Устройства для хранения информации

Принципы хранения информации в компьютере

Вся информация в компьютере хранится на внешних несъемных или сменных носителях. Обычно это накопители на магнитных, оптических и магнитооптических дисках. Как можно найти любого человека по адресу его проживания, так можно найти любую информацию на дисках компьютера, используя для этого специально созданную адресную структуру хранения – файловую систему ОС.Каждая операционная система имеет свою файловую систему.

Внешние накопители на дисках, как и любые устройства компьютера, имеют свои физические номера. Так, активный жесткий магнитный диск, с которого загружается операционная система, всегда имеет номер 80h. На логическом же уровне пользователю удобнее работать с именами, поэтому накопителям на дисках присваиваются имена в виде букв латинского алфавита с двоеточием. Принято дисководы съемных магнитных дисков (дискет) обозначать именами А: и В:. Жестким несъемным дискам (винчестерам) присваивают имена, начиная с имени С:. Часто общее физическое пространство винчестера с помощью специальных программ делят на отдельные области – разделы. Это аналогично строительству складов на площади, до того лишь отведенной под них. В зависимости от назначения разделы могут быть основными (primary) и дополнительными (extended), а также активными (active), системными (system) и загрузочными (boot). Деление жесткого диска на разделы может быть вызвано одной из следующих причин:

· в настоящее время объемы жестких дисков достигают нескольких десятков Гбайт и не все операционные системы могут работать с дисками большой емкости;

· желанием обеспечить защиту части информации, предоставляемую, например, операционной системой Windows NT. Эту информацию необходимо поместить в один из разделов с файловой структурой NTFS;

· пользователю удобнее и проще работать, если разместить отдельные группы однотипной информации в разных разделах, чем всю ее хранить вместе.

Каждую такую область физического диска оформляют в виде логического диска (диска физически не существующего, а фиктивно созданного программным путем). Этим логическим дискам присваивают имена в виде букв, следующих за С:, то есть D:, E:, F:, G:,H: и т.д. Чтобы обратиться к тому или иному диску для записи или чтения информации, необходимо указать его имя (как при обращении к человеку). Диск, с которым в данный момент работает пользователь, называется текущим, или активным. Имя диска – высший уровень в системе адресации.

Информация на дисках записывается в файлы. Файл – это выделенная на диске или другом носителе область, имеющая имя. Имя файлу присваивает пользователь произвольно – по своему усмотрению. Как люди общаются между собой по именам, так и программы в компьютере обращаются к тому или иному файлу по имени. В файле может храниться различная однотипная информация. Это может быть графическое изображение или текст какого-либо документа, массив числовых данных или программа в машинных кодах, таблица расчета рентабельности предприятия или музыкальный сюжет. В последнее время появились файлы типа мультимедиа. В таком файле вперемешку хранится разнородная информация, например, видеокадры, музыкальные сюжеты и текст. Файл является еще одним уровнем системы адресации.

Файлы, относящиеся к какой-то проблеме или предназначенные для выполнения какой-то определенной работы, группируются и их имена и характеристики регистрируются в специальных таблицах или других структурах на диске – оглавлениях файлов – каталогах, или директориях.Создаваемые пользователями каталоги являются своеобразными файлами, поэтому им также присваивают имена и регистрируют в других каталогах. Имена им задает пользователь по своему усмотрению, но так, чтобы можно было по имени определить, какие файлы содержит данный каталог. Это будет третий из уровней системы адресации.

Таким образом, чтобы записать какой-то документ или программу на диск, необходимо, как почтовый адрес, указать путь: имя диска – имя каталога – имя файла, в который будет записываться информация.

Аналогично и при чтении информации с диска.

Файлы.

Присвоение имен файлам и каталогам хотя и производится пользователем произвольно, однако зависит от используемой операционной системы. В MS-DOS и Windows 3.хх имена можно задавать, используя алфавит только латинского языка, причем длина имени не должна превышать восьми символов. Не разрешается в именах использовать символ пробела и знаки + : > ; “ < =. Строчные и прописные буквы воспринимаются одинаково.

