesen von Informationen in einem Chip auf zylindrischen Magnetdomänen erfolgt unter Verwendung von magnetoresistiven Permalloy-Sensoren oder Hall-Sensoren. Unter der Wirkung des Magnetfeldes der Domäne im Permalloy-Film tritt eine Änderung des elektrischen Widerstands auf, oder in einem Halbleitersensor entsteht unter der Wirkung der Domäne eine elektromotorische Kraft.

Halbleiterspeicher. Zur Speicherung elektrischer Signale werden Halbleiterstrukturen verwendet, auf deren Basis Bipolartransistoren, MOS-Transistoren (Metal Oxide Semiconductors), MNOS-Transistoren (Metal Nitride Oxide Semiconductors) und Charge-Coupled Devices (CCDs) entstehen.

Die Speicherblöcke auf Transistoren sind ähnlich organisiert wie die Speicherblöcke auf Ferritkernen. Der Hauptnachteil von Halbleiterspeichern ist ein erheblicher Stromverbrauch und Informationsverlust beim Abschalten der Stromversorgung.

Ein Bipolartransistor ist ein Gerät mit zwei p-n-Übergängen. Unter der Wirkung der Basis-Kollektor-Spannung ändert sich der Zustand des Transistors: Er kann offen oder gesperrt sein. Diese Zustände werden als 0 und 1 verwendet.

Der Metalloxid-Chiptransistor ist eine Art Feldeffekttransistor. Der Name dieses Transistors kommt von drei Komponenten: einem Metallgate, einer isolierenden Oxidschicht und einem Halbleitersubstrat. Es ist ein Halbleiterbauelement, bei dem der Widerstand zwischen seinen beiden Anschlüssen durch das an den dritten Anschluss (Gate) angelegte Potenzial gesteuert wird. Unter dem Einfluss der Steuerspannung kann sich der MOSFET im geschlossenen oder offenen Zustand befinden.

Auf Bipolartransistoren, Feldeffekt-MOSFETs und MNOS-Transistoren werden CCDs verwendet, um integrierte Speichervorrichtungen zusammenzubauen.

Die Herstellungstechnologie von Halbleiterstrukturen ermöglicht es, auf ihrer Basis integrierte Speichervorrichtungen zu erstellen. Basis aller Halbleiterelemente ist ein Siliziumwafer, auf dem der gesamte logische Speicherblock aufgebaut ist. Eine Speichereinheit auf der MOS-Struktur ist also eine Matrix aus 256 Speicherelementen.

Von den erwähnten Geräten gelten CCDs als eine neue Seite in der Entwicklung der Mikroelektronik, Experten sagen ihnen die Zukunft voraus und glauben, dass sie besser sein können als Speichergeräte auf zylindrischen magnetischen Domänen und mittelgroßen Magnetplatten.

Speicher auf Kathodenstrahlröhren (CRT). Als Speicher kann eine Kathodenstrahlröhre ohne Phosphorbeschichtung dienen. Der Elektronenstrahl, der auf das Glas der Glühbirne einwirkt, hinterlässt darauf eine elektrische Ladung, und diese Ladung wird lange gespeichert, da Glas ein gutes Dielektrikum ist. Das Lesen von Ladungen wird auch durch einen Elektronenstrahl durchgeführt, dessen Bewegung durch Ablenkplatten gesteuert wird. Das Vorhandensein einer Ladung auf dem Ziel wird durch eine Änderung des Strahlstroms beurteilt.

Die Technologie ermöglichte die Implementierung eines hocheffizienten Speichers auf einer CRT. Anstelle von Glas wird also eine elektrostatische Siliziummatrix verwendet, die aus mehreren Mikrokondensatoren mit einer Querabmessung von etwa 6 Mikrometern besteht.

Das Röhrentarget auf der MOS-Struktur speichert Informationen in Form eines Potentialreliefs, das in der Oxidschicht der Platte gebildet wird. Bei der Aufzeichnung am Kontaktpunkt des Strahls mit dem Ziel wird eine Ladung akkumuliert, die 1 entspricht. keine Ladung 0. Eine nach diesem Prinzip hergestellte CRT hat eine Kapazität von 4,2 Mbit bei einer Zielfläche von 1 cm2.

