Κεφάλαιο 1.6: Συσκευές αποθήκευσης 1.6.1 Συσκευές αποθήκευσης Μνήμη τυχαίας προσπέλασης - RAM Η μνήμη RAM (Random Access Memory Μνήμη Τυχαίας Προσπέλασης), κρατεί όλη την πληροφορία (δεδομένα και εντολές) που χρησιμοποιεί η CPU και ονομάζεται κύρια μνήμη RAM. Είναι μνήμη εγγραφής και ανάγνωσης και είναι πτητική, δηλαδή τα περιεχόμενά της χάνονται σε περίπτωση που σταματήσει η παροχή ρεύματος στον υπολογιστή. Η ονομασία της επικράτησε διότι οι πρώτες μνήμες ανάγνωσης-εγγραφής, δεν υποστήριζαν τυχαία προσπέλαση (random access), παρά μόνο σειριακή προσπέλαση (sequential access). Όταν εκκινούμε τον υπολογιστή, το λειτουργικό σύστημα, φορτώνεται αυτόματα από το σκληρό δίσκο, στη RAM. Κατά τη λειτουργία του υπολογιστή, στη RAM βρίσκονται το λειτουργικό σύστημα και τα προγράμματα που «τρέχουμε». Το μέγεθος της RAM είναι πολύ σημαντικό για την απόδοση του υπολογιστή. Μετριέται σε Megabyte - MB (παλαιότερα) ή σε Gigabyte GB (σήμερα) και καθορίζει σε μεγάλο βαθμό και τον αριθμό των προγραμμάτων που μπορούμε να εκτελούμε ταυτόχρονα. Γίνεται εύκολα αντιληπτό ότι όση περισσότερη μνήμη έχει ο υπολογιστής τόσο πιο γρήγορος είναι. Αν συμβαίνουν συχνές διακοπές ρεύματος στην περιοχή που βρισκόμαστε, είναι καλό να χρησιμοποιούμε μια συσκευή UPS (Uninterruptible Power Supply Αδιάλειπτη Παροχή Ισχύος), η οποία εξασφαλίζει τη συνεχή και σταθερή τροφοδοσία του υπολογιστή με ρεύμα και συνεχίζει να τον τροφοδοτεί για λίγη ώρα σε περίπτωση διακοπής ρεύματος, ώστε να προλάβουμε να αποθηκεύσουμε τη δουλειά μας. Μνήμη ROM Εκτός από τη RAM, ένας υπολογιστής διαθέτει και τη μνήμη ROM (Read Only Memory Μνήμη Μόνο για Ανάγνωση). Δηλαδή δε μπορεί να γίνει εγγραφή δεδομένων σε αυτή. Τα περιεχόμενα της ROM, δεν αλλάζουν μετά την εγγραφή τους και δεν χάνονται αν σταματήσει η παροχή ρεύματος. Οι μνήμες ROM χρησιμοποιούνται από τους κατασκευαστές Η/Υ για την αποθήκευση προγραμμάτων που απαιτούνται για την εκκίνηση του υπολογιστή, όπως το BIOS. Στην πραγματικότητα και η ROM είναι μνήμη τυχαίας προσπέλασης. BIOS Το BIOS (Basic Input Output System Βασικό Σύστημα Εισόδου Εξόδου) είναι ένα πρόγραμμα ενσωματωμένο στους προσωπικούς υπολογιστές που εκκινεί το λειτουργικό σύστημα όταν ενεργοποιούμε τον υπολογιστή μας. Αναφέρεται επίσης και ως υλικολογισμικό του συστήματος. Για αυτό είναι τοποθετημένο στη μνήμη ROM, πάνω στη Motherboard.
