Informatikos teorijos konspektai
Informatika– tai mokslo ir technikos sritis, nagrinėjanti informacijos kaupimo, perdavimo ir apdorojimo dėsningumus, metodus ir technines priemones.Tai mokslas apie automatinį informacijos apdorojimą.
Angliškas terminas Computer sience nagrinėja informaciją, jos kūrimą, apdorojimą bei šiuos procesus, sistemas realizuojančias.
Technika pagrįstas informatikos metodo taikymas praktiniams uždaviniams spręsti vadinamas informacinėmis technologijomis. Tai metodų ir būdų sistema informacijai ieškoti, kaupti, saugoti, apdoroti bei pateikti.
Informatikos objektas – tai informacija, algoritmai, jų programavimas, kompiuterinė technika bei informacinės technologijos.
Žinios – tai idėjų, taisyklių, instinktų bei procedūrų kombinacija, kuriomis naudojantis atliekami aatitinkami veiksmai bei priimami sprendimai. Informacija – tai duomenys, kurių forma ir turinys yra skirti ir tinkami panaudoti, o konkretus vartotojas, interpretuodamas šiuos duomenis jiems suteikia specifinę jam žinomą prasmę. Duomenys – tai tam tikru būdu išreikšti faktai, kurie gali būti reikalingi atitinkamam tikslui pasiekti. Informatikoje duomenys – tai kompiuteryje laikoma ir apdorojama informacija. Duomenis paverčiant informacija jiems suteikiamas turinys ir forma, kurie reikalingi ir patogūs informacijos vartotojui.
Galima tokia schema:
Duomenys – informacija – žinios
Informac. techn. – tai procesas, naudojantis duomenų rrinkimo, apdorojimo bei perdavimo metodus bei priemones, siekiant gauti naujos kokybės informaciją apie objekto, proceso ar reiškinio būklę. Tai informacijos kaupimo, laikymo, apdorojimo ir pateikimo būdų ir priemonių visuma.
Bet kurios kompiuterinės sistemos galimybes galima išreikšti 6 pagrindinėmis informacinėmis funkcijomis:
1. duomenų registravimo;
2. duomenų pperdavimo;
3. duomenų saugojimo;
4. duomenų paieškos;
5. duomenų apdorojimo;
6. duomenų pateikimo.
Pagrindinės techninės bei programinės įrangos tobulinimo kryptys:
1. modalumas;
2. suderinamumas;
3. universalumas.
Modalumas rodo, kad sistema ar įrenginys yra suskaidytas į seką posistemių ar komponentų, kurių kiekvienas gali būti kuriamas, bandomas ir suvokiamas atskirai nuo kitų.
Suderinamumas yra laipsnis, kuriame vienos technologijos, charakteristikos ar bruožai atitinka kitos technologijos charakteristikas priklausomai nuo situacijos.
Pasiekti suderinamumą padeda vieningų standartų laikymasis.
Universalumas – tai idėja, reikalaujanti, jog programinės įrangos moduliai turi būti parengti tai, kad galėtų būti naudojami daugelyje sričių.
Informacinės technologijos verslui reikalingos tik tuo atveju, jei jos apgerina verslo rezultatus ar aplinką.
Yra 7 pagrindiniai informacijos procesai:
1. informacijos rinkimas;
2. informacijos saugojimas;
3. informacijos kaupimas;
4. informacijos apdorojimas;
5. informacijos paieška;
6. perdavimas;
7. skleidimas.
Informacijos mainai – tai aktyvus procesas, kuriame turi dalyvauti bent du dalyviai: informacijos siuntėjas ir jos gavėjas. Kad mainai galėtų vykti tarp siuntėjo ir gavėjo tturi būti tam tikra terpė – mainų kanalas (komunikacijos kanalas). Informacijos konkretus pavidalas yra pranešimas. Pranešimas perduodamas konkrečiomis priemonėmis – signalais. Reikalingi tokie fiziniai reiškiniai, kurie sklisdami laiku perduotų pranešimus. Tokie dydžiai yra signalai (elektros srovė, šviesa, radijo bangos ir t.t.). Techniniai informacijos gavėjai pranešimus priima įvairia signalų registravimo ir matavimų aparatūra. Informacijos priėmimas susijęs su tam tikro dydžio, apibūdinančio gavėjo būklę, kitimu laiko atžvilgiu.
Skaičiavimo sistema vadinamas skaičių vaizdavimo būdas, ribotu kiekiu simbolių, turinčių tam tikras kiekybines reikšmes. Skiriamos pozicinė iir nepozicinė skaičiavimo sistemos. Pozicinėse skaičiavimo sistemose kiekvienas skaičiaus skaitmuo turi atitinkamą svorį, kuris priklauso nuo skaitmens vietos (pozicijos), skaičių išreiškiančiose skaitmenų arba simbolių sekose. Skaitmens pozicija dar vadinama skiltimi.
Dešimtainėje skaičiavimo sistemoje naudojama 10 skaitmenų: 0, 1, ., 9. Ji yra pozicinė, nes skaitmens reikšmė priklauso nuo jo vietos arba pozicijos skaičiuje.
Šiuo atveju sistemos pagrindas yra skaičius 10. Sumoje pirmo iš dešinės dėmens laipsnio pagrindas yra mažiausias, todėl ši pozicija vadinama pradine arba nuline. Pozicinė sistema patogi tuo, kad ne ilgesniais kaip k skaitmenų užrašais galima nurodyti 10 katuoju skaičių. Pozicinėje skaičiavimo sistemoje jos pagrindu gali būti ne tik skaičius 10, bet ir bet koks kitas nedidelis natūrinis skaičius n. Kompiuterijoje yra populiarios 3 pozicinės skaičiavimo sistemos:
1. dvejetainė – sistemos pagrindas 2 skaitmenys 1 ir 0;
2. aštuoniatainė – pagrindas 8 skaitmenys 0, 1, ., 7;
3. šešioliktainė – pagrindas 16, skaitmenys 0, 1, ., 9 ir A, B, C, D, E, F;
Nepozicinėje skaičiavimo sistemoje kiekviena simbolis reiškia atskirą skaičių, nepriklausomai nuo simbolio vietos užraše. Pvz.: romėniškoji skaičiavimo sistema.
Visų tipų duomenys kompiuterio atmintyje vaizduojami bitų rinkiniais. Baziniai duomenų tipai yra:
1. skaičiai:
a) sveikieji;
b) realieji – trupmeniniai.
2. simboliniai (tekstiniai duomenys);
3. grafiniai duomenys;
4. garsas;
5. video.
Kompiuterio struktūra.
