Жедел жад: оның түсініктемелері

Онда жад логикалық жағынан қалай қаралса,физикалық жағынан да солай қарастырылады. Және де компьютерде орнатуға болатын микросхемалар мен жад модулі туралы анықтама алуға болады.Сонымен қатар жадтың құрылымы, оның аймаққа жіктелуі және осы аймақтардың орналасуы туралы жазылады. Бұл тарау көптеген қажетті ақпараттардан тұрады; сіз оның көмегімен компьютерді тиімді пайдалана аласыз.

Жедел жады – компьютердің жүйелі блогының жұмыс аймағы. Онда жұмыс уақытында программалар мен мәліметтер сақталады. Жедел жад көбіне уақытша сақтау орны ретінде қарастырылады, себебі ондағы мәліметтер мен программалар компьютер қосулы тұрғанда ғана сақталады немесе reset кнопкасын баcқаға дейін. Өшірер алдында немесе reset кнопкасын басар алдында, жұмыс кезінде өзгеріске өзгеріске ұшыраған мәліметтерді, тұрақты мақтай алатын құрылғыда сақтау қажет (қатқыл диск). Компьютерді қосқанда, сақталған ақпарат қайтадан жадқа жүктеледі.

Жедел жады құрылғысын кейде сақтау құрыдғысы деп те атайды. Ол жедел жадта сақталған мәліметтер орналасу ретіне тәуелді емес.

Бірнеше жыл ішінде RAM (Random Access Memory) анықтамасы негізгі терминге айналды. DRAM микросхемаларының негізгі қасиеті – мәліметтерді динамикалық сақтау. Біріншіден, жедел жадқа ақпараттын бірнеше рет жазылуы, ал екіншіден әрбір 15 милисекунд сайын мәліметтердің жаңаруы. Сонымен қатар күнделікті мәліметтердің қажет етпейтін статикалық жедел жад бар (Static RAM-SRAM). Мәліметтер жедел жадта тек қана компютер қосулы тұрғанда сақталатының естен шығармаған жөн.

Жедел жад термині микросхемаларды ғана білдірмейді, сонымен қатар логикалық көрсетілім мағынасын білдіреді.

Логикалық бейнелеу – орнатылған микросхемадағы мекен-жайлардың көрсетілімі. Орналастыру – анықталған типті ақпараттың негізгі мекен жайы.

Кейбіреулер жедел жад пен дискідегі жадты жиі шатастырады, бірақ олардың өлшем бірлігі бірдей – мега немесе анология бойынша түсіндіруге болады.

Мысалы, кішіғұрым офисте жұмысшының картотекада сақталған ақпаратты өңдеп жатқаның елестетейік. Біздің мысалымызда программалар мен мәліметтерді ұзақ уақыт бойы сақтайтын картотека – қатқыл дисктің рөлін орандайды. Жұмысшы өңдеп отырған жүйенің жедел жадын жұмыс аймағы таныстырады, оның әрекеті жүйелі блогкебайланысты. Ол жұмыс аймағындағы кез келген құжатпен байланыстыра алады. Құжатты жұмыс аймағына ораластырудан бұрын, оны қатқыл дискіден іздестіру қажет. Егер жұмыс аймағы үлкен болса, онда бір уақытта бірнеше құжатпен жұмыс істеуге болады.

Офисте сақталған құжаттар мен компьютерде сақталған файлдар арасында бір ерекшелік бар: файл жедел жадта жүктелгенде, оның көшірмесі қатқыл дискте сақталады.Назар аударыңыз: ұзақ уақыт бойы файлдарды жедел жадта сақтау мүмкін емес, компьютерді өшірер алдында өзгеріске ұшыраған файлдар қатқыл дискте сақталу қажет. Егер өзгеріске ұшыраған файл сақталмаса, оның көшірмесі қатқыл дискте өзгеріссіз қалады.

Программаны орындау кезінде оның анықтамасы жедел жадта сақталады. Кейде жедел жад микросхемаларын энергия қажет ететін жад деп те атайды: егерондағы мәліметтер дискте сақталмаса, онда компьютер өшкен кезде мәліметтер жойылады. Осындай жағдайға кездеспеу үшін автоматты түрде мәліметтердің көшірмесін жасау керек.