Для того, чтобы подчеркнуть характер хранимой информации, файлу обычно присваивают тип или расширение имени. Присвоение типа осуществляет автоматически программа, в которой создавался файл. Тип или расширение файла может содержать не более трех символов из тех, что используются для имен и записывается вслед за именем через точку. Пробел после точки не допускается. Тип не обязателен и может отсутствовать. По типу файла легко определить его принадлежность. Например, PROG.PAS – легко догадаться, что файл с именем PROG хранит текст программы, написанный на языке программирования Паскаль. Часто имя файла и его расширение объединяют в одно понятие – полное имя файла. Примеры допустимых имен: START.BAT, MYFILE.DOC, GOD1995.TXT, P1.C, 123.BAS, HELP, PLAY_R.WAV. Примеры недопустимых имен файлов: 2>1.TXT (знак >), NINA+K (знак +), FORM 3.TXT (пробел перед цифрой 3), ОТЧЕТ. 98 (русские буквы).

Некоторые сочетания символов нельзя использовать в качестве имен файлов, так как операционная система резервирует их для обозначения системных устройств. К ним относятся:

PRN – имя принтера;

LPT1-LPT4 – устройства, подключаемые к параллельным портам 1-4;

CON – при вводе информации – это клавиатура, а при выводе – экран;

СOM1-COM4 – устройства, подключаемые к последовательным портам;

AUX – синоним порта СОМ1;

NUL – “пустое” устройство. Для него все операции ввода–вывода игнорируются, но программе сообщается, что ввод – вывод произошел успешно.

Файлы с такими именами операционная система просто не зарегистрирует. Иногда бывает очень удобно использовать имена системных устройств. Например, командой COPY легко можно вывести файл на принтер COPY PAP.TXT PRN или на экран COPY PAP.TXT CON, можно создать на диске файл с клавиатуры: COPY CON PAP.TXT. Вместе с тем, эти имена допустимы в качестве расширений файлов, например: TEST.PRN, 1A.CON. При создании файла или изменении его содержимого автоматически регистрируются дата и время по показаниям календаря и часов системы. Имя, тип, размер в байтах, дата и время создания файла фиксируются в каталоге и являются его характеристиками.

Во многих командах (копировать, удалить, распечатать и др.) для указания сразу нескольких файлов из одного каталога используются шаблоны, или обобщающие символы * и ?. Знак * обозначает любые допустимые для имен и расширений файлов символы, а знак ? обозначает любой одиночный символ. Примеры шаблонов:

I*.XLS – все файлы типа XLS, имеющие имена с буквы I;

*.ЕХЕ – все файлы с расширением ЕХЕ;

*.??? – все файлы;

Р???.* – все файлы, имеющие имена с буквы Р не более 4-х символов.

Группу файлов из разных каталогов выделить нельзя.

Некоторые расширения имен файлов стандартизированы. Все файлы исполняемых программ имеют тип .СОМ или .ЕХЕ, файлы с расширением .ВАК содержат старые копии данных (такие файлы создают многие программы перед изменением их содержимого на случай ошибки, чтобы можно было восстановить хотя бы старую копию), расширение .ВАТ имеют так называемые командные файлы. Все инструментальные системы, а также и многие программы при создании текстов присваивают свои расширения файлам, хранящим эти тексты: .BAS – язык программирования Бейсик, .С – язык программирования Си, .PRG – многие системы управления базами данных, .PAS – язык программирования Паскаль, .DOC – текстовый редактор Word, .XLS – табличный процессор Excel и т.д.