Kompiuteris – labai sudėtinga sistema. Juos sudaro milijonai elementarių elektroninių komponenčių. Suvokti sudėtingas sistemas, taip pat ir kompiuterį, galima tik nnustačius jų hierarchinį pobūdį. Hierarchinę sistemą sudaro sąveikaujantys posistemiai, kurie savo ruožtu taip pat yra hierarchiniai. Kiekviename lygyje sistemą sudaro komponenčių rinkinys ir jų tarpusavio sąveika. Kiekvieno lygio veikimas priklauso tik nuo supaprastinto sistemos hierarchijos žemesnio lygio aprašymo. Kiekviename lygyje projektuotojas operuoja struktūros ir funkcijos sąvokomis. Struktūra – tai būdas, kuriuo sąveikauja komponentės. Funkcija – tam tikros komponentės, kaip sistemos dalies, veikimas. Sistemą galima nagrinėti dviem būdais:
• nuo žemesnio hierarchijos lygio į aukštesnius, kol sistema bus visiškai išnagrinėta;
• pradėjus nuo aukščiausio hierarchijos lygio sistemas skaidant į struktūrinius duomenis.
Daugelis tyrinėtojų teigia, kad analizavimas nuo viršaus yra aiškesnis ir efektyvesnis.
Kompiuteris – duomenų saugojimas
duomenų apdorojimas
Pagal šią schemą kompiuteris – prietaisas, tam tikru būdu sąveikaujantis su aplinka. Visus jo ryšius su išorine aplinka kuria periferiniai įrenginiai ir komunikacijos linijos. Yra pagrindinės keturios kompiuterio struktūros komponentės:
1. Centrinis procesorinis įrenginys (CPĮ). Jis kontroliuoja visą kompiuterį ir atlieka duomenų apdorojimo funkcijas. Dažnai vadinamas tiesiog procesoriumi.
2. Pagrindinė atmintis. Jos pagrindinė funkcija – saugoti duomenis.
3. Įvedimo-išvedimo įrenginys (Į/I). Atlieka keitimąsi duomenimis tarp kompiuterio ir jo išorinės aplinkos.
4. Abipusiai sisteminiai ryšiai. Tai tam tikras mechanizmas, užtikrinantis sąlygas tarp CPĮ, pagrindinės atminties ir Į/I įrenginio.
Kompiuterio funkcijos.
Ir kompiuterio struktūra, ir kompiuterio funkcionavimas iš esmės yra labai paprasti. Apibendrinus funkcijas, kurias gali atlikti kompiuteris, galima tteigti, kad jos yra keturios:
1. duomenų apdorojimas (įeinantys duomenys iš karto apdorojami)
2. duomenų saugojimas (trumpalaikė ir ilgalaikė saugojimo funkcija)
3. keitimasis duomenimis (vidiniu su išoriniu pasauliu)
4. valdymas
Kompiuterio darbo aplinka yra įrenginiai , kurie yra arba duomenų šaltiniai, arba jų sankaupos. Duomenų priėmimo iš įrenginio, kuris yra tiesiogiai prijungtas prie kompiuterio arba siuntimo į jį procesas vadinamas įvedimu-išvedimu (Į/I), o atitinkami įrenginiai periferiniais keitimosi duomenimis per didelį atstumą procesas – skaitmeniniu ryšiu. Kontrolę faktiškai atlieka asmenys, teikiantys kompiuteriui instrukcijas. Kompiuterio sistemoje kontrolinis įrenginys pagal šias instrukcijas valdo kompiuterio išteklius ir diriguoja jo funkcinių dalių galimybėmis.
Periferinė įranga
Konkrečiu atveju gali būti viena arba kelios iš šių komponenčių: CPĮ, pagrindinės atminties, abipusio ryšio, Į/I. Pati sudėtingiausia kompiuterio komponentė – CPĮ.
CPĮ struktūrinės komponentės yra:
1. valdymo įrenginys, kuris kontroliuoja procesorių. Jis tuo pačiu nusako visą kompiuterio darbą ir veikimą.
2. aritmetinis loginis įrenginys. Jis atlieka kompiuterio duomenų apdorojimo funkciją.
3. registrai. Procesoriaus vidinė atmintis.
4. procesoriaus abipusiai ryšiai – tai tam tikras mechanizmas, užtikrinantis ryšius tarp valdymo įrenginio, aritmetinio loginio įrenginio ir registro.
Procesoriaus valdymo įrenginius sudaro tokios komponentės:
1. nuoseklumo logika
2. valdymo įrenginio atmintis
3. valdymo įrenginio registrai ir dekoderiai.
Mikroprocesoriai. Didėjant elementų tankiui atminties mikroprocesoriuose didėjo elemento tankis ir procesorius lustuose. Laikui bėgant vis daugiau elementų buvo išdėstoma ir vis mažiau lustų reikėjo kompiuterio procesoriaus konstrukcijose. Lemiamas lūžis įvyko 1971 m., kai
Intel kompanija sukūrė i4404 mikroschemą. Tai pirmasis lustas, kuriame išdėstytos visos centrinio procesoriaus įrenginio komponentės, t.y. sukurtas mikroprocesorius.
Kompiuterio komponentės. Šis laikinų kompiuterių projektavimas pagrįstas Noimano koncepsija, todėl jis remiasi 3 pagr. Koncepsijom:
1. Duomenys ir instrukcijos saugomos vienoje atmintyje, į kurią galima įrašynėti ir iš kurios galima skaityti.
2. Šios atminties turinys yra adresuojamas pagal tam tikrą išdėstymą, visiškai neatsižvelgiant į
saugomų duomenų tipą.
3. Programų vykdymas vyksta nuosekliąja tvarka pereinant nuo vienos instrukcijos prie kitos.
Įvesties įrenginiai. Įvesties įrenginys instrukcijas ir duomenis priiminėja, tačiau pprogramos ne visada vykdomos nuosekliai. Jos gali daryti šuolius, be to instrukcijoms su duomenimis vienu metu gali prireikti daugiau negu vieno duomenų elemento iš anksto numatytoje instrukcijų sekoje, todėl turi būti numatyta vieta, kur laikinai bus saugomos ir instrukcijos, ir duomenys, šis modulis pavadintas atmintimi arba pagrindine atmintimi, siekiant jį atskirti nuo išorinių kaupiklių arba periferinių įrenginių. Centrinis Procesorinis Įrenginys paprastai valdo visas funkcijas, jis keičia duomenis atmintyje naudodamas du vidinius registrus: atminties adresų registrą, kuris nusako adresą, ir atminties bbuferinį registrą, kuriame yra duomenys, rašomi į atmintį arba ką tik nuskaityti iš jos.
Įvesties/Išvesties adresų registras nusako tam tikrą Į/I įrenginį. Į/I buferinis registras reikalingas tam, kad vyktų keitimasis duomenimis. Atminties modulį sudaro ląstelių, kurios pažymimos iš eilės sunumeruotais aadresais, visuma. Kiekvienoje ląstelėje yra dvejetainis skaičius, kuris gali būti arba instrukcija, arba duomenys. Į/I modulis transformuoja duomenis iš išorinių įrenginių į CPĮ į atmintį arba atvirkščiai. Jame yra vidiniai buferiai, kuriuose šie duomenys saugomi, kol juos bus galima išsiųsti.