Speicher auf Magnetband. Die Aufzeichnung von Informationen auf Magnetbändern basiert auf dem Prinzip, dass ferromagnetische Materialien Rückstände zurückhalten
Magnetisierung entsprechend der Magnetfeldstärke während der Aufzeichnung. Magnetband ist ein Informationsträger in Form eines flexiblen Kunststoffbandes, das mit einer dünnen (0,01–10 Mikrometer) Magnetschicht beschichtet ist. Das Band bewegt sich mit gleichmäßiger Geschwindigkeit am Magnetkopf vorbei, und seine Oberfläche wird in Abhängigkeit vom Momentanwert der Magnetfeldstärke magnetisiert, die der Kopf entsprechend dem an ihm ankommenden Signal erzeugt.

Wenn ein Magnetband am Wiedergabekopf vorbeigeführt wird, wird in seiner Wicklung eine elektromotorische Kraft induziert, die dem Magnetisierungsgrad der Magnetschicht des Bandes entspricht. Dieses Aufnahme- und Wiedergabeprinzip ist für Magnettrommeln und -platten ähnlich.

Moderne Massenspeichergeräte auf Magnetband
relativ billig und kompakt, Möglichkeiten, Informationen für lange Zeit zu speichern. Sie ermöglichen ein mehrfaches Lesen und Einfügen neuer Informationen anstelle von zuvor aufgezeichneten Informationen.

Auf einem Magnetband können digitale Informationen auf mehreren parallelen Spuren aufgezeichnet werden, wobei jede Spur einen eigenen Aufnahme-Wiedergabekopf hat, oder ein Kopf wird durch einen Befehl auf die gewünschte Spur bewegt.

In Magnetbandspeichergeräten werden Informationsblöcke in Intervallen platziert (geschrieben), die ausreichen, um den Bandantriebsmechanismus anzuhalten. Jeder Informationsblock hat seine eigene Adresse in Form eines Codewortes. Ein großer Informationsblock wird vom Band abgetastet, indem die im Speicherregister des Computers gespeicherte Adresse des Blocks mit den vom Band gelesenen verglichen wird; aktuelle Nummern (Adressen) von Blöcken.

Der Hauptnachteil des Bandspeichers ist die beträchtliche Zeit
Probenahmeinformationen. Aber auf der anderen Seite hat ein solcher Speicher eine gute Menge an gespeicherten Informationen - 40 GB bei einer sehr kompakten Größe.

Speicher auf Magnettrommeln und Platten. Das Hauptelement der Speichervorrichtung auf einer Magnettrommel ist die Trommel selbst, die mit einem magnetischen Material bedeckt ist. In der Nähe der Trommeloberfläche sind mehrere Köpfe zum berührungslosen Aufzeichnen und Lesen installiert. Beispielsweise kann eine Trommel 278 Spuren haben, die von 24 Fellen bedient werden. Die Trommel dreht sich mit einer Frequenz von etwa 20.000 Umdrehungen pro Minute, wodurch die Informationsabtastrate mehrere zehn Millisekunden betragen kann.

Das Speichergerät auf einer Magnettrommel ist ein äußerst präzises mechanisches Gerät. Um die Zuverlässigkeit zu erhöhen, sind die Köpfe versiegelt, wodurch ein automatisches System schwimmender Köpfe entsteht, wenn zwischen der Oberfläche der Trommel und dem Kopf ein konstanter Abstand von etwa 5 Mikron aufrechterhalten wird.

Ein Konkurrent der Magnettrommel ist ein magnetisches Speichergerät.
Platten, die in den frühen 60er Jahren auftauchten, nachdem sie die Herstellung schwebender Magnetköpfe auf einem Luftkissen gemeistert hatten. Die Vergrößerung der Oberfläche, die zum Aufzeichnen von Informationen auf Magnetplatten im Vergleich verwendet wird
Magnettrommeln ermöglichten es, bei gleicher Aufzeichnungsdichte Geräte zu entwickeln, deren Kapazität um ein Vielfaches größer war als die Kapazität von Geräten auf Magnettrommeln, so dass Magnettrommeln vollständig durch Magnetplatten ersetzt wurden.

Unabhängig von der Größe der Disc besteht das Laufwerk aus drei physischen Komponenten: der Disc-Cartridge, dem Disc-Laufwerk und der Elektronik.

