Välismälu

Allikas: Vikipeedia
Jump to navigation Jump to search

Välismälu ehk teabekandja ehk infokandja on vahend andmete ehk informatsiooni salvestamiseks, säilitamiseks ja taaskasutamiseks.

Erinevaid andmeid arvutis on vaja säilitada nii arvuti töötamise ajal kui ka peale seda. Selleks tavaliselt kasutatakse kõvakettaseadmeid, diskettseadmeid, mälukaarte (protsessorkaarte), mälupulki, magnetlintmälusid, magnetkassettmälusid, optilisi mälusid ja CD-sid, CD-ROM-e jne. Väliste mäluseadmete peamiseks ülesandeks on andmehulkade pikaajaline säilitamine.

Pooljuhtmälud pole piisavalt head, et tagada kogu arvuti nõutav mälumaht. Peamine nõue pooljuhtmälude kasutamisel on hind biti kohta salvestatud teabes. Üldjuhul kasutatakse selleks, et tagada arvutile, magnetkettale ja optilisele kettale võimalikult laiad ladustamisnõuded.

Välismälu eelised[muuda | muuda lähteteksti]

  • Andmeid saab kergemini liigutada ühest kohast teise.
  • Kasulik sellise tarkvara ja andmete ladustamiseks/säilitamiseks, mida hetkel vaja ei ole.
  • Välismälu annab rohkem ruumi failide säilitamiseks lisaks arvutis olevale mälule.
  • Välismälu töötab ka kui andmete varundaja
  • Andmete varundaja on kasulik olukordades, kus arvuti näiteks hävineb, sest olulised failid ei lähe kaduma.[1].

Välismälu tüübid[muuda | muuda lähteteksti]

Magnetiline mälu[muuda | muuda lähteteksti]

Magnetiline mälu on magnet- ja lasersalvestuse kooslust kasutav andmekandja. Kirjutatakse Curie' efekti abil ning maha loetakse Kerri efekti abil. Magnetoptiliste ketaste puhul on võimalik korduvalt andmeid kirjutada ja lugeda. Vahetatavaid kassette on erinevas suuruses. 3,5-tolliste ketaste maht on 128 MB, 230 MB, 640 MB ning 1,3 GB ja 5,25-tolliste ketaste maht on 650 MB, 1,3 GB, 2,6 GB, 5,2 GB või 9,1 GB. Magnetoptiliste ketaste pöördusajad on ligikaudu 25 ms. Laserketaste (CD-RW, DVD-RAM ja PD kettad) pöördusaeg on 100 ms.

  • Curie' efekt – laser kuumutab biti temperatuurini, kus magnetmaterjali ferromagnetism kaob ning jahtudes omandab bitt magnetväljaga määratud polaarsuse.
  • Kerri efekt – esmalt saadakse nõrga laseri abil valguse peegeldus bittidelt ja peegeldunud valguse polarisatsioonitasand pöördub vastavalt biti magnetilisele polaarsusele.[1]

Magnetiliste andmekandjate seadmed[muuda | muuda lähteteksti]

digikassett
  • kassett-videomakk – videomagnetofon, kinnine kassett, milles asub magnetlint.[1].
  • flopiketasdiskett, flopidisk. Nimetus "flopi" tuleneb mailarpõhimiku painduvusest, mis erineb kõvakettast. Plastkesta monteeritud mailarpõhimikuga magnetketas.[1].

Optilised andmekandjad[muuda | muuda lähteteksti]

Optiline andmekandja on (arvuti) välismälu seade, millele kirjutatakse ja millelt loetakse teavet valgusega ehk (laserkiirega)[1].

CD-, CD-ROM-, DVD-ROM- ja DVD-Video – optilised kettad, mida saab ainult lugeda, nendel informatsioon tehases salvestatud ja ei saa kustutada ega töödelda. CD-R-, DVD-R-, WORM- ja WORM-režiimis kasutatavad magnetoptilised kettad – optilised kettad, millele saab informatsiooni ainult ühe korra salvestada ja hiljem mitte kustutada. Andmemaht on, kas 550 MB või 650 MB, mis vastab 63 min või 73 min formaadile. CD-RW-, DVD-RAM-, DVD-RW- ja Magnetoptilised kettad – on optilised kettad, millele saab korduvalt kirjutada.