Kompiuterio funkcionavimas. Programos vykdymas yra pagrindinė kompiuterio funkcija. Vykdoma programa – tai visuma atmintyje saugomų instrukcijų. CP dirba tam tikrą darbą, vykdydamas programoje nurodytas instrukcijas. Programos vykdymo procesą sudaro pasikartojantis instrukcijų išrankos bei instrukcijų vykdymo procesas. Patį instrukcijų vykdymo procesą gali sudaryti keli smulkesni žingsniai. Išranka yra ta pati operacija visų instrukcijų ir vyksta skaitant jas atminties ląstelėse. Instrukcija, priklausomai nuo jos pobūdžio, gali būti vykdoma viena arba keliomis operacijomis. Tam tikros instrukcijos apdorojimas vadinamas instrukcijos ciklu.
Kiekvieno instrukcijos ciklo pradžioje centrinis pprocesorius instrukciją išrenka iš atminties, nustatant, kuri instrukcija bus išrenkama toliau CP taikomos programos skaitikliui, pramintos registru. Išrinktoji instrukcija siunčiama į CP registrą, kuris vadinamas instrukcijų registru (IR). Instrukcijos pateikiamos dvejetainiu kodu, nurodančiu, kokį veiksmą turi daryti procesorinis įrenginys. Procesorius interpretuoja instrukcijas. Bendru atveju šie veiksmai skirstomi į tokias kategorijas:
1. CPĮ – atmintis
2. CPĮ – Į/I
Kompiuterio komponenčiųtarpusavio ryšių struktūra.
Pagal veikimą galima traktuoti kaip tam tikrą pagrindinių modulių tinklą. Taigi turi būti keliai, kurie jungtų šiuos modulius. Tokių duomenų kelių, jungiančių kelis mmodulius visuma, vadinama vidine sąryšine struktūra.
Yra keli duomenų keitimosi būdai, kurie apibrėžia kiekvieno modulio pagrindines įvesties ir išvesties formas.
1. Atmintis. Paprastai atminties modulis susideda iš N vienodo ilgio žodžių. Kiekvienas žodis ženklinamas unikaliu skaitmeniniu adresu. Duomenų žodis gali būti nuskaitytas iš atminties arba įrašytas į ją. Konkreti operacija nurodoma READ arba WRITE valdymo signalais. Operacijos valdymo vieta specifikuojama adresu.
2. Į/I modulis. Stebint kompiuterio sistemą iš vidaus įvedimo/išvedimo funkcionavimas panašus į atminties funkcionavimą. Čia taip pat vykdomos dvi operacijos:
• skaitymo;
• rašymo.
Tačiau Į/I modulis gali valdyti daugiau negu vieną Į/I įrenginį. Į kiekvieno įrenginio interfeis‘ą galima kreiptis per port‘ą. Į/I modulis gali siųsti, perkrauti signalus į CPĮ.
3. Procesorius. Jis skaito instrukcijas ir duomenis iš išorės, be to, gaudamas valdymo signalus valdo visas kompiuterio sistemos operacijas. Centrinis procesorius taip pat priima … signalus.
Vidinių ryšių struktūra turi užtikrinti tokius duomenų siuntimo tipus:
1. iš atminties į procesorių
2. iš procesoriaus į atmintį
3. iš Į/I įrenginio į CP
4. Iš CP į Į/I įrenginį
5. iš atminties į Į/I įrenginį
6. iš Į/I įrenginio į atmintį
Magistralė – komunikacijos kelias, jungiantis du ar daugiau kompiuterio įtaisus. Pagrindinis magistarlės bruožas – bendroji duomenų perdavimo terpė. Magistralė jungia daugybe įtaisų ir signalas, kurį siunčia vienas įtaisas, gali būti priimtas kitų, prie magistralės prijungtų įtaisų. Jei du įtaisai vienu metu siųs signalus, jų ssignalai sutaps taške ir bus iškreipti. Daugeliui atveju magistralę sudaro daugybė komunikacijos kelių arba linijų. Kiekviena linija signalai siunčiami dvejetainės formos. Linijas sujungus į visumą, signalai gali būti siunčiami vienu metu, t.y. lygiagrečiai. Kompiuteryje yra kelios skirtingos magistralės užtikrinančios ryšį tarp įvairių skirtingų kompiuterio hierarhijos stuktūros lygių komponečių. Magistralė, jungianti pagrindines kompiuterio komponentes, t.y. procesorių, atmintį, Į/I įrenginį, vadinama sistemine magistrale. Paprastai sisteminę magistralę sudaro 50 iki 100 laidininkų. Kiekvienas laidininkas atlieka skirtingą funkciją. Nepaisant to, kad yra daug magistralių tipų, kiekvienoje iš jų galima išskirti 3 funkcines laidininkų grupes:
1. adresų linija (nurodo duomenų magistralėje esančias informacijos šaltinį ir imtuvą)
2. duomenų linija (vyksta keitimasis duomenimis tarp kompiuterio modulių)
3. valdymo linija (kontroliuoja kreipties į duomenų ir adresų linijas bei šių linijų naudojimą)
Magistralėje operacijos vykdomos tokia tvarka:
Jei vienas modulis turi išsiųsti duomenis kitam, būtina atlikti du veiksmus:
1. gauti magistralę naudojimui
2. išsiųsti duomenis magistrale
Moduliui turinčiam gauti duomenis iš kito modulio, būtina:
1. gauti magistralę naudojimui
2. atitinkamomis valdymo ir adresų linijomis išsiųsti užklausą kitam moduliui bei laukti, kol kitas modulis atsius duomenų.
Svarbiausios atminties charakteristikos yra:
1. išdėstymas
2. greitis
3. talpa
4. siuntimo vienetai
5. fizinės charakteristikos
6. kreipimosi metodas
Kompiuterio atmintį sudaro vidinė ir išorinė atmintys. Vidinė atmintis dažniausiai sutapatinama su pagrindine (darbine) atmintimi. Bet yra ir kita vidinės atminties forma, pvz. : procesoriui būtina sava lokalioji atmintis (registrai). Procesoriaus valdymo įrenginiui taip pat ggali būti reikalinga sava vidinė atmintis. Išorinė atmintis – tai periferiniai įrenginiai, į kuriuos procesorius gali kreiptis Į/I valdiklį. Su atminties talpa yra susijęs duomenų siuntimo vienetas. Vidinės atminties perdavimo vienetas lygus įeinančių ir iš atminties modulių išeinančių duomenų linijų skaičiumi. Dažniausiai tai būna žodžio ilgis.
1. Žodis – t.y. natūralus atminies organoizavimo vienetas. Žodžio ilgis paprastai yra lygus bitų reikalingų sveikajam skaičiui arba mašininės instrukcijos ilgiui pavaizduoti.
2. Adresuojamasis vienetas. Daugumoje kompiuterizuotų sistemų adresuojamasis vienetas yra žodis. Tačiau kai kurios sistemos suteikia galimybę adresuoti atskirus baitus.
