Что такое данные для компьютера

Что такое данные?

Данные (англ. data) – это информация собранная и трансформированная для некоторых целей, обычно анализа. Это может быть любой символ, текст, цифры, картинки, звук или видео. Данные вне контекста обычно не понятны человеку или компьютеру.

Внутри хранилища компьютера, данные представляют собой набор чисел, представленных в виде байтов, которые в свою очередь состоят из битов, имеющих значение один или ноль. Данные обрабатываются процессором, использующим логические операции для получения новых данных из исходных.

Примеры компьютерных данных

Google Ukraine, 25B, Sagaydachnogo, Kyiv, 04070, Ukraine

0122 0124 0132 0134 0142 0144 0152 0154 0162 0164

11110100001001000000

Где хранятся данные на компьютере?

Данные и информация обычно хранится на компьютере используя жесткий диск или другое устройство хранения данных.

Мобильные данные

Под мобильными данными обычно подразумеваются данные передаваемые через беспроводной интернет, смартфонами и другими мобильными устройствами.

Дополнительно:

См. также: файл.

Как узнать характеристики своего компьютера?

Иногда возникает острая необходимость узнать характеристики своего компьютера. Например, для того, чтобы обновить драйвера, модернизировать некоторые детали системного блока или просто похвастаться перед сверстниками, а во многих случаях необходимо просто узнать маркировку того или иного компонента системы. Сделать это можно только двумя способами: разобрать системный блок и прочитать маркировки или проверить их с помощью программного обеспечения.

Первый способ хоть и простой, но в большинстве случаем может быть не доступным из-за нарушения гарантийных обязательств (если компьютер на гарантии). Поэтому давайте подробно разберем второй способ, как узнать характеристики своего компьютера с помощью программами, как встроенными средствами операционной системы, так и дополнительным специализированным софтом.

Смотрим характеристики компьютера средствами операционной системы

1. Для того, чтобы узнать три основных параметра системы достаточно обратиться к вкладке «Мой компьютер» в меню «Пуск». Для этого на нее необходимо навести курсор и щелкнуть правой клавишей мыши, в открывшемся списке необходимо выбрать «Свойства».

В открывшемся окне можно прочитать такие характеристики, как частота и тип процессора, объем оперативной памяти, версия и разрядность операционной системы.

Также это можно сделать еще одним способом: из вкладки «Панель управления» необходимо выбрать «Система». В открывшемся окне внизу можно просмотреть эти же параметры.

2. Узнать какое оборудование установлено на компьютере, но без подробных характеристик можно через «Диспетчер устройств».

Для его запуска можно просто набрать сочетание клавиш «Win+Pause». В Windows 7 в открывшемся окне необходимо будет выбрать вкладку «Диспетчер устройств». Теперь мы можем увидеть какие устройства установлены на вашем компьютере и их название, например, тип процессора и его частота, видеокарта, звуковая карта, сетевые адаптеры, диски и т.д.. Диспетчер устройств в XP можно запустить через комбинацию клавиш «Win+Pause», далее вверху необходимо нажать на вкладку «Оборудование», и уже в ней уже запустить «Диспетчер устройств».

3. Данный способ заключается в применении интегрированного программного обеспечения «Сведения о системе». Для ее запуска необходимо в меню «Пуск» кликнуть по раскрывающемуся списку «Все программы», далее «Стандартные», в ней открыть вкладку «Служебные» и там запустить утилиту «Сведения о системе». Можно также быстрее это сделать, нажав комбинацию клавиш Win+R. Откроется окно запуска программ. В строке «Открыть» необходимо набрать «msinfo32.exe». Эта та же утилита, только запускается через консоль.

С помощью этого встроенного софта можно получить основную информацию о системе и компонентах. Но эта утилита довольно не удобная из-за запутанности ветвей переходов по древу. Этим ПО можно пользоваться в отсутствие другого, более простого в понимании и чтении.

4. Также можно просмотреть характеристики системы через средство диагностики DirectX. Эта утилита используется в основном для тестирования, как видео, так и аудиокарт. В окно утилиты выводятся общие сведения о системе и, конкретнее, о видеокарте.

5. Узнать характеристики своего компьютера можно из BIOS. Для этого при загрузке компьютера необходимо нажать клавишу F1, F2, Del или Esc. Все зависит от версии самой BIOS. Далее требуются некоторые знания английского языка.

Программы для просмотра характеристик компьютера

Для более подробной диагностики системы с производительностью можно воспользоваться специальными программами. Например, программы AIDA64, ASTRA32, PC-Wizard — это отличный софт, как для диагностики, так и для тестирования всех компонентов в отдельности.

Программа AIDA64

Для начала скажем, что приложение AIDA64 (ранее Everest) принадлежит к категории платных. Однако существует возможность воспользоваться бесплатным 30-дневным периодом, предоставляемым разработчиками, чтобы пользователь сумел ознакомиться с возможностями программы. Этого нам вполне достаточно. В нашем случае воспользуемся версией AIDA64 Extreme Edition для ознакомления с основными параметрами компьютера. Есть, конечно же, еще бизнес-версия этого приложения, но для наших целей хватит версии Extreme. Это приложение надо загрузить с сайта разработчика (www.aida64.com) и установить на компьютер.

