Andmete säilitamine (vahemälu, püsimälu, välismäluseadmed) (1)

SISUKORD
Sissejuhatus 2
1 Mälu 3
1.1 Primaarsalvestised ehk sisemälu 3
1.1.1 Protsessori registrid 3
1.1.2 Vahemälu 3
1.1.3 Põhimälu 4
1.1.4 Püsimälu 4
1.2 Sekundaarsalvestised ehk välismälu 5
1.2.1 Kõvaketas ehk HDD 5
1.2.2 Väline kõvaketas 6
1.2.3 Diskett 6
1.2.4 USB-mäluseadmed ehk mälupulgad 6
1.2.5 Kompaktketas ehk CD 7
1.2.6 DVD 8
1.2.7 Blu-ray ehk BD 8
1.2.8 Mälukaardid 9
Kokkuvõte 10
Kasutatud kirjandus 11

Sissejuhatus

Salvestatavate failide kvaliteedi suurenedes kulub üha rohkem ruumi ka nende säilitamisele. Seetõttu peab tehnoloogiat pidevalt arendama. Andmete säilitamiseks on mitmeid meetmeid ja vahendeid. Andmete säilitamisel arvutis kehtib mõte, et peale andmete hoidmise peab olema andmete liikumine protsessorisse nii kiire kui võimalik.

Mälu

Arvuti mälu on koht kuhu andmed binaarkujul salvestatakse. Kogu arvutis olev informatsioon kirjutatakse kahe numbri 0 ja 1 abil. Mälumahtu mõõdetakse enamasti baitides, kuid mõnikord ka bittides. Mälu jaguneb primaar- ja sekundaarsalvestiteks. (Vikipeedia)
1940-ndate alguses oli tehnoloogia veel vähe arenenud ning arvuti suutis mahutada vaid mõne baidi jagu andmeid. Jay Forrester, Jan A. Rajchman ja An Wang arendasid välja magnetsüdamik mälu. 1960-ndate aastate lõpul hakati aga hoopis transistori põhimõttel töötavat mälu kasutama. (Wikipedia)

Primaarsalvestised ehk sisemälu

Primaarsed andmesalvestised peavad olema ühendatud arvuti protsessoriga. Võrreldes sekundaarsalvestitega on primaarsalvestite kasutamine kiirem. Primaarsalvesteis on kolme tüüpi: protsessori registrid, vahemälu ja põhimälu. (Vikipeedia)

Protsessori registrid

Register on mälupiirkond keskprotsessoris, kuhu viiakse kõik andmed enne töötlemist. Registris võib olla ka üksnes mälupesa aadress, mitte andmed ise. ( Vikipedia ) Erinevatel registritel on ka erinevad ülesanded: käsuloendur tegeleb järgmise käsu asukoha meelespidamisega, olekuregister peab meeles viimase tehete tulemi iseärasusi, ajutisi registreid kasutatakse loogikatehete teostamisel ja vajalike vahetulemuste hoidmiseks. (heiki.tpt.edu.ee)

Vahemälu

Vahemälu on vajalik sageli kasutatavate andmete ajutiseks säilitamiseks. Vahemälu suurus jääb 3 MB ja 12 MB vahele. Andmete lugemine vahemälust toimub palju kiiremini kui nende alalisest asukohast. (Vikipeedia) Vahemällu salvestatakse ka veebilehed , mida olete külastanud ning kui te soovite mõnda lehte uuesti vaadata, võtab veebilehitseja selle arvuti vahemälust ja nii ilmub vajalik veebileht kuvarile kiiremini. (crjg.vil.ee) Vahemälu jaguneb kolmeks tasemeks. Esimese taseme vahemälu on kiireim ning see asub protsessori kiibil. Teise taseme vahemälu asub tavaliselt emaplaadil või protsessoril asuval eraldi kiibil, mille pöördumine on kiirem kui suure muutmälu poole, kuid aeglasem kui esimese taseme vahemälu poole. Kolmanda taseme vahemälu emaplaadile monteeritud või protsessorisse sisse ehitatud kolmanda taseme mälumoodul. Kolmanda taseme vahemälu on kolmest aeglaseim. (vallaste.ee)

