Qattiq disk - Mavzu: san'at sohasida axborot texnologiyalari faninig predmeti, maqsadi va vazifalari

|
Mavzu: san'at sohasida axborot texnologiyalari faninig predmeti, maqsadi va vazifalari
|
bet | 4/13 | Sana | 12.02.2024 | Hajmi | 0,66 Mb. | | #155163 |
Bog'liq Multimedia mobilQattiq disk (HDD - Hard Disk Drive) - bu multimediyali kompyuterlarda ma'lumotlarni doimiy saqlash qurilmasi bo'lgani uchun ba'zan uni doimiy xotira ham deb atashadi. Birinchi qattiq disk shaxsiy kompyuter paydo bo’lishidan oldin - 1957 yilda IBM firmasi tomonidan ishlab chiqilgan. U 5 MB hajmga ega bo’lib, narxi juda qimmat bo’lgan. Keyinroq IBM PC XT shaxsiy kompyuteri uchun 10 MB disk ishlab chiqilgan. O’sha paydagi qattiq disklar konsentrik dioralar - treklar shaklidagi 30 izli y’oldan va har bir yo’lda 30tadan sektor bo’lgan, ya’ni 30x30 bo'lgan. Bu esa mashhur Winchester miltiqning kalibriga o'xshar edi. Shuning uchun qattiq diskni foydalanuvchilar hozitgacha “jargon” tilida "Vinchester" yoki qisqacha "Vint" deb atashadi.
Qattiq disk qanday tuzilishga ega? Qattiq diskning asosini magnit maydonning ta’sirini yaxshi saqlay oluvchi (masalan, temir oksidi) maxsus moddalar bilan qoplangan metall disk bloki tashkil etadi. Zamonaviy vintchesterlarda bunday disklardan bittadan uchtagacha bo’ladi. Bu disklar juda yaxshi muvozanatga va juda tekis yuzaga ega bo’ladi, chunki ularning aylanish tezligi ancha yuqori (standart tezliklar - 7200 yoki 10000 ayl/min) bo’ladi. Shu bilan birga ma’lumotlarni o’qish qurilmasini kerakli ma’lumotni o’qish uchun joylashish aniqligi juda yuqori bo’lishi kerak.
Diskga yozish uchun, tokli impulslar ta’siri ostida magnit maydonni yaratishga qodir bo’lgan maxsus magnitli kallaklar ishlatiladi. Odatda bunday kallaklar har bir disk uchun ikkitadan - diskning har ikki tomonida bo’ladi. Bunday magnitli kallak diskni ma’lum bir yo’nalishda magnit momentning yo’nalishiga qarab diskning bir qismini magnitlaydi (mantiqiy "nol" yoki mantiqiy "bir" kabi). Magnitlash jarayoni magnitli kallak kerakli joyga qo’yilganda, ma’lum bir vaqt oralig’ida tok impulsini uzatish orqali sodir bo’ladi.
Diskdan ma’lumotlarni o’qish uchun maxsus magnitga qarshilik ko’rsatuvchi kallaklardan foydalaniladi. ular magnit maydonning o’zgarishiga javob qaytaradi, bu esa qo’zg’aluvchan tok kuchini o’zgartiradi. Bunday analog signal o’qiladi va raqamli shaklga o’tkazilib, kompyuter tizimiga uzatiladi.
Disklardagi ma’lumotlar konsentrik doiralar - treklar shaklida joylashadi. Ishlash jarayonida magnitli kallaklar bir yo’ldan boshqasiga o’tib turadi. Zamonaviy qattiq disklarda magnit kallaklarni siljitish uchun solenoid diskdan foydalanadi. Quyidagi 8-rasmda kallaklarning harakati ko’rsatilgan - ular o’z o’qlari atrofida harakat qilishadi.