3. Siuntimo vienetas. Pagrindinės atminties atveju t.y. vienu laiko momentu įrašytų ir iš atminties nuskaitytu bitų skaičius. Siuntimo vienetas nebūtinai turi būti lygus žodžiui arba adresuojamam vienetui. Išorineje atmintyje duomenys dažniausiai siunčiami žymiai didesniais už žodį vienetais ir yra vadinami blokais. Vienas iš pagrindinių atminties tipų skiramųjų bruožu yra kreipties i duomenų vienetus metodas.
Nuoseklioji kreiptis. Šio atveju atmintis susideda iš duomenų vienetų vadinamų įrašais. Kryptis gali buti realizuota linijiniu nuoseklumu. Adreso informacija naudojama įrašams fiksuoti ir padeda atkūrimo procese. Čia dažniausiai naudojamas universalus skaitymo – rašymo mechanizmas. Jis turi pastumti adreso rodyklę ir prieš tai buvusios į apskaičiuotąją poziciją, preleisdamas visus pakeliui sutinkamus įrašus. Taigi kreipties į įrašą trukmė yra kintamas dydis.
Tiesioginė kreiptis. Kaip ir nuosekliosios, tiesioginės kreipties skaitymo-rašymo
mechanizmas yra bendras, tačiau kiekvienas atminties įrašas turi unikalų adresą, pagrįstą jo fiziniu išdėstymu. Kreiptis kuri vykdomqa kaip tiesiogimė tam tikrai vietai pasiekti papildoma nuoseklios paieškos, skaičiavimo arba delsimo operacijomis. Kreipties trukmė yra kintamas dydis.
Laisvoji kreiptis. Kiekviena adresuojama atminties vieta turi unikalų fiziškai įtaisytą adresavimo mechanizmą. Kreipties į tam tikrą adresuojamąjį vienetą trukmė nuo ankstesnių krypčių nepriklauso ir yra pastovi. Kiekviena atminties vieta gali buti nurodyta atsitiktinai ir tiesiogiai adresuota bei pasekta. Kompiuterio pagrindinės atminties sistemos yra laisvosios kreipties.
Asociatyvioji kreiptis. TTai laisvosios kreipties į atmintį variantas. Ši kreiptis teikiagalimybę sulyginti žodyje tam tikroje vietoje esančius bitus su nurodytu pavyzdžiu ir tai padaryti visiems atminties žodžiams vienu metu. Žodis yra ieškomas pagrindu laikant jo turinio dalį, o ne adresą. Asociatyviosios kreipties trukmė pastovi ir nuo ankstesnių kreipčių neprilauso. Vartotojo požiūriu svarbiausios kreipties charakteristikos yra talpa ir sparta. Atminties spartą apibūdina trys parametrai:
1. kreipties trukmė. Laisvosios kreipties į atmintį laikas, reikalingas rašymo ar skaitymo operacijai įvykdyti. Tai yra laikotarpis, kai adresas patenka į aatminties modulį ir momento, kai duomenys pagal šį adresą bus nuskaityti ir atsiras modulio išėjime. Nelaisvosios kreipties į atmintį trukmė, laikas būtinas skaitymo, rašymo mechanizmui adreso rodyklę nustatyti į tam tikrą vietą.
2. atminties ciklo trukme. Ji susideda iš kreipties taško ir ppapildomo laiko, kuris turi praeiti, kol bus įvykdyta kita kita kreiptis. Šis papildomas laikas gali būti reikalingas neilgam laikotarpiui signalų linijoje suformuoti arba atstatyti duomenis, jei pastarieji buvo pažeisti.
3. siuntimo greitis. Tai greitis, kuriuo duomenys buvo išsiųsti į atminties. Laisvosios kreipties į atmintį greitis yra atvirkščiai proporcingas ciklo trukmei.
Laisvosios kreipties atmintis. Tai operatyvioji atmintis. Vienas svarbiausių RAM įpatumų yra tai, kad duomenis iš atminties galima skaityti, o tada lengvai ir greitai įrašyti į atmintį naujus. Rašant ir skaitant naudojami elektriniai signalai. Kitas svarbus bruožas yra tai, kam RAM priklauso nuo elektros energijos. RAM turi nuolat būti maitinama elektros energija. Nutrūkus maitinimui visi duomenys iš atminties dings, todėl RAM gali būti naudojamas tik kaip laikinas duomenų kaupiklis. RAM technologija skiriama į dvi ddalis: į statinę ir dinaminę.
Dinaminė RAM (DRAM) yra sudaryta iš ląstelių, kuriose duomenys saugomi kaip kondensatoriaus elektros krūvis. Statinėje RAM (SRAM) duomenys saugomi pagal tradicinę trigerių konfigūraciją. SRAM duomenys saugomi kol yra maitinama elektra. Dinaminės atminties ląstelės schemotechniškai ir technoligiškai paprastesnės ir mažesnės negu statinės atminties ląstelės. Taigi DRAM tankesnė ir pigesnė nei SRAM. Kita vertus DRAM reikalingos regeneravimo grandinės. SRAM moduliai šiek tiek spartesni už DRAM.
RAM priešingybė yra tik skaitomosios skaitomosios atminties įrenginys ROM. ROM talpina duomenis, kurie negali bbūti pakeisti. Į ROM neįmanoma įrašyti naujų duomenų. Svarbi ROM naudojimo sritis yra programavimas. Kitos potencialios saugojimo funkcijos būtų dažniausiai naudojamų paprogramių bibliotekos sisteminės programos funkcijų lentelės. ROM privalumas yra tai, kad saugomos programos arda duomenys pagrindinėje atmintyje esti nuolat ir nereikia jų perkelti iš antrinių kaupiklių.
Terminas informatika yra kilęs iš prancūziško žodžio Informatique, kuris dalinamas į informaciją ir informatiką.
Techniškoji informatikos dalis yra vadinama informatikos technologijomis ir priskiriama technologijos mokslų sričiai. Pats žodis informatika yra išverstinis iš žodžio informacija, kuris yra kilęs iš lotyniško žodžio informatio, reiškiančio pranešimą.
Kompiuteris tėra techninė priemonė veiksmų su informacija algoritmams realizuoti. Algoritmai užrašyti programavimo kalbomis vadinami kompiuterių programomis. Praletinių uždavinių sprendimo programos sudaro taikomąją programinę įrangą. Programos, garantuojančios taikomosios programinės įrangos darbą sudaro sisteminę programinę įrangą.
Informacija paprastai nesiejama su konkrečiu asmeniu, ji yra objektyvi. Žinios dažniausiai siejamos su konkrečiu asmeniu. Jos yra subjektyvios. Informacija yra pirminis produktas. Ji žaliava žinioms. Žinias žmogus gauna iš informacijos. Informacija tampa žiniomis tuomet, kai to nori žmogus, kai jis tą priima ir suvokia.. Žinios virsta informacija bendraujant.
Informacija dažniausiai klasifikuojama pagal ją teikiančius šaltinius ir jos apdorojimo būdus.