Põhimälu

Põhimälu ehk muutmälu (RAM) on ajutine talletuskoht, mida arvuti kasutab programmide käivitamiseks. ( windows . microsoft .com) Põhimälu asub emaplaadil ja sinna kantud andmed kaovad, kui vool välja lülitada. Kui arvutil on operatiivmälu liiga vähe, võetakse kasutusele virtuaalmälu, mis on operatiivmälu laiendus välismällu. Kuna aga andmevahetus välismäluga on oluliselt aeglasem kui sisemäluga, siis kannatab tugevalt arvuti töökiirus. (htg.tartu.ee) Põhimälu suurus määrab ära, mitu programmi korraga töötada saab ning kui palju andmeid korraga töödelda on võimalik. Kui veel mõned aastad tagasi piisas 16 MB ja siis 32 MB põhimälust, siis uuemates arvutites on juba kuni 1 GB suurune põhimälu. Kui teil on vanem arvuti ja mälu tundub olevat vähevõitu, siis on enamasti võimalik mälu juurde lisada. Mälu maksimaalne võimalik suurus on määratud emaplaadi tüübiga. (vallaste.ee)
Esialgne muutmälu töötati välja 1945- 1952. aastal. 1970.ndatel aastatel leiutati mikrokiibid, mida hakati edaspidi arvutites kasutada. (Vikipedia)

Püsimälu

Püsimälu ehk ROM on mälukiip, kuhu salvestatakse käsud ning andmed säilivad seal alaliselt . Need salvestatakse sinna kiibi valmistamisel ja neid ei saa muuta. Püsimälu kasutatakse personaalarvutite juhtprogrammide, välisseadmete kontrollerite ja muu sellise talletamiseks. Neid leidub ka printerites, videomängudes ja teistes süsteemides. (vallaste.ee)
Kõige lihtsamat tüüpi ROM on sama vana kui pooljuhttehnoloogia ise. Püsimälu liik, mida inglise keeles nimetatakse Mask ROM-iks, koosneb aadressisisendist ja andmete väljundist. Andmed on füüsiliselt kodeeritud ning seetõttu saab seda programmeerida vaid valmistamise ajal. PROM, mis leiutati 1956. aastal, lubab kasutajal programmeerida selle sisu vaid ühe korra. 1971 . aastal leiutati EPROM, mida sai ultraviolettvalguse käes korduvalt programmeerida.1983. aastal leiutati EEPROM , mida kasutatakse kiipide puhul ning seda saab korduvalt kustutada ning uuesti programmeerida. (Wikipedia)

Sekundaarsalvestised ehk välismälu

Sekundaarsalvestid on kõvakettad, magnetlintsalvestid ja teised välisseadmed. (Vikipedia) Sekundaarsalvestised ei ole keskseadmega nii otseselt seotud kui primaarsalvestised. Sekundaarsalvestitel olevad andmed ei kao arvuti välja lülitamisel. Samuti on see üldjuhul odavam ning andmeid säilitatakse seal kauem kui primaarsalvestitel. Sekundaarsalvestid on tavaliselt vormindatud vastavalt failisüsteemivormingule, omades nii vajadust failid ja kataloogid vastavalt kuupäeva, autori või muude andmete järgi ära sorteerida. (Wikipedia)

Kõvaketas ehk HDD

Programmide ja failide hoidmiseks kasutatav hermeetilisse kesta monteeritud magnetketas. Kuna kõvakettad on ajamiga kokku ehitatud, siis kõvakettast rääkides mõeldakse selle all ketast koos ajamiga. Tegelikult on ühes ajamis samal teljel mitu ketast, mille mõlemad pooled on tööpinnad. Iga pinna jaoks on oma magnetpea andmete lugemiseks ja kirjutamiseks. Kõik magnetpead on kinnitatud ühe käpa külge ja liiguvad koos. Kõigil ketastel on ühepalju radu ja sama numbriga rajad eri ketastel moodustavad silindri. (vallaste.ee) Andmed loetakse ja kirjutatakse kodeerituna. (kollis.pri.ee) Kõvakettal säilitatakse arvuti tarkvara , arvutisse installeeritud programmid ja failid. Arbuti normaalseks tööks peaks kõvakettal olema vähemalt 100 MB vaba ruumi. (scribd.com) Tüüpiline lauaarvuti kõvaketas mahutab 120 GB ning edastavad andmeid kiirusega 20-100 MB/s. Sülearvuti kõvakettad on väiksemad ning aeglasemad ega edasta andmeid kiiremini kui 20 MB/s. (Vikipedia) Inimestele, kes kasutavad vaid tekstitöötlusprogramme, pole väga suure mahutavusega kõvaketast vaja. Samuti pole mõtet väga suure mahutavusega kõvaketast osta vanale arvutile , sest selle protsessor ei tule nii suure andmete salvestamisvõimalusega toime. (arvutiweb.ee)
Esimene kõvaketas valmis 1950.aastal USA mereväe tellimusel, mis mahutas vaid 1 gigabiti jagu andmeid. IBM valmistas 1956.-ndaks aastaks 5 GB mahutava kõvaketta, mis oli odavam kui mereväele valmistatud kõvaketas. 1973. aastal tuli IBM välja niinimetatud tänapäevaste kõvaketaste isaga, millest väljastati kaks 30 MB mudelit ja üks 70 MB mudel. 1980.aastal valmistati esimene kõvaketas kodukasutuseks. Selle kõvaketta maht oli 5 MB. Samal ajal valmistas IBM 1 GB kõvakettaid, mis olid külmkapi suurused. 1983. aastal lasti välja kõvaketas laiusega 3.5, mis on tänapäevaste kõvaketaste standardiks. Sülearvuti ketas laiusega 2.5 ning mahutavusega 100 MB lasti välja 1991. aastal. (Vikipedia)