AIDA очень проста и удобна в использовании. Основное окно приложения поделено на две части: в левой обнаруживается дерево основных подсистем компьютера, а в правой части выводится детализированная информация, выбранной в левой части подсистемы. Чтобы просмотреть суммарную информацию по компьютеру, достаточно раскрыть раздел «Компьютер», а там уже выбрать подраздел «Суммарная информация».

Выбор этого подраздела позволит узнать все характеристики своего компьютера: тип компьютера, данные по установленной операционной среде, информацию о системной плате, доступных разделах, сети, периферийных устройствах и прочее.

Параметры центрального процессора

Просмотр данных центрального процессора компьютера можно осуществить путем выбора подраздела «ЦП» в корневом разделе «Системная плата». В правой части приложения отобразятся параметры всех установленных на ПК процессоров. Эти данные сообщат о типе установленного процессора, его модели, тактовой частоте, поддерживаемых инструкциях, кэше разных уровней. Тут же можно обнаружить информацию о загрузке ядер микропроцессора. В случае если понадобится более подробная информация о поддерживаемых функциях микропроцессором системы, тогда смело жмите подраздел «CPUID».

Просмотр данных о системной плате

Если продвинуться немного дальше в своем выборе и выбрать раздел «Системная плата», то в основное окно приложения будет выведена детальная информация по материнской плате. Для настольного ПК AIDA64 отобразит свойства платы с ее названием, свойства системной шины с ее реальной и эффективной частотами. Тут же будут продемонстрированы данные свойств шины памяти с ее шириной, частотами, пропускной способностью. Не менее важная техническая информация по физическим параметрам платы: поддерживаемое гнездо для ЦП, установленные разъемы под платы расширения, количество разъемов под планки оперативной памяти, а также тип самих планок и вид поддерживаемой памяти. В этом же разделе приложение покажет данные о форм-факторе материнской платы, о ее физических размерах и о чипсете.

Характеристики оперативной памяти

Выбор подраздела «Память» в разделе «Системная плата» продемонстрирует суммарную информацию об оперативной памяти компьютера. Здесь можно узнать данные о доступной в системе оперативной и виртуальной памяти: о том, сколько ее уже израсходовано и сколько на данный момент доступно для использования системой и приложениями. Также, этот раздел демонстрирует путь к файлу подкачки системы.

О свойствах установленных модулей оперативной памяти легко можно узнать, кликнув подраздел «SPD». Это действие позволит приложению показать все установленные на ПК модули памяти, которые отображаются в верхней части основной области окна. Выбор одного из отображаемых модулей позволит получить данные, что демонстрируются в нижней части основной области окна программы. По умолчанию при переходе к подразделу «SPD» в этой части отображаются данные первого, отображаемого в списке модуля. Тут можно обнаружить такие данные свойств модуля: его тип, объем предоставляемой им памяти, тип этой памяти, ее скорость. Также, здесь отображены ширина и вольтаж модуля, характеристики таймингов и поддерживаемые им функции.

Видеокарта

С целью просмотра данных о характеристиках видеоадаптера необходимо перейти к корневому разделу «Отображение». Среди его подразделов нужно найти «Графический процессор». Выбор этого подраздела позволит вывести в основную область программы данные об установленном на ПК видеоадаптере. Среди них информация о типе видеочипа, версии его BIOS, о памяти графической платы (объем, частота, тип), некоторые характеристики графического процессора (частота, техпроцесс).

Подраздел «Монитор» того же корневого раздела позволит пользователю ознакомиться с основными характеристиками монитора системы. Среди них модель, разрешение, соотношение сторон, вертикальная и горизонтальная развертки.

Данные жестких дисков

AIDA64 позволяет получить широкую информацию о жестких дисках компьютера. Чтобы посмотреть информацию о HDD надо кликнуть подраздел «Хранение данных Windows» корневого раздела «Хранение данных». В верхней части основной области окна приложения будет выведен список всех устройств, что связаны с хранением данных. Жесткие диски отобразятся первыми, а в нижней части основной области окна будет выведена информация о характеристиках жесткого, обозначенного первым в списке устройств. Среди наиболее полезных характеристик: форм-фактор жесткого, скорость вращения его шпинделя, скорость чтения/записи и прочее.

Данные датчиков

Необходимо не только уметь просматривать данные о системе, но и анализировать текущую информацию, подаваемую о системе ее датчиками. Данные по датчикам можно обнаружить, перейдя на подраздел «Датчики» раздела «Компьютер» в общем дереве подсистем.

В основном окне информации датчиков отображаются данные о температуре микропроцессора, а также его ядер. Обозначение «ЦП» демонстрирует данные о температуре процессора под его крышкой. Традиционно этот показатель ниже температурных показателей ядер процессора, отображаемых как: «ЦП1», «ЦП2». Это обусловлено тем, что крышка находится в непосредственном контакте с радиатором узла теплоотвода. Не стоит пугаться высоких параметров показателя «AUX», так как он практически ничего не значит. В случае если его значения никогда не меняются, значит он не используется системой. Датчик «Диод ГП» показывает температуру на графическом процессоре.