Συσκευές μόνιμης αποθήκευσης o Μαγνητικά μέσα αποθήκευσης Εσωτερικός σκληρός δίσκος Ο σκληρός δίσκος (hard disk) είναι η κύρια συσκευή αποθήκευσης δεδομένων. Μπορεί να αποθηκεύσει μεγάλο όγκο δεδομένων και έχει τη μεγαλύτερη ταχύτητα ανάγνωσης και εγγραφής από όλες τις άλλες συσκευές της κατηγορίας. Η ταχύτητα περιστροφής τους κυμαίνεται από 5000 10000 στροφές το λεπτό. Ένας σύγχρονος υπολογιστής μπορεί να δεχτεί πολλούς σκληρούς δίσκους, ώστε να αυξηθεί η αποθηκευτική του δυνατότητα. Ο πρώτος σκληρός δίσκος ονομάζεται δίσκος C ή μονάδα C:, ο δεύτερος ονομάζεται δίσκος D ή μονάδα D:, κ.τ.λ. Οι σημερινοί δίσκοι κυμαίνονται από 500GB 3TB (σε αντίθεση με τα 10MB 20MB που είχαν οι αρχικοί σκληροί δίσκοι) και η χωρητικότητά τους αυξάνεται συνεχώς ενώ το κόστος τους μειώνεται. Το πρότυπο διαύλου δεδομένων που χρησιμοποιείται ευρύτατα στους προσωπικούς υπολογιστές με σκοπό τη μεταφορά δεδομένων από τους σκληρούς δίσκους ή τα οπτικά μέσα αποθήκευσης δεδομένων προς την κεντρική μονάδα επεξεργασίας, είναι το SATA ή Serial ATA (Serial Advanced Technology Attachment). Ο δίαυλος SATA έχει αντικαταστήσει τον παλαιότερο δίαυλο IDE (Integrated Drive Electronics). Σε αντίθεση με τον δίαυλο IDE, ο SATA, μεταφέρει τα δεδομένα σειριακά αντί παράλληλα. Αυτό έχει το πλεονέκτημα των λιγότερων καλωδιώσεων και, κατά συνέπεια, πιο λιτό σχεδιασμό. Εξωτερικός σκληρός δίσκος Οι εξωτερικοί σκληροί δίσκοι, συνδέονται εξωτερικά με τη μονάδα συστήματος και συνήθως, μέσω USB καλωδίου. Η χωρητικότητά τους έχει φτάσει τα 6TB και αυξάνεται συνεχώς. Δίσκοι Δικτύου Εφόσον ο υπολογιστής μας είναι συνδεδεμένος σε δίκτυο, μπορούμε να αποθηκεύσουμε ή να ανακτήσουμε δεδομένα, από άλλους υπολογιστές του δικτύου, με τη χρήση των κοινόχρηστων φακέλων. Για πιο εύκολη πρόσβαση σε αυτούς τους φακέλους, το λειτουργικό σύστημα μας παρέχει την επιλογή άμεσης «αντιστοίχισης» (mapping) ενός δικτυακού δίσκου. Αυτό μας επιτρέπει να «αντιστοιχίσουμε» μια δικτυακή τοποθεσία με ένα γράμμα σκληρού δίσκου (network drives). Αποθήκευση δεδομένων στο διαδίκτυο Έχουμε επίσης τη δυνατότητα να αποθηκεύσουμε τα δεδομένα μας στο διαδίκτυο (online storage) χρησιμοποιώντας μια από τις σχετικές υπηρεσίες του διαδικτύου, όπου προσφέρουν χώρο αποθήκευσης των δεδομένων μας σε ένα διακομιστή (server). Έτσι μπορούμε να αντιμετωπίσουμε μια καταστροφή του υπολογιστή μας, επαναφέροντας τα αρχεία μας από το διαδίκτυο ή μπορούμε να ανταλλάσουμε αρχεία με άλλους χρήστες, γρήγορα και εύκολα. Μονάδα δισκετών Η μονάδα δισκετών είναι μια συσκευή που μπορούμε να ανακτούμε και να αποθηκεύουμε δεδομένα σε δισκέτες οι οποίες πλέον έχουν αντικατασταθεί από μνήμες Flash USB και πολλοί σύγχρονοι υπολογιστές, δεν διαθέτουν καθόλου μονάδες δισκετών. Η δισκέτα (floppy disk) είναι το φθηνότερο μέσο αποθήκευσης και ονομάζεται μονάδα A:
o Οπτικά μέσα αποθήκευσης Τα οπτικά μέσα αποθήκευσης είναι φορητές συσκευές αποθήκευσης οι οποίες μπορούν να αποθηκεύσουν μεγάλες ποσότητες πληροφοριών. Στα οπτικά μέσα αποθήκευσης, η πληροφορία γράφεται και διαβάζεται με τη βοήθεια της οπτικής ακτίνας (laser). Οι πιο συνηθισμένες παραλλαγές τους είναι: CD-ROM, DVD-ROM, BD-ROM (Blu-Ray), οι οποίες είναι μόνο για ανάγνωση και χρησιμοποιούνται για τη διανομή ψηφιακού υλικού, όπως εφαρμογές, παρουσιάσεις, μουσική, βίντεο, κ.α. CD-R, DVD-R, DVD+R, BD-R, στα οποία, με την κατάλληλη συσκευή εγγραφής δίσκων στον υπολογιστή μας, μπορούμε να γράψουμε δεδομένα, μόνο μια φορά. CD-RW, DVD-RW, DVD+RW, BD-RE, στα οποία, με μια συσκευή εγγραφής επανεγγράψιμων δίσκων, μπορούμε να γράψουμε και να σβήσουμε δεδομένα πολλές φορές, αλλά με χαμηλότερη ταχύτητα εγγραφής. Επιπλέον όσο περισσότερες εγγραφές κάνουμε τόσο μειώνεται η διάρκεια ζωής τους. Στον πιο κάτω πίνακα βλέπουμε τη διαφορά χωρητικότητας μεταξύ των μονάδων CD, DVD και BD: Μονάδα Χωρητικότητα Χρήση για αποθήκευση CD έως 900 MB Μουσική και δεδομένα DVD 4,7 17 GB Ταινίες και δεδομένα BD 8 50 GB Ταινίες υψηλής ευκρίνειας και δεδομένα Ο κύριος παράγοντας που καθορίζει την ικανότητα μιας συσκευής οπτικής αποθήκευσης είναι η ταχύτητα ανάγνωσης δεδομένων, η οποία υποδεικνύεται από έναν αριθμό, τον οποίο ακολουθεί ο χαρακτήρας «x» (π.χ. «11,7x»). Όσος μεγαλύτερος είναι αυτός ο αριθμός, τόσο πιο γρήγορη αλλά και πιο ακριβή είναι η συσκευή. o Μέσα αποθήκευσης στερεής κατάστασης Τα μέσα αποθήκευσης στερεής κατάστασης ή ηλεκτρικά μέσα αποθήκευσης, δεν έχουν κανένα κινητό μέσο όπως έχουν οι σκληροί δίσκοι αλλά χρησιμοποιούν κυκλώματα. Με αυτό τον τρόπο, επιτυγχάνεται μεγάλη ταχύτητα και πολύ μικρότερος χρόνος στην προσπέλαση των δεδομένων. χρησιμοποιούν ολοκληρωμένα κυκλώματα, βασισμένα σε ημιαγωγούς, για την αποθήκευση των δεδομένων. Χωρίζονται σε μέσα προσωρινής αποθήκευσης (RAM) και μέσα μόνιμης αποθήκευσης, που είναι: Μνήμη Flash USB Μια μονάδα Flash USB είναι μια φορητή και επανεγγράψιμη συσκευή αποθήκευσης, που συνδέεται στη θύρα USB του υπολογιστή. Η χωρητικότητά της φτάνει τα 128 GB, από την οποία εξαρτάται και η τιμή της. Τα πλεονεκτήματά της είναι ότι έχει μεγαλύτερη χωρητικότητα (ειδικά σε σχέση με τις δισκέτες), μικρότερο μέγεθος, είναι ταχύτερη και πιο αξιόπιστη, είναι μικρότερη, ελαφρότερη, καταναλώνει λιγότερη ενέργεια και δεν έχει ευπαθή μηχανικά μέρη. Κάρτα μνήμης Η κάρτα μνήμης (memory card), χρησιμοποιείται σε βιντεοκάμερες, laptop, κινητά τηλέφωνα, κ.