Festplatten bestehen aus Aluminium oder Messing, sie können fest eingebaut und austauschbar sein; Informationen werden entlang konzentrischer Spuren auf der magnetischen Schicht aufgezeichnet; Standarddurchmesser 88,9; 133,35 mm, Dicke ca. 2 mm; Beide Oberflächen funktionieren. Die Scheibe ist auf einer Welle montiert, die von einem Elektromotor angetrieben wird. Der Spalt zwischen der Plattenoberfläche und dem Magnetkopf beträgt 2,5–5,0 &mgr;m und muss während des Betriebs konstant gehalten werden. Dazu wird die Oberfläche der Scheibe sorgfältig bearbeitet und es kommen spezielle Aerostatikköpfe zum Einsatz, die über der Scheibe schweben. Die Köpfe zum Schreiben und Lesen bewegen sich in der Lücke zwischen den Scheiben mit Hilfe eines Bremssattels, der von einem Servoantrieb mit speziellen Befehlen gesteuert wird.

Die durchschnittliche Kapazität eines Tracks ist ziemlich groß (ca. 40 KB), daher ist jeder Track für eine schnellere Suche in Sektoren unterteilt. Wenn die Festplatte durch Hardware in Sektoren unterteilt wird, gibt es 32 Löcher auf dem inneren Kreis, die den Beginn der Sektoren markieren.

Die Kapazität von Festplatten kann Hunderte von Gbps erreichen, und die Zugriffszeit auf einen Informationsblock beträgt 1 bis 10 ms.

Der Hauptvorteil des Festplattenspeichers ist eine relativ schnelle Suche nach dem gewünschten Informationsblock und die Möglichkeit, Festplatten zu wechseln, wodurch Sie Daten von Festplatten lesen können, die auf einem anderen Computer aufgezeichnet wurden.

Festplatten sind weit verbreitet für Mini- und Mikrocomputer (Seagate, IBM, Quantum). Ein Merkmal von Festplatten ist die Versiegelung der Medien, die es ermöglicht, die Lücken zwischen den Köpfen und der Platte zu verringern und die Aufzeichnungsdichte erheblich zu erhöhen. Die Versiegelung erhöht auch die Zuverlässigkeit der Vorrichtung.

Speicherung von Informationen auf Mikrofilm. So seltsam es auch erscheinen mag,
Informationen können aber auch auf Mikrofilm gespeichert werden. Bei einer Filmgröße von A6 kann es etwa 1 MB an Informationen speichern.

Die Mikroverfilmung basiert auf dem Prinzip der Fotografie. Die Entstehung der ersten Mikroform geht auf das Jahr 1850 zurück. Lange Zeit wurde für die Mikroverfilmung 35- oder 16-mm-Rollfilm verwendet. Im Gegensatz zum herkömmlichen Mikrofilmen ist das Mikrofischen eine fotografische Aufzeichnung von Informationen auf einem flachen fotografischen Film der Standardgröße A6 105 x 148 mm. Das Bild einer gewöhnlichen A4-Textseite (296 x 210 mm) wird mit Hilfe einer Optik um das 24-fache verkleinert und auf einem Mikrofiche in Form einer kleinen Zelle fixiert.

Auf einem 105 x 148 mm großen Mikrofiche sind insgesamt 98 verkleinerte Abbildungen gewöhnlicher Textseiten platziert.

Es ist möglich, ein System mit einer Auflösung zu verwenden, die es ermöglicht, Bilder mit 208 oder 270 Seiten auf einem Mikrofiche zu platzieren. Die am häufigsten verwendeten Untersetzungsverhältnisse sind 21, 22 und 24.

Die Idee des Mikrofilms hat sich verbreitet, weil es dies ermöglicht
kompakte papierlose Aufbewahrung beliebiger Dokumente durchführen. Mikroverfilmung wird besonders häufig von Patentämtern, Wissenschafts- und Technologiebibliotheken, Regierungsbehörden und Banken eingesetzt. So wurden 1989 in den USA bis zu 30 % aller Mikrofiche von Regierungsbehörden verwendet. Und vor Anfang 1984 belief sich das in den US-Archiven gespeicherte Informationsvolumen auf 21 Milliarden Textseiten, von denen ein erheblicher Teil auf Mikrofiche aufgezeichnet war.