Файлдар компьютер қосылғанда жедел жадқа жүктеледі. Жүйелік блок жадтағы негізгі командаларды орындайды. Жедел жад мәтіндік редактормен жұмыс кезіндегі басылған пернелердің кодын және математикалық операцияларды сақтайды. Сақтау (Save) командасын орындағанда жедел жадтағы мәліметтер қатқыл дисктегі файлдар сияқты сақталады.

Физикалық жедел жад системалық платаға қосылатын модульдер мен микросхемалардан тұрады. Бұл микросхемлар мен модульдердің өзіне тән ерекшелігі бар.

Қазіргі кезде жаңадан жад жасалып шығарылады, және жаңа компьютерге ескірген компютерлердің жадын енгізу мүмкін емес. Сол үшін системалық платаны ауыстыру кезінде жадты да ауыстыруға тура келеді.

Қазіргі кезде сақтаушы құрылғыны үш типі бар:

1. 
   ROM (Read Only Memory). Ұзақ уақыт сақтай алатын құрылғы – ПЗУ. Мәліметтерді жазу операциясын орындай алмайды.
   
2. 
   DRAM (Dynamic Random Access Memory). Динамикалық сақтаушы құрылғы.
   
3. 
   SRAM (Static RAM). Статикалық жедел жад.
   

ROM типті жадта (Read Only Memory) немесе ПЗУ (постоянно запоминающиеустроиство), мәліметтерді сақтауға ғана болады, оны өзгерте алмайсыз. Мәліметтерді оқуда осындай жад қолданылады.Кейде ROM энергия қажет етпейтін жад деп те аталынады, себебі онда жазылған кез келген мәлімет тоқ көзінен ажыратылған кезде сақталады. Сондықтан, ROM-ға жүйені жүктейтін программа орнатылады.

ROM мен жедел жад қарама-қарсы мағына білдірмейді. ROM жедел жадтың бір бөлігі.

BIOS коді системалық платадағы ROM микросхемасында орналасады, бірақ адаптер платасында аналогиялық микросхемалар бар.

Динамикалық жедел жад (Dynamic – RAM – DRAM) қазіргі кездегі көптеген компьютерлердің жедел жадында қолданылады.Осындай типті жадтың бағаналары өте жақын орналасқан, кішіғұрым микросхемада көптеген бит орнатуға болады, олай болса, осындай тәсілмен көлемі үлкен жад құрастыруға болады.

Микросхемадағы DRAM жадтың бағаналары – бұл заряд ұстайтын кішкене конденсаторлар. Дәл осылай биттер кодталады. Осындай жадтың негізгі проблемасы динамикалық жағында: егер ол қалпына қайта келмесе, конденсатордағы электр заряды «ағып кетеді», мұндай жағдайда мәліметтер жоғалады. Қайта қалпына келтіру – жад системасының контроллеры қысқа үзіліс алғанда және жад микросхемасындағы жолақтар байқалғанда орындалады. Көптеген системалар қалпына келу жиілігі 15 мкс –қа тең жад контролерынен тұрады. Барлық мәліметтер жолағына ену үшін арнайы 128 циклді регенерациядан өту керек. Яғни, әрбір 1,92мс-та жадтағы барлық, жолақ оқылады.

Жадтың қайта қалпына келуі жүйелі блок жұмысының уақытын алады. Ескі компьютерлердың циклдік қайта қалпына келуі жүйелі блоктың 10%-ке дейін уақытын алады, ал қазіргі системалардың жиілігі 100 мегагерцке дейін жетеді.Ол жүйелі блоктың 1% -ке дейін уақытын алады. Кейбір системалар регенерация көрсеткішін орнатылған СМОS программасы арқылы өзгертуге болады, бірақ регенерация циклінің уақыты артқан сайын жадтағы заряд «ағып кетеді». Көптеген жағдайда регенерация жиілігінің көрсеткішін шамадан тыс арттырмаған жөн.