1.8-rasm. Diskning ma’lumot o’qish kallagining harakati
Kallaklarning orqa tomoniga sim o’rami ("katushka") mahkamlangan bo’lib, elektromagnit ta’sirida u yoki bu tomonga tortiladi. Qattiq disk aylanganda kallak u yoki bu tomonga siljish orqali diskning istalgan nuqtasiga borish imkoniga ega bo’ladi. Tok quvvati o’chirgandan so’ng, ma’lumot o’quvchi bu kallaklar disk sirtidan chiqariladi va o’z joyiga borib turadi. Kallaklar disk yuzasiga tushishiga yo’l qo’yilmaydi.
Diskda ma’lumotlar konsentrik doiralar shaklida saqlanadi. Kallaklar bloki bir butun bo’lib, barcha kallaklar bir vaqtning o’zida harakatlanadi. Har bir kallak bitta diskning bir tomoniga xizmat qiladi. Istalgan vaqtda barcha kallaklar har xil diskda bo’lsada bir xil trekda joylashadi. Vertikal tekislikda bunday treklar to’plami silindr hosil qiladi.
Kompyuter ishlash jarayonida mikroprotsessor kerakli ma’lumotlarni qattiq diskdan o’qiydi va biror bir dastur orqali uni qayta ishlaydi, ishlov berish natijasini yana qattiq diskka yozadi.
1.9-rasm. Qattiq disk
Qattiq diskning aylana ko’rinishdagi yo’llari sektorlarga bo’linadi. Har bir sector o’zida 512 bayt ma’lumotni saqlaydi. Sektor disk hajmining minimal elementi.
Qattiq diskning maksimal hajmi undagi silindrlar soni, kallaklar soni va sektorlar sonining bir-biriga ko’paytmasiga teng bo’ladi.
Odatda, texnologik nuqtai nazardan, qattiq disklar yaratishda undagi disklar sonini bu disklardagi yo’llarni zichligini oshirish hisobiga kamaytiriladi.
Qattiq disklarning asosiy xarakteristiklari ularning hajmini kattaligi va ishlash tezligigining yuqoriligi hisoblanadi.
Tezkor xotira va uning turlari
Tezkor xotira (RAM - Random Access Memory) - bu kompyuter, smartfon, noutbuk kabi elektron qurilmalar tizimining eng muhim elementlaridan biridir. U dasturlarni va operatsion tizimni ishlash tezligi va yuklanishiga javobgardir. Avvalo shuni tushunish kerakki, tezkor xotira energiyaga bog’liq holda ma’lumotlarni eslab qoluvchi elektron qurilma hisoblanadi, ya’ni kompyuter yoqilganda ma’lumotlarni o’zida saqlaydi va kompyuter o’chirilganda undagi ma’lumotlar ham o’chib ketadi
Tezkor xotira mikrosxemalari yoki kompyuterning tezkor xotirasi - bu kompyuter yoqilganda kompyuterni bashqaruvchi dasturlar va boshqa amaliy dasturlarni vaqtinchalik o'zida saqlovchi qurilma hisoblanadi. Butun tizimning tezligi RAM miqdoriga bog’liq. Bu qanchalik katta bo’lsa, qurilmaning dasturiy ta’minot qismi tezroq ishlaydi.
Kompyuterning tezkor xotirasi o’zining xususiyatlarini tavsiflovchi ko’plab parametrlarga ega, ammo ularning barchasini faqat mutaxassislar tushinadi. Oddiy foydalanuvchilar esa operativ xotiraning faqat asosiy xususiyatlari: turi, hajmi va ishlash chastotasi kabilarni bilishi etarli hisoblanadi.
Tezkor xotira parametrlari ichida eng birinchi qaraladigan narsa bu uning turi hisoblanadi. Chunki xotira turi sizning kompyuteringizni bosh platasiga tushish yoki tushmasligini aniqlaydi. Tezkor xotira birinchi kompyuterlar paydo bo’lganidan beri bir necha avlod xotiralari paydo bo’lgan. Hozirgi vaqtda siz eski kompyuterlarda DDR2 turli tezkor xotirani (RAMni) uchratishingiz mumkin. Unday keyingi avlod DDR3 xotirasi hanuzgacha tizimlarda mavjud. Hozirgi kunda asosan DDR4 xotirasi ishlatilmoqda. Tezkor xotira ishlab chiqarishda har bir keyingi avlod xotirasidan nafaqat samarali ishlashi bilan, balki kam kuchlanishda ishlashi bilasn ham ajralib turadi. Shuning uchun hozirgi avlod tezkor xotiralarining energiya sarfi avvalgilariga nisbatan kamroq.