Pagal gavimo šaltinius:
1. elementarioji informacija – tai vienos fizinės informacinės sistemos poveikis kitai (tiek gyvai, tiek negyvai)
2. genetinė informacija – tai sudėtinga informacijos rūšis. Ją pperduoda visi organizmai.
3. biologinė informacija – ją perduoda visi gyvieji organizmai – tai įvairūs fiziologiniai pojūčiai, signalai.
4. socialinė arba kompiuterinė informacija – tai tokia informacija, kurią skleidžia ir vartoja žmogus arba visuomenė.
Informacinės visuomenės kūrimo metu susiformuos naujos atskiro piliečio ir visuomenės bendravimo formos, atsiras kiti visuomenės ekonominio ir socialinio gyvenimo bruožai bei jo organizavimo būdai:
1. nuolatinis mokymasis
2. nuolatinis darbas (kai darbo vieta perkeliama į namų aplinką.)
3. elektroninis verslas ir paslaugos
4. informacinės technologijos valstybės valdyme (E vyriausybė)
Elektroninis verslas skirstomas į keturias pagrindines platformas:
1. verslas verslui (B2B)
2. verslas vartotojui (B2C)
3. vartotojas verslui (C2B)
4. vartotojas vartotojui (C2C)
+
5. vyriausybė verslui (G2B)
6. vyriausybė vartotojui (G2C)
7. vyriausybė vyriausybei (G2G)
8. vartotojas vyriausybei (C2G)
9. verslas vyriausybei (B2G)
Verslas verslui – t.y. elektroninės prekybos platforma, kur sudaromos pirkimo pardavimo sutartys tarp pirkėjų ir pardavėjų. Egzistuoja skirtingų pardavėjų platformų:
•korporatyvinės – jos kuriamos vieno ar kelių pardavėjų ar pirkėjų ir jų paskirtis – ryšius tarp kompanijos partnerių perkelti į internetą, t.y. kai derybos vyksta per atstumą (internetu)
•daugiasvitės ir produkcinės – jos yra kuriamos trečios šalies (technologijos kompanijų, bankų asociacijų, informacinių agentų ir kitų rinkos subjektų). Standartinė platformos paslauga yra pateikti klientui skelbimą apie perkamą ar parduodamą produkciją.
Kai kurios platformos be savo standartinių paslaugų siūlo pakankamai kitų. Kompanijos darbo tokiose platformose dažnai sudaro informacijos teikiamos jos nuosavame tinklalapyje dubliavimasis. Šioje platformoje verslas verslui yra dviejų grupių rizika:
1. technologinė
2. verslo
Verslo rizika –– t.y. rizika gauti nekokybišką produktą, prarasti kliento sumokėtus pinigus, taip pat yra rizika, kad už pristatytas prekes nebus sumokėta arba apmokėjimas bus uždelstas. Pagrindinis B2B trūkumas – kad nėra tinkamos atsiskaitymo paslaugos.
Verslas vartotojui – papraščiausias pvz.: prekių pardavimas internetu. Elektroninio verslo parduotuvės fasadą su punktais, kuriais naudojantis galima pirkti E parduotuvėje, kurioje randa prekės vaizdą, aprašymą bei kainą, įsideda ją į vartotojo krepšelį, baigęs rinktis, nurodo savo duomenis bei mokėjimo priemonę. Pvz. 2: bankas ir klientas.
C2C – tai tokia alternatyvi sistema, kur vartotojai prekes perka vieni iš kitų (E aukcionas)
B2G – tiesioginis valstybinių mokesčių mokėjimas, tam tikrų dokumentų rengimas, pildymas
C2G – tiesioginis mokesčių mokėjimas
G2B – tiesioginis (on line) dokumentų pildymas bei tiesioginis dokumentų deklaravimas
G2C – tiesioginis licenzijų/ dokumentų/ prašymų pildymas
G2G – Interpolas, FTB
E vyriausybė transformuoja, keičia ne tik tiesioginį vartotojų ryšį su vyriausybinėmis struktūromis, bet ir vidinius ryšius tarp padalinių, jų šakų, lygių tarp vyriausybinės valdžios bei valdymo.
Elektroninės komercijos modeliai yra labai dinamiški ir laikui bėgant sparčiai kinta. Šiuo metu elektroninės komercijos modelius galima klasifikuoti pagal du kriterijus:
1. novatoriškumą
2. funkcinę integraciją
Elektroninė parduotuvė – tai prekybos įmonės rinkodaros internete forma. Ji iš esmės atkartoja tradicinį verslo modelį elektroninėje terpėje.
Elektroninis tiekimas – tai prekių ir paslaugų pasirinkimas iš konkuruojančių tiekėjų ir apsirūpinimas jomis
elektroniniu būdu. Nauda: galimybė rinktis iš daugiau tiekėjų, tikintis mažesnių kainų, geresnės kokybės, tikintis geresnių tiekimo sąlygų.
Elektroninis aukcionas – tai tradiciniuose aukcionuose paplitusio kainų siūlymo mechanizmo perkėlimas į elektroninį pasaulį. Čia taip pat pristatomos prekės, tačiau tai daroma elektroniniu būdu. Paprastai elektroninis aukcionas neapsiriboja tik šiais pagrindiniais procesais; juose kainų siūlymo procesai integruojami su sandorių sudarymo, apmokėjimo bei prekių pristatymo procesais.
E pasažas (gatvė) – tai grupė E parduotuvių, kuria paprastai vienija tas pats prekinis ženklas.
Trečios šalies prekyvietės modelis naudingas bendrovėms, kkurios veiklą internete siekia perduoti trečiosioms šalims.
Virtualios bendruomenės susijusios su tam tikromis specifinėmis rinkomis. Didžiausią virtualios bendruomenės vertės dalį sukuria jų nariai, kurie virtualios organizacijos apibrėžiamoje aplinkoje kuria tam tikrą informaciją.
Vertės grandinės paslaugų tiekėjo atveju specializuojamasi vykdant tam tikrą vertės grandinės funkciją, pvz., siūlant elektroninio atsiskaitymo arba logistikos paslaugas.
Vertės grandinės integratoriaus esmė – įvairių vertės grandinių etapų integracija, siekiant išsaugoti informacijos srautų potencialą bei sukurti papildomą vertę grandinėje.
Bendradarbiavimo platformos įmonės bendradarbiavimui teikia technologines priemones ir informacijos terpę.
Pasitikėjimo paslaugos – tt.y. elektroninis ryšys su įvairias pažymas bei leidimus išduodančiomis institucijomis, elektroninis notaro biuras ir t.t.
Kuriant informacinę visuomenę atsiranda tam tikri socialiniai pavojai:
1. galimos visuomenės socialinis apsidalijimas į tuos kurie turi ir moka naudotis informacijos teikimu ir į neturinčius.
2. virtualus bendravimas skatina žmonių ttarpusavio susvetimėjimą ir tiesioginio bendravimo stoką.
