Долговременная память компьютера. Запоминающие устройства

Долговременная память – хранилище информации с неограниченной емкостью и продолжительностью хранения. Компьютеры также являются достаточно объемными, долговременными хранилищами информации, но имеют свои сильные и слабые строны в этом плане. Проблема заключается не в количестве и сроке хранения, а в способе получения доступа к информации (см. таблицу).

Бывают ситуации, когда вы пытаетесь что-то вспомнить (имя, название и т.д.), слово буквально «вертится на языке», но вспомнить не удается. В памяти всплывают факты, названия, относящиеся к тому, что нужно вспомнить, но окончательно сформулировать информацию не удается. Вы можете «выудить» лишь часть, но не всю информацию. Удивительно, но если вы перестанете мучить себя, несколько секунд спустя она всплывет в вашей голове сама. Долговременная память очень сложна, и информация кодируется в сложной системе связи. Восстановив некоторые составляющие информации, вы воспроизводите какие-то связи в сети и через некоторое время можете получить все нужные данные.

С точки зрения дизайна интерес представляют два вопроса:

■ При каких условиях информация попадает в ДВП?

■ Сколько «стоит» вспоминание?

Оба вопроса очень интересны с точки зрения обучения пользователей, второй вопрос, к тому же, интересен еще и с точки зрения улучшения способности пользователей сохранять навыки работы с системой в течение длительного времени (а это одна из основных характеристик хорошего интерфейса).

Внутрь ДВП. Сейчас считается (и это мнение вряд ли будет изменено в дальнейшем), что информация попадает в ДВП в трех случаях. Во-первых, при повторении , т. е. при зубрежке. Во-вторых, при глубокой семантической обработке . В-третьих, при наличии сильного эмоционального шока . Эмоциональный шок нас интересует слабо – не стоять же, в самом деле, за спиной у пользователя, стреляя время от времени из ружья, чтобы он волновался (тем более что после шока запоминание прерывается). Достаточно и повторения с обработкой.

С повторением всё просто. Чем больше повторений и чем меньше времени проходит между повторами, тем больше шансов, что информация будет запомнена. Для нас как «людей просто» это ясно и неинтересно, но зато с точки зрения дизайна интерфейса это наблюдение вызывает очень простую эвристику: если системой придется пользоваться часто, пользователи ей обучатся, деваться-то им некуда. Это очень утешительное наблюдение.

С семантической обработкой дела обстоят интереснее. Дело в том, что информация хранится в ДВП в сильно структурированном виде (например, похоже, что зрительные воспоминания на самом деле хранятся не в виде картинки, а как список объектов, находящихся в изображении, изображения же отдельных объектов хранятся отдельно). Так что для обращения к воспоминаниям мозг выполняет работу, сходную с поиском книги в библиотеке (только более сложную; попробуйте методом самонаблюдения вспомнить, например, всех своих одноклассников). Соответственно, когда человек вспоминает, он углубляется в свою память и находит всё больше признаков искомой информации. Но верно и обратное: чем больше человек думает о какой-либо информации, чем больше он соотносит её с другой информацией, уже находящейся в памяти, тем лучше он запомнит то, о чем думает (т. е. текущий стимул). Это тоже очень утешительное наблюдение: если пользователь долго мучается, стараясь понять, как работает система, он запомнит её надолго, если не навсегда.

Несколько помогает понять устройство механизма запоминания его антипод, а именно забывание. Современная наука утверждает, что забывание обусловлено одним из трех факторов (или всеми тремя), а именно затуханием, интерференцией и различием ситуаций. Самое простое объяснение имеет затухание: когда информация не используется долгое время, она забывается. Несколько сложнее с двумя оставшимися факторами.

Предполагается, что если сходной семантической обработке подверглись несколько фрагментов сходной информации, эти фрагменты перемешиваются в памяти, делая практически невозможным воспроизведение поврежденного фрагмента, т. е. фрагменты интерферируют друг с другом. Иначе обстоит дело с различием ситуаций. Предполагается, что для успешного воспоминания требуется соответствие признаков во время кодирования с признаками во время воспроизведения. Невозможно неслучайно вспомнить «то, не знаю что». Это всё равно как потерять книжную карточку в библиотеке – книга в целости и сохранности, но найти её нет никакой возможности.