Программа ASTRA32

Используя программу ASTRA32 так же можно узнать характеристики своего компьютера. Как и предыдущая программа, ASTRA32 платна, но нам вполне хватит демо версии. Интерфейс ее похож на AIDA64, тоже такой простой и понятен. Скачиваем программу с официального сайта: www.astra32.com и устанавливаем. Перейдя по ссылке вы увидите две версии — одна для обычной установки, а другая — портативная, то есть не нуждается в установке. Я буду использовать вторую версию программы.

Запускаю файл программы astra32.exe от имени администратора.

В открывшемся окне сразу выводится вся информация о моем компьютере (вкладка «Общая информация»), а именно:

• какой установлен процессор, его рабочая частота, уровни кеша;
• краткие данные о материнской плате;
• информация об оперативной памяти;
• какие установлены диски и их объем;
• данные о видеокарте и звуковой карте;
• сведение об операционной системе и т.д..

На этом можно и остановится, но для тех, кто желает подробно изучить комплектующие своего компьютера можно выбирать соответствующий раздел в левой колонке и изучать данные, которые выводятся в правой колонке.

Например, вам нужно более подробно узнать информацию о процессоре: какой у него Socket, сколько ядер, какое энергопотребление, размеры и т.д. Переходим на вкладку «Процессор» и далее «CPU». В Правом окне смотрим подробную информацию о процессоре.

Программа PC-Wizard

Наконец-то мы дошли и к бесплатным программам. PC-Wizard — одна из лучших утилит для определения характеристик, конфигурации и теста компьютера. Ее можно скачать перейдя по ссылке — http://www.cpuid.com.

Интерфейс программы схож с ранее рассмотренными утилитами. Единственное отличие — в правой колонке вместо скучных списков отображаются иконки, а также есть подсказки практически по каждому действию.

Что такое данные и программа — КиберПедия

И все-таки нельзя отождествлять «ум компьютера» с умом человека. Важнейшее отличие состоит в том, что работа компьютера строго подчинена заложенной в него программе, человек же сам управляет своими действиями.

Данные —это обрабатываемая информация, представленная в памяти компьютера в специальной форме.

Программа— это описание последовательности действий, которые должен выполнить компьютер для решения поставленной задачи обработки данных.

Если информация для человека — это знания, которыми он обладает, то информация для компьютера — это данные и программы, хранящиеся в памяти. Данные — это «декларативные знания», программы — «процедурные знания» компьютера.

Принципы фон Неймана

В 1946 году американский ученый Джон фон Нейман сформулировал основные принципы устройства и работы ЭВМ. Описанный выше состав устройств ЭВМ и взаимодействие между ними называют архитектурой фон Неймана. Для неймановской архитектуры характерно наличие одного процессора, который управляет работой всех остальных устройств. С другими принципами фон Неймана вам еще предстоит познакомиться.

Коротко о главном

Компьютер — это программно управляемое устройство для выполнения любых видов работы с информацией.

В состав компьютера входят: процессор, память, устройства ввода, устройства вывода.

В памяти компьютера хранятся данные и программы. Компьютер работает по программам, созданным человеком.

Вопросы и задания

1. Какие возможности человека воспроизводит компьютер?

2. Перечислите основные устройства, входящие в состав компьютера. Какое назначение каждого из них?

3. Опишите процесс обмена информацией между устройствами компьютера.

4. Что такое компьютерная программа?

5. Чем отличаются данные от программы?

6. Подготовьте доклад о принципах, сформулированных фон Нейманом.

ЕК ЦОР: Часть 1, глава 2, § 5. ЦОР № 5, 7.

§ 6

Компьютерная память

Основные темы параграфа:

■ внутренняя и внешняя память;

■ структура внутренней памяти компьютера;

■ программа в памяти компьютера;

■ носители и устройства внешней памяти.

Внутренняя и внешняя память

Работая с информацией, человек пользуется не только своими знаниями, но и книгами, справочниками и другими внешними источниками. В главе I «Человек и информация» было отмечено, что информацию можно хранить в памяти человека и на внешних носителях. Заученную информацию человек может забыть, а записи сохраняются надежнее.

У компьютера тоже есть два вида памяти: внутренняя (оперативная) и внешняя (долговременная) память.

Внутренняя память —это электронное устройство, которое хранит информацию пока питается электроэнергией. При отключении компьютера от сети информация из оперативной памяти исчезает. Программа во время ее выполнения хранится во внутренней памяти компьютера. Сформулированное правило относится к принципам Неймана. Это правило называют принципом хранимой программы.

Внешняя память —это различные магнитные носители (ленты, диски), оптические диски, флеш-карты памяти. Сохранение информации на внешних носителях не требует постоянного электропитания.

В современных компьютерах имеется еще один вид внутренней памяти, который называется постоянным запоминающим устройством — ПЗУ. Это энергонезависимая память, информация из которой может только читаться.

На рисунке 2.2 показан состав устройств компьютера. Стрелки указывают направления информационного обмена.

Как посмотреть характеристики компьютера

В этом уроке я покажу, как посмотреть характеристики компьютера. Мы научимся определять конфигурацию оборудования через встроенные в Windows средства и дополнительные программы.

Средствами Windows

Рассмотрим основные способы и инструменты, с помощью которых можно узнать параметры ПК без установки дополнительных программ.

Через проводник

1. Щелкните по иконке проводника на панели задач.

2. Слева кликните на «Этот компьютер». Во вкладке «Устройства и диски» будет показана информация о жестких дисках и приводах.