3. internete sukaupta daug nereikalingos ir žalingos informacijos.
Svarbiausių informacinių technologijų priemonių raida:
1. Kalba – ji atsirado pirmykštėje bendruomenėje, paleolito laikotarpiu.
2. Raštas – 8-6 tūkst. pr. Kr.
3. Spausdinimas – XV a., kai J. Gutenbergas išrado spausdinimo mašiną.
4. Telegrafas – 1832 m. Čilingas išrado klavišinį telegrafo aparatą, 1854 m. pradėtos tiesti tarptautinės telegrafo linijos.
5. 1876 m. Belas išrado telefono aparatą, 1878 m. buvo įrengta pirmoji telefono stotis.
6. Radijas – 1895 m. Popovas sukūrė radijo ryšio įrenginius.
7. XIX a. 8-9 dešimtmečiais atrandamas foto-telegrafas arba faksimilinis ryšys.
8. Televizija – teoriniai vaizdų perdavimo pagrindai buvo sukurti XIX a. pab. – XX a. pr. Reguliarios televizijos laidos buvo pradėtos rodyti 1936 m.
9. 1939 m. atrandamas kompiuteris – elektroninė skaičiavimo mašina.
10. 1972 m. atsirado elektroninis paštas.
11. 1974 m. pab. Sukonstruojamas pirmasis personalinis kompiuteris
12. 1989 mm. išrandamas www
13. XX a. paskutiniame dešimtmetyje kuriama daugialypė įranga – Multimedia.
Informacijos kodavimas
Bendru atveju pageidautina turėti universalią abėcėlę, kurios simboliais galima užkoduoti bet kokį, o ne vien specifinį, pranešimą. Ji naudinga dar ir todėl, kad visi pranešimų siuntėjai ir gavėjai iš anksto žinotų visų simbolių prasmę. Universalumas pasiekiamas tada, kai abėcėlė ir kalba yra plačiai paplitusi, o kiekvieno abėcėlės simbolių išraiška kitos abėcėlės simboliais vadinama kodu, o atitikmenų užrašymas – kodavimu. Kodai gali būti fiksuoto arba kintamo ilgio. Kompiuterijoj paplitęs fiksuoto iilgio kodas, turintis tik du simbolius: 0 ir 1. Su vienu dvejetainiu simboliu galima užkoduoti tik dvi būsenas: 0 ar 1; su dviem – keturias: 00, 01, 10, 11; su trim – aštuonias ir t.t. Kuo ilgesnis kodas, tuo daugiau skirtingų kitos abėcėlės simbolių galima užkoduoti. Bendru atveju galimų užkoduoti atvejų skaičius n yra lygus m.
Turint 8 dvejetainės simbolius galima užkoduoti 64 atvejus (2 aštuntame laipsnyje). To pakanka užkoduoti raides, dešimtainius skaitmenis, skyrybos bei daug kitų specialiųjų ženklų. Tai ASCII kodas. Dabar naudojamas ir dvigubai ilgesnis simbolių kodas, leidžiantis užkoduoti praktiškai visus pasaulyje naudojamus rašybos simbolius.
Informacijos kiekis, kuris perduodamas vienu dvejetainės abėcėlės simboliu vadinamas bitu. 8 bitai sudaro baitą, 1024 baitai – kilobaitą, 102 kilobaitai – 1 megabaitą.
Sveikieji skaičiai yra vaizduojami taip vadinamu fiksuoto kablelio formatu. Jame dešimtainio kablelio pozicija yra fiksuota. Sveikiesiems skaičiams dešimtainis kablelis yra po paskutinio skaitmens. Priklausomai nuo sveikojo skaičiaus ilgio, jam vaizduoti yra skiriama 1, 2, 4 baitai. Norint sveikąjį skaičių pavaizduoti dviejuose baituose, reikia jį užrašyti dvejetainėje sistemoje ir papildyti nuliais iš kairės, kad būtų 16 dvejetainių skaitmenų. Pvz.:
5 = 00000000 00000101
Visų galimų standartinių sveikųjų neigiamų skaičių be ženklo intervalas yra nuo nulio (00000000 00000000) iki 65535 (11111111 11111111). Viename baite galima pavaizduoti skaičius bbe ženklo nuo 0 iki 255. Vaizduojant skaičius su ženklu galima būtų kairiausią bitą skirti ženklo vaizdavimui (0 – „+“; 1 – „-„) tada dviejuose baituose galima būtų pavaizduoti skaičius nuo +0 iki +32767 ir neigiamus skaičius nuo -0 iki -32767. Tokiu atveju reikėtų specialios aritmetikos su dviem nuliais (+ ir -), todėl neigiamų skaičių vaizdavimui naudojamas papildomas kodas, kur neigiamas skaičius x vaizduojama –x=2(laipsnyje n)-x, kur n yra skiriamų skaičiui pavaizduoti bitų kiekis. Papildomas kodas gaunamas tokiu būdu:
1. pavaizduojamas atitinkamas teigiamas skaičius;
2. visi bitai invertuojami, t.y. 0 keičiamas vienetu ir atvirkščiai;
3. pridedamas vienetas.
Pvz.: 5 = 00000000 00000101
11111111 11111010
11111111 11111011
Sveikieji skaičiai kompiuterio atmintyje vaizduojami tiksliai, bet jų kiekis nėra didelis. Be to, dirbant su sveikaisiais skaičiais pačiam programuotojui reikia rūpintis, kad operacijos rezultatas patektų į sveikųjų skaičių apibrėžimo sritį. Priešingu atveju, galima gauti iš pirmo žvilgsnio keistus rezultatus, pvz.: 32767 + 1 = -32768.
Fizinis duomenų vaizdavimas kompiuterio atmintyje gali skirtis nuo aptarto dėl skirtingo baitų išdėstymo. Personaliniuose kompiuteriuose jaunesnieji baitai talpinami atmintyje mažesniais adresais, todėl fiziškai atmintyje sveikasis skaičius 5 dviejuose baituose bus pavaizduotas ne 5 = 00000000 00000101
O 5 = 00000101 00000000
Realiųjų skaičių vaizdavimas. Kiekvieno tipo duomenims vaizduoti skiriamas baigtinis bitų skaičius, o kiekvienas bitas gali įgyti tik vieną iš ddviejų reikšmių. Todėl galima pavaizduoti tik baigtinę bito reikšmių aibę, t.y. gali būti vaizduojami tik diskreciniai duomenys. Tai reiškia, kad kompiuteryje negalima pavaizduoti tarkim visų atkarpos taškų. Dėl visų priežasčių kyla problemos vaizduojant kompiuterio atmintyje realiuosius skaičius. Tarp bet kurių dviejų realiųjų skaičių yra be galo daug tarpinių realiųjų skaičių ir jie visi negali būti pavaizduoti kompiuterio atmintyje, tačiau reikia turėti galimybę atlikti skaičiavimus, kuriuose operuojama su plataus spektro realiaisiais skaičiais. Tiek su labai dideliais, tiek su labai mažais. Šios problemos sprendimui pravers tam tikra skaičių užrašymo forma: x = * p ;
mantisė – dešimtainio logaritmo trupmeninė dalis
ženklas – „+“ arba „-„
mantisė – neneigiama
p – skaičiavimo sistemos pagrindas
Dėl vienareikšmiško apibrėžtumo dažniausiai pridedami papildomi reikalavimai mantisei: kad ji būtų normalizuota. Normalizuotos mantisės sąvoka priklauso nuo kompiuterio architektūros. Kai kuriuose kompiuteriuose nenulinio skaičiaus mantisė yra mažesnė už vienetą. X = <ženklas> 0 * p
Tokiame užraše eilė gali būti ir teigiama ir neigiama ir nulinė. Kompiuterio atmintyje dažniausiai vaizduojama ne pati eilė, bet charakteristika: neneigiamas skaičius gaunamas prie eilės pridėjus konstantą.