Tezkor xotiraning ikkinchi bir muhim parametri bu uning xajmi hisoblanadi. Chunki butun kompyuter tizimning ishlash tezligi unga o’rnatilgan tezkor xotiraning hajmiga bog’liq.
b)
c)
1.10-rasm. Tezkor hotira turlar: a) DDR 2, b) DDR 3, c) DDR 4
Agar tezkor xotira hajmi juda kam bo’lsa, talab qilinadigan dasturlarning ishlashi sezilarli darajada sekinlashadi. Hozirda eng zaif kompyuterlarga ham kamida 2 GB tezkor xotira o’rnatilmoqda. Uy stol kompyuterlarida kamida 4 GB o’rnatish kerak. Multimediyali kompyuterlarda yoki kompyuter o’yinlari o’ynash uchun yig’ilgan kompyuterlarda kamida 8 GB tezkor xotira talab qilinadi.
Tezkor xotiraning har bir yangi avlodida RAM chastotasi oshib boradi. Bu tezkor xotirani ma’lumotlarni o’tkazish qobiliyatini belgilaydi. Ammo chastotasi yuqori bo’lgan tezkor xotirani o’rnatish umuman tizimning ishlashini sezilarli darajada oshirishni kafolatlamaydi. Masalan, shaxsiy kompyuterdan normal foydalanish paytida foydalanuvchi 1066 MGts va 1600 MGts chastotali xotiradan foydalanish o’rtasidagi farqni sezmaydi, chunki uning ishlashini cheklaydigan boshqa parametrlar ham mavjud. Farq faqat maxsus dasturlar yordamida sinovdan o’tkazilgandan keyin ko’rinadi.
Kesh xotira
Kesh yoki kesh xotira deb kompyuter dasturlari va qurilmalari uchun ko’p kerak bo’ladigan ma’lumotlarni saqlash uchun ajratilgan maxsus joyga aytiladi. Kesh xotira nima uchun kerak? Ma’lumki, protsessor tezkor xotirada (RAM) saqlanadigan ma’lumotlar bilan ishlaydi. Biroq, operativ xotira va protsessorning ishlash tezligi bir-biridan sezilarli darajada farq qiladi: agar protsessor RAM bilan to’g’ridan-to’g’ri aloqa qilsa (ma’lumotlarni o’qish yoki yozish uchun), unda aksariyat hollarda u ma’lumotlarni o’qib yoki yozib bo’lingunga qadar ishlamay bekor kutib turadi. Bu esa yuqori tezlikda ishlaydigan protsessorlarni ish samaradorligini tushirib yuboradi. Bu muammoni hal qilshning yagona yo’li bu tezkor xotira bilan markaziy protsessor orasiga xajmi uncha katta bo’lmagan (164Kb), lekin ularga murojaat qilish tezkor xotiraga murojaat qilishdan o’nlab, yuzlab va minglab marotaba tezroq bo’ladigan hotira joylashtirishdir. Bunday xotira kesh xotira deb nomlangan. Aslida, tezkor xotira ham o’z navbatida kesh xotira hisoblanadi. Chunki u markaziy protsessor bilan qattiq disk orasidagi joylashadi.
Markaziy protsessor ma’lumotlarni diskdan tezkor xotiraga yozib olib keyin ishlaydi. Shu ma’noda tezkor xotira ham kesh xotira hisoblanadi.