Также в этой вкладке доступны подключенные флешки, кардридеры и другие съемные носители.

3. Для просмотра информации о процессоре и оперативной памяти щелкните по свободной области в окне «Этот компьютер» правой кнопкой мышки и выберите «Свойства».

В пункте «Процессор» показана модель и частота ЦП. Ниже отображен объем оперативной памяти и разрядность ОС.

4. Вернитесь на Рабочий стол, кликните правой кнопкой мыши по свободной части и выберите пункт «Параметры экрана».

На вкладке «Дисплей» перейдите в «Свойства графического адаптера».

Во вкладке «Адаптер» показана установленная модель видеокарты и её объем памяти.

5. Чтобы посмотреть свойства сетевой карты, кликните по кнопке «Пуск» и откройте «Параметры».

Перейдите в раздел «Сеть и интернет».

Щелкнув по меню «Настройка параметров адаптера», откроются все доступные сетевые подключения.

В диспетчере устройств

1. Щелкните правой кнопкой мыши по Пуск, в контекстном меню выберите «Управление компьютером».

2. Перейдите в раздел «Диспетчер устройств». В правом окне будут показаны все подключенные комплектующие.

Подробной информации здесь нет, зато указана модель и название каждого из устройств. В дальнейшем по модели в поисковике можно узнать характеристики. 

В сведениях о системе

Сведения о системе - это инструмент Windows, который автоматически собирает данные о характеристиках ПК и выводит их на экран.

1. Прямо в открытом меню Пуск введите msinfo и запустите приложение.

2. Во вкладке «Сведения о системе» будет доступна следующая информация:

• Производитель материнской платы.
• Процессор.
• Оперативная память.
• Разрядность установленной ОС.
• Сборка и версия Windows.

3. Для просмотра сведений о других комплектующих разверните вкладку «Компоненты» и перейдите в нужную подкатегорию.

Через DirectX

В меню Пуск введите dxdiag и откройте приложение.

На вкладке «Система» указан производитель материнской платы, процессор и оперативная память.

На вкладке «Экран» - свойства видеокарты.

На вкладках «Звук» - устройства воспроизведения/записи звука.

В диспетчере задач

Диспетчер задач, через который мы принудительно завершаем зависшие процессы, также может отобразить краткую информацию о железе.

1. Щелкните правой кнопкой мыши по Пуск и откройте «Диспетчер задач».

Или же вызовите его через сочетание клавиш Ctrl + Alt + Delete.

2. Перейдите на вкладку «Производительность». В нижнем столбике можно посмотреть характеристики:

• Процессора.
• Оперативной памяти.
• Жестких дисков.
• Сетевых адаптеров.
• Видеокарты.

Также на этой вкладке удобно смотреть загруженность того или иного устройства.

Через командную строку

1. В меню Пуск введите cmd и запустите приложение.

2. Напечатайте команду systeminfo.

Откроется список сведений с информацией о дате установки ОС, производителе материнской платы, разрядности, оперативной памяти и т.д.

В меню BIOS

BIOS – это панель управления материнской платы, которая загружается при старте компьютера. Через нее можно узнать параметры материнки, процессора, подключенных жестких дисков, видеоадаптера и других устройств.

Важно! Не изменяйте никакие настройки по умолчанию, чтобы не нарушить стабильную работу. Посмотрите характеристики и выйдите из меню без сохранения изменений.

1. При запуске компьютера нажмите клавишу Del или F2 для входа в BIOS. На некоторых моделях клавиши могут отличаться.

2. Откроется панель управления - она может отличаться по внешнему виду в зависимости от производителя и модели.

Например, у меня модель материнской платы и название процессора отображается в верхнем меню. Ниже показаны установленные планки оперативной памяти. Кнопка «SATA Information» покажет все подключённые жесткие диски. А информацию о видеокарте можно посмотреть в расширенных настройках (Advanced mode).

В специальных программах

Перейдем к обзору дополнительных программ, через которые можно посмотреть основные характеристики ПК.

Бесплатные программы

Speccy

Скачать можно с официального сайта по ссылке: ccleaner.com/speccy/download.

При переходе на сайт доступны две версии - платная и бесплатная. Разница лишь в том, что в платной есть автоматическое обновление и премиальная техподдержка. Для просмотра конфигурации компьютера достаточно и бесплатной версии.

1. В главном окне на вкладке «Общая информация» собраны данные по каждому компоненту ПК. Дополнительно показана температура.

2. В левом меню, выбрав нужное устройство, будет дана подробная информация о его параметрах.

Также в программе есть возможность сделать снимок состояния ПК, сохранив таким образом его характеристики.

Особенно полезна эта опция при апгрейде. Можно скопировать снимок на флешку и показать в сервис центре - там точно подскажут, как подобрать совместимое оборудование.

Плюсы программы:

• Объемный функционал.
• Приятный и простой интерфейс.
• Возможность сохранить снимок текущего состояния ПК.

Из минусов: нет функционала для тестирования железа.

CPU Z

Эта небольшая утилитка может в деталях рассказать о производительности вашего центрального процессора и вкратце про другие характеристики ПК. Для скачивания перейдите на официальный сайт по ссылке: cpuid.com/softwares/cpu-z.html.