Mikrofiches werden in speziellen Einsteckbüchern zu je 15 Stück aufbewahrt. Cluster werden in Kästchen platziert. Nehmen wir zum Vergleich an, dass die Sammlung des Journal of the American Chemical Society von 1879 bis 1972. in Regalen mit einer Länge von 18 m gelagert, und dasselbe Magazin auf Mikrofiches in Kartons belegt eine Regallänge von 1,65 m. Dank der entwickelten speziellen Ordnungssystematik ist die Suche nach den erforderlichen Informationen mit herkömmlichen (manuellen) Methoden und mit einem Computer möglich. Visuell lesbare Seriennummernbezeichnungen und Überschriftsfelder ermöglichen Ihnen, schnell den benötigten Mikrofiche und dann die erforderlichen Seiten des Textes zu finden.

Je nach Art und Größe des Mikrofiche-Speichers können verschiedene Suchwerkzeuge verwendet werden: Randlochkarten, Überlagerungskarten, maschinell sortierte Lochkarten oder computergestützte Suche.

Es ist klar, dass bei der Mikroverfilmung und Reproduktion von Informationen auf Papier ein Träger – ein fotografischer Film – eine grundlegende Rolle spielt. Das erste hochauflösende elektrografische Bild auf einem Polymerfilm wurde 1962 von Bell & Howell (USA) erhalten, dann wurde die Technologie von anderen aufgegriffen und fand breite Anwendung. Der Ektavolt-Film von Kodak hat eine Auflösung von 800 Linien/mm, was zu einer 100-fachen Verkleinerung gegenüber dem Original führt. Das Original ist ein Film vom Typ SO-101 und SO-102 von Eastman Kodak, der es ermöglicht, das Bild vom Bildschirm der Kathodenstrahlröhre mit starker Verkleinerung auf den Film zu übertragen.

Es gibt mehrere Verfahren zur computergesteuerten Erzeugung von Bildern auf Film. Erstens kann es sich um eine verkleinerte Kopie von Bildern vom Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre handeln. Zweitens kann das Bild durch einen elektronischen oder durch einen Computer gesteuerten Laserstrahl auf einen fotografischen Film aufgebracht werden. Die Leistung eines solchen Systems ist extrem hoch – in einer Minute kann das System etwa eine halbe Million Zeichen „drucken“.

Zur Wiederherstellung von Informationen aus Mikrofiche gibt es zwei Arten von Geräten: zum Lesen von Mikrofiche mit einer Erhöhung der Bilder von 16 auf 26 Mal, zum Lesen von Mikrofiche und gleichzeitigem Erhalten von Papierkopien.

Der erste Gerätetyp ist ein Desktop-Fotovergrößerer mit einer Projektion von Bildern in durchgelassenem oder reflektiertem Licht. Ein vergrößerter Mikrorahmen wird auf eine Tischebene oder auf einen Bildschirm projiziert. Ein helles und klares Bild von 275 x 390 mm, wie es im Gerät von Pentakata Mikrofilmtechnik gemacht wird, ermöglicht das Arbeiten in Räumen mit normaler Beleuchtung.

Der zweite Gerätetyp ermöglicht es Ihnen, zusätzlich zum Lesen von Informationen, auf Anfrage eine vergrößerte Papierkopie zu erhalten.

Um die Ausrüstung zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Informationen mit Mikrofiche zu charakterisieren, präsentieren wir die Zusammensetzung und Daten der Ausrüstung der Schweizer Firma Messerly:

Kamera zum Erfassen von gedrucktem Text auf Mikrofiche mit einer Kapazität von 1500 - 2000 Dokumenten pro Stunde (15 Fiche);

Verarbeitungsmaschine AP-F-ЗО mit einer Kapazität von 900 m Folie pro Stunde;

ein Mikrofiche-Vervielfältigungsgerät, das 120 Vervielfältigungen pro Stunde herstellt;

Projektionslupe AM 1830, die Bilder auf normalem Papier fixiert, ihre Produktivität beträgt 900 Kopien pro Stunde;

einen automatischen Mikrofiche-Sucher mit einer Suchzeit von etwa 3 Sekunden;

Gerät M-F-4A zum Anzeigen von Mikrofiche-Bildern auf dem Bildschirm.