Если серьезно, то повторение можно охарактеризовать как способ мощный, но ненадежный, поскольку трудно рассчитывать на повторение при нечастой работе с системой (существует множество систем, используемых редко или даже однократно). Семантическая же обработка есть способ мощный, но дорогой: без повода пользователи не будут задействовать свой разум, предоставить же им повод сложно. Лучше всего в качестве повода работает аналогия, неважно, как она представлена, как метафора интерфейса, или как эпитет в документации.

Цена вспоминания. Является общим местом, что обращение к ДВП стоит довольно дорого. Поспорить с этим невозможно, поскольку в утверждении содержится слово «довольно», обладающее крайне размытым значением.

На самом деле всё сложно. Разные понятия вспоминаются с разной скоростью, слова, например, вспоминаются быстрее цифр, а визуальные образы – быстрее слов. Очень сильно влияет объем выборки, т. е. вспомнить одно значение из десяти возможных получается быстрее, нежели из ста возможных. Наконец, частота вспоминания влияет на скорость вспоминания (т. е. на скорость вспоминания сильно влияет тренировка).

При проектировании интерфейса удобно пользоваться следующим правилом. Для обычных пользователей, у которых нет навыков извлечения из ДВП информации, присущей проектируемой системе, следует снижать нагрузку на ДВП; для опытных пользователей, у которых эти навыки сформировались, обращение к ДВП может быть более быстрым, нежели любой другой способ поиска информации.

Важно, однако, сознавать, что для опытных пользователей ДВП, будучи быстрым, не обязательно является предпочтительным. Например, если стоит задача снизить количество ошибок, меню будет более эффективно, чем, скажем, командная строка, поскольку оно не позволит отдать заведомо неправильную команду.

Существует стратегия для получения информации из памяти, как и стратегия, помогающая сохранять информацию в долговременной памяти. Мнемоника - это присоединение смысловых значений к запоминаемой информации (пример с номером телефона). Люди тренируют себя в запоминании очень большого объема информации, создавая внутренние визуальные «зацепки», которые помогают запомнить каждую часть информации по отдельности. При работе с этой информацией «зацепка» помогает восстановить каждый «кусок» информации и легко перемещаться между ними.

Поскольку обращение к долгосрочной памяти вызывает затруднения, компьютерные интерфейсы должны разрабатываться с учетом этого и по возможности оказывать помощь. Для работы с информацией существуют два главных метода: распознавание и восстановление в памяти.

Зачем заставлять пользователей вспоминать информацию, если они уже знают ее? Почему бы не дать перечень или меню данных и позволить распознавать их? Восстановление в памяти включает в себя попытки распознавания информации без всякой помощи. Распознавание подразумевает попытку вспомнить информацию, используя какую-либо связь (Сравнить: действие через меню и с помощью комбинации клавиш).

Проектирование пользовательского интерфейса базируется на знании того, как человек познает и воспринимает. Одна из наиболее важных задач интерфейса: уменьшить доверие пользователя к собственной памяти и использовать преимущества компьютера для поддержки человеческих слабостей.

Долговременная память – хранилище информации с неограниченной емкостью и продолжительностью хранения. Компьютеры также являются достаточно объемными, долговременными хранилищами информации, но имеют свои сильные и слабые строны в этом плане. Проблема заключается не в количестве и сроке хранения, а в способе получения доступа к информации (см. таблицу).

Бывают ситуации, когда вы пытаетесь что-то вспомнить (имя, название и т.д.), слово буквально «вертится на языке», но вспомнить не удается. В памяти всплывают факты, названия, относящиеся к тому, что нужно вспомнить, но окончательно сформулировать информацию не удается. Вы можете «выудить» лишь часть, но не всю информацию. Удивительно, но если вы перестанете мучить себя, несколько секунд спустя она всплывет в вашей голове сама. Долговременная память очень сложна, и информация кодируется в сложной системе связи. Восстановив некоторые составляющие информации, вы воспроизводите какие-то связи в сети и через некоторое время можете получить все нужные данные.

С точки зрения дизайна интерес представляют два вопроса:

■ При каких условиях информация попадает в ДВП?