Сразу после старта откроется вкладка «CPU», на которой указана модель, сокет, частота и другие данные о процессоре.

В разделе «Mainboard» - информация об установленной материнской плате.

В разделе «SPD» можно посмотреть, в какой слот установлена оперативная память, и узнать её параметры.

Вкладка «Graphics» покажет краткую информацию о видеокарте.

Плюсы:

• Малый размер.
• Показывает полные характеристики процессора.
• Совместимость с любой версией Windows.

Минусы:

• Нет поддержки русского языка.
• Краткие сведения о видеокарте.

Hardware Info

Официальный сайт: hwinfo.com/download

Главное меню состоит из разделов, куда загружается подробная информация о каждом компоненте.

Щелкая по значку + и раскрывая списки, в дополнительном меню отображаются названия устройств. Кликнув по наименованию откроется его характеристика.

Дополнительно можно записать в html файл общие сведения о ПК. Для этого щелкните по кнопке «Save Report» и укажите место для сохранения.

Плюсы:

• Можно загрузить программу в портативной версии (без установки на комп).
• Показывает подробную информацию о каждом комплектующем.
• Есть возможность сохранить сведения в отчете.
• Присутствует встроенный датчик температуры и нагрузки на ПК.

Из недостатков:

• Нет поддержки русского языка.
• Нет инструментов тестирования.

GPU Z

Официальный сайт: techpowerup.com/gpuz

Утилитка предназначена для просмотра данных о видеокарте. В главном меню показаны сведения об объеме памяти, пропускной частоте, типе памяти и других её параметрах.

Платные программы

Aida 64

Официальный сайт: aida64.com/downloads

Программа мультиязычная и при установке автоматически выбирает язык системы.

При первом запуске доступно 30 дней пробного периода. В нем ограничен функционал, но характеристики посмотреть можно. Также доступно меню диагностики системы, но не злоупотребляйте, чтобы не перегреть комплектующие.

В главном окне находятся вкладки с названиями подключенных устройств.

Раскрыв список, откроются характеристики и компоненты устройства.

В меню «Сервис» доступны инструменты для диагностики комплектующих.

Преимущества:

• Комплекс инструментов для детальной информации о ПК.
• Современное меню управления и наличие постоянных обновлений.
• Инструменты диагностики и стресс тесты.

Из недостатков:

• Высокая цена.
• В пробной версии недоступна полная информация о комплектующих.

SIW

Официальный сайт: gtopala.com/download

Основной конкурент программы AIDA, включающий в себя целый комплекс инструментов для просмотра характеристик ПК. После установки будет 14 дней пробного периода.

В главном окне можно развернуть пункт «Оборудование» и просмотреть по списку данные о каждом из устройств.

В меню «Файл» можно создать быстрый отчет, в котором будет собрана вся информация о комплектующих.

Преимущества:

• Программа не требовательна к железу.
• Удобное и понятное меню инструментов.
• Данные о процессах, службах, времени работы и т.д.

Недостатки:

• Нет инструментов диагностики.
• В пробной версии скрыты некоторые данные.

Информация о блоке питания

Большинство блоков питания не имеет специального модуля, который отслеживает и показывает общую мощность и объем потребления. Как правило, такое меню управления есть только в элитных, дорогих БП - утилита поставляется в комплекте с устройством.

Для того чтобы узнать характеристики стандартного БП, нужно снять боковую крышку корпуса и посмотреть на этикетку. На ней будет указан производитель, модель, общая мощность и напряжение по линиям питания.

Но по факту китайские недорогие БП зачастую завышают мощность, указанную на этикетке процентов на 10-15 (бывает и более). Потому отталкивайтесь от средних значений или можете поискать отзывы в интернете по вашей модели.

Как посмотреть характеристики ПК в системном блоке

Для этого понадобится отвертка, фонарик и блокнот. Открутите два болта и снимите боковую крышку. Внутри вы увидите материнскую плату с подключенными на неё комплектующими. Фонариком подсветите каждое из устройств и выпишите в блокнот название модели. Далее в поисковике можно узнать подробные характеристики и отзывы о каждом комплектующем.

На ноутбуке все гораздо проще. Как правило, данные о его составе наклеены на переднюю часть, около тачпада. Или же их можно узнать, вбив фирму и модель ноутбука в поисковик. Фирма и модель обычно указана на задней части (на наклейке).

Автор: Илья Курбанов
Редактор: Илья Кривошеев
Дата публикации: 12.06.2020

Что такое кэш в процессоре и зачем он нужен | Процессоры | Блог

Для многих пользователей основополагающими критериями выбора процессора являются его тактовая частота и количество вычислительных ядер. А вот параметры кэш-памяти многие просматривают поверхностно, а то и вовсе не уделяют им должного внимания. А зря!

В данном материале поговорим об устройстве и назначении сверхбыстрой памяти процессора, а также ее влиянии на общую скорость работы персонального компьютера.

Предпосылки создания кэш-памяти

Любому пользователю, мало-мальски знакомому с компьютером, известно, что в составе ПК работает сразу несколько типов памяти. Это медленная постоянная память (классические жесткие диски или более быстрые SSD-накопители), быстрая оперативная память и сверхбыстрая кэш-память самого процессора. Оперативная память энергозависимая, поэтому каждый раз, когда вы выключаете или перезагружаете компьютер, все хранящиеся в ней данные очищаются, в отличие от постоянной памяти, в которой данные сохраняются до тех пор, пока это нужно пользователю. Именно в постоянную память записаны все программы и файлы, необходимые как для работы компьютера, так и для комфортной работы за ним.