Файлам всегда присваиваются атрибуты (признаки): “только для чтения” (R/O-read only), “скрытый” (Hid-hidden), “системный” (Sys-system), “архивный” (Arc-archive). Файлу может быть установлен один или несколько атрибутов одновременно. Назначение их таково:

· атрибут R/O запрещает файл корректировать, предохраняя его от случайных или преднамеренных изменений. В такой файл записать что-либо нельзя, удалить его средствами MS-DOS невозможно, а в Norton Commander или в Windows – удалить можно только после дополнительного подтверждения. Тем не менее, такой файл можно копировать и модифицировать его копию;

· атрибуты Hid / Sys используются в системных файлах – файлах, обеспечивающих работу системы. Эти файлы используют все пользователи. Средствами MS-DOS имена таких файлов вывести на экран невозможно, они в каталогах невидимы;

· атрибут Arc устанавливается при создании или изменении файла автоматически и сбрасывается программами резервного копирования (Backup) для обозначения того, что копия файла уже помещена в архив. Если такой атрибут установлен файлу, это означает, что для него не было сделано резервной копии.

Ограничение длины имени файлов не очень удобно. Сокращенное имя, да еще из латинских символов быстро забывается. Пользователю приходится выводить файл на экран, чтобы посмотреть, что он содержит. В современных операционных системах Windows 95 и выше, OS/2 и Windows NT файлам и каталогам, наряду с короткими, разрешается присваивать имена длиной до 254 символов. Кроме допустимых в MS-DOS, можно использовать символы русского алфавита, пробелы, символы + , ; = . . Это позволяет файлам присваивать наглядные и понятные имена. Прописные и строчные буквы в таких именах файлов должны различаться, что обеспечивает удобочитаемость. Однако в одном и том же каталоге файлы с одинаковыми именами, отличающимися только регистром букв, недопустимы – они просто не будут зарегистрированы.. Примеры:

Реферат на тему: Реформы Петра I.doc

Отчет по лабораторной работе № 6 по физике.txt

Не рекомендуется длинные имена задавать более 60 70 символов, так как в них неудобно ориентироваться. Имя файла вместе с указанным путем доступа к нему (спецификацией) не должно составлять более 260 символов, иначе файл, помещенный в глубоко вложенный каталог, некоторыми программами не будет найден. Наконец, если имя такого файла зарегистрировано в корневом каталоге, то оно резко сокращает его объем. При задании длинного имени файлу автоматически генерируется и записывается короткое имя для того, чтобы обеспечить возможность использования файла и при работе в MS-DOS.

Каталоги.

При интенсивной работе на компьютере число файлов быстро растет, и “следить за порядком” на диске становится все сложнее. Структурировать и упорядочить дисковое пространство позволяют каталоги файлов. Каталоги представляют собой простые таблицы или более сложные структуры в виде деревьев (Windows NT), то есть по-существу это тоже файлы. В MS-DOS каталог представляет таблицу, состоящую из строк по 32 байта каждая. Такая же структура каталогов создается на дискетах, независимо от операционной системы, а также во всех Windows, кроме Windows NT. В одной строке (позиции) может быть зарегистрирован один файл или каталог пользователя, который регистрируется как обыкновенный файл. Каталог напоминает районный паспортный стол, где каждый из нас (файлов) имеет регистрационную карточку (позицию каталога) с данными о проживании. При подготовке диска к работе (форматировании) создается главный, или корневой каталог – основа адресной структуры системы. Имя этого каталога состоит из одного символа \ и присваивается программой форматирования автоматически. Принципиальное отличие корневого каталога от пользовательских состоит в том, что данные о нем нигде не зарегистрированы, как об остальных каталогах (просто нет над ним структуры, где бы он мог зарегистрироваться). А раз нет о нем информации, то изменить имя корневого каталога или удалить каталог с диска невозможно. В отличие от каталога, создаваемого пользователем, который может занимать все дисковое пространство, количество позиций в корневом каталоге ограничено и зависит от объема диска. После форматирования все позиции корневого каталога пустые, так как при форматировании вся информация на диске уничтожается. По мере записи информации на диск, позиции занимаются информацией о файлах или пользовательских каталогах. На рис. 21 приведен фрагмент корневого каталога системного диска в MS-DOS, выведенный на экран в виде, формируемом утилитой Нортона NU.EXE:

Оглавление 2

Теоретическое задание. Устройства хранения информации компьютера. Внутренняя и внешняя память компьютера. 2

Практическое задание. Создание, редактирование, форматирование таблиц в среде текстового редактора MS Word 9

Список литературы: 10

Теоретическое задание. Устройства хранения информации компьютера. Внутренняя и внешняя память компьютера.

  1. Внутренняя (основная) память компьютера.

    1. Оперативная память

Оперативная память (ОЗУ) – память с произвольным доступом – это быстрое запоминающее устройство не очень большого объема, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.

Название «оперативная» память получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору не приходится ждать при чтении данных из памяти или записи в память. Однако содержащиеся в ней данные сохраняются, пока компьютер включен; при выключении компьютера содержимое оперативной памяти стирается (за некоторыми исключениями).

Оперативная память (RAM – Random Access Memory – память с произвольным доступом) представляет собой множество ячеек, причем каждая ячейка имеет свой уникальный двоичный адрес (нумерация ячеек начинается с нуля). Каждая ячейка памяти имеет объем от 1 байт, следовательно, максимальный объем адресуемой памяти для процессоров равен 4 294 967 296 байт = 4 194 304 Кбайт = 4096 Мбайт = 4 Гбайт.

    1. Кэш-память

Кэш-память (cache), или сверхоперативная память, — очень быстрое ЗУ небольшого объема, которое используется при обмене данными между процессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью.

Кэш-памятью управляет специальное устройство – контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды, вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и переписывает их в кэш-память. Кэш-память реализуется на микросхемах статической памяти SRAM (Static RAM), более быстродействующих, дорогих и малоемких, чем DRAM.

Современные микропроцессоры имеют встроенную кэш-память, так называемый кэш первого уровня, емкостью от 32 до 128 Кбайт. Кроме того, на системной плате компьютера может быть установлен кэш второго уровня емкостью 512 Кбайт и выше.

    1. Постоянная память

Постоянная память (ROM- Read Only Memory – память только для чтения) – энергонезависимая память, используемая для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержание памяти специальным образом «зашивается» в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения. Из постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) данные можно только читать.

Прежде всего, в постоянную память записывают программу управления работой самого процессора. В ПЗУ находятся программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью, программы запуска и остановки компьютера, тестирования устройств.

    1. Перепрограммируемая память

Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) – энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого.

Важнейшая микросхема постоянной памяти, или Flash-памяти, — модуль BIOS. BIOS (Basic Input/output System – базовая система ввода-вывода) – совокупность программ, предназначенных для автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера и загрузки операционной системы в оперативную память.

    1. CMOS-память

CMOS RAM – это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Она используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы. Содержимое CMOS изменяется специальной программой Setup, находящейся в BIOS.

  1. Внешняя память компьютера.

    1. Видеокарта

Видеокарта – это плата с микросхемами, которая служит для форматирования изображения на экране. Все, что мы видим на экране монитора, создано процессом с помощью видеокарты.

На видеокарте находятся микросхемы памяти, в которых хранится создаваемое изображение. Объем памяти видеокарт 128, 256, 512 Мб .

    1. Дискета

Как правило, в персональном компьютере используются трехдюймовые дискеты (размер – 3,5 дюйма, объем – 1,44 Мб). На дискете есть изображение стрелки, для правильной вставки дискеты в дисковод. На обратной стороне дискеты находится пластмассовая защелка, с помощью которой можно запретить запись на дискету. Для этого достаточно щелкнуть защелку до упора так, чтобы на ее месте появился просвет. Диск покрыт магнитным слоем. Информация на диске записывается на концентрические дорожки. Каждая дорожка разбита на сектора, таким образом, информация на диске хранится порциями. Каждая дорожка и каждый сектор пронумерованы. Информация на дискете может записываться и перезаписываться. Как правило, дискеты используются для обмена информацией между персональными компьютерами и для хранения архивной информации.