2007. aasta seisuga leiti, et kogu maailmas senini salvestatud teabest on 27% optilistel andmekandjatel[2].

CD[muuda | muuda lähteteksti]

CD – on laserplaat, heliplaatmillele mahub kuni 74 minutit digitaalset HI-Fi-stereoheli. Kiirus on palju väiksem kui kõvakettal. Laserplaadi mälumaht on 700 Mb, diameeter 120 mm, paksus 1,2 mm. Koosneb paksust läbipaistvast plastist kettast, millele on pressitud spiraalne soon digitaalse heliga.Kõik muud laserkettad on hiljem välja kasvanud audio-laserkettast.

  • CD-ROM – kompaktne püsimäluketas. Eesti keeles hääldatakse arusaamatuste vältimiseks "si-di-rom". Sellelt saab informatsiooni ainult lugeda. Ingliskeelne tähendus(Compact Disc Read-Only Memory)
  • CD-R, salvestav laserketas – laserketas, millele saab andmeid ainult ühe korra kirjutada.Salvestava laserketta aluseks on tavaline CD-ROM, mida saab silmaga eristada alumise poole värvilisuse poolest, mis erineb tavalisest hõbedasest CD-ROM`st. Ingliskeelne tähendus (Compact Disc-Recordable)
  • CD-RW, korduvsalvestusega laserketas – laserketas, millele saab informatsiooni salvestada, kustutada ja uuesti salvestada.

Võib nimetada ka (CD-Erasable) ehk kustutavateks CD ketasteks. Värvus, mille järgi eristada on hallikashõbe. Ingliskeelne tähendus (Compact Disc-ReWritable)[1].

DVD[muuda | muuda lähteteksti]

DVD (inglise Digital Versatile Disc – digitaaluniversaalplaat; Digital Video Disc – digitaalvideoketas) – on digitaalne mitmekülgne ketas. See on palju kiirem kui CD, kuid mitte nii kiire, kui kõvaketas. Standard DVD-5 tehnoloogia on mälumahuga 4,7 GB. Mälumaht muutub koos kasutatud standarditega. Selle mälumaht (4,7 GB)on palju suurem kui CD (700 MB). Selline edu CD ees saavutatakse mitmete disaini muudatustega.

Kahte tüüpi DVD-d: vasakul on ühekihiline ja paremal kahekihiline DVD
DVD sooned ja sektorid
  • DVD-ROM, DVD-ketas – digitaalne universaalplaat, mida saab ainult lugeda. Sellele saab salvestada andmeid interaktiivsete jadadena, ka audio ja video faile.
  • DVD-R, kirjutatav DVD-ketas – ühekordselt kirjutatav DVD-ketas nii andmete kui ka video salvestamiseks. DVD-R kettaid nimetatakse tihtipeale "DVD miinus R" või "DVD kriips R". See on üldiselt vajalik selleks, et neid ära tunda nendega võistlevast DVD+R kettast. DVD-R tehnoloogia on samasugune, mis tavalistel CD-R ketastel. Värvaine, mida ketta "kõrvetamiseks" kasutatakse on sama. Ingliskeelne tähendus (DVD-Recordable)
  • DVD-RW korduvkirjutatav DVD-ketas – digitaalne universaalplaat, mis on mõeldud nii andmete kui ka video salvestamiseks ja selle töötas välja DVD Forum. Selle ketta juures kasutatakse faasiülemineku tehnoloogiat ehk ketta kummalegi poolele mahub 4,7 GB ning ketast on võimalik ümber kirjutada umbes 1000korda. Ingliskeelne tähendus DVD-RW – (DVD-Read Write).[1].
  • DVD-R/W-ketas – täpselt sama mis DVD-RW.
  • DVD-RAM, kirjutatav DVD-ketas – digitaalne universaalplaat, mis on (~100 000 korda) ülekirjutatav. Kasutatakse faasimuutumistehnoloogiat ning tuginedes sellele saab DVD-RAM-i võrrelda eemaldatava kõvakettaga. Kõige suurema mahtuvusega DVD-ROM kettad on 2000. aastal ilmunud 9,4 GB.[1].