Barcha dasturlar, web-brauzerlar, audio va video pleerlar, ma’lumotlar bazasini boshqarish tizimlari, operatsion tizimning tashkil etuvchilari va instrumentlar o’zlarining kesh-xotiralariga ega bo’ladi. Hozirgi zamonaviy markaziy protsessorlar L1, L2 va L3 deb nomlanuvchi uch darajali kesh xotiralarga ega bo’ladi. Ular apparat modullari shaklida mikroprotsessor bilan birga bir kristalga joylashtirilgan. Bunda L1-darajali kesh xotira eng kichik (32-64Kb) hajmga ega bo’lgan tezligi juda yoqori bo’lgan xotira hisoblanadi. U markaziy protsessor bilan bir xil chastotada ishlaydi, yani tezligi boshqa darajalardan ancha katta. L2 - darajali kesh xotira tezlik va sig’imi bo’yicha o’rtacha pozitsiyani egallaydi. Uning sig’imi 128 Kbdan 12 Mb gacha bo’ladi. L3 - darajali kesh xotiraning xajmi eng katta (40 Mb gacha), lekin tezligi eng kichik bo’lgan xotira hisoblanadi.
Endi keshning ishlash prinsipini ko’rib chiqaylik. Kesh xotira kesh-kontroler va keshning o’zidan iborat. Kesh-kontroller (boshqaruvchisi) kesh xotiraning ishini boshqaradi, ya’ni u kerakli ma’lumotlarni tezkor xotiradan (RAMdan) yuklaydi va kerak bo’lganda protsessor tomonidan o’zgartirilgan ma’lumotlarni RAMga qaytaradi. Arxitektura jihatidan, kesh-kontroller markaziy protsessor va tezkor xotira (RAM) o’rtasida joylashgan (1.11-rasmga qarang). Kesh-kontroller markaziy protsessorning tezkor xotiraga yuborgan so’rovlarini qabul qilib olib, so’ralgan ma’lumotlarning keshda mavjud yoki yo’qligini aniqlaydi. Agar bunday nusxa bo’lsa, unda bu "keshga tegish" (cache hit) deb ataladi. Bu holda ma’lumotlar keshdan juda tez olinadi (RAM-ga qaraganda tezroq). Agar keshda talab qilinadigan ma’lumotlar bo’lmasa, unda ular "keshga tegmaslik" (cache miss) deb ataladi. Bunday ma’lumotlarni olish uchun ma’lumot so’rovi tezkor xotiraga yo’naltiriladi.
1.11-rasm. Kesh xotiraning tuzilishi va joylashishi
Video kartalar va ularning turlari
Video karta - kompyuter xotirasida saqlanadigan grafik tasvirni monitor ekranida namoyish qilish uchun mos shaklga o’zgartirib beruvchi qurilma.
Video karta GPU (graphics processing unit) - ma'lumotni tasvirlash qurilmasiga (monitor yoki televizor) video (ba’zan audio) signallarni qayta ishlash va chiqarish uchun mo’ljallangan kompyuter qurilmasi. Tasvirni chiqarish uchun kerakli portlar mavjud. Masalan, VGA, DVI, DisplayPort, HDMI.
Markaziy protsessordan olingan qayta ishlash kerak bo’lgan ma’lumotlar (OpenGL, DirectX) video xotiraga tushadi va video protsessor uni monitor uchun tushunarli bo’lgan signalga aylantirish uchun ma’lum bir tarzda qayta ishlaydi.
Video xotirani kadrlar buferi desa ham bo’ladi.
Video karta turlari haqida gapiradigan bo’lsak ular 3 turga bo’linadi:
Integratsiyalashgan yoki o’rnatilgan video karta. bu turli video kartalar avvallari bosh plataga o’rnatilgan bo’lardi. hozirda ular markaziy protsessorga o’rnatilmoqda.
Bu turli video kartalarning afzallaiklari quyidagicha:
Narxi CPU narxiga kiritilgan.
Foydalanish qulay. O’rnatilgan video kartaning ishlashi uchun foydalanuvchidan hech qanday harakat talab qilinmaydi, shunchaki kompyuterni yoqib ishlayveradi.