Die Verwendung einer solchen Ausrüstung kann zu erheblichen Einsparungen an Lagerraum und Personal führen, ist aber wiederum eine teure Ausrüstung und erfordert eine fachmännische Wartung.

RAM-Mikroschaltungen. Von Speicherchips (RAM - Random Access Memory, Random Access Memory) werden zwei Haupttypen verwendet: statisch (SRAM - Static RAM) und dynamisch (DRAM - Dynamic RAM).

Im statischen Gedächtnis werden Elemente (Zellen) auf verschiedenen Varianten von Triggern aufgebaut - Schemata mit zwei stabilen Zuständen. Nachdem Sie ein bisschen in eine solche Zelle geschrieben haben, kann sie so lange in diesem Zustand bleiben, wie Sie möchten - Sie müssen nur Strom haben. Beim Zugriff auf einen statischen Speicherbaustein wird diesem eine vollständige Adresse zugeführt, die mit Hilfe eines internen Decoders in Signale zur Auswahl bestimmter Zellen umgewandelt wird. Statische Speicherzellen haben eine kurze Reaktionszeit (einige bis zehn Nanosekunden), aber darauf basierende Mikroschaltungen haben eine geringe spezifische Datendichte (in der Größenordnung von einigen Mbps pro Paket) und einen hohen Stromverbrauch. Daher wird statischer Speicher hauptsächlich als Puffer (Cache-Speicher) verwendet.

In dynamischen Speichern werden Zellen auf der Grundlage von Bereichen mit Ladungsanhäufung aufgebaut, die eine viel kleinere Fläche einnehmen als Flip-Flops und während der Speicherung praktisch keine Energie verbrauchen. Wenn ein Bit in eine solche Zelle geschrieben wird, wird darin eine elektrische Ladung gebildet, die für mehrere Millisekunden gespeichert wird; Um die Ladung der Zelle dauerhaft zu speichern, ist es notwendig, sie zu regenerieren - den Inhalt umzuschreiben, um die Ladungen wiederherzustellen. Die Zellen dynamischer Speicherchips sind in Form einer rechteckigen (meist quadratischen) Matrix organisiert; Beim Zugriff auf die Mikroschaltung wird ihren Eingängen zuerst die Adresse der Matrixzeile zugeführt, begleitet vom RAS-Signal (Row Address Strobe - Zeilenadressen-Strobe), dann nach einiger Zeit die Spaltenadresse, begleitet vom CAS-Signal (Column Adress-Strobe - Spalten-Adress-Strobe). Jedes Mal, wenn auf eine Zelle zugegriffen wird, werden alle Zellen der ausgewählten Zeile neu generiert, sodass es für eine vollständige Regenerierung der Matrix ausreicht, die Zeilenadressen durchzusortieren. Dynamische Speicherzellen haben eine längere Reaktionszeit (zehn bis hundert Nanosekunden), aber eine höhere spezifische Dichte (etwa zehn Mbit/s pro Paket) und einen geringeren Stromverbrauch. Als Hauptspeicher wird dynamischer Speicher verwendet.

Gewöhnliche SRAM- und DRAM-Typen werden auch als asynchron bezeichnet, da das Setzen der Adresse, das Liefern von Steuersignalen und das Lesen/Schreiben von Daten zu beliebigen Zeiten durchgeführt werden kann – es ist nur notwendig, das Timing zwischen diesen Signalen zu beachten. Diese Zeitverhältnisse beinhalten die zur Signalstabilisierung notwendigen sogenannten Schutzintervalle, die es nicht ermöglichen, die theoretisch mögliche Speichergeschwindigkeit zu erreichen. Es gibt auch synchrone Speichertypen, die ein externes Taktsignal erhalten, an dessen Impulse die Momente der Adressenversorgung und des Datenaustauschs fest gebunden sind; Zusätzlich zur Zeitersparnis bei Schutzintervallen ermöglichen sie eine umfassendere Nutzung des internen Pipelining und blockieren den Zugriff.

