Сыртқы жады (жинақтағыш)

Жинақтағышты компьютер өшірулі тұрғанда ауыстырады. Модель жеңілдетілген: жылдамдықтар — оқу мәндері, HDD ≈ 200 Мбайт/с, SSD ≈ 800 Мбайт/с.

Тәжірибелер

0/4

Тәжірибені таңдасаңыз, тапсырмасы шығады. Ол модельдегі әрекеттеріңіз бойынша есептеледі.

Кэш жады

Ойша тәжірибе: кэшті өшіріп, процессордың RAM-ға қаншалықты жиі жүгінетінін бақылаңыз. Кэштің мақсаты — процессордың жедел жадыға қатынау жиілігін азайту.

RAM-ға қатынау
минутына 0
Кэштен табылғаны
—

Уақыт

0,0 с

Компьютердің ішінде: деректер жолы және қуат

Өшірулі
Сызбадағы немесе астындағы қуат батырмасын басыңыз
ішкі жады сыртқы жады деректер блогы
RAM толуы 4 Гбайт = 4096 Мбайт0/ 4096 Мбайт1 Гбайт = 1024 Мбайт · ұяшық = 256 Мбайт
Жүктелу уақыты—компьютерді қосыңыз
RAM-ға қатынау0кэштен: 0кэштен табу әзірге жоқ
Қуатөшіруліток жоқ

Өлшеу кестесі

HDD
ЖинақтағышНе жүктелдіКөлеміУақыты
Компьютерді қосып, бағдарлама ашыңыз — өлшеулер осында шығады.

Компьютерді алдымен HDD-мен, кейін SSD-мен жүктеп, уақытын салыстырыңыз.

Не болып жатыр

Журнал

    1

    Жады деген не және ол қалай бөлінеді

    ұяшықтарды басыңыз
    Неден бастаймызКүнделікті тілде «телефонның памяті толып қалды» дейміз. Қазақша оны жады деп атайды. Телефон, ноутбук не компьютер алғанда алдымен оның жадына, яғни көлеміне қараймыз.
    Компьютер жады — ақпаратты сақтауға арналған құрылғы, компьютердің негізгі құрылғыларының бірі. Ақпаратты процессор өңдейді, монитор экранға шығарады, ал жады оны сақтайды.

    Компьютер тек 0 мен 1-ді түсінеді: 1 — сигнал бар, 0 — сигнал жоқ. Жады кішкентай ұяшықтардан тұрады, әр ұяшықта 0 немесе 1 коды сақталады. Кино, ойын, фото — бәрі осындай кодтар түрінде жазылады.

    Есте сақтаi бит ұяшық N = 2i түрлі код сақтай алады. Мысалы, 3 бит: N = 23 = 8 код (6 емес, 9 емес).

    Ұяшықты басыңыз: 0 — сигнал жоқ, 1 — сигнал бар (қызғылт сары). Бит санын өзгертіп, түрлі кодтар саны қалай өсетінін қараңыз.

    Жады екі түрге бөлінеді: ішкі жады және сыртқы жады. Бұл — жадының негізгі жіктелуі.

    Ішкі жады — процессормен тікелей байланысатын жады. Түрлері: жедел жады (RAM), тұрақты жады (ROM), кэш жады, бейне жады (VRAM) және CMOS жады.
    Сыртқы жады — бағдарламалар мен ақпаратты магниттік, оптикалық және флеш тасымалдаушылар арқылы ұзақ уақыт сақтайтын құрылғы. Ол процессорға тікелей тәуелді емес, оны өзіңмен алып жүруге болады: қатқыл диск, флешка, SSD, CD, DVD.
    ШатастырмаКөп адам ішкі жадыны «жүйелік блоктың ішінде тұрған жады» деп ойлайды. Бұл дұрыс емес: басты белгісі — орны емес, процессормен тікелей байланысы.

    Жады түрін басыңыз — сызбада оның орны жанады.

    ОйынЖады түрлерін негізгі екі топқа бөліңіз. Алдымен карточканы, содан кейін топты басыңыз.
    !
    ҰБТ тұзағы

    Компьютер жады алдымен ішкі және сыртқы деп бөлінеді. «Тұрақты және жедел» (ROM мен RAM) деп бөлу — көп оқушы жіберетін қате: екеуі де ішкі жадыға жатады.