Kam energiya sarflaydi. Bu noutbuklar kabi portativ qurilmalar uchun juda muhim parameter.
Shovqinsiz ishlaydi.
Kamchiliklari haqida esa quyidagilarni aytish mumkin:
Boshqa turli video kartalarga nisbatan ancha past samaradorlikga ega;
Video tasvir sifati yuqori darajada bo’lmaydi;
Protsessorni to’liq almashtirmasdan almashtirish yoki ta’mirlash mumkin emas;
O’rnatilgan video kartaning o’z xotirasi yo’qligi sababli kompyuterning tezkor xotirasidan foydalanadi. Bu kompyuterning umumiy ish samaradorligiga salbiy ta’sir ko’rsatadi;
Markaziy protsessorni qo’shimcha qizib ketishiga olib keladi, chunki umumiy sovutish tizimidan foydalaniladi.
Diskret video karta. Video kartaning bu turi o’zining grafik protsessoriga, video xotirasiga, quvvat va sovutish tizimiga, video chiqishlariga ega bo’lgan alohida bir qurilma ko’rinishida bo’ladi. Ular almashtirish mumkin bo’lgan kompyuterni alohida tarkibiy qismi hisoblanib, juda yuqori samaradorlikda ishlaydi. Musol tariqasida ushbu MSI GeForce GTX 750 Ti, ASUS AMD Radeon RX 460 kabilarni keltirish mumkin.
1.12-rasm. Diskret video karta
Diskret video kartalarning afzalliklari quyidagilardan iborat:
Video protsessorlarining barcha turlari orasida eng yuqori samaradorlikda ishlaydi;
Eng yuqori sifatli tasvirni beradi;
Ikki va undan ortiq monitorlarni ulash imkoniyati (ma’lum modelga qarab) mavjud.
Ta’mirlash mumkinligi;
Tez almashtirish va yangi modeliga yangilash mumkinligi;
Ish samaradorligini oshirish maqsadida 2 ta zamonaviy diskret video kartadan foydalanish mumkin (SLI va Crosfire rejimlari);
NVidia CUDA va AMD STREAM texnologiyalaridan foydalangan holda hisoblash samaradorligini oshirish uchun diskret grafik kartadan markaziy protsessorga "yordamchi" sifatida foydalanish mumkin.
Diskret video kartalar ham kamchiliklardan holi emas:
Eng jiddiy kamchiligi - bu ularning narxini balandligi. Bu turdagi video kartalarning o’rtacha narxi 400 AQSh dollar va undan yuqori narxlarda boshlanadi. Eng yaxshi modellarning narxi 3500 dollardan oshib ketgan;
Energiya sarfi ko’p. Bu darajadagi video kartalar uchun etarlicha kuchli quvvatga ega bo’lgan tok manbai bloki kerak bo’ladi (500 Vt va undan yuqori);
Shovqinning mavjudligi. Bu mavjud sovutish tizimiga bog’liq. Agar yaxshi sovutish tizimi qo’yilsa shovqin yo’qoladi;
Video kartaning monitor uchun video chiqishlari bilan mosligi. Ba’zan ular mos kelmay qoladi;
Yuqoridagilardan hulosa qilishimiz mumkinki, diskret grafik karta "og’ir" zamonaviy o’yinlar, shuningdek, loyihachilar, muhandislar va dizaynerlar tomonidan ishlatiladigan ko’p resurslarni talab qiladigan amaliy dasturlar (masalan, Adobe Primer) uchun kerak.
Tashqi video kartalar. Bu turli video kartalar uncha katta bo’lmagan qutiga o’xshash bo’lib, USB kabelidan foydalangan holda video manbasiga (kompyuterga), boshqa tomondan esa monitorga ulanadi. Bunday video kartalardan kompyuterga qo’shimcha monitorni ulash zarur bo’lganda yoki masalan, noutbukga o’rnatilgan video kartalar ishlamay qolgan hoillarda ishlatiladi.