Қазіргі компьютерлерде регенерация шығыны 1%-ке тең, оның жиілігін өзгерту компьютер жұмысының бұзылуына әкеп соқтырады.Ең негізгі нұсқаларының бірі Setup BIOS көмегімен автоматты түрде өзгерткен жөн.

DRAM құрылғанда бір бит сақтау үшін бір транзистор мен қос конденсатор қолданылады. Қазіргі уақытта динамикалық жедел жад микросхемаларының көлемі 512 Мбайт және одан да көп. Ол бұндай микросхемалар 256 млн. Транзистордан тұратының білдіреді. Ал Pentium 4-тің 42 млн. транзисторы бар.

Транзистор – әр бірзарядты регистордағы DRAM коанденсаторды оқу үшін қажет. Егер зарядталған болса, онда бағанда «1» саны жазылады, егер зарядталмаса, «0» саны жазылады. Кішкентай конденсаторлардың заряды ағып кетеді, сондықтан жад қайта қалпына келіп отыруы қажет. Компьютерді аз уақыт ішінде тоқ көзінен айырғанның өзінде де, DRAM бағанындағы заряд жоғалады, ол мәліметтердің жоғалуына әкеліп соқтырады.

Динамикалық жедел жад жеке компьютерлерде де қолданылады; бағасы қымбат болмаса да оның микросяемалары тығыз орналамады, бұл сақтау көлеміүлкен құрылғы, көп орын алмайтының білдіреді. Бір типті жад өзінің жылдам жұмысымен ерекшеленбейді, ол жүйелі блоктан баяу. Сондықтан, әр түрлі DRAM құрылғысы пайдаланылады.

Жадтың тағы бір түрі қоллданылады, ол – статикалық жедел жад (Statik RAM – SRAM). Оның динамикалық жедел жадтан ерекщелігі – ондағы мәліметті сақтау үшін, оны қайта қалпына келтіру қажет емес. Бірақ, бұл оның басты ерекшелігі емес.Ол динамикалық жедел жадқа қарағанда жылдам жұмыс атқарады, әрі жиілігін өзгертуді қажет етпейді.

SRAM құрылғысында әрбір битті сақтау үшін алты транзисторлы кластар қолданылады. Транзисторды конденсаторсыз қолдану, ол қайта қалпына келтіруді қажет етпейді. (Егер конденсатор болмаса, онда заряд жоғалып кетпейді). Тоқ көзіне қосылып тұрғанда, SRAM сақталған мәліметті жоғалтпайды. Онда неге SRAM микросхемалары барлық системалық жадта қолданылмайды?

Динамикалық жедел жадпен салыстырғанда, оның тығыздығы өте төмен, әрі бағаксы қымбат. Тығыздығының төмен болуы, SRAM микросхемасының гобаритті үлкен екенін білдіреді. DRAM модулінің көлемі 64 Мбайт немесе оданда көп, 2 Мбайт-қа тең болады, және олардың бағасы да тең болады. Осылайша SRAM гобаритті динамикалық жедел жадтың көлемін 30 есе ұлғайтады. Осының бәрі SRAM типті жадта жедел жад ретінде қолдануға мүмкіндік бермейді.

Осыған қарамастын SRAM типті жадты ДС-тің әсерін күшейту үшін қолданылады. Сондықтан жылдамдығы жоғары SRAM жадының кішкене бөлігі орнатылады, ол кэш-жад ретінде қолданылады. Кэш-жадтың жұмыс істеу жиілігі жүйелі блоктың жұмыс істеу жиілігіне тең, дәл осы жүйелі блоктегі дискті оқу немесе жазу кезінде қолданылады. Кэш-жадтағы мәліметтерді оқу кезінде, опративтік жадтан DRAM-ға жазылады. Динамикалық жедел жадқа ену уақыты 60нс (16 МГц жиілікке сәйкес келеді). Ену уақытын наносекундтан мегегерцқа аудару үшін келесі формула қолданылады:

1/наносекунд? 1000=МГц

Кері айналдыру үшін:

1/МГц? 1000 = наносекунд

Компьютер жүйлі блогынің жұмыс істеу жиілігі 16 МГц тең болғанда, DRAM жүйелі блоктегі системалық платаның синхронды системалық плата және процессор , сондықтан кэш қажет болмаған.