    !
    ҰБТ тұзағы

    Ішкі жадының басты сипаттамасы — процессормен тікелей байланысуы. «Ұзақ сақтайды», «тасымалдауға болады» — сыртқы жадының белгілері.

    2

    Жедел жады (RAM): уақытша жұмыс жады

    модульді слотқа салыңыз
    RAM (Random Access Memory) — жедел есте сақтау құрылғысы (ЖЖҚ), оны уақытша есте сақтау құрылғысы деп те атайды. Орысша — ОЗУ, «оперативка». Компьютер дәл қазір не істеп жатса — ашық ойын, YouTube, презентация, — соның бәрі RAM-да сақталады.
    Аналогия: қойма мен машинаСыртқы жады — үлкен қойма: бүкіл ақпарат сонда, бірақ одан керек затты іздеп табу қиын. Сондықтан керекті құралдарды машинаға салып аласың. Машина — RAM: дәл қазір керектің бәрі сонда. Процессор деректерді қатқыл дискіден емес, RAM-нан алып өңдейді.
    RAM энергияға тәуелді: компьютерді өшірсең, ішіндегі ақпарат өшіп қалады. Сондықтан оны уақытша жады дейді. Қазіргі компьютерде RAM көлемі кемінде 4 Гбайт.
    RAM түріЕрекшелігіҚайда қолданылады
    SRAM — статикалықжылдам, бірақ қымбаткэш жадыда
    DRAM — динамикалықбаяулау, бірақ арзан, қолжетімдікөп компьютердің жедел жады модульдерінде
    DRAM ұрпақтары: DDR → DDR2 → DDR3 → DDR4. Ұрпақ ауысқан сайын модульдің аналық тақшаға сұғылатын жері (кілт-кесігі) өзгереді. Сондықтан DDR2 модулін DDR3 тақшасына орнатуға болмайды. DDR3 — көп аналық тақша қабылдайтын, кең тараған ұрпақ.
    Сипаттамадағы сандарДербес компьютерге: DDR3, 4 Гбайт, 1333 МГц (ұзын модуль). Ноутбукке: DDR4, 4 Гбайт, 2800 МГц (қысқа модуль). МГц — жады жұмысының жиілігі: сан үлкен болса, жады жылдамырақ.
    Слот:
    Модуль:

    Слотты таңдап, модульді басыңыз — ол слотқа сыя ма?

    Модель жеңілдетілген: кесіктің орны мен модуль пішіні шартты түрде көрсетілген.

    !
    ҰБТ тұзағы

    Жедел жады = ЖЖҚ = RAM (орысша ОЗУ, «оперативка») — бір құрылғының атаулары. Нұсқаларда оларды «әртүрлі жады» етіп беріп, шатастырады.

    !
    ҰБТ тұзағы

    «Компьютер өшкенде деректер сақталмайтын жады» — RAM. ROM мен CMOS энергияға тәуелсіз, қатқыл диск — сыртқы тұрақты жады.

    3

    Тұрақты жады (ROM), BIOS, CMOS және бейне жады

    ROM-ға жазып көріңіз
    ROM (Read Only Memory) — тұрақты есте сақтау құрылғысы (ТЖҚ), тек оқуға арналған жады. Оған компьютер жасалған кезде зауытта зауыттық баптаулар бір рет жазылады: мысалы, пернетақтаның қай батырмасы басылғанын түсінетін бағдарламалар. Бұл бағдарламалар өшірілмейді және өзгертілмейді.
    Шатастырма«Тұрақты» деген сөзді естіп, оны қатқыл диск (винчестер) деп ойлайды. Жоқ: ROM — компьютердің ішіне орнатылған ішкі жады, ал қатқыл диск — сыртқы жады.
    BIOS (Basic Input Output System) — тұрақты жадыдағы ең басты бағдарлама. Қуат батырмасын басқанда BIOS бірден іске кіріседі: аналық тақшаны, RAM-ды, процессорды және басқа құрылғыларды тексеріп шығады. Бұл тексеру POST деп аталады. Қате табылса, экранға хабар шығады. Бәрі дұрыс болса, BIOS дискідегі операциялық жүйені жүктеп, іске қосады.
    ҰБТ-да қалай аталадыBIOS құрылғылардың бір-бірімен байланысын қадағалайды, сондықтан ҰБТ-да оны компьютер құрылғыларының өзара әрекетін үйлестіруші (BIOS модулі) деп атайды.
    CMOS жады — компьютердің негізгі баптауларын (конфигурациясын) сақтайды: күн, уақыт, құпиясөз. Оны кішкентай батарейка қоректендіреді, сондықтан компьютер өшсе де ақпарат жойылмайды. Компьютер қосылғанда BIOS уақытты CMOS-тағы уақытпен салыстырып тексереді.
    Бейне жады (VRAM) — бейнекарта мен бейнепроцессордың жедел жадысы. Бейнені өңдеу күрделенген сайын бейнекарта мен бейнепроцессор ойлап табылды, оларға өз жады керек болды. Бейне жады уақытша бейне кескіндерді сақтайды. Бейнекартадағы кішкентай қара төртбұрыш микросхемалар — бейне жады.