Väline kõvaketas

Välise kõvaketta ühendamine on üks lihtsamaid viise arvutile lisamälu saamiseks. Välisel kõvakettal on hea säilitada fotosid, muusikat, videoid ning teisi mahukaid faile. Samuti võib see olla see sisekõvaketta mälumahu täiendamiseks. Välise kõvaketta paigaldamiseks tuleb see arvuti ja toitejuhtmega ühendada. Enamuse ühendamiseks on vaja USB- porti . (windows.microsoft.com) Ehituselt on väline kõvaketas sisemise kõvakettaga ühesugune.
Esimesed kõvakettad asusidki arvutist väljaspool. Kui need kompaktsemaks muutusid hakati neid paigutama arvuti sisse. Tänapäeval kasutatakse väliseid kõvakettaid põhikettale lisaruumi tekitamiseks ning need ühendatakse arvutiga USB-pordi kaudu. (Wikipedia)

Diskett

Diskett ehk ümbrikketas ehk flopiketas on plastkattega kaetud õhuke magnetandmekandja. Flopiketaste mõõte öeldakse tollides hoolimata sellest, kas riigis kasutatakse meetermõõdustikku või mitte. (Vikipedia)
1969. aastal leiutas Alan Shugart 8-tollise disketi, mis mahutas 79,75 KB ning oli vaid loetav. Aastate jooksul disketi mahutavust suurendati. 1981. aastal tutvustas Sony disketti, mis mahutas 720KB andmeid. Samuti oli ketas jäigas plastümbrises ning lugemisava oli kaitstud. Disketile oli lisatud ka nupp, mille asendile vastavalt sai andmeid kas lugeda või ka kirjutada. (Vikipedia) Tänapäeval ei kasutata enam diskette ning need on asendunud CD-de, DVD-de, mälupulkade- ja kaartidega. Üha populaarsemaks hakkavad muutuma ka Blu-ray`d.

USB-mäluseadmed ehk mälupulgad

Mälupulgad on ühed mugavaimad vahendid andmete salvestamiseks, sest need võtavad nii vähe ruumi, et mahuvad isegi tasku. (windows.microsoft.com) Mälupulgal on väike trükiplaat ja USB- pistik . Mälupulk on elektriliselt isoleeritud ja kaetud plast -, metall -, või kummikattega. Mälupulk võib olla nii eemaldatava otsakuga kui ka katte sisse lükatav ja välja tõmmatav. Mälupulka peetakse diskettide tänapäevaseks asendajaks. Mälupulgad kaaluvad keskmiselt vaid 30 grammi. Mälupulgad on vastupidavad ning töökindlad, pidades vastu igasugusele mehhaanilisele survele, mis seda katki ei murra. Mälupulgale andmeid kirjutades kulub selle mälu iga kord. Seetõttu on mälupulgale salvestamiste arv piiratud. Uuematel mälupulkadel on võimalik mälupulga andmeid kuni miljon korda salvestada ja kustutada enne kui see töötamast lakkab. (Vikipedia)
Mälupulki hakkasid müüma 2000. aastal Singapuri ettevõtte Trek Tecnology ja IBM. Esimese mälupulga mahutavus oli 8 MB, mis on 5 korda suurem kui diskettidel. Juba samal aastal tõi Lexar turule CompactFlash välkmälukaardi koos juurdekuuluva kaardi lugemis-kirjutamisseadmega ja mälupulgajuhtmega, mis kõrvaldas vajaduse mälupulgajaoturi järele. Kuni 2005. aastani toodeti arvuteid disketiseadmega, kuid edaspidi USB- pordiga . 2010. aastal toodeti kuni 256 GB mahutavaid mälupulki, kuid kõige levinumad on 1 ja 2 GB mahutavad mälupulgad. Kaasaegsed mälupulgad on USB2.0-ühilduvad. (Vikipedia)