■ Сколько «стоит» вспоминание?

Оба вопроса очень интересны с точки зрения обучения пользователей, второй вопрос, к тому же, интересен еще и с точки зрения улучшения способности пользователей сохранять навыки работы с системой в течение длительного времени (а это одна из основных характеристик хорошего интерфейса).

Внутрь ДВП. Сейчас считается (и это мнение вряд ли будет изменено в дальнейшем), что информация попадает в ДВП в трех случаях. Во-первых, при повторении , т. е. при зубрежке. Во-вторых, при глубокой семантической обработке . В-третьих, при наличии сильного эмоционального шока . Эмоциональный шок нас интересует слабо – не стоять же, в самом деле, за спиной у пользователя, стреляя время от времени из ружья, чтобы он волновался (тем более что после шока запоминание прерывается). Достаточно и повторения с обработкой.

С повторением всё просто. Чем больше повторений и чем меньше времени проходит между повторами, тем больше шансов, что информация будет запомнена. Для нас как «людей просто» это ясно и неинтересно, но зато с точки зрения дизайна интерфейса это наблюдение вызывает очень простую эвристику: если системой придется пользоваться часто, пользователи ей обучатся, деваться-то им некуда. Это очень утешительное наблюдение.

Несколько помогает понять устройство механизма запоминания его антипод, а именно забывание. Современная наука утверждает, что забывание обусловлено одним из трех факторов (или всеми тремя), а именно затуханием, интерференцией и различием ситуаций. Самое простое объяснение имеет затухание: когда информация не используется долгое время, она забывается. Несколько сложнее с двумя оставшимися факторами.

Предполагается, что если сходной семантической обработке подверглись несколько фрагментов сходной информации, эти фрагменты перемешиваются в памяти, делая практически невозможным воспроизведение поврежденного фрагмента, т. е. фрагменты интерферируют друг с другом. Иначе обстоит дело с различием ситуаций. Предполагается, что для успешного воспоминания требуется соответствие признаков во время кодирования с признаками во время воспроизведения. Невозможно неслучайно вспомнить «то, не знаю что». Это всё равно как потерять книжную карточку в библиотеке – книга в целости и сохранности, но найти её нет никакой возможности.

Если серьезно, то повторение можно охарактеризовать как способ мощный, но ненадежный, поскольку трудно рассчитывать на повторение при нечастой работе с системой (существует множество систем, используемых редко или даже однократно). Семантическая же обработка есть способ мощный, но дорогой: без повода пользователи не будут задействовать свой разум, предоставить же им повод сложно. Лучше всего в качестве повода работает аналогия, неважно, как она представлена, как метафора интерфейса, или как эпитет в документации.

Цена вспоминания. Является общим местом, что обращение к ДВП стоит довольно дорого. Поспорить с этим невозможно, поскольку в утверждении содержится слово «довольно», обладающее крайне размытым значением.

На самом деле всё сложно. Разные понятия вспоминаются с разной скоростью, слова, например, вспоминаются быстрее цифр, а визуальные образы – быстрее слов. Очень сильно влияет объем выборки, т. е. вспомнить одно значение из десяти возможных получается быстрее, нежели из ста возможных. Наконец, частота вспоминания влияет на скорость вспоминания (т. е. на скорость вспоминания сильно влияет тренировка).

При проектировании интерфейса удобно пользоваться следующим правилом. Для обычных пользователей, у которых нет навыков извлечения из ДВП информации, присущей проектируемой системе, следует снижать нагрузку на ДВП; для опытных пользователей, у которых эти навыки сформировались, обращение к ДВП может быть более быстрым, нежели любой другой способ поиска информации.

Важно, однако, сознавать, что для опытных пользователей ДВП, будучи быстрым, не обязательно является предпочтительным. Например, если стоит задача снизить количество ошибок, меню будет более эффективно, чем, скажем, командная строка, поскольку оно не позволит отдать заведомо неправильную команду.

Существует стратегия для получения информации из памяти, как и стратегия, помогающая сохранять информацию в долговременной памяти. Мнемоника — это присоединение смысловых значений к запоминаемой информации (пример с номером телефона). Люди тренируют себя в запоминании очень большого объема информации, создавая внутренние визуальные «зацепки», которые помогают запомнить каждую часть информации по отдельности. При работе с этой информацией «зацепка» помогает восстановить каждый «кусок» информации и легко перемещаться между ними.