Kadangi dešimtainio (dvejetainio) taško pozicija nėra fiksuota, todėl šis vaizdavimo formatas vadinamas slankaus kablelio skaičių formatu. Beveik visada realūs skaičiai negali būti pavaizduoti tiksliai. Tam, kad pavaizduoti kompiuterio atmintyje, jie apvalinami, t.y.
gaunama apvalinimo paklaida, nors slankaus kablelio formatų skaičių kitimo diapazonas labai platus: nuo 10 (laipsny -43) iki 10 (laipsny 38), bet vaizduojant k4 – iuose baituose tiksliai pavaizduojami 6-7 dešimtainiai skaitmenys. Be to, slankaus kablelio skaičiai išsidėstę labai netolygiai: arti nulio – tankiai, o kuo toliau nuo nulio – labai retai.. Todėl absoliuti vaizdavimo paklaida priklauso nuo skaičiaus dydžio. Kadangi personaliniuose kompiuteriuose eilė yra dvejetainė ir pirmas mantisės skaitmuo visada turi būti 1, todėl naudojama kiek kitokia skaičiaus forma:
x == <ženklas> 1 * p , kur charakteristika yra sveikas neneigiamas skaičius, gaunamas prie eilės pridėjus konstantą. Šios konstantos dydis priklauso nuo dydžio atminties, skiriamos skaičiui pavaizduoti.
Tekstiniai – simboliniai duomenys. Kompiuteriai daug dirba ne tik su skaičiais, bet ir su tekstais. Norint simbolius vaizduoti kompiuterio atmintyje, reikia sudaryti simbolių kodų lentelę, kuri vienareikšmiškai susietų visus reikalingus simbolius su bitų rinkiniais. Kadangi anglų kalboje yra 26 didžiosios ir 26 mažosios raidės, 10 skaitmenų, apie 35 specialius simbolius, be to dar reikalingi sspecialūs valdantys simboliai, kurie turi prasmę tekstiniams redaktoriams arba kompiuterio įrenginiams, 6 bitų nepakanka. Taigi minimaliam kodui reikėtų 7 bitų. Dauguma kodų naudoja 8 bitus, įtraukdami daugiau specialių grafinių simbolių, todėl kompiuteriai tradiciškai skiria 8 bitus, t.y. vieną baitą simbolių vvaizdavimui. Nacionalinių rašmenų kodavimui naudojama antroji arba išplėstoji kodų lentelės dalis, kurios kodų reikšmės yra nuo 128 iki 255. Standartiniame variante joje yra įvairūs psiaudografikos ženklai. Kadangi šių ženklų įvairovė labai didelė, todėl ir kodavimo lentelių atsirado labai daug. 2000-ųjų metų pradžioje buvo priimti standartai, įvedę šioje srityje tam tikrą tvarką: rašto ženklų kodavimą 8 bitais apibrėžia standartų serija ISO/IEC 8859. Serijos 13 dalis apibrėžia ženklų rinkinį, turintį lietuviškus rašto ženklus ir vadinamąją 7-ąją lotynų abėcėlę. Šis standartas pripažintas ir Lietuvos standartu. Jam suteikiamas žymuo LSTISO/IEC 8859-13-2000. Šis standartas, kaip ir kiti šios serijos standartai, nepriklauso nuo operacinės sistemos ir naudojamas duomenų mainams kaip įvairių operacinių sistemų, interneto bei elektroninio pašto srityse. Prieš Windows operacinę sistemą buvo plačiai naudojama operacinė ssistema DOC. Ji turėjo lietuviškų rašmenų lentelę, įvardintą skaičiais 775, kuri turėjo visus ISO 8859-13 ženklus. Tekstai, parašyti DOS‘inėje terpėje, naudojant 775 kodų lentelę gali būti perskaitomi ir su lietuviškomis raidėmis ir dabartinėse Windows terpėse.
Kompiuterio atsiradimo istorija
I-oji kompiuterių karta laikotarpiu 1944-1958 m.
Šiai kartai priskiriamas Eniac kompiuteris. Šis kompiuteris – tai elektroninis skaitmeninis integratorius ir skaičiuotuvas. Jis – pirmasis pasaulyje bendrosios paskirties elektroninis, skaitmeninis kompiuteris. Ši mašina svėrė 30 t., užėmė 1600 kv. m., mašinoje buvo 18000 lempų. Skaičiai joje bbuvo pateikiami dešimtaine forma ir joje buvo taikoma dešimtainė aritmetika. Jis buvo sukonstruotas 1946 m. 1946 m. Noimanas pradėjo kurti naują skaičiavimo mašiną. Šis kompiuteris buvo baigtas tik 1952 m. ir yra visų vėliau sukurtų kompiuterių prototipas. Pagrindinės kompiuterio komponentės:
1. pagrindinė atmintis, sauganti ir duomenis, ir instrukcijas;
2. aritmetinis loginis įrenginys, galintis operuoti dvejetainiais skaičiais;
3. valdymo įrenginys, interpretuojantis savo atmintyje esančias instrukcijas bei kontroliuojantis jų valdymą;
4. įvedimo/išvedimo įrenginys, kurio veikimą taip pat kontroliuoja valdymo įrenginys.
II-oji kompiuterių karta laikotarpiu 1959-1964 m.
Pirmasis esminis elektrinis kompiuterių keitimasis įvyko, kai vakuumines lempas keitė tranzistoriai. Tranzistoriai yra mažesni, pigesni ir išskiria mažiau šilumos už vakuumine lempas, tačiau tuo pačiu metu kompiuteryje galima vykdyti tas pačias funkcijas. Tranzistorių taikymas – būdingas antrosios kartos kompiuterių bruožas. Pavieniai tranzistoriai vadinami diskrečeisiai elementais. Visas gamybos procesas – nuo tranzistoriaus pagaminimo iki spausdintos plokštelės surinkimo – trukdavo labai ilgai. Pirmuosiuose antros kartos kompiuteriuose buvo apie 1000 tranzistorių. Vėliau jų padaugėjo iki 100 000 ir tai kėlė problemas gaminant naujausius kompiuterius. Tuo metu JAV sukuriama integrinė grandinė arba schema ant silicio plokštelės, atliekanti sudėtingo loginio bloko funkcijas. Ji pakeitė tranzistorius ir nuo 1964-1970 m. prasidėjo III-oji kompiuterių karta, paremta integrinėmis schemomis.