Жедел жадтың жылдамдығы:

Жүйелі блоктың жұмыс істеу жылдамдығы мегагерцпен (МГц), ал есие сақтау құрылғысының жұмыс істеу жылдамдығы наносекундпен (нс) өлшенеді. Наносекунд 10^-9 с-та 29,98 см-ге тең арақашықтан өтеді, ол жай ызғыштың ұзындығынан да аз!

Жүйелі блок пен микросхемалардың жұмыс ісиеу жылдамдығы мегагерцпен (МГц) өлшенеді, миллиондаған циклдер ьір секундта орындалады. Қазіргі кездегі жүйелі блоктердің жұмыс жиілігі 3000 МГц тең (3 ГГц, немесе бір секундта 3 млрд цикл), ал келесі жылы 4 ГГц дейін өседі.

Жүйелі блок пен жад модулінің жұмыс істеу жылдамдығының өлшем бірліктерін шатастырып алуға болады.

2000 жылы 100 немесе 133 МГц тең жиілікте жұмыс істейтін РС 100 немесе РС 133 жады қолданылған, 2001 жылдан батап DDR (200 және 266 МГЦ) және RDRAM (800 МГц) стандартты жадттыры үлкен сұранысқа ие болды. Ал 2002 жылы жиілігі 333 және 400 МГц болатын DDR, сонымен қатар жиілігі 1066 МГц тең болатын RDRAM стандартты жад модульдері пайда болды. Осыған байланысты компьютердің жұмыс істеу жылдамдығы орта түсті. Жад шинасының жылдамдығы мен жүйелі блок шинасының жұмыс істеу жылдамдығын салыстыра отырып, осы көрсеткіштер анықталған ұқсастықты байқауға болады.

Егер жад шинасының жылдамдығы жүйелі блок шинасының жиілігіне тең болса, онда жадтың жұмыс істеу жылдамдығы арта түседі, әрі тұрақты болды.

SDRAM жады модуль DIMM түрінде беріледі, оның жұмыс істеу жылдамдығы наносекундпен емес, мегагерцпен өлшенеді, DDR SDRAM - DDR жады (Double Data Rate – мәліметтерді екі есе жылдам жеткізу) – SDRAM стандартты, қолдану кезінде мәліметтерді екі есе тез жеткізеді. Ол жиілігінің екі еселенуімен жүзеге аспайды, бір циклде мәліметтерді екі рет жеткізеді: бірінші рет х циклдің басында, ал екінші – циклдің аяғында. Осыған байланысты жылдамдық екі еселенеді.

DDR SDRAM жады 184-байланыс модулі DIMM түрінде шығарылады. DDR SDRAM жадындағы DIMM модулі өзінің жылдам жұмыс атқаруымен ерекшеленеді, 2,5 В-ке тоқ күшінің көмегімен жұмыс істейді.

Ескерту. Банк (bank) – бұл көлемі кішкентай жад, бір реттік жолақ құрушы. Ол жүйелі блоктың физикалық жадына саналатын сан, жүйелі блоктегі мәліметтер шинасының еніне сәйкес келеді: Егер жүйелі блок 64 разрядтық шинадан тұрса, онда банк жадының ені 64 рязрядқа жетеді.

Жадтың жұмыс істеу жылдамдығы

Ақауы қайта қалпына келмейтін модульді ауыстырғанда немесе жад микросхемасының жаңа элементі сондай типті болуы керек.Ол оның уақыты аламастырылған модульдің уақытынан аз блу керек немесе модульдің уақытына тең болуы керек. Осындай жағдайда алмастырылған элементтің жұмыс істеу жылдамдығы артады.

Негізінен, проблеммалар микросхемалар мен модульдердің анықтамасы сәйкес келмегенде туындайды. Сонымен қатар, оның көлемі, конструкциясы сәйкес келмейуі мүмкін.