Kompaktketas ehk CD

CD loodi algselt, et sellele salvestada muusikat, kuid peagi muutus see ka muudes valdkondades kasutatavaks. Standardse CD diameeter on 120 millimeetrit ning mahutab 700 MB mahus andmeid. Mini CD läbimõõt võib varieeruda 60-st millimeetrist 80-ne millimeetrini. (Wikipedia) Tänapäeval on CD-l palju erinevaid liike. CD-ROM on kirjutuskaitsega plaat, mida kasutatakse tavaliselt kommertsprogrammide ja andmete salvestamiseks. CD-R formaadi publitseeris 1990a. Philipsi, määrates selle "orange book part II" standardiga. CD- kirjutajad on tähtsad kohtades, kus salvestatavad andmed peavad säilima kindlasti muutumatul kujul. CD-R-ile saab korduvalt andmeid kirjutada, kuid kustutada ei saa. CD-RW-le saab faile korduvalt kirjutada ning kustutamine on samuti võimalik. CD-RW spetsifikatsioon on määratud Philipsi poolt välja töötatud "orange book part III" formaadiga. CD-RW andmekihi pind koosneb erilistest keemilistest komponentidest, mis võivad oma olekut korduvalt muuta ja säilitada, sõltuvalt temperatuurist. Materjali kuumutamisel ühe temperatuuriga ja seejärel jahutades, aine kristalliseerub ning teise temperatuuriga kuumutades, võtab aine mittekristalliseerunud oleku. Kui aine on kristalliseerunud, peegeldab ta rohkem valgust kui mittekristalliseerunult. CD-plaat säilib normaalsetes tingimustes 50-100 aastat. Küll on ta kaitsetu mehaaniliste pahatahtlike vigastuste eest. Näiteks kruvikeerajaga üle plaadi tõmmatud kriips , muudab info loetamatuks. (kollis.pri.ee)
Sony demonstreeris avalikkusele esimest korda digitaalset audioplaati 1976. aasta septembris. Kahe aasta pärast esitleti täiustatud digitaalset audioplaati, millele sai 150 minuti jagu andmeid salvestada. 1979. aastal tutvustas Philips sarnast audioplaati. Samal aastal hakkasid Sony ja Philips tegema koostööd ning arendama välja uut ning paremat digitaalset audioplaati. 1981. aastal esitleti tulemust BBC vahendusel. 1982. aastal hakati CD-d tootma juba suuremates kogustes. 1985. aastal toodeti esimene CD-ROM ja 1990. aastal esimene CD-R. (Vikipedia)

DVD

DVD on CD-d meenutav andmekandja , mis mahutab rohkem andmeid kui tavaline CD. DVD on tehtud spiraalsoonest, mis on tehtud spiraal soonest, mida kirjutatakse või loetakse alates ketta keskpunktist. DVD lugemiseks ja kirjutamiseks kasutatakse punast laserit, mille lainepikkus on 650 nm. DVD-d jaotatakse andmestruktuuri järgi nelja alarühma: DVD Video, DVD Audio , DVD Data ja segaandmeid sisaldavaks DVD-ks. DVD-del on üks või kaks poolt ning üks või kaks kihti ning vastavalt sellele varieerub ka mahutavus, mis jääb vahemikku 1.46 GB ja 9.40 GB. (Vikipedia) DVD-ROM on kirjutuskaitstud plaat, millele ei saa andmeid kirjutada ega kustutada. DVD-R-ile ja DVD+R-ile saab andmeid kirjutada, kuid kustutada enam ei saa. DVD-RW-le ja DVD+RW-le saab andmeid kirjutada ning ka kustutada. DVD-RAM-ile saab samuti andmeid lisada ning neid ka kustutada. (windows.microsoft.com)
1993. aastaks oli välja töötatud Multimedia Compact Disk ja Super Density Disk. Kaks leeri pidid aga üksmeelele jõudma ning ühise standardi kokku leppima, milleks sai DVD. Esimesed DVD- kettad ja mängijad ilmusid 1996. aastal Jaapanis ning 1997. aastal Ameerikas. Esialgu kasutati DVD-d videokasseti asendajana, kuid hiljem hakati seda kasutama ka teistsuguste andmete talletamiseks. (Vikipedia)

