6. Жады. Жады түрлері.

Компьютер жадысы ақпаратты – командалар кодтары мен мәліметтерді, қысқа уақытты және ұзақ уақытты сақтауға арналған. Ақпарат жадыда екілік кодпен сақталады, әр бит – жадының элементар ұяшығы – мәні «0» немесе «1» болуы мүмкін. Жадының әрбір ұяшығының өз адресі болады, ол ұяшықты нақты координаталар жүйесінде идентификациялайды.жадыда ақпаратты сақтаудың минималды адрестік бірлігі болып байт саналады.

Үлкен компьютерлер пайда болғаннан бері жады ішкі және сыртқы болып бөлінеді.

• Ішкі жады - электрондық (жартылай өткізгіштік) жады, жүйелік тақша немесе кеңею тақшаларында орнатылады;

• Сыртқы жады - ақпаратты сақтаудың түрлі принциптері бар құрылғылар түрінде жүзеге асырылған, әдетте тасымалдағыштар түріндегі жады. Қазіргі кезде бұнда магнитті (дискілі және лен­талы) жады, оптикалық және магнитооптикалық жады құрылғылары жатады. Мыртқы жады құрылғылары әрі компьютердің жүйелі блогының ішінде, әрі өлшемдері шкаф көлеміндей бола алатын корпустар ішінде де орналаса алады.

Процессорға тікелей қатынайтын ішкі жады, оған қатынау программада берілген адрес бойынша орындалады. Ішкі жады жедел (оның ішінде ақпаратты процессор уақыттың кез келген мезетінде өзгерте алады) және тұрақты (оның ішіндегі ақпаратты процессор тек оқи алады) болып бөлінеді. Жедел жады ұяшықтарына қатынау оқу бойынша да, жазу бойынша да кез келген ретпен орындалады, және де жедел жадыны айнымалы қатынау мүмкіндігі бар жады - Random Access Memory (RAM) деп те атайды (тұрақты жады - Read Only Memory, ROM).

Сыртқы жады күрделірек әдіспен адрестеледі – оның әрбір ұяшығының қандай да бір блок ішінде адресі болады, ал ол блоктың өзінің адресі көпөлшемді болап табылады. Мәліметтерді алмасу операциялары кезінде блок түгелдей ғана оқылынады не жазылады. Бір дискілік жинақтағыш жағдайында блок адресі үш өлшемді болады: бет нөмірі (головки), цилиндр нөмірі және сектор нөмірі. Қазіргі жинақтағыштарда бұл үш өлшемді адресті жиі сызықтық адреске (блоктың логикалық адресі) алмастырады, ал жинақтағыштың ішкі контроллері оны физикалық адреске түрлендіреді. Компьютерде дискілік жинақтағыштар саны көп бола алатындықтан, дискілік жадының адрестелуінде жинақтағыш нөмірі және интерфейс арнасының нөмірі де қолданылады. Адресацияның бұндай күрделі жүйесімен процессор программалық драйвер көмегімен ғана жұмыс істей алады, оың есебі мәліметтердің бір блогын жедел жадыдан дискілікке және керісінше көшіру болып табылады. Дискілік жады тікелей қатынау мүмкіндігі бар сыртқы жады болып табылады, яғни блоктарға кез келген ретпен қатынауға болады.

Жады жүйесінің басты параметрлері:

- сақталатын ақпарат көлемі. Ауыстырмалы тасымалдағыштары бар ленталық және дискілік құрылғылардың сақтайтын ақпарат көлемі максимал, олардан кейін дискілік жинақтағыштар, сосын жедел жады;

- қатынау уақыты – мәліметтерге түскен сұраумен салыстырғанда қажетті ақпаратты алмасудың басталуы алдындағы орташа кідіру. Қатынау уақыты жедел жадыда минималды, одан кейін дискілік, сосын - ленталық;

- мәліметтер ағынын тасымалдау кезіндегі алмасу жылдамдығы (қатынау уақытына кідірістен кейін). Алмасу жылдамдығы жедел жадыда максимал, одан кейін дискілік, сосын - ленталық;

- мәліметтер бірлігін сақтаудың салыстырмалы бағасы – жинақтағыш бағасының сақтау бірлігіне (байт немесе мегабайт) қатынасы. Сақтаудың бағасы ауыстырмалы тасымалдағышты ленталық құрылғыларда мини­малды, одан кейін дискілік жинақтағыштар, ал ең қымбаты – жедел жады.