Тез жұмыс істейтін жад модулін орнатқанда, оның жылдамдығы артпайды, себебі жүйе өзінің бастапқы жиілігін өзгертпейді.

Жадтың көлемін арттыру - әсерлі, әрі арзанға соғатын компьютерді жаңартуының бір түрі, егер жад көлемінің Windows 9х/NT/2000/XP OS/2 операциялық жүйесіне назар аударыңыз.

• 
  Оптикалық технология.
  
• 
  CD-ROM дегеніміз не?
  
• 
  DVD жинақтағыштар.
  
• 
  Оптикалық тасымалдауыштардың форматы.
  
• 
  CD/DVD жинақтағыштарының типтері.
  
• 
  CD-ROM жазушы жинақтағышы.
  
• 
  Қайта жазылатын құрылғылар стандарты және DVD диск.
  
• 
  Оптикалық жинақтағыштардың мәселелерін шешу.
  
• 
  CD/DVD жинақтағыштары үшін драйверлер және программалық жабдықтары.
  

Соңғы уақыттағы компьютерлердің негізгі конфигурациясына СD-ROM дискжетек енгізген болатын. СD-RОМ-ның {Compact Disk Read Only Memory) абервиатурасы компакт-дискілер негізіндегі тұрақты еске сақтаушы құрылғы деп аударылады. Осы құрылғының әрекетінің принципі диск бетінде орналасқан лазерлік сәулелер арқылы цифрлік мәліметтерді оку болып табылады. Ақпараттарды тасымалдаушы ретінде қарапайым компакт -дискіні қарастыруға болады. Компакт-дискідегі цифрлік жазу өте жоғарғы тығыздығы бар магниттік дискілерден ерекшелінеді, сол себептен стандартты CD 650-700 Мбайтты сыйдыра алады.

CD-дің диаметрі 120 мм және қалыңдьны 1.2 мм болатын мөлдір пластиктен жасалады (Сурет 1).


Сурет 1. Жинақтаушылардың құрылымы
Пластикалық бетке алюминий немесе алтын қабаты жағылады. Дискіге ақпаратты жазу жолдардың бетіне басып жазу аркылы жүзеге асырылады. Бұл ақпаратты екі ретті жазуға мүмкіндік туғызады. Тереңдету пит (рit), ал оның беті лэнд (land) деп аталады. Логикалық нөл пит ретінде немесе лэнд ретінде болуы мүмкін. Логикалық бірлік питтен лэндқа өту кезінде кодталады.

Компакт-дискінің ортасынан шетіне дейін спираль түріндегі бір жолдар болады. Диск беті 3 облысқа белінеді. Бастапқы (Lead-In) дискінің ортасында орналасады. Және бірінші оқылады. Онда диск мазмұны жазылады, барлық жазулардың адрестерінің кестесі, диск белгісі және т.б. көмекші ақпарат. Ортаңғы облыс дискідегі үлкен орын алатын негізгі ақпараттары бар. Соңғы облыс (Lead-Оut) дискінің соңғы белгісі болады.

CD-ROМ жинақтауышы дискіні айналдыратын электродвигателі болады; лазерлік сәулешашушы, оптикалық линза диск бетінен оқуға арналға датчиктер мен линзалардан құралған оптикалық жүйесі; әкелу механикасын басқаратын микропроцессорлардан құралады.

СD-RОМ-ның негізгі сипаттамалары: мәліметтерді тасымалдау жылдамдығы – 150 Кбайт/сек; компьютердің жедел жадысына мәліметтерді тасымалдау жылдамдығының сипаттамалары: 2 жылдамдықты CD-RОМ (2х), 50 жылдамдықты (50х СD-RОМ); қолдану уақыты, яғни дискідегі ақпаратты іздестіру үшін миллисекундамен есептейді.

Бір ретті жазу СD-R және СD-RW құрылғылары болады.

Сырт жағынан ол СD-RОМ-ға ұқсас және дискілер көлемі мен жазу форматы жағынан бір-біріне тіркесуші болып келеді. Ол бір реттік жазуды орындауға мүмкіндік береді және оны бірнеше рет оқуға болады. Мәлі-меттерді жазу арнайы программалық жабдықтау көмегімен жүзеге асырылады. СD-R жинақтауышындағы жазу жылдамдығы 4х-52х-ті құрап отыр.