    1. Винчестер

Дисковод для жесткого диска (винчестер) предназначен для быстрой записи и считывания информации. На винчестере хранится большинство программ, с которыми работает пользователь, также на винчестере пользователь сохраняет результаты своей работы (программы, тексты, таблицы и т.п.). Винчестер представляет собой несколько магнитных дисков, спрятанных в герметичном корпусе. Корпус жесткого диска герметичен, чтобы вовнутрь не попадала пыль и грязь.

Запись и считывание информации с винчестера, в отличии от дискет, происходит очень быстро.

Емкость винчестера в первых персональных компьютерах составляла 20 Мб, в современных – 80, 160,250, 320, 500, 750 Гбайт, 1 Тбайт.

    1. Компакт диски

CD-ROM диск можно только читать, эти диски делают с помощью обычного штампа и матрицы. На поверхности CD-ROM диска находятся концентрические дорожки с микроуглублениями. Считывание информации с CD-ROM диска осуществляется с помощью маленького лазера, поэтому CD-ROM диски называют также оптическими. Если на персональном компьютере установлена звуковая плата, то с помощью CD-ROM дисковода можно проигрывать на персональном компьютере аудиокомпакт-диски. Также многие CD-ROM дисководы имеют аудиовыход на передней панели, в этом случае можно прослушивать аудиокомпакт-диски и без звуковой платы.

Емкость CD-ROM диска составляет более 600 Мб.

Компакт-диск следует осторожно брать за края, чтобы не испачкать поверхность диска.

Обычно для вставки CD-ROM диска следует открыть дисковод с помощью кнопки на его лицевой панели. При этом из дисковода начнет плавно выезжать подложка диска. На одной из сторон CD-ROM диска, как правило, находится название и иногда рисунок. Компакт-диск вставляется так, чтобы сторона с названием была наверху. Диск надо класть на подножку точно в углубление и еще раз нажать кнопку на лицевой панели.

Компакт-диск можно протирать сухой мягкой тканью. Нельзя надписывать и ронять компакт-диск, а также нагревать или оставлять его на солнце.

Дальнейшее развитие технологий производства компакт-дисков привело к созданию дисков с высокой плотностью записи – цифровой универсальный диск Digital Versatile Disk (DVD), объем информации на диске до 4,7 Гбайт. Дальнейшее увеличение объема информации обеспечивается применением двухслойных и трехслойных DVD. Емкость таких носителей составляет 30 (двухслойный) и 45 (трехслойный) Гб.

Группа научных сотрудников Imperial.College в Лондоне занимается разработкой оптического диска, на который можно записать 1 Тбайт данных.

    1. Flash-память

Новый тип памяти получил название флэш-память (Flash-memory). Флэш-память представляет собой микросхему перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства (ППЗУ) с неограниченным числом циклов перезаписи.

Конструктивно флэш-память выполняется в виде отдельного блока, содержащего микросхему флэш-памяти и контролер, для переключения к одному из стандартных входов компьютера.

В настоящее время объем флэш-памяти достигает нескольких Гбайт (1,2,4,8), скорость записи и считывания составляет десятки Мбайт/с.

Модули и карты FLASH-памяти могут устанавливаться прямо в разъемы материнской платы и имеют следующие параметры.

FLASH-память – энергозависимое запоминающее устройство. Для перезаписи информации необходимо подать на специальный вход FLASH-памяти напряжение программирования (12 В), что исключает возможность случайного стирания информации.

Перепрограммирование FLASH-памяти может выполняться непосредственно с дискеты или с клавиатуры персонального компьютера при наличии специального контроллера либо с внешнего программатора, подключаемого с персонального компьютера.