Andmestruktuuri järgi saab DVD-sid jaotada neljaks:

  • DVD-Video – sisaldab filmiandmeid (video ja heli)
  • DVD-Audio – sisaldab hea kvaliteediga heliandmeid
  • DVD-Data – sisaldab andmeid
  • segaandmeid sisaldav DVD

Iga DVD tüübiga saab kasutada kõiki andmestruktuure.

Välkmälu[muuda | muuda lähteteksti]

Välkmälu (inglise keeles flash memory) on säilmälu, mida saab elektriliselt kustutada ja on programmeeritav. Välkmälusid kasutatakse järgmistes seadmetes: mälupulgad, mälukaardid, MP3-mängijad ja teised. See on EEPROM (ingl electrically erasable programmable read-only memory – elektriliselt ümberprogrammeeritav püsimälu). Kui vanematel seadmetel kustutati ja programmeeriti ümber kogu kiip korraga, siis uuematel saab seda teha plokkide kaupa. Välkmälu hind on palju odavam kui EEPROM, mida saab programmeerida ühe baidi haaval ning seetõttu on see domineerivaks tehnoloogiaks sellistel seadmetel, millel on vaja suurel hulgal säilmälu. Näiteid välkmälu kasutatavuse kohta: sülearvutid, digikaamerad, mängukonsoolid ning mobiiltelefonid. Kuna tegu on säilmäluga, siis säilivad andmed ka peale toite väljalülitust, mis on muidugi suur eelis.[3]

Välkmälu tööpõhimõte[muuda | muuda lähteteksti]

Välkmälu tööpõhimõte seisneb selles, et ta salvestab andmeid nn ujuva paisuga transistoridest mälurakkudes. Praegustes/vanemates ühetasandilistes mälurakkudes saab iga rakk hoida informatsiooni ühe biti suuruses. Osad uuemad välkmälu kiibid, mis on juba varustatud mitmetasandiliste rakkudega saavad hoida igas rakus informatsiooni rohkem kui üks bitt, kasutades seejuures erinevatel tasemetel erinevaid elektrilaenguid.

NOR-välkmälu[muuda | muuda lähteteksti]

NOR-tüüpi mälust lugemine sarnaneb muutmälu lugemisega eeldusel, et aadress ja andmesiin kaardistatakse õigesti. Seetõttu saabki enamus mikroprotsessoreid kasutada NOR-tüüpi mälusid. See tähendab seda, et programmid salvestatakse otse NOR-mällu, ilma et oleks tarvis esmalt kopeerida muutmällu.

struktuur NOR-tüüpi mälul

NOR-välkmälu:

  • üks raku pool on ühendatud maandusega;
  • teine raku pool on ühendatud andmeliini;
  • tüüpilised plokkide suurused on 64, 128 või 256 kB.

Sellist mälu asetust nimetame NOR-mäluks, kuna see põhineb NOR-loogika elemendil.

NAND-välkmälu[muuda | muuda lähteteksti]

struktuur NAND-tüübi mälul

NAND-tüüpi välkmälu kasutab samuti ujuva paisuga transistoreid, aga need on ühendatud teise loogika põhimõttel. Nimetatakse NAND-loogika elemendiks. Jadaühenduses on mitu transistori ja et saaks ühendada neid rühmi biti liinile on tarvis lisatransistore.

Maandusjuhtmete ja bitiliinide vähenemine võimaldab asetada rakke tihedamalt ning see annab võimaluse valmistada suurema mahuga kiipe. Lisaks eelnevale eelisele on NAND-tüüpi mälus lubatud teatud arv defekte. NOR-tüüpi mälus defekte olla ei tohi. Tootjad on läinud seda teed, et püütakse mälu mahtu suurendada transistoride suurust vähendades. Ehk mida väiksemad transistorid, seda suuremat mälumahtu saame toota.

NAND-tüüpi välkmälu on väga levinud USB-andmekandjates. Põhiliselt kõikides praegu kasutusel olevates mälukaartides, mälupulkades ja SSD-tüüpi ketastes kasutatakse seda tüüpi välkmälu.