FPM-DRAM (Fast Page Mode DRAM – dynamischer Speicher mit schnellem Seitenzugriff) wurde in den letzten Jahren aktiv verwendet. Der ausgelagerte Speicher unterscheidet sich vom gewöhnlichen dynamischen Speicher dadurch, dass er nach dem Auswählen einer Zeile der Matrix und dem Halten von RAS ein mehrfaches Setzen der durch CAS gesteuerten Spaltenadresse sowie eine schnelle Regeneration gemäß dem Schema "CAS vor RAS" ermöglicht. Mit der ersten können Sie Blockübertragungen beschleunigen, wenn sich der gesamte Datenblock oder ein Teil davon in einer Zeile der Matrix befindet, die in diesem System als Seite bezeichnet wird, und mit der zweiten können Sie den Overhead der Speicherregenerierung reduzieren.

EDO (Extended Data Out) - verlängerte Datenhaltezeit am Ausgang) sind eigentlich gewöhnliche FPM-Mikroschaltungen, an deren Ausgang Register installiert sind - Datenlatches. Beim Paging arbeiten solche Mikroschaltungen in einem einfachen Pipeline-Modus: Sie halten den Inhalt der zuletzt ausgewählten Zelle an den Datenausgängen, während die Adresse der nächsten ausgewählten Zelle bereits ihren Eingängen zugeführt wird. Dadurch ist es möglich, das Lesen von sequentiellen Datenarrays im Vergleich zu FPM um etwa 15 % zu beschleunigen. Bei zufälliger Adressierung unterscheidet sich ein solcher Speicher nicht von gewöhnlichem Speicher.

BEDO (Burst EDO – EDO with block access) ist ein EDO-basierter Speicher, der nicht mit Einzel-, sondern mit Batch-Lese-/Schreibzyklen arbeitet. Moderne Prozessoren tauschen dank internem und externem Caching von Befehlen und Daten mit dem Hauptspeicher hauptsächlich Wortblöcke mit maximaler Breite aus. Beim BEDO-Speicher müssen die Eingänge der Mikroschaltungen nicht ständig mit seriellen Adressen versorgt werden, während die erforderlichen Zeitverzögerungen eingehalten werden. Es reicht aus, den Übergang zum nächsten Wort mit einem separaten Signal zu steuern.

SDRAM (Synchronous DRAM - Synchronous Dynamic Memory) - Speicher mit synchronem Zugriff, schneller als herkömmliche asynchrone (FPM / EDO / BEDO). Zusätzlich zur synchronen Zugriffsmethode verwendet SDRAM die interne Unterteilung des Speicherarrays in zwei unabhängige Bänke, wodurch Sie das Abrufen von einer Bank mit dem Setzen der Adresse in einer anderen Bank kombinieren können. SDRAM unterstützt auch den Blockaustausch. Es wird erwartet, dass SDRAM in naher Zukunft EDO-RAM ersetzen und die Hauptposition auf dem Gebiet der Allzweckcomputer einnehmen wird.

PB-SRAM (Pipelined Burst SRAM – statischer Speicher mit Block-Pipeline-Zugriff) ist eine Art synchroner SRAM mit internem Pipelining, wodurch die Datenblock-Austauschrate ungefähr verdoppelt wird.

Speicherchips haben vier Hauptmerkmale – Typ, Größe, Struktur und Zugriffszeit. Der Typ gibt den statischen oder dynamischen Speicher an, das Volumen gibt die Gesamtkapazität der Mikroschaltung an und die Struktur gibt die Anzahl der Speicherzellen und die Kapazität jeder Zelle an. Beispielsweise haben 28/32-Pin-SRAM-DIP-Chips eine Acht-Bit-Struktur (8k*8, 16k*8, 32k*8, 64k*8, 128k*8), und ein 256-kb-486-Cache würde aus acht 32k bestehen * Chips 8 oder vier Chips 64k * 8 (wir sprechen vom Datenbereich - zusätzliche Chips zum Speichern von Zeichen (Tag) können eine andere Struktur haben). Zwei Mikroschaltungen von 128k * 8 können nicht mehr versorgt werden, da ein 32-Bit-Datenbus benötigt wird, der nur von vier parallelen Mikroschaltungen bereitgestellt werden kann. Gängige PB-SRAMs in 100-Pin-PQFP-Gehäusen haben eine 32-Bit-32k*32- oder 64k*32-Struktur und werden in Pentuim-Boards zu zweit oder zu viert verwendet.