    Модель — екі дәптер: RAM-да оқуға да, жазуға да болады, ROM-да — тек оқуға. ROM-ға жазып көріңіз, кейін екеуінің де қуатын өшіріңіз.

    ОйынКомпьютер қосылғанда не болады? Ретімен орналастырыңыз.
    КарточкаларҚысқартуды ашыңыз — карточканы басыңыз.
    «Егіздер» ойыныБір құрылғыны әртүрлі атайды. Атаулар мен белгілерді бөліңіз: бұл RAM ба, әлде ROM ба?
    !
    ҰБТ тұзағы

    «Тұрақты есте сақтау құрылғысы» — ROM, қатқыл диск емес. Қатқыл диск (винчестер) — сыртқы жады, ал ROM — ішкі жады.

    !
    ҰБТ тұзағы

    CMOS — батарейканың өзі емес. Батарейка CMOS микросхемасын қоректендіреді, ал CMOS күнді, уақытты, құпиясөзді және баптауларды сақтайды.

    4

    Кэш жады және оның үш деңгейі

    деректерді баспалдақпен жіберіңіз
    Кэш жады — процессор жиі қолданатын деректерді уақытша сақтауға арналған шағын көлемді есте сақтау құрылғысы. Көбінесе процессордың ішінде орналасады.
    Аналогия: сөмкеМашинаға (RAM) әр зат үшін қайта-қайта бару ыңғайсыз. Сондықтан ең керек заттарды сөмкеңе салып аласың. Кэш — сол сөмке: процессор керек деректі RAM-ға бармай-ақ кэштен алады.
    Есте сақтаКэштің мақсаты — процессордың жедел жадыға қатынау жиілігін азайту. Кэш процессор мен RAM-ның арасында тұрады, сондықтан компьютер тезірек жұмыс істейді.
    ДеңгейҚайда орналасадыКөлемі (шамамен)
    L3процессордың ішінде, ядролардың сыртында; ең үлкен деңгей, деректер алдымен осында түседі≈ 8 Мбайт
    L2ядроның жанында≈ 1 Мбайт
    L1ядроның ішінде; ең кіші әрі ең жылдам≈ 128 Кбайт

    Деректер деңгейлерден ретімен өтеді: L3 → L2 → L1. Ядроға жақындаған сайын көлемі кішірейіп, жылдамдығы артады. Кейбір компьютерлерде L2 деңгейі жылдамдығы жоғары SRAM микросхемаларында орналасады.

    Жады неге иерархия болып құрылғанӘр этаптың өз жады болса, компьютер тезірек жұмыс істейді: процессор қайта-қайта сыртқы жадыға не RAM-ға бармай, өзіне ең жақын жадыны пайдаланады.

    Баспалдақтың биіктігі — шартты жылдамдық, ені — шартты көлем. Деңгейдің үстіне апарып, түсіндірмесін оқыңыз.

    Шағын жарысПроцессорға бір дерек қатарынан 10 рет керек. Кім тезірек: кэшпен бе, әлде кэшсіз бе? Уақыттар шартты.
    ОйынБелгі қай кэш деңгейіне сәйкес келеді?
    ОйынЯдроға жеткенше деректер қай деңгейлерден өтеді? Ретімен орналастырыңыз.
    !
    ҰБТ тұзағы

    Кэштің мақсаты — процессордың жедел жадыға қатынау жиілігін азайту. «Ақпаратты ұзақ сақтау» — сыртқы жады, «бейне кескіндерді өңдеу» — бейне жады, «баптауларды сақтау» — CMOS.