1.13-rasm. Tashqi video karta
Ular ishlash uchun yoki filmlar ko’rish uchun yaraydi, lekin jiddiyroq narsa uchun, yaramaydi. bu turli vide kartalarning asosiy afzalligi ularning narxi va ishlatishga qulayligi hisoblanadi. Ularning kamchiligi sifatida ish samaradorligini keltirish mumkin. Bu turli video kartalarning ish samaradorligi Integratsiyalashgan video kartalarning ish samaradorligidan ham past.
1.3.6. Bosh plata elektron qurilmasi
Bosh plata (inglizchada motherboard, mainboard) - bu shaxsiy kompyuterning asosiy qismlari: markaziy protsessor, tezkor xotira kontrolleri, tezkor xotiraning (RAM) o’zi, doimiy xotira (ROM), asosiy kirish-chiqish interfeyslarining kontrollerlari va boshqa shu kabi electron qurilmalar o’rnatilgan murakkab ko’p qatlamli elektron platadir. Qoidasiga ko’ra, bosh plata qo’shimcha kontrollerlarni ulash uchun ulagichlarni (uyalarni) o’z ichiga oladi, ular uchun odatda USB, PCI va PCI-Express kabi shinalar ishlatiladi.
1.14-rasm. Bosh plata electron qurilmasi
Bosh plata nima? - degan savolga shu tarzda javob berish mumkinki, bu qo’shimcha kengaytirish kartalarini o’rnatish uchun ulagichlarga ega va kompyuterning barcha elektron sxemalarining mexanik asosi bo’lib xizmat qiladigan asosiy kompyuter qurilmasidir. Bosh plata tufayli kompyuter tizimining tarkibiy qismlarining to’liq o’zaro ta’siri ta’minlanadi.
Bosh plataning qiymatini baholasah mumkin emas, kompyuter tizim blokining barcha tarkibiy qismlari bosh plata tufayli bir-biri bilan o’zaro ta’sirlashadi, qattiq diskdagi ma’lumotlar RAMga kelib tushmasdan protsessorda qayta ishlash mumkin emas, grafik adapter esa bosh platasiz kompyuter tizimidan hech narsa ololmaydi va natijada monitorga xech nima uzatolmaydi. Sichqoncha va klaviatura kabi eng oddiy kirish qurilmalari ham bosh platadagi ulagichlar orqali ma’lumot almashadi.
Ehtimol, avvallari kompyuterning umumiy ishlash samaradorligi faqatgina protsessorga bog’liq bo’lgan bo’lsa, hozir vaziyat o’zgargan. Endilikda kompyuterlarning tezligi na faqat markaziy protsessorga bailki bosh plataning imkoniyatlariga, uning shinalarining o’tkazish qobiliyatiga, tezkor xotiraning hajmi va chastotasiga, zamonaviy PCI-Express x16 va video kartalar o’rnatiladigan uyaning maksimal ishlash qobiliyatiga va boshqalarga bo’g’liq.
Bosh platalarda form-faktor (shakl-shamoyili) deb nomlanuvchi parameter mavjud bo’lib, u kompyuter uchun bosh plataning o’lchamini, uning kompyuter korpusiga o’rnatiladigan joylarini, bosh plata shinalari interfeysini,
kiritish/chiqarish portlarini, markaziy protsessor o’rnatiladigan joyni (soketini) va operativ xotiraning ulanish joylarini, shuningdek elektr ta’minotini ulash uchun ulagich turini aniqlaydigan standart hisoblanadi.
Hozirgi zamonaviy form-faktorlarda kompyuterni sovutish tizimiga qo’yiladigan talablar ham aniqlangan. Kompyuter yig’ishda tizimli blok form- faktori bilan bosh plata form faktorini bir-biriga mos kelishini hisobga olish zarur. Aks holda bosh platani tizimli blokning korpusiga mahkamlab bo’lmaydi.
Hozirgi kunda quyidagi turli form-faktorli bosh platalar ishlatiladi:
|
| |