In ähnlicher Weise haben 30-Pin-SIMMs eine 8-Bit-Struktur und werden mit den Prozessoren 286, 386SX und 486SLC jeweils zwei und vier mit 386DX, 486DLC und dem regulären 486 installiert. 72-Pin-SIMMs haben eine 32-Bit-Struktur und können einzeln mit 486 und zwei gleichzeitig mit Pentium und Pentium Pro installiert werden. 168-polige DIMMs haben eine 64-Bit-Struktur und werden nacheinander im Pentium und Pentium Pro installiert. Durch den Einbau von mehr als der Mindestanzahl von Speichermodulen oder Cache-Chips können einige Boards die Arbeit mit ihnen beschleunigen, indem sie das Layering-Prinzip (Interleave - Interleaving) verwenden. Die Zugriffszeit charakterisiert die Geschwindigkeit der Mikroschaltung und wird normalerweise in Nanosekunden durch einen Bindestrich am Ende des Namens angegeben. Bei langsameren dynamischen Mikroschaltungen können nur die ersten Ziffern angezeigt werden (-7 statt -70, -15 statt -150), bei schnelleren statischen geben "-15" oder "-20" die Echtzeit des Zugriffs auf die an Zelle. Häufig geben Mikroschaltungen das Minimum aller möglichen Zugriffszeiten an – markieren beispielsweise 70 ns EDO DRAM als 50 oder 60 ns – da 45 üblich sind, obwohl ein solcher Zyklus nur im Blockmodus erreichbar ist und die Mikroschaltung immer noch im Einzelmodus arbeitet in 70 oder 60 ns. Eine ähnliche Situation tritt bei der PB-SRAM-Markierung auf: 6 ns statt 12 und 7 - statt 15.

Nachfolgend finden Sie Beispiele für typische Markierungen von Speicherchips; die Bezeichnung enthält normalerweise (aber nicht immer) ein Volumen in Kilobit und/oder eine Struktur (Länge von Adresse und Daten).

Statisch:

61256 32k*8 (256kbps, 32kb)

62512 64k*8 (512 kbps, 64 kb)

32C32 32k*32 (1Mbps, 128kb)

32C64 64k*32 (2Mbps, 256kb)

Dynamisch:

41256 256k*1 (256kbps, 32kb)

44256, 81C4256 256k*4 (1Mbps, 128kb)

411000, 81C1000 1M*1 (1Mbps, 128kb)

441000, 814400 1M*4 (4Mbps, 512kb)

41C4000 4M*4, (16Mbps, 2MB)

MT4C16257 256k*16 (4Mbps, 512kb)

MT4LC16M4A7 16M*8 (128Mbps, 16MB)

MT4LC2M8E7 2M*8 (16Mbps, 2Mbps, EDO)

MT4C16270 256k*16 (4Mbps, 512kb, EDO)

EDO-Chips haben oft (aber keineswegs immer) "nicht kreisförmige" Zahlen in ihrer Bezeichnung: 53C400 ist beispielsweise gewöhnliches DRAM, 53C408 ist EDO-DRAM.

Darüber hinaus können sich Mikroschaltungen im Speicher in Gehäusen und Modultypen unterscheiden. Es gibt DIP, SIP, SIPP, SIMM, DIMM, CELP, COAST.

DIP (Dual In Line Package – ein Gehäuse mit zwei Stiftreihen) sind klassische Mikroschaltkreise, die in XT- und frühen AT-Hauptspeicherblöcken und jetzt in Cache-Speicherblöcken verwendet werden.

SIP (Single In Line Package - Gehäuse mit einer Stiftreihe) - eine Mikroschaltung mit einer Stiftreihe, vertikal installiert. SIPP (Single In line Pinned Package - ein Modul mit einer Reihe von Drahtleitungen) - ein Speichermodul, das wie DIP / SIP-Chips in das Panel eingesetzt wird; in frühen ATs verwendet.

SIMM (Single In line Memory Module - ein Speichermodul mit einer Reihe von Kontakten) - ein Speichermodul, das in einen Klemmverbinder eingesetzt ist; Wird in allen modernen Boards sowie in vielen Adaptern, Druckern und anderen Geräten verwendet. SIMM hat Kontakte auf beiden Seiten des Moduls, aber sie sind alle miteinander verbunden und bilden sozusagen eine Reihe von Kontakten.