Поскольку обращение к долгосрочной памяти вызывает затруднения, компьютерные интерфейсы должны разрабатываться с учетом этого и по возможности оказывать помощь. Для работы с информацией существуют два главных метода: распознавание и восстановление в памяти.

Зачем заставлять пользователей вспоминать информацию, если они уже знают ее? Почему бы не дать перечень или меню данных и позволить распознавать их? Восстановление в памяти включает в себя попытки распознавания информации без всякой помощи. Распознавание подразумевает попытку вспомнить информацию, используя какую-либо связь (Сравнить: действие через меню и с помощью комбинации клавиш).

Проектирование пользовательского интерфейса базируется на знании того, как человек познает и воспринимает. Одна из наиболее важных задач интерфейса: уменьшить доверие пользователя к собственной памяти и использовать преимущества компьютера для поддержки человеческих слабостей.

Долговременная память компьютера

Долговременную память компьютера чаще всего называют внешней памятью, а сама по себе эта память способна хранить огромные количества всевозможной информации очень даже долгое время.

Информация в долговременную память попадает с дисковода (накопителя) или же с USB носителей разного типа (флешки, переносные жесткие диски, мобильные телефоны, планшеты и т.п).

В физическом плане, запись информации на жесткий диск, который и является устройством для хранения информации, записанной на подобного рода память, очень проста, ведь сам принцип записи – намагничивание, практически такое же, как и на CD(DVD) диски, такое же, как и на старые касеты, которые работали по принципу намагничивания на ленту, но у жесткого диска намагничивание происходит не на ленту, а на металлический диск, который похож на обычный лазерный диск, который мы вставляем в дисковод.

Когда на подобного рода носители происходит непосредственная запись какой-то информации, то пишущее устройство с сердечником начинает перемещаться, тем самым намагничивая поверхность, оставляя на ней нужную информацию в закодированном состоянии. Если носитель не будет подвергаться сильному нагреванию, а также воздействию всевозможных магнитных полей, то информация способна храниться очень долгое время, именно по этой простой причине нельзя хранить диски в близости к магнитам, ну и к колонкам тоже не желательно, ведь если кто-то когда-то их разбирал, наверняка знает, что внутри у колонок тоже есть магниты.

Когда информация начинает считываться с носителя, то магнитная головка начинает передвигаться, тем самым вызывая специальные импульсы, а последствия этих импульсов сразу же по магистрали передаются для обработки в оперативную память компьютера, которая полученную информацию обрабатывает, а затем преподноси нам.

При удалении информации, с жесткого диска просто сжигается вся ненужная информация лазерным методом, а вот с лазерных дисков информацию удалить нельзя, хотя есть диски, с которых удаление информации возможно, но часто запись новой информации после этого получается с ошибками и диск просто портится, именно по этой причине, лазерные диски советую использовать для записи только один раз.

Поддержите сайт, нажмите на кнопку.

Journalist : Комментариев пока нет! Станьте первым:

(Visited 15 times, 1 visits today)

Основными характеристиками любого типа памяти являются:

• Объем памяти - это максимальное количество информации, которое может быть помещено в эту память. (измеряется в килобайтах, мегабайтах, гигабайтах)..
• Время доступа к памяти - это минимальное время, достаточное для размещения в памяти единицы информации (обычно измеряется в наносекундах).
• Плотность записи информации – это количество информации, записанной на единице поверхности носителя.

Внутренняя память компьютера

Постоянное запоминающее устройство - энергонезависимая память, используемая только для чтения (ROM).

Данный вид памяти размещается на системной плате и применяется для хранения информации, которая обычно не меняется в ходе эксплуатации компьютера, например, микропрограммы тестирования компонентов компьютера и первого этапа загрузки операционной (BIOS). Из всех видов внутренней памяти является наиболее медленной

Оперативное запоминающее устройство - энергозависимая память, применяемая для временного хранения команд и данных, необходимых процессору для выполнения текущих операций.