Välkmäluseadmed[muuda | muuda lähteteksti]

  • Välkmäluketas on välkmälukiipidel realiseeritud pooljuhtketas. Sülearvutite jaoks monteeritakse välkkettad Type II PC-kaartidesse aga pihuseadmetes ja digikaamerates kasutatakse väiksemaid välkmälukaarte, näiteks CompactFlash või SmartMedia.[1].

Mälukaartide tüübid:

Välkmälukaart ehk kõnekeeles mälukaart on tulnud firmalt Sony ja need on mõeldud digitaalsetele pihuseadmetele nagu näit. digitaalkaamerad ja digitaalsed videokaamerad. Tuli turule kahes variandis 4 MB või 8 MB mälumahuga. Piltide ülekanne kaardist arvutisse toimub üle PC-kaardi adapteri või analoogina Memory Sticki ajami või juhtme kaudu otse kaamerast arvuti USB-porti. Mälupulga mõõtmed: 50 × 21,5 × 2,8 mm (kui pro-formaadis). Siirdamiskiirus mälupulgal on 160 Mbit/s.[1].

Välkmälu eelised[muuda | muuda lähteteksti]

  • Puuduvad liikuvad osad ja seetõttu on välkmälu vastupidav ja vähem tundlik mehaanilistele mõjutustele;
  • Väike ja kerge kaaluga ja on laialdaselt kasutatud kaasaskantavates seadmetes;
  • Välkmälus liiguvad andmed kiiremini;
  • Välkmälul on suur lugemiskiirus (kuigi väiksem kui muutmälul) ja parem löögikindlus kui kõvaketastel;
  • Pakendatud kujul on võimeline taluma suurt survet, erinevaid temperatuure ja isegi veekindel.

Välkmälu puudused[muuda | muuda lähteteksti]

  • Välkmälu maht on palju väiksem kui kõvakettal.
  • Plokkidena kasutamine – NOR-tüüpi välkmälu saab küll lugeda/kirjutada suvaliselt aadressilt suvalisele aadressile, kuid seda kõike võib kustutada vaid tervete plokkidena. Üldjuhul seatakse kõik bitid plokis väärtusele "1". Kui hakatakse kirjutama tühjale plokile, on iga bitt selles plokis programmeeritav. Kuid pärast seda, kui bitt seatakse väärtusele "0", võib seda seada väärtusele "1" ainult pärast terve plokki kustutamist. Teisisõnu pakub NOR-tüüpi välkmälu võimalust lugeda ja kirjutada suvalisele aadressile, aga kustutada on võimalik ainult terve plokkidena. Ühe biti võib kirjutada üle, aga ainult siis, kui sellel on veel väärtus "1". Näiteks, kui olemas plokk 1111, võib sellesse kirjutada 1011, siis 1001, siis 0001, ja lõpuks 0000. Pärast seda on kirjutamiseks vaja terve plokk kustutada.
  • Üldjuhul on praegustel välkmälu seadmetel ainult plokk-taseme kasutajaliides või FTL (inglise keeles Flash Translation Layer), mis kirjutab erinevatele rakkudele, millega välditakse seadme kulumist. See omakorda kaitseb seadmeid kehvasti kuvandatud tarkvarast ning riistvarast.
  • Mälu kulumine – üheks suuremaks piiranguks on veel kustutamis- ja kirjutamistsükklite piiratud arv. Enamik seadmeid peavad vastu umbes 1 000 000 kustutamise ja kirjutamise tsüklit enne kui seade hakkab väsima. Selline puudus pole oluline seadmetes, kus välkmälu kasutatakse püsimäluna, nagu näiteks BIOS ja ruuterid, mida programmeeritakse ainult paar korda terve oma eluaja jooksul.

[4] Micron Technology ja Sun Microsystems esitlesid 2008. aasta detsembris välkmälukiipi, mis on garanteeritud vastu pidama 1 000 000 kustutamis– ja kirjutamistsüklit.[5]

Vaata ka[muuda | muuda lähteteksti]

Viited[muuda | muuda lähteteksti]