Каждый раз при запуске программы из постоянной памяти, ее наиболее часто используемые данные или вся программа целиком «подгружаются» в оперативную память. Это делается для ускорения обработки данных процессором. Считывать и обрабатывать данные из оперативной памяти процессор будет значительно быстрей, а, следовательно, и система будет работать значительно быстрее в сравнении с тем, если бы массивы данных поступали напрямую из не очень быстрых (по меркам процессорных вычислений) накопителей.

Если бы не было «оперативки», то процесс считывания напрямую с накопителя занимал бы непозволительно огромное, по меркам вычислительной мощности процессора, время.

Но вот незадача, какой бы быстрой ни была оперативная память, процессор всегда работает быстрее. Процессор — это настолько сверхмощный «калькулятор», что произвести самые сложные вычисления для него — это даже не доля секунды, а миллионные доли секунды.

Производительность процессора в любом компьютере всегда ограничена скоростью считывания из оперативной памяти.

Процессоры развиваются так же быстро, как память, поэтому несоответствие в их производительности и скорости сохраняется. Производство полупроводниковых изделий постоянно совершенствуется, поэтому на пластину процессора, которая сохраняет те же размеры, что и 10 лет назад, теперь можно поместить намного больше транзисторов. Как следствие, вычислительная мощность за это время увеличилась. Впрочем, не все производители используют новые технологии для увеличения именно вычислительной мощности. К примеру, производители оперативной памяти ставят во главу угла увеличение ее емкости: ведь потребитель намного больше ценит объем, нежели ее быстродействие. Когда на компьютере запущена программа и процессор обращается к ОЗУ, то с момента запроса до получения данных из оперативной памяти проходит несколько циклов процессора. А это неправильно — вычислительная мощность процессора простаивает, и относительно медленная «оперативка» тормозит его работу.

Такое положение дел, конечно же, мало кого устраивает. Одним из вариантов решения проблемы могло бы стать размещение блока сверхбыстрой памяти непосредственно на теле кристалла процессора и, как следствие, его слаженная работа с вычислительным ядром. Но проблема, мешающая реализации этой идеи, кроется не в уровне технологий, а в экономической плоскости. Такой подход увеличит размеры готового процессора и существенно повысит его итоговую стоимость.

Объяснить простому пользователю, голосующему своими кровными сбережениями, что такой процессор самый быстрый и самый лучший, но за него придется отдать значительно больше денег — довольно проблематично. К тому же существует множество стандартов, направленных на унификацию оборудования, которым следуют производители «железа». В общем, поместить оперативную память прямо на кристалл процессора не представляется возможным по ряду объективных причин.

Как работает кэш-память

Как стало понятно из постановки задачи, данные должны поступать в процессор достаточно быстро. По меркам человека — это миг, но для вычислительного ядра — достаточно большой промежуток времени, и его нужно как можно эффективнее минимизировать. Вот здесь на выручку и приходит технология, которая называется кэш-памятью. Кэш-память — это сверхбыстрая память, которую располагают прямо на кристалле процессора. Извлечение данных из этой памяти не занимает столько времени, сколько бы потребовалось для извлечения того же объема из оперативной памяти, следовательно, процессор молниеносно получает все необходимые данные и может тут же их обрабатывать.

Кэш-память — это, по сути, та же оперативная память, только более быстрая и дорогая. Она имеет небольшой объем и является одним из компонентов современного процессора.

На этом преимущества технологии кэширования не заканчиваются. Помимо своего основного параметра — скорости доступа к ячейкам кэш-памяти, т. е. своей аппаратной составляющей, кэш-память имеет еще и множество других крутых функций. Таких, к примеру, как предугадывание, какие именно данные и команды понадобятся пользователю в дальнейшей работе и заблаговременная загрузка их в свои ячейки. Но не стоит путать это со спекулятивным исполнением, в котором часть команд выполняется рандомно, дабы исключить простаивание вычислительных мощностей процессора.

Спекулятивное исполнение — метод оптимизации работы процессора, когда последний выполняет команды, которые могут и не понадобиться в дальнейшем. Использование метода в современных процессорах довольно существенно повышает их производительность.

Речь идет именно об анализе потока данных и предугадывании команд, которые могут понадобиться в скором будущем (попадании в кэш). Это так называемый идеальный кэш, способный предсказать ближайшие команды и заблаговременно выгрузить их из ОЗУ в ячейки сверхбыстрой памяти. В идеале их надо выбирать таким образом, чтобы конечный результат имел нулевой процент «промахов».

Но как процессор это делает? Процессор что, следит за пользователем? В некоторой степени да. Он выгружает данные из оперативной памяти в кэш-память для того, чтобы иметь к ним мгновенный доступ, и делает это на основе предыдущих данных, которые ранее были помещены в кэш в этом сеансе работы. Существует несколько способов, увеличивающих число «попаданий» (угадываний), а точнее, уменьшающих число «промахов». Это временная и пространственная локальность — два главных принципа кэш-памяти, благодаря которым процессор выбирает, какие данные нужно поместить из оперативной памяти в кэш.