    !
    ҰБТ тұзағы

    L1 — ядроның ішінде, ең кіші әрі ең жылдам. Ең үлкен деңгей — L3. Деректер L3 → L2 → L1 ретімен өтеді, керісінше емес.

    5

    Сыртқы жады: магниттік, флеш, оптикалық

    CD-R-ге екі рет жазып көріңіз

    Сыртқы жады үш негізгі түрге бөлінеді: магниттік дискілер, флеш жады және оптикалық дискілер.

    ТүріМысалдарКім оқиды
    Магниттік дискілерқатқыл диск (HDD, винчестер), иілгіш диск (дискета)магниттік бастиек
    Флеш жадыфлешка, SSD, телефондағы UFS, eMMCмикросхемалар, қозғалатын бөлшек жоқ
    Оптикалық дискілерCD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RWлазер
    Қатқыл диск (HDD, винчестер) — магниттік дискілердің бірінші түрі, компьютердің негізгі есте сақтау құрылғысы. Корпусының ішінде магниттік қабатпен қапталған алюминий дискілер айналады, ақпаратты магниттік бастиек оқиды. Сыйымдылығы — жүздеген гигабайт.
    Иілгіш диск (дискета) — қорғаныш қабаты бар, көлемі шағын ескі тасымалдаушы. Ішінде иілгіш магниттік пластинка бар. Сыйымдылығы небәрі 1,44 Мбайт, қазір іс жүзінде қолданылмайды.
    Флеш жады — чип (микросхема) түріндегі заманауи тасымалдаушы, мысалы, флешка. Компьютердегі SSD да флешка негізінде жасалған. Телефон мен фотоаппараттағы UFS, eMMC жады да — флеш жадының түрлері. Мұнда айналатын диск те, қозғалатын бастиек те жоқ.
    Оптикалық дискілерден ақпаратты лазер оқиды. CD — қарапайым диск, DVD — бейне диск: сыйымдылығы үлкенірек, сондықтан бейнені көбірек сақтайды.
    БелгіМысалНе істеуге болады
    RCD-R, DVD-Rбір рет жазылады, кейін тек оқылады
    RWCD-RW, DVD-RWоқуға да, өшіріп қайта жазуға да болады
    Белгінің мағынасыR-ді read (оқу), RW-ны read and write (оқу және жазу) деп есте сақтау оңай. Ағылшынша толық атауы: R — Recordable (бір рет жазылатын), RW — ReWritable (қайта жазылатын). Мағынасы бірдей: R-ге бір рет жазып, кейін тек оқисың, ал RW-ны өшіріп, қайта жаза бересің.

    Дискіні таңдап, оқып, жазып және өшіріп көріңіз.

    СалыстыруHDD мен SSD — екеуі де ақпаратты ұзақ сақтайтын сыртқы жады. Айырмашылығын қараңыз.
    ОйынТасымалдаушыларды сыртқы жадының үш түріне бөліңіз.
    «Жаза ма, жоқ па?» ойыныЖазылғаннан кейін тек оқыла ма, әлде оқуға да, қайта жазуға да бола ма?
    !
    ҰБТ тұзағы

    CD-R мен CD-RW бір әріппен ғана ерекшеленеді. R — бір рет жазылады, кейін тек оқылады; RW — оқуға да, қайта жазуға да болады. «Оқуға және жазуға арналған қарапайым диск» — CD-RW (DVD — бейне диск).

    !
    ҰБТ тұзағы

    Компьютердің негізгі есте сақтау құрылғысы — қатқыл диск. «Магниттік диск» — топтың атауы: ол қатқыл және иілгіш дискіге бөлінеді. Иілгіш дискінің сыйымдылығы небәрі 1,44 Мбайт.