α. Υπάρχουν διάφοροι τύποι καρτών μνήμης. Οι σημερινοί υπολογιστές έχουν υποδοχές για διαφόρων τύπων κάρτες μνήμης όπως memory stick, compact Flash, SD, κ.α. Λόγω του μικρού τους μεγέθους, της μεγάλης σχετικά χωρητικότητας και της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, είναι πολύ διαδεδομένες. Το μειονέκτημά της είναι η τιμή της καθώς κοστίζει αρκετά περισσότερο σε σχέση με σκληρούς δίσκους αντίστοιχης χωρητικότητας.
1.6.2 Διαμόρφωση αποθηκευτικού μέσου (Format) Για να μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα μέσο αποθήκευσης, όπως ένας σκληρός δίσκος, πρέπει πρώτα να διαμορφωθεί. Η διαμόρφωση ενός δίσκου σημαίνει τη ρύθμιση των κατάλληλων παραμέτρων ενός συστήματος αρχείων, ώστε να είναι σε θέση το λειτουργικό σύστημα, να αποθηκεύσει πληροφορίες στο δίσκο. Κατά τη διαμόρφωση ενός μέσου, διαγράφονται όλα του τα δεδομένα. Ο σκληρός δίσκος που έχει εγκατασταθεί το λειτουργικό, προστατεύεται από το ίδιο και λειτουργικό, το οποίο δεν επιτρέπει τη διαμόρφωσή του, ενημερώνοντάς μας με ένα σχετικό μήνυμα. Συνήθως οι καινούργιες αποθηκευτικές μονάδες που αγοράζουμε, όπως δισκέτες και Flash USB, είναι ήδη διαμορφωμένες. Μπορούμε να διαμορφώσουμε ένα αποθηκευτικό μέσο, όσες φορές θέλουμε. 1.6.3 Παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση και τη λειτουργία ενός Η/Υ Πιο κάτω, βλέπουμε ταξινομημένους κατά ύψιστη σπουδαιότητα, τους σημαντικότερους παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση και τη λειτουργία ενός Η/Υ: Ο τύπος του επεξεργαστή. Η ταχύτητα (συχνότητα λειτουργίας) του επεξεργαστή. Το μέγεθος της RAM. Η απόδοση της κάρτας γραφικών, η οποία εξαρτάται από την ταχύτητα του επεξεργαστή της και της εγκατεστημένης RAM, που διαθέτει. Η ταχύτητα του σκληρού δίσκου. Ο αριθμός των εφαρμογών που εκτελούνται ταυτόχρονα. Όσο περισσότερες εφαρμογές εκτελούνται ταυτόχρονα τόσο μειώνεται η απόδοση του συστήματος αφού μειώνεται η διαθέσιμη RAM, η διαθέσιμη ισχύς του επεξεργαστή και οι διαθέσιμοι πόροι του συστήματος. 1.6.4 Εικόνες συσκευών αποθήκευσης Μνήμη RAM Εσωτερικός σκληρός δίσκος (λειτουργικός) Εσωτερικός σκληρός δίσκος (ανοιχτός, μη λειτουργικός)
Εξωτερικός σκληρός δίσκος Μνήμη ROM Μονάδα δισκετών Μονάδα CD/DVD Μνήμη Flash USB Κάρτα μνήμης