Физически ОЗУ строится на микросхемах динамической памяти DRAM (Dynamic Random Access Memory). Скорость доступа к DRAM ниже чем к памяти основанной на микросхемах статической памяти SRAM (Static Random Access Memory).

После отключения компьютера содержимое ОЗУ «обнуляется» .

Кэш-память

Кэш-память является элементом процессора. Это сверхбыстрая память физически построенная на микросхемах статической памяти SRAM (Static Random Access Memory). В кэш-памяти хранится содержимое наиболее часто используемых ячеек оперативной памяти, а также части программы, к которым процессор может обратится с наибольшей долей вероятности

Долговременная (внешняя) память компьютера

Внешняя память - это энергонезависимая память, предназначенная для длительного хранения информации.

Процессор не имеет прямого доступа к содержимому внешней памяти. Чтобы процессор мог обработать данные из долговремен¬ной памяти, они должны быть сначала загружены в оперативную память.

К основным устройствам долговременной памяти относятся:

Магнитный диск - основное устройство внешней памяти

Перед использованием жесткого диска необходимо его отформатировать. Операция форматирования включает в себя три этапа:

• низкоуровневое форматирование диска (создаются физические структуры: дорожки, секторы, управляющая информация);
• разбиение на разделы (процесс разбиения жесткого диска на логические диски (С:, D: и т. д.);
• высокоуровневое форматирование (создаются логические структуры, ответственные за хранение файлов, а также, в некоторых случаях, системные загрузочные файлы в начале диска).

Для повышения надежности хранения данных, а также для повышения скорости чтения/записи информации при работе с большими объемами данных используются массивы из нескольких дисков - RAID-массивы.

Оптические диски

• Компакт-диск (англ. Compact Disc, CD) - оптический носитель информации, процесс записи и считывания информации которого осуществляется при помощи лазера.
• DVD (англ. Digital Versatile Disc - цифровой многоцелевой диск) - оптический носитель информации, имеющий более плотную структуру рабочей поверхности, чем компакт - диск.
• Blu-ray (Blu-ray Disc) является названием формата оптического диска следующего поколения.

Флеш-память

Принцип работы флеш-памяти основан на полупроводниковой технологии. Изменение заряда («запись» и «стирание») изолированной области («карман») происходит при подаче напряжения между затвором и истоком данной области. Флеш-память позволяет сравнительно быстро записывать и считывать данные и хранит их после выключения питания.

Умные электронные машины уже давно и прочно вошли в повседневную жизнь человека. Но, несмотря на это, их устройство до сих пор вызывает элементарные вопросы у многих пользователей. Например, далеко не все знают, какие бывают виды памяти . А ведь здесь все не так уж сложно, хотя и не совсем просто. Существуют две основные разновидности – внутренняя память и внешняя, которые, в свою очередь, имеют собственную градацию.

Виды внутренней памяти компьютера

Внутренняя память называется так потому, что она встроена в основные блоки компьютера и является неотъемлемым элементом системы, обеспечивающим ее работоспособность. Удалить или извлечь ее без негативных последствий невозможно. Различают следующие ее виды:

• оперативная – представляет собой набор программ и алгоритмов, необходимых для работы миикропроцессора;
• кэш-память – это своеобразный буфер между оперативкой и процессором, который обеспечивает оптимальную скорость выполнения системных программ;
• постоянная – закладывается при изготовлении компьютера на заводе, в нее входят инструменты для контроля за состоянием ПК при каждой загрузке; программы, отвечающие за запуск системы и исполнение основных действий; программы настройки системы;
• полупостоянная – содержит в себе данные о параметрах настройки конкретного ПК;
• видеопамять – в ней сохраняются видеофрагменты, которые должны выводиться на экран, является частью видеоконтроллера.

Виды оперативной памяти компьютера

Быстродействие и «интеллектуальный уровень» компьютера во многом определяются его оперативной памятью. В ней хранятся данные, используемые во время активной работы электронной машины. Она также может быть разных видов, но чаще всего используются блоки DDR, DDR2,DDR3. Различаются они количеством контактов и скоростными характеристиками.