Временная локальность

Процессор смотрит, какие данные недавно содержались в его кэше, и снова помещает их в кэш. Все просто: высока вероятность того, что выполняя какие-либо задачи, пользователь, скорее всего, повторит эти же действия. Процессор подгружает в ячейки сверхбыстрой памяти наиболее часто выполняемые задачи и сопутствующие команды, чтобы иметь к ним прямой доступ и мгновенно обрабатывать запросы.

Пространственная локальность

Принцип пространственной локальности несколько сложней. Когда пользователь выполняет какие-то действия, процессор помещает в кэш не только данные, которые находятся по одному адресу, но еще и данные, которые находятся в соседних адресах. Логика проста — если пользователь работает с какой-то программой, то ему, возможно, понадобятся не только те команды, которые уже использовались, но и сопутствующие «слова», которые располагаются рядом.

Набор таких адресов называется строкой (блоком) кэша, а количество считанных данных — длиной кэша.

При пространственной локации процессор сначала ищет данные, загруженные в кэш, и, если их там не находит, то обращается к оперативной памяти.

Иерархия кэш-памяти

Любой современный процессор имеет в своей структуре несколько уровней кэш-памяти. В спецификации процессора они обозначаются как L1, L2, L3 и т. д.

Если провести аналогию между устройством кэш-памяти процессора и рабочим местом, скажем столяра или представителя любой другой профессии, то можно увидеть интересную закономерность. Наиболее востребованный в работе инструмент находится под рукой, а тот, что используется реже, расположен дальше от рабочей зоны.

Так же организована и работа быстрых ячеек кэша. Ячейки памяти первого уровня (L1) располагаются на кристалле в непосредственной близости от вычислительного ядра. Эта память — самая быстрая, но и самая малая по объему. В нее помещаются наиболее востребованные данные и команды. Для передачи данных оттуда потребуется всего около 5 тактовых циклов. Как правило, кэш-память первого уровня состоит из двух блоков, каждый из которых имеет размер 32 КБ. Один из них — кэш данных первого уровня, второй — кэш инструкций первого уровня. Они отвечают за работу с блоками данных и молниеносное обращение к командам. 

Кэш второго и третьего уровня больше по объему, но за счет того, что L2 и L3 удалены от вычислительного ядра, при обращении к ним будут более длительные временные интервалы. Более наглядно устройство кэш-памяти проиллюстрировано в следующем видео.

Кэш L2, который также содержит команды и данные, занимает уже до 512 КБ, чтобы обеспечить необходимый объем данных кэшу нижнего уровня. Но на обработку запросов уходит в два раза больше времени. Кэш третьего уровня имеет размеры уже от 2 до 32 МБ (и постоянно увеличивается вслед за развитием технологий), но и его скорость заметно ниже. Она превышает 30 тактовых циклов.

Процессор запрашивает команды и данные, обрабатывая их, что называется, параллельными курсами. За счет этого и достигается потрясающая скорость работы. В качестве примера рассмотрим процессоры Intel. Принцип работы таков: в кэше хранятся данные и их адрес (тэг кэша). Сначала процессор ищет их в L1. Если информация не найдена (возник промах кэша), то в L1 будет создан новый тэг, а поиск данных продолжится на других уровнях. Для того, чтобы освободить место под новый тэг, информация, не используемая в данный момент, переносится на уровень L2. В результате данные постоянно перемещаются с одного уровня на другой. 

С кэшем связан термин «сет ассоциативности». В L1 блок данных привязан к строкам кэша в определенном сете (блоке кэша). Так, например, 8-way (8 уровень ассоциативности) означает, что один блок может быть привязан к 8 строкам кэша. Чем выше уровень, тем выше шанс на попадание кэша (процессор нашел требуемую информацию). Есть и недостатки. Главные — усложнение процесса и соответствующее снижение производительности. 

Также при хранении одних и тех же данных могут задействоваться различные уровни кэша, например, L1 и L3. Это так называемые инклюзивные кэши. Использование лишнего объема памяти окупается скоростью поиска. Если процессор не нашел данные на нижнем уровне, ему не придется искать их на верхних уровнях кэша. В этом случае задействованы кэши-жертвы. Это полностью ассоциативный кэш, который используется для хранения блоков, вытесненных из кэша при замене. Он предназначен для уменьшения количества промахов. Например, кэши-жертвы L3 будут хранить информацию из L2. В то же время данные, которые хранятся в L2, остаются только там, что помогает сэкономить место в памяти, однако усложняет поиск данных: системе приходится искать необходимый тэг в L3, который заметно больше по размеру.

В некоторых политиках записи информация хранится в кэше и основной системной памяти. Современные процессоры работают следующим образом: когда данные пишутся в кэш, происходит задержка перед тем, как эта информация будет записана в системную память. Во время задержки данные остаются в кэше, после чего их «вытесняет» в ОЗУ. 

Итак, кэш-память процессора — очень важный параметр современного процессора. От количества уровней кэша и объема ячеек сверхбыстрой памяти на каждом из уровней, во многом зависит скорость и производительность системы. Особенно хорошо это ощущается в компьютерах, ориентированных на гейминг или сложные вычисления.