    6

    Энергияға тәуелділік: қуатсыз не өшеді

    ауыстырғыштарды басыңыз

    Жадыны қуат өшкенде деректердің жойылу-жойылмауына қарай да бөледі. Энергияға тәуелді жадыда деректер жойылады: RAM, кэш, бейне жады. Энергияға тәуелсіз жады деректерді сақтайды: ROM, CMOS және бүкіл сыртқы жады. Әр жадының қуатын өшіріп, деректер қайда жоғалатынын қараңыз.

    ҰБТ-ға кеңес«Дәл қазір» жұмыс істейтін жады (RAM, кэш, бейне жады) қуатсыз өшеді. Баптаулар мен бағдарламаларды сақтайтын жады (ROM, CMOS, дискілер) — сақталады.
    ОйынЖады түрлерін бөліңіз: қуат өшкенде деректер жойыла ма, жоқ па?
    !
    ҰБТ тұзағы

    Бейне жады — бейнекартаның жедел жадысы, сондықтан ол да энергияға тәуелді. Оны жиі «сақтайтын» жадыға қате жатқызады.

    7

    Деректер жолы және өлшем бірліктері

    бағдарламаны ашыңыз

    Бүкіл ақпарат — фото, бейне, ойын — алдымен сыртқы жадыда сақталады. Сыртқы жады процессорға ақпаратты үздіксіз тізбекпен береді:

    Сыртқы жады → жедел жады (RAM) → кэш → процессор
    Аналогия толығыменҚойма (сыртқы жады) → машина (RAM) → сөмке (кэш) → жұмысшы (процессор): ол сөмкедегі затты алып, өңдейді.
    ОйынДеректер жолын ретімен орналастырыңыз.
    Сұрақты талдайық«Процессорға тәуелсіз жады» қайсысы? Процессор ішкі жадымен тікелей байланысады: жедел жады (RAM) мен тұрақты жады (ROM) — ішкі жады. Демек тәуелсізі — сыртқы жады: қатқыл диск, флешка, дискілер.

    «Бағдарламаны ашу» батырмасын басыңыз: деректер блоктары бүкіл жолдан өтеді.

    Өлшем бірліктері1 байт = 8 бит; 1 Кбайт = 1024 байт; 1 Мбайт = 1024 Кбайт; 1 Гбайт = 1024 Мбайт. Информатикада «кило», «мега», «гига» — ×1024, ×1000 емес. Мысалы, 8 Мбайт = 8 · 1024 = 8192 Кбайт, 4 Гбайт = 4096 Мбайт.
      Өзіңді тексер2 Кбайт өлшемінің биттегі мәні:

      !
      ҰБТ тұзағы

      Сан-егіздер: 2048 — ×8 ұмытылған, 2000 — «кило» 1000 деп алынған, 16 — ×1024 ұмытылған. Дұрысы: 2 · 1024 · 8 = 16384 бит.

      30 секундтағы қорытындыЖады — ақпаратты сақтайтын құрылғы; ұяшықтарында 0 мен 1 кодтары тұрады. Жады ішкі (процессормен тікелей байланысады: RAM, ROM, кэш, бейне жады, CMOS) және сыртқы (процессорға тәуелсіз, ұзақ сақтайды, тасымалданады: магниттік, флеш, оптикалық) болып бөлінеді. RAM = ЖЖҚ — уақытша жады, өшсе жойылады; SRAM жылдам әрі қымбат, DRAM арзан. ROM = ТЖҚ — тек оқу, зауыттық баптаулар мен BIOS; BIOS POST арқылы құрылғыларды тексеріп, ОЖ-ны іске қосады. CMOS — күн, уақыт, құпиясөз, батареямен қоректенеді. Кэш процессордың RAM-ға қатынау жиілігін азайтады: L3 (≈ 8 Мбайт) → L2 (≈ 1 Мбайт) → L1 (≈ 128 Кбайт, ядроның ішінде). Қатқыл диск — негізгі есте сақтау құрылғысы, иілгіш диск — 1,44 Мбайт. CD — қарапайым, DVD — бейне диск; R — бір рет жазылады, RW — қайта жазылады. Жол: сыртқы жады → RAM → кэш → процессор. 1 Кбайт = 1024 байт, 1 байт = 8 бит.

      Симуляциядағы жылдамдықтар, бағдарлама көлемдері мен уақыттар — оқу мәндері, модельдер мен сызбалар жеңілдетілген.