Pavieniai tranzistoriai vadinami diskrečiaisiais elementais. 5-ąjame dešimtmetyje ir 6-ojo pirmoje pusėje elektroninė aparatūra buvo montuojama iiš diskrečiųjų elementų, t.y. tranzistorių, rezistorių, kondensatorių ir t.t. Visas gamybos procesas buvo labai brangus ir ilgai trukdavo. 1958 m. išrasta integrinė mikroschema padarė revoliucinį perversmą visoje elektronikoje. Ji apibūdina 3-iosios kartos kompiuterius.
IBM kompiuteris System 360 ir DEC kompiuteris ADP8 – svarbesni trečiosios kartos kompiuteriai.
System 360 – tai pirmoji suplanuotoji kompiuterių šeima, kurioje buvo labai įvairaus našumo ir kainų modeliai. Visi modeliai buvo suderinami programiškai, t.y. programa sudaryta vieno modelio kompiuteriui veikė ir kito modelio kompiuteryje. Skiriasi tik jos vykdymo trukmė. Pagrindiniai šios šeimos kompiuterių bruožai buvo tokie:
1. panašios arba identiškos instrukcijos;
2. panašios arba identiškos operacinės sistemos, t.y. visose šeimos modeliuose taikomos tos pačios operacinės sistemos, o aukštesnio lygio – išplėstos.
3. didėjanti sparta; Instrukcijų atlikimo sparta pereina nuo žemesniojo prie aukštesniojo modelių lygio didėja.
4. įvedimo/išvedimo prievadų (portų) skaičiaus didėjimas pereinant nuo žemesniojo prie aukštesniojo modelių lygio;
5. atminties talpos didėjimas.
Vėlesnės kompiuterių kartos. Po trečiosios kompiuterių kartos vis sunkiau prieinama bendro susitarimo dėl kompiuterių klasifikavimo pagal kartas. Vėlesnės kompiuterių kartos pagrįstos integrine schemų technologija. Didelės integracijos schemose viename integrinės schemos luste galima suformuoti per 1000 elementų. Labai didelėse integrinėse schemose išdėstoma daugiau nei 10000 elementų, o dabartiniuose integrinių schemų lustuose galima suformuoti per 1000000.
6-ąjame ir 7-ąjame dešimtmečiuose kompiuterių pagrindinė atmintis būdavo konstruojama iš mažų feromagnetinių žiedelių. ŽŽiedelius įverdavo į plonų vielučių tinklelį. Taip suformuodavo atminties matricą. Ji buvo talpinama į magnetinį ekraną ir išdėstoma kompiuteryje. Žiedelis įmagnetintas viena kryptimi atitikdavo vienetą, įmagnetintas priešinga kryptimi – 0. Magnetinė atmintis buvo palyginant sparti. Bito skaitymas iš atminties trukdavo mažiau nei 1 mikrosekundę. Tačiau brangu ir grandioziškas taikyta destruktyvaus skaitymo mechanizmas, t.y. kreiptis į žiedelį, sunaikindavo jame esančius duomenis, todėl buvo taikomos specialios schemos, atstatančios perskaitytus duomenis. 1970-ais metais pagaminta pirma, palyginti talpi, atminties mikroschema, lusto matmenys neviršijo 1-o žiedelio matmenų ir galėjo saugoti 256 bitus. Skaitymas nebuvo destruktyvus ir vyko daug sparčiau nei magnetinėje atmintyje. Nuo 70-ųjų metų puslaidininkis atminties raidoje pasikeitė 8 kartos. Kiekviena nauja karta keturgubino atminties kartą ir kreipties trukmę.
Spartinančioji atmintis – tai nedidelės talpos labai sparti atmintis, dažniausiai sudaroma iš statinės operatyviosios atminties SRAM, kurioje saugomi ypač dažnai naudojami pagrindinės atminties fragmentai.
Šiuo atveju, kiekvieną kartą, kaiprocesorius skaito iš atminties arba rašo į ją, spartinančioji atmintis gali pertraukti procesoriaus magisralės tranzakciją (dumenų keitimosi operacija) taip sumažėja kompiuterio atsakymo trukmė.
1. Kreipinys į spartinančiąją atmintį teigiamas cache hit. Kai spartinančiojoje atmintyje yra procesoriaus ieškomi duomenys, tranzakcija signalizuoja, kad spartinančioji atmintis ne tuščia. Kreipinys į spartinančiąją atmintį yra teigiamas.
2. Kreipinys į spartinančiąją atmintį neigiamas cache miss. Kai spartinančiojoje atmintyje nėra
procesoriaus ieškomų duomenų tranzakcija praneša, kad spartinančioji atmintis tuščia arba tiesiog, kreipinys į spartinančiąją atmintį neigiamas.
3. Spartinančiosios kreipties vientisumas; jį reikia supresti kaip duomenų joje ir pagrindinėje atmintyje sutapimą (consistecy). Kadangi spartinančioji atmintis primena pagrindinės atminties tam tikro fragmento kopiją.
Spartinačiosios atminties vientisumą apibrėžia šie terminai:
1. sekimas (snoop). Kai spartinačioji atmintis tranzakcijų metu tikrina adresą, tai vadinama sekimu. Dėl šios funkcijos spartinačioji atmintis gali matyti ar joje pačioje nėra duomenų tranzakcijai, besikreipiančiai į pagrindinę atmintį.
2. būti spąstuose (snoze). Spartinančioji atmintis, imdama informaciją iš duomenų mmagistralės skelbia, kad turi duomenų spąstuose. Dėl šios funkcijos spartinančioji atmintis turi būti atnaujinama ir užtikrinamas duomenų joje vientisumas pagrindinės atminties atžvilgiu.
Terminai nevientisumui apibūdinti:
1. Darbiniai duomenys (dirty data). Kai duomenys modifikuojami tik spartinančiojoje atmintyje, bet nemodifikuojami pagrindinėje atmintyje, jie spartinančiojoje atmintyje skelbiami kaip darbiniai dumenys.
2. pasenę duomenys (state data). Tai duomenys modifikuojami pagrindinėje atmintyje, bet nemodifikiuojami spartinančiojoje atmintyje, šie joje esantys duomenys yra vadinami pasenusiais.
Spartinančiosios atminties posistemį galima susukirstyti į tris funkcinius blokus:
1. statinė atmintis (SRAM)
2. spartinančiosios atminties požymių satinė atmintis (Tag RAM).
3. spartinančiosios atminties vvaldiklis
Statinė atmintis – tai laisvosios kreopties atmintis. Nuo jos talpos priklauso spartinančiosios atminties talpumas.