Blu-ray ehk BD

Blu-ray on andmekandja, millelt loetakse ja millele kirjutatakse laseriga. Blu-ray-le saab salvestada ka kõrgtihedat kõrglahutusega video. Plaatide lugemiseks ja kirjutamiseks kasutatakse sinist laserkiirt lainepikkusega 405 nm, tänu millele mahub sellele 6 korda rohkem andmeid kui DVD-le. Kuna lühema lainepikkusega sinist laserkiirt saab täpsemini fokuseerida ja väiksemasse punkti, siis on võimalik andmeid suurema tihedusega salvestada. Blu-ray jaoks arendati välja kõvakatte tehnoloogia, mis tagab ketastele parema kriimustuskindluse ja parema andmesäilivuse. BD-le on võimalik andmeid salvestada nii HD formaadis kui ka tavapärases DVD formaadis. (Vikipedia) Blu-ray mahutab 25 GB-d kuni 50 GB-d. (Vikipedia) BD-R-le ja BD-R DL-le saab faile ühe korra kirjutada, kuid kustutada enam ei saa. BD-RE-le ja BD-RE DL-le saab andmeid nii kirjutada kui ka kustutada.
Blu-ray ketas töötati välja juhtivate elektroonikatootjate ning arvutifirmade grupi BDA (Blu-ray Disc Association ) poolt, mille liikmeteks on Apple, Dell , Hitachi, HP, JVC, LG, Mitsubishi , Panasonic, Pioneer , Philips, Samsung , Sharp, Sony, TDK ning Thomson ja teised. Blu-ray eelkäija DVR Blue näidis avaldati 2000. aasta oktoobris. 2002. aastal nimetati valminud plaat Blu-ray`ks. BD-Rom valmis 2006. aastal. (Wikipedia)

Mälukaardid

Mälukaartidel võib säilitada pilte, muusikat, videoid ja muid faile. Mälukaarte kasutatakse kõige enam mobiilides, digikaamerates, sülearvutites, MP3 mängijates ja videomängude konsoolides. (Wikipedia) Paljud digikaamerad salvestavad pildid CompactFlash mälukaardile või Secure Digital (SD) mälukaardile. USB-kaabli või mälukaardilugeja abil saab pildid oma arvutisse tõsta. Mälukaardilugejad ühendatakse tavaliselt USB-pordi kaudu. Paljudel sülearvutitel ja mõnedel arvutitel on mälukaardilugeja juba sisseehitatud. (windows.microsoft.com)
Arvutitele mõeldus mälukaartide tootmine sai alguse 1990-ndatel. Peagi hakati tootma ka väiksemaid mälukaarte, mis olid mõeldud telefonidele ja digikaameratele. (Wikipedia)

Kokkuvõte

Andmete säilitamiseks on ette nähtud primaat ja sekundaarsalvestised, millest esimestel andmete kätte saamine toimub kiiremini. Primaarsalvestiteks on protsessori registrid, vahemälu, püsimälu ja põhimälu. Sekundaarsalvestid on aga kõvaketas, diskett, CD, DVD, Blu-Ray, mälupulk ja mälukaart. Igal salvestil on oma kindel ülesehitus ja ülesanne, millega peaks andmeid säilitades arvestama.

Kasutatud kirjandus

URL http://en.wikipedia.org/wiki/Compact_Disc
URL http://en.wikipedia.org/wiki/Computer_data_storage#Secondary_storage
URL http://en.wikipedia.org/wiki/Computer_memory
URL http://en.wikipedia.org/wiki/Read-only_memory
URL http://et.wikipedia.org/wiki/Blu-ray_Disc
URL http://et.wikipedia.org/wiki/Diskett
URL http://et.wikipedia.org/wiki/DVD
URL http://et.wikipedia.org/wiki/M%C3%A4lu_%28arvuti%29
URL http://et.wikipedia.org/wiki/M%C3%A4lupulk
URL http://et.wikipedia.org/wiki/Protsessori_vahem%C3%A4lu
URL http://et.wikipedia.org/wiki/Vahem%C3%A4lu
URL http://kollis.pri.ee/TK/AO_1_moodul_lisamaterjal.pdf
URL http://windows.microsoft.com/et-EE/windows7/memory-and-storage
URL http://windows.microsoft.com/et-EE/windows7/Which-CD-or-DVD-format-should-I-use
URL http://www.arvutiweb.ee/index.php?option=com_content&task=view&id=17&Itemid=33
URL http://www.vallaste.ee/index.ht m
URL http://www.vallaste.ee/index.htm?Type=UserId&otsing=551