Компьютер — урок. Информатика, 7 класс.

Машины должны работать. Люди должны думать.

(Девиз компании IBM)

Современный человек не может представить свою жизнь без компьютера. Компьютер используют и взрослые, и дети, для работы и развлечения.

Компьютер — универсальная машина для работы с информацией.

Но что бы ни делал человек с помощью компьютера, это всегда работа с информацией — числами, текстами, звуками или изображениями.

Самую разнообразную информацию, представленную в форме, пригодной для обработки компьютером, называют данными. Обработку данных компьютер осуществляет с помощью установленных на нём программ.

Компьютерная программа — набор расположенных поэтапно команд, позволяющих компьютеру выполнить поставленную задачу.

Вспомним составные части компьютера:

Разобьем части компьютера на четыре основные группы:

Системный блок — основная часть компьютера, где происходят все вычислительные процессы. Системный блок достаточно сложен и состоит из различных компонентов.

Средства манипуляции: клавиатура, мышь, игровой джойстик. Все те устройства, с помощью которых мы указываем компьютеру что делать, какие вычислительные процессы запускать в настоящий момент.

Средства отображения — это, прежде всего, монитор. Вся информация о работе компьютера выводится именно на монитор. Монитор позволяет отслеживать, что происходит в компьютере в данное время, каким вычислительным процессом занят компьютер.

Периферийные устройства — устройство конструктивно отделённые от системного блока. Устройства, имеющие собственное управление и работающие по командам системного блока. Служат для внешней обработки данных. К периферийным устройствам можно отнести принтеры, сканеры, модемы, внешние запоминающие устройства.

Обрати внимание!

Так же части компьютера можно разделить на устройства ввода и вывода информации.

Устройства ввода информации — это устройства, которые преобразуют информацию из формы, понятной человеку, в форму, понятную компьютеру.

К таким устройствам относятся:

•  Клавиатура

• Координатные устройства:
  o Мышь
  o Трекбол
  o Сенсорная панель
  o Графический планшет

• Сканер

• Цифровые камеры

• Микрофон

• Джойстик

Устройства вывода информации — это устройства, которые преобразуют информацию из формы понятной компьютеру в форму, понятную человеку.

К таким устройствам относятся:

Источники:

Босова Л.Л. Информатика и ИКТ. Учебник для 6 класса. 4 – е издание. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012 - 217 с.

www.dic.academic.ru/, Интернет - портал Словари и энциклопедии

www.moudrost.ru/, Интернет - портал Афоризмы, цитаты, высказывания, изречения

www.e-citizen.samregion.ru/, Интернет - портал Электронный гражданин Самарской области

www.festival.1september.ru/, Интернет - портал Фестиваль педагогических идей «Открытый урок»

Что такое данные?

Обновлено: 06.03.2020, Computer Hope

Как правило, данных. - это любой набор символов, который собирается и переводится для какой-то цели, обычно для анализа. Если данные не помещены в контекст, они ничего не делают с человеком или компьютером.

Есть несколько типов данных. Вот некоторые из наиболее распространенных типов данных:

В памяти компьютера данные представляют собой серию битов (двоичных цифр), которые имеют значение один или ноль.Данные обрабатываются ЦП, который использует логические операции для создания новых данных (вывода) из исходных данных (ввода).

Примеры компьютерных данных

 Джо, Смит, 1234 Circle, SLC, UT, 8404,8015553211 

 0143 0157 0155 0160 0165 0164 0145 0162 0040 0150 0157 0160 0145 

 01100011011011110110110101110000011101010111010001100101011100100010000001101000000101 

Как данные хранятся на компьютере?

Данные и информация хранятся на компьютере с помощью жесткого диска или другого запоминающего устройства.

Мобильные данные

В смартфонах и других мобильных устройствах термин «данные» используется для описания любых данных, передаваемых устройством через Интернет по беспроводной сети. См. Наше определение тарифного плана для получения дополнительной информации.

Грамматическое использование

Слово данные технически является существительным множественного числа, например, «данные обрабатываются». Единственная форма данных - это данные, от латинского слова, означающего «нечто данное».

Хотя использование данных как существительного во множественном числе технически правильно, в современном использовании данные также принимаются как существительное в единственном числе, например: «Данные обрабатываются.«

Как вы произносите данные?

Произношение «данные» может варьироваться в зависимости от части мира человека, говорящего это слово. Во всем мире это произносится как day-ta, dat-ta, dah-ta или dar-ta. В Америке это чаще всего произносится как day-ta и dat-ta.

Поскольку произношение данных отличается в зависимости от региона, все ранее упомянутые варианты произношения считаются правильными. Однако мы рекомендуем использовать произношение, которое чаще всего используется в вашем районе проживания.

Условия искусственного интеллекта, Калибровка, Сбор данных, Условия базы данных, Манипуляция данными, Интеллектуальный анализ данных, Обработка данных, Восстановление данных, Информация, Инструкция, Массаж, Необработанные данные, Санитарные данные, Исходные данные, Условия электронных таблиц

Что такое компьютер? - Примечания к компьютеру

• Перейти к основному содержанию
• Перейти к основной боковой панели
• Перейти к дополнительной боковой панели
• Перейти к нижнему колонтитулу

Примечания к компьютеру