Виды внешней памяти компьютера

Внешняя память компьютера представлена различными видами съемных носителей информации. На сегодняшний день основными из них являются жесткие диски, usb-накопители, или флешки и карты памяти. Устаревшими считаются лазерные диски и дискеты. Но , хотя и является съемным, все же используется в качестве вместилища постоянной памяти и без него компьютер работать не будет. Однако его можно свободно достать и переместить в другой системный блок, поэтому его и относят к категории внешних устройств памяти.

Основной функцией внешней (долговременной) памяти является способность длительно хранить большой объем информации. Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя (дисковода) и устройства хранения – носителя .

К носителям относятся гибкие (Floppy Disk) и жесткие (Hard Disk) магнитные диски, а также оптические диски CD-ROM, CD-RW, DVD, съемные диски. Существенное значение имеют такие их показатели как информационная емкость, время доступа к информации, надежность ее хранения, время безотказной работы.

Жесткий магнитный диск (HDD – Hard Disk Drive) – это устройство для постоянного хранения информации, используемой при работе с ПК: программ операционной системы, часто используемых прикладных программ, документов. Жесткий магнитный диск – это камера, внутри которой находится несколько дисков на одной оси. Особенностями жестких дисков являются:

Наибольшая скорость чтения и записи информации;

Информационная ёмкость для современных HDD до 100 Гб и больше.

Жесткие диски необходимо оберегать от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.

Накопители на сменных жестких дисках. . Zip – выпускается в виде встроенных или автономных блоков, подключаемых к параллельному порту, могут хранить 100 и 250 Мб данных на картриджах, напоминающих дискету. Jaz - емкость используемого картриджа 1 или 2 Гб. Недостаток – высокая стоимость картриджа. Основное применение – резервное копирование данных.

Стримеры - это накопители на магнитных лентах, которые в настоящее время используются, в основном, как средство резервного копирования данных. Запись производится на мини-кассеты. Емкость таких кассет от 40 Мб до 13 Гб.

Дисководы - устройства для работы с носителями информации (считывания/записи).

I. FDD – Floppy Disk Drive дисководдля работы с дискетами. Геометрический размер дискеты 3,5 дюйма (89 мм), информационная емкость – 1,44 Мб. Особенности:

Низкая скорость чтения/записи данных;

Малая информационная емкость дискеты;

Невысокая надежность сохранения данных на дискетах.

Дискеты нельзя хранить вблизи источников магнитных излучений (монитор, мобильный телефон и др.), не допускать попадания пыли, грязи и жидкостей.

II. Лазерные дисководыCD-ROM, DVD-ROM – устройства для работы с лазерными дисками:

- CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory – компакт диск только для чтения). Информационная емкость составляет 650-800 Мб. Основным недостатком стандартных дисководов CD-ROM является невозможность записи данных.

- DVD-ROM (Digital Versatile Disk – универсальный цифровой диск) . Емкость DVD составляет от 4,7 до 17 Гбайт. Разброс емкости объясняется тем, что диск может записываться с двух сторон и, к тому же, с каждой стороны могут быть нанесены один или два слоя информации. Таким образом, односторонние однослойные диски имеют объем 4,7 Гб, двусторонние однослойные – 9,4 Гб, односторонние двухслойные – 8,5 Гб, двусторонние двухслойные – 17 Гб.

III. Записывающие лазерные дисководы для работы как с перечисленными типами компакт дисков, так и носителями типа:

- CD-R, DVD-R (R - recordable – записываемый) – лазерные диски для однократной записи.

- CD-RW, DVD-RW (RW - R eW ritable) - лазерные диски, допускающие многократную запись.

Оптические диски обладают высокой надежностью хранения информации, долговечностью (срок службы при качественном исполнении 30-50 лет). Диски следует хранить в твердых футлярах вертикально, не допускать попадания солнечного света и жидкостей на поверхность, оберегать от магнитных излучений, царапин, трещин, пыли.

Flash-память – представляют собой микросхему, помещенную в корпус. Карта flash-памяти вставляется в мобильное устройство (портативный компьютер, цифровую камеру) и подключается к ПК через USB порт посредством специального USB кабеля либо непосредственно подключается к USB порту. Информационная емкость карты, в зависимости от типа достигает 1 Гб и более.

Карты flash-памяти не следует хранить вблизи источников магнитного излучения, не допускать попадания грязи, пыли, жидкостей.