Бұл көпмәтіндік мәліметтерді жазуға мүмкіндік береді және бұл жерде ақпараттарды бос кеңістікке жазып, сонымен қатар жаңа ақпараттарды толықтай қайта жазуға мүмкіндік бар (алдыңғы мәліметтер өшіріліп қалады). СD-RWжылдамдыгы 4х-52х, ал қайта жазу жылдамдығы - 24х.

Бұл цифрлік жазуларды оку құрылғысы. Сырт жағынан DVD-диск кәдімгі СD-RОМ-ға (диаметрі - 120 см, қалыңдыга - 1.2 мм) ұқсайды. Бірақ оның ерекшелігі DVD-дискінің бір жағына 4.7 Гбайтқа дейін жететін мәліметтерді жазуға болады. Егер 2 қабатты жазу үрдісін қолдансаңыз, онда дискінің бір жағына 8.4 Гбайт ақпаратты жазуға болады. DVD-дискілері ақпараттарды қайта жазу мүмкіндігіне ие.

• 
  Оптикалық жинақтауыштарды орнату. Кез келген типтегі жинақтауыштарды орнату.
  
• 
  Форматтау. Дискті алмастыру. Қатты дискті орнату.
  
• 
  Ақпаратты кескіндеу технологиясы. Монитор таңдау критерилері.
  
• 
  Бейнеадаптерлер. Үшөлшемді графиканы күшейткіштер (3D Accelerator).
  
• 
  Жаңа бейнеадаптерді орнату немесе жетілдіру. Мультимедиа үшiн бейнеадаптерлер.
  
• 
  Мониторлар және адаптерлердiң ақауы.
  

Монитор (дисплей) – текстік және графиктік мәліметтер, визуалді көрсетуге арналған стандартты шығару құрылымы. Қызмет принціпіне байланысты монитор – электронда-сәулелік трупкалы мониторға және сұйық криссталдағы дисплейға бөлінеді.

Экран түстеріне қарай дисплейлер монохромды (ақ- қара ) және түрлі- түсті болып , ал экранға шығарылатын информация түрлеріне байланысты символдық (тек символдық информация) және графиктік (символдық және оған қоса графиктік информация) болып бөлінеді.

Монитор экраны екі түрде: дөңес және жазық болып шығарылады. Қалыпты қолданылып жүрген монитор экрандары дөңес болып келеді. Экрандар тік және көлденең бағыт бойынша қисық бет түрінде орналасады. Қазіргі кезде Trinitron конструкциясы қолданылып жүр. Онда қисықтық горизонталь қималар бойынша ғана болады. Экранның бұл түрі бейненің сапасын жақсартуға мүмкіндік береді.

Көбінесе символдық режимде дисплей экранына 80 таңбадан тұратын 25 жол мәлімет, ал графикалық режимдегі экраның бейнелеу қабілеті адаптер тақшасын жүйелік блокпен байланыстыру құрылғысының мүмкіндіктеріне сәйкес болады. Экрандағы кесін көрінісінің сапасы графикалық адаптердің типіне қарай өзгеріп отырады.

• 
  Монитор (дисплей)
  
• 
  Бейнеадаптер (бейнетақша немесе графикалық тақша)
  

Олардың төмендегідей ерекше қасиеттері бар:

• 
  Информацияны бейнелеу үшін экрандық бет толық қолданылады. (17 – дюймдік – 17 дюйм қалпында).
  
• 
  Өлшемінің шағын болуы.
  
• 
  Орнатылатын тұғырының алынатындығы, оны керегеге немесе кез – келген орынға қоюға мүмкіндік береді.
  
• 
  Тұтынатын электр қуаты аз, жылу аз бөлінеді.
  
• 
  Мониторды 90º бұрышқа бұрып орналастыру мүмкіндігі.
  
• 
  Салмағының жеңілдігі. Мысалы 15 – дюймдік View Sonic VA550 дисплейі 4.5 kg болады.