FLASH-память может быть полезной как для создания весьма быстродействующих, компактных, альтернативных запоминающих устройств – «твердотельных дисков», так и для замены ПЗУ, хранящего программы BIOS, позволяя «прямо с дискеты» обновлять и заменять эти программы на более новые версии при модернизации персонального компьютера.

Устройства хранения информации

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Устройства долговременного хранения информации являются важной составной частью персонального компьютера и представляют собой весьма разнообразный ассортимент. Их можно классифицировать по различным признакам: по конструктивному исполнению, по виду носителя информации, по многоразовости записи данных, по формату записи и способу чтения данных, по типу интерфейса передачи данных и т.д.

Один из вариантов классификации устройств хранения информации (по типу носителя информации) приведен на рис. 9.

Первый накопитель на магнитной ленте появился в 1953 г. Носители информации на магнитной ленте по внешнему виду похожи на магнитофонные кассеты и бобины. Отсюда и их название. Для сохранения данных на персональном компьютере используются кассетные накопители на магнитной ленте (КНМЛ). Устройство, предназначенное для записи и считывания данных с КНМЛ, называется стримером(рис. 10). Сами же КНМЛ принято называть картриджами для стримера. Накопители на магнитной ленте относятся к устройствам с последовательным доступом к данным. Иными словами, поиск начала файла для его считывания или поиск начала свободного места для записи файла осуществляется примерно так же, как и поиск фонограмм на аудио/видео кассете – методом последовательного просмотра.

Характеристики типичных представителей современных стримеров:

· среднее время доступа к данным: 30 – 45 сек.;

· скорость передачи данных: 165 – 330 Мбайт/мин.

Характеристики одного из современных картриджей для стримеров (модель 24Gb dds-3) таковы:

· число полных перезаписей – 100;

· скорость записи 1 Мбайт/сек (до 2 Мбайт/сек при компрессии 2:1);

· вместимость (ёмкость) картриджа – 12 Гбайт данных без использования компрессии или до 24 Гб при применении сжатия данных.

Дисковые ВЗУ.

К дисковым ВЗУ, используемым в составе ПК, можно отнести:

· накопители на жестких магнитных дисках;

· накопители на гибких магнитных дисках;

· накопители на оптических компакт-дисках (CD – Compact Disk, – DVD – Digital Video Disk);

· накопители на магнитооптических дисках.

Практически все представители дисковых запоминающих устройств по конструктивному исполнению разделяются на внутренние (встраиваемые непосредственно в системный блок или в устройства быстрой установки в системный блок – Mobil Rack) и внешние (подключаемые к системному блоку через внешние интерфейсы, например через порт USB).

Накопитель на жестком диске (HDD – Hard Disk Drive). Первый жесткий диск имел диаметр 24 дюйма, вмещал 5 Мбайт данных и стоил несколько десятков тысяч долларов.

Первые ЗУ на дисках появились в машинах IBM 305 и RAMAC-650. Последняя имела пакет, состоящий из 50 металлических дисков с магнитным покрытием, которые вращались со скоростью 1200 об/мин. На поверхности диска размещалось 100 дорожек для записи данных, по 10000 знаков каждая. В 1957 г. в модели IBM 350 RAMAC впервые появилась ЗУ на основе алюминиевых намагниченных дисков диаметром 61 см. В 1962 г. фирма IBM выпустила первые устройства внешней памяти со съемными дисками.

Накопитель на жестком диске (винчестер) предназначен для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером. Первые накопители такого класса рассчитывались на два диска по 30 Мбайт каждый. Емкость таких накопителей обозначалась 30/30, подобно калибру охотничьего ружья «Винчестер». Современные винчестеры для ПК имеют емкость десятки Гбайт. Среднее время доступа к данным: чтение – 8.5 мсек, запись – 8.8 мсек. Внешний вид встраиваемого различными способами в системный