DIMM (Dual Inline Memory Module - Speichermodul mit zwei Kontaktreihen) - ein SIMM-ähnliches Speichermodul, jedoch mit getrennten Kontakten (normalerweise 2 x 84), wodurch die Bittiefe oder die Anzahl der Speicherbänke im Modul erhöht wird. Es wird hauptsächlich in Apple-Computern und neuen P5- und P6-Boards verwendet.

Derzeit sind SIMMs hauptsächlich mit FPM / EDO / BEDO-Chips ausgestattet, und EDO / BEDO / SDRAM werden auf DIMMs installiert.

CELP (Card Egde Low Profile – eine niedrige Karte mit einem Messeranschluss am Rand) ist ein externes Cache-Speichermodul, das auf SRAM- (asynchron) oder PB-SRAM-Chips (synchron) aufgebaut ist. Es sieht ähnlich aus wie ein 72-Pin-SIMM und hat eine Kapazität von 256 oder 512 kb. Ein anderer Name ist COAST (Cache On A STick - wörtlich "Cache auf einem Stick").

Dynamische Speichermodule können zusätzlich zum Speicher für Daten zusätzlichen Speicher zum Speichern von Paritätsbits (Parität) für Datenbytes haben – solche SIMMs werden manchmal als 9- und 36-Bit-Module (ein Paritätsbit pro Datenbyte) bezeichnet. Paritätsbits werden verwendet, um die Korrektheit des Lesens von Daten aus dem Modul zu kontrollieren, wodurch Sie einige Fehler (aber nicht alle Fehler) erkennen können. Der Einsatz von Modulen mit Parität ist nur dort sinnvoll, wo sehr hohe Zuverlässigkeit benötigt wird – sorgfältig getestete Module ohne Parität sind auch für allgemeine Anwendungen geeignet, sofern das Motherboard diese Modultypen unterstützt.

Am einfachsten lässt sich der Modultyp durch Markierung und Anzahl der darauf befindlichen Speicherchips bestimmen: Wenn beispielsweise ein 30-Pin-SIMM zwei Chips des gleichen Typs und einen vom anderen hat, dann enthalten die ersten beiden Daten (jeweils - vier Bits) und das dritte - Paritätsbits ( es ist einstellig). In einem SIMM mit 12 Chips und 72 Pins speichern acht davon Daten und vier Paritätsbits. Module mit 2, 4 oder 8 Chips haben keinen Paritätsspeicher.

Manchmal wird auf den Modulen ein sogenannter Paritätssimulator platziert - eine Addierer-Mikroschaltung, die beim Lesen einer Zelle immer das richtige Paritätsbit ausgibt. Dies ist hauptsächlich für den Einbau solcher Module in Boards gedacht, bei denen die Paritätsprüfung nicht deaktiviert ist; Es gibt jedoch Module, bei denen ein solcher Addierer als "ehrlicher" Speicherchip gekennzeichnet ist - meistens werden solche Module in China hergestellt. SIMMs werden hauptsächlich von Acorp, Hyundai hergestellt.

Vergleich von Speichergeräten. Wir haben fast alle derzeit in Computern als Betriebs- und Langzeitspeicher verwendeten Speichergeräte kurz überprüft.

Zwischen RAM und Permanentspeichern bestand lange Zeit eine merkliche Lücke in Bezug auf grundlegende Parameter wie Speicherzugriffszeit und Speicherkapazität (in Bezug auf die Zugriffszeit von 5 · 10 -3 bis 10 -3 s, also fast drei Ordnungen der Größenordnung). Somit unterschieden sich herkömmliche RAMs auf Schieberegistern in der Zugriffszeit erheblich von Speichern auf Magnetplatten oder Trommeln.

Noch bemerkenswertere Fortschritte wurden bei der Lösung des Problems der Erhöhung der Speicherkapazität gemacht. Besondere Aufmerksamkeit verdient der Speicher auf optischen Datenträgern, wo die Kapazität mit Werten bis zu 6·10 3 Mbps gemessen werden kann und die maximale Speicherzugriffszeit 10 -5 s beträgt. Beachten Sie übrigens, dass 104 Mbit/s ungefähr 3.000 Bücher im Mittelformat mit jeweils 200 Seiten entsprechen.

Anscheinend ist die Zeit nicht mehr weit, in der es möglich sein wird, einen Speichertyp in einem Computer zu erstellen, ohne ihn in betriebsbereit und dauerhaft zu unterteilen.