Pameti

1
Pameti

• Pamet pocítace je zarízení, které slouží k
  ukládání programu a dat, s nimiž pocítac pracuje.

2
Rozdelení pametí

• Vnitrní (interní) pameti
• Pameti osazené vetšinou na základní desce.
  Jsou do nich zavádeny práve spouštené programy
  (nebo alespon jejich cásti) a data, se kterými
  pracují.
• Vnejší (externí) pameti
• Pameti realizované vetšinou za pomoci
  zarízení používajících výmenná média. Slouží pro
  dlouhodobé uchování informací a zálohování dat.

3
Parametry pametí

• Kapacita
• Prístupová doba
• Prenosová rychlost
• Staticnost / dynamicnost
• statické pameti
• dynamické pameti
• Destruktivní pri ctení / nedestruktivní pri
  ctení

• Energeticky závislé / energeticky nezávislé
• Prístup
• sekvencní
• prímý
• Spolehlivost
• Cena za bit.

4
Vnitrní (interní) pameti

• Jsou to pameti s nimiž mikroprocesor
  bezprostredne pracuje. Tyto pameti osazené
  vetšinou na základní desce bývají realizovány
  pomocí polovodicových soucástek.

• Základní typy
• ROM
• RAM
• Cache pameti
• Registry

5
Pameti typu ROM (Read Only Memory)

• Jediný hlavní úkol tohoto typu pameti je
  pamatovat si data i po vypnutí pocítace, tj. po
  ukoncení prísunu elektrického proudu.
• ROM pamet je obvykle používána pri startu
  pocítace a zavádení operacního systému.

6
ROM (Read Only Memory)

• Pameti ROM jsou pameti, které jsou urceny
  pouze pro ctení informací. Informace jsou do
  techto pametí pevne zapsány pri jejich výrobe a
  potom již není možné žádným zpusobem jejich obsah
  zmenit.

7
PROM (Programable Read Only Memory)

• Pamet PROM neobsahuje po vyrobení žádnou
  pevnou informaci a je až na uživateli, aby
  provedl príslušný zápis informace. Tento zápis je
  možné provést pouze jednou a poté již pamet
  slouží stejne jako pamet ROM.

8
EPROM (Eraseable Programable Read Only Memory)

• Pamet EPROM je statická a energeticky
  nezávislá pamet, do které muže uživatel provést
  zápis. Zapsané informace se uchovávají pomocí
  elektrického náboje a je možné je vymazat
  pusobením ultrafialového zárení.

9
EEPROM (Electrically Eraseable Programable Read
Only Memory)

• Tento typ pameti má podobné chování jako pameti
  EPROM, tj. jedná se o statickou energeticky
  nezávislou pamet, kterou je možné naprogramovat a
  pozdeji z ní informace vymazat.
• Výhodou oproti EPROM pametem je, že vymazání se
  provádí elektricky a nikoliv pomocí UV zárení,
  címž odpadá nepohodlná manipulace s pametí pri
  jejím mazání.

10
Pameti Flash

• Flash pameti jsou obdobou pametí EEPROM. Jedná se
  o pameti, které je možné naprogramovat a které
  jsou statické a energeticky nezávislé.
• Vymazání se provádí elektrickou cestou, jejich
  preprogramování je možné provést prímo v
  pocítaci.

11
Pameti typu RAM (Random Acces Memory)

• Jedna z nejduležitejších vnitrních pametí v
  podobe zásuvných modulu vkládajících se do
  slotuna základní desce.
• Rychlejší než ROM, vetší kapacity
• Pamet s možností zápisu i ctení z libovolného
  místa
• Prostor pro bežící (spuštené) programy
• Po vypnutí pocítace (nebo výpadku proudu) se
  její obsah ztratí

12
Rozlišujeme RAM pameti

• Statické pameti (SRAM)
• Typicky se používají jako rychlé vyrovnávací
  pameti (cache) u procesoru.
• Dynamické pameti (DRAM)
• - operacní pameti.
• CMOS-RAM
• Pro uchování nastavení parametru BIOSu.

13
Pameti SRAM (Static Random Access Memory)

• Pameti SRAM uchovávají informaci v sobe uloženou
  po celou dobu, kdy jsou pripojeny ke zdroji
  elektrického napájení.
• Pametová bunka SRAM je realizována jako
  bistabilní klopný obvod.

14
Pameti DRAM (Dynamic Random Access Memory)

• Z DRAM jsou sestaveny operacní pameti. Mají
  vysokou hustotu záznamu, levnejší výrobu a jsou
  pomalejší než SRAM.
• V pameti DRAM je informace uložena pomocí
  elektrického náboje na kondenzátoru. Tento náboj
  má však tendenci se vybíjet i v dobe, kdy je
  pamet pripojena ke zdroji elektrického napájení.
  Aby nedošlo k tomuto vybití, je nutné periodicky
  provádet tzv. refersh.

15
CMOS-RAM

• Pamet s malou kapacitou sloužící k uchování údaju
  o nastavení pocítace a jeho hardwarové
  konfiguraci.
• Tato pamet je energeticky závislá, a proto je
  nutné ji zálohovat pomocí akumulátoru umísteného
  vetšinou na základní desce, aby nedošlo ke ztráte
  údaju v ní uložených.

16
Cache pameti

• Jejím úcelem je vzájemné prizpusobování rychlostí
  - rychlejší komponenta cte data z cache, tudíž
  nemusí cekat na pomalejší komponentu.
• Prekladište dat mezi komponentami pocítace
• Cache L1 - je integrován v mikroprocesorech.
  Takovýto procesor musí mít v sobe integrován také
  radic cache pameti. Je k zásobování procesoru
  daty ze sbernice.
• Cache L2 - cache pamet vetšinou na
  mikroprocesoru, v nekterých prípadech na základní
  desce pocítace. Její cinnost je rízena radicem
  cache pameti. Je umístena mezi mikroprocesorem a
  operacní pametí.

17
Registry

• Pod pameti lze zaradit také registry.
• Jsou to pametová místa na cipu procesoru, která
  jsou používána pro krátkodobé uchování práve
  zpracovaných informací.

18
Vnejší (externí) pameti

• Pameti, pro možnost uložení programu a dat pro
  pozdejší využití.
• Papírová média
• Magnetická média
• Optická média
• Magneto-optická média
• Elektrická média.

19
Papírová média

• Derný štítek
• R. 1801 francouzský textilní prumyslník Joseph -
  Marie Jacquard - automatický tkalcovský stav
• Jako binární kód 1 a 0
• dírka - chybející dírka
• Jeden štítek jeden príkaz
• nebo datový záznam.
• Derná páska
• Podobná dernému štítku
• Výhoda libovolné délky.

20
Magnetická média

• Možnost premazávání a opetovného zápisu
• Vetší hustota uložených informací
• Možnost nesekvencního - prímého prístupu
  v prípade disku.

21
Magnetická média Princip

• Jde o pokrytí nemagnetického podkladu tenkou
  feromagnetickou vrstvou, do které se provádí
  vlastní záznam zmagnetizováním miniaturních
  oblastí.
• Zapisování se provádí zmenou polarity techto
  oblastí pomocí elektromagnetu v záznamové hlave.
• Ctení se provádí snímáním indukovaných
  elektrických impulsu.

22
Magnetická média Magnetická páska

• V historii je asi nejpoužívanejším magnetickým
  médiem.
• Poprvé byla zrejme použita u pocítace EDVAC
  z r. 1949.
• Pri práci se páska navíjí z jednoho kotouce na
  druhý.
• Sekvencní zapisování a ctení.
• Na konci šedesátých let se zacal používat
  magnetický štítek. Jeho hlavní výhoda spocívala
  v prenositelnosti a rychlosti.

23
Magnetická média Výmenné magnetické disky

• Cástí pocítacu v 60. letech
• Další stupen vývoje záznamových médií - soustavy
  magnetických disku
• Konstrukce magnetického disku obsahovala bud
  jeden nebo více disku (tzv. svazek).
• Zpocátku byla typická kapacita 7 MB, pozdeji se
  rozširovala na 200 MB.
• První magnetické disky se v základní konstrukci
  príliš nelišily od dnešních.

24
Magnetická média Pružný - Floppy disk - disketa

• V roce 1969 firma Imation - první
  8-palcovéfloppy disky
• Jde o pružný plastový kotouc s oboustranne
  nanesenou tenkou magnetickou vrstvou vetšinou v
  pružném papírovém nebo plastovém ochranném
  pouzdru.
• Následoval 5,25-palcový floppy disk
• V roce 1989 firma Imation vyrobila první
  3,5-palcové diskety , které jsou ješte i dnes
  bežným formátem. Kapacita soucasných disket je
  1,44 MB. Doba prístupu k zápisu (tj. zpoždení)
  je asi 100 milisekund.

25
Magnetická média Pevný disk - harddisk

• Velkokapacitní vnejší pamet
• Pro ukládání vetšiny systémua dat
• V roce 1973 první uzavreny pevný disk s
  oznacením Winchester
• Pametové médium je uchyceno uvnitr vlastní
  mechaniky.
• Konstrukce - nekolik disku (kotoucu) nad sebou.

26
Magnetická média Pevný disk - harddisk

• Mechanika obsahuje tyto základní cásti
• médium s daty
• magnetické hlavy pro ctení/zápis
• mechaniku pohybující s hlavami
• motorek tocící diskem
• radic (elektronický obvod, který rídí práci
  disku)
• rozhraní zajištující pripojení disku k základní
  desce.
• (Disketová mechanika má obdobné cásti,
  pametové médium je do ní vkládáno, není pevne
  uchyceno.)
• Má vyrovnávací pamet (cache).
• Podle fyzické velikosti je disk urcen pro ruzné
  typy použití.

27
Magnetická médiaDalší typy

• Zip disky
• LS-120
• Ezflyer
• SyJet disky
• Jazz disky
• STREAMERY
• Atd.

28
Optická média

• Technologie záznamu je pomocí laseru
• Jedná se v dnešní dobe o rozšírené a spolehlivé
  médium pro zálohu dat.

29
Optická média Médium CD (Compact Disk)

• Je plastový kotouc o prumeru 12 cm
• Vznikalo puvodne jako audio nosic, autory byly
  firmy Philips a Sony, od r. 1985 je standardem.
• Technologie záznamu na CD média je laser o
  vlnové délce 780 nm.
• Data jsou ukládána do jedné dlouhé spirály
  podobne jako na gramofonové desce. Spirála zacíná
  u stredu média a rozvíjí se postupne až k jeho
  okraji.

30
Optická média Formáty CD (Compact Disk)

• CD-ROM jsou optické disky se standardní
  kapacitou 650 MB, které nelze prepisovat, jde o
  lisovaná média.
• CD-R - (Recordable) CD disky, na které lze
  zapisovat. Jednou zapsaná data již nemohou být
  prepsána.
• CD-RW - (ReWriteable) CD disky, na které lze
  zapisovat. CD-RW disky dovolují na rozdíl od CD-R
  disku, aby záznam byl premazán a proveden znovu.

31
Optická média Princip zápisu na CD média

• U lisovaných CD-ROM je struktura vytvorena
  lisováním.
• U CD-R technologie je záznamová vrstva tvorena
  barvivem. Pri vypalování se organické barvivo
  zahreje, což zpusobí jeho zmenu. Dá se ríci, že
  laser vytvárí miniaturní kopecky.  
• U CD-RW je princip záznamu ješte jiný. Záznamové
  barvivo CD-RW disku nepodléhá nevratné zmene, ale
  dochází pouze k fázové zmene z krystalické podoby
  v amorfní.

32
CD mechaniky

• Mechaniky CD-R
• jsou zarízení, jež dovolují provedení záznamuna
  disk CD-R, který je potom citelný v bežné CD-ROM
  mechanice.
• Mechaniky CD-ROMjsou zarízení pro ctení CD-R,
  CD-ROM, CD-RW.
• Mechaniky CD-RWjsou zarízení pro zápis na CD-R,
  CD-RW a cteníz CD-ROM, CD-R a CD-RW.

33
Optická média Médium DVD (Digital Versatile Disc)

• Uvedeno na trh v Japonsku roku 1996.
• Optický disk s vysokou hustotou záznamu
• Disk DVD je na první pohled od CD nerozlišitelný.
  Záznamová kapacita disku DVD je mnohonásobne
  vetší.
• Zkratka DVD puvodne Digital Video Disc
• Je používá technologie "cervený" laser s vlnovou
  délkou- 650 nm.

34
Optická média Médium DVD (Digital Versatile Disc)

• DVD existují v nekolika formátech
• DVD data (ROM)
• DVD audio
• DVD hybrid
• DVD video
• Jsou vyrábeny jako jednostranný a oboustranný
  disk, jedno nebo dvouvrstvý (DVD-DL).
• Jsou také jako opakovatelne prepisovatelná DVD.

35
Optická média DVD média

• U dvouvrstvých médií je paprsek zaostren na
  první vrstvu, nebo prochází polopropustnou
  vrstvou a cte na vrstve druhé.
• U oboustranných médií je tento postup ctení
  obdobný, akorát je nutno mít mechaniku s laserem
  z obou stran.

36
DVD mechaniky

• DVD mechaniky jsou kompatibilní s
  vetšinoustandardních formátu CD disku.
• Obdobné oznacení DVD mechanik jako u CD mechanik
• Mechaniky DVD-R
• Mechaniky DVD-ROM
• Mechaniky DVD-RW

37
Optická médiaDVD-RAM médium a DVD-RAM mechanika

• Médium DVD-RAM je zvláštní typ prepisovatelného
  DVD média, se kterým je možné pracovat jako s
  harddiskem ci ZIP mechanikou, lze na nej volne
  zapisovat, mazat a císt.
• Samotné mechaniky se liší ve zpusobu vkládání
  disku v cartridgi nebo nahých disku.

38
Magneto-optická média

• Magnetooptické (MO) jednotky používají
  technologii, která kombinuje laserovou (optickou)
  a magnetickou metodu záznamu/ctení z disku.
• Pri zápisu na magnetooptické disky používá laser
  i magnet (pro ctení pouze laser).
• Umožnuje ukládat data v pomerne velké hustote a
  médium má velkou kapacitu.
• Existují dva typy magnetooptických disku - disky
  WORM (Write Once Read Many), na které lze zapsat
  pouze jednou, a disky prepisovatelné, na které se
  muže opakovane zapisovat.

39
Elektrická médiaUSB Flash disky

• Pamet typu Flash (EEPROM)
• V roce 1992 byl predstaven první prenosný disk
  typu flash.
• Flash disky jsou velmi malá zarízení s radicem
  pripojovaná pres USB s kapacitou stovek MB.
  Princip práce se nejvíce podobá pametem RAM, ale
  data si pamatují i po odpojení napájení.

40
Elektrická médiaPametové karty

• Jsou pameti typu flash
• V roce 1994 první pametová karta s velikostí 4
  MB
• Možnost vymazat ci prepsat obsah pameti pomocí
  elektrického signálu, navíc bez speciálních
  zarízení
• Nejcasteji je obsažena v
• digitálních fotoaparátech
• MP3 prehrávacích
• mobilních telefonech
• kapesních pocítacích

41
BudoucnostHD DVD a Blu-ray

• HD DVD (High Definition DVD) firmy Toshiba
• Blu-ray firmy Sony
• Média obou spolecností se budou dodávat v
  obdobných formátech jako soucasná.
• U obou technologií je použit "modrý" laser
  (presneji receno modro-fialový) o vlnové délce
  405 nm, díky cemuž je dosahováno vyšší kapacity
  než u dnešní technologie DVD.
• Blu-ray dvounásobná cena mechanik,nabízí vetší
  kapacitu média než HD DVD.

42
BudoucnostHolografický záznam

• Na svete je mechanika používající cervený laser
  a médium HDS4000.
• InPhase v soucasné dobe predvádí tri vzorky
  Tapestry médií HDS3000 pro zelený, HDS5000 pro
  modrý a nyní i HDS4000 pro cervený laser.
• Na kotoucku o prumeru 13 cm je nahráno 300 GB
  dat, která se ctou rychlostí 20 MB/s.