Бұл параметрлерден басқа басқа да сипаттамалар бар – энергияға тәуелсіздігі (сыртқы қоректену өшірілген жағдайда ақпаратты сақтау қабілеті), сыртқы әсерлерге тұрақты болу, сақтау уақыты, конструктивтік ерекшеліктер (өлшемі, салмағы) және т.с.с. Жадының әр типінің жүзеге асырылу ерекшеліктері, артықшылықтар мен кемшіліктері бар.

Ішкі және сыртқы жады әртүрлі тәсілдер арқылы қолданылады. Ішкі (жедел және тұрақты) жады процессор орындайтын программалық кодты сақтайды. Бұл жадыда процессорға (яғни орындалып жатқан программаға да) тікелей қатынайтын мәліметтер де сақталады. Сыртқы жады мазмұны еркін файлдарды сақтау үшін қолданылады. Процессор (программа) осы файлдарға жедел жадының қандай да бір облысына көшірген соң ғана қатынай алады. Дискіден тікелей программалық кодқа не мәліметтерге қатынай алмайды.

Дискілік жадының басты кемшілігі –қатынауға көп уақытқажет және алмасу жылдамдығы төмен – бұл виртуалды дискіні қолдану арқылы шешіледі. Виртуалды диск жедел жадының өзінше қолданылған облысы болып табылады. Бұл облыста файлдар сақталады және операциондық жүйе тұрғысынан қарағанда қарапайым, бірақ өте жылдам диск болып көрінеді. Әрине, оның көлемі шектелген, және бұл көлем процессорға жедел жады түрінде қатынайтын, орнатылған физикалық жадыдан алынады..

Жедел жадының негізгі кемшілігі – дискілікке қарағанда көлемінің аздығы. Виртуалды диск көлемі физикалық дискінің көлемінен асуы мүмкін.

ЕСЕПТІ ШЫҒАРУ МЫСАЛДАРЫ

Ақпарат көлемін анықтау.

1. "Я помню чудное мгновенье" хабарламасының ақпраттық көлемі қанша. Бір символ бір байтпен кодталады және крші сөздер бір пробелмен ажыратылады.

Жауабы : 24 байт, немесе 192 бит.

2. Кітаптың 100 беті бар; әр бетте - 35 жол, әр жолда - 50 символ. Кітаптағы ақпараттың көлемін анықтау.

Шешімі : бір бетте 35 x 50 = 1750 байт ақпарат бар. Кітаптағы барлық ақпараттың көлемі:

1750 x 100 = 175000 байт.

175000 / 1024 = 170,8984 Кбайт.

170,8984 / 1024 = 0,166893 Мбайт.

3. Бір, екі, үш символдан тұратын екілік қатарлардың барлық саны қанша.

Шешімі: Бір биттен тұратын екілік қатарлар саны – 2¹=2, 2²= 4, үш биттен - 2³= 8.

4. Мектепте он балдық жүйе қабылданған. Осындай бір бағаны шифрлеу үшін қанша бит қажет?

Шешімі: N биттен тұратын қатарды қолданып, біз 2^N бағаны кодтай аламыз. Үш биттің көмегімен сегіз бағаны, төрт бит көмегімен 16 бағаны кодтай аламыз. Биттер саны бүтін сан болғандықтан, дұрыс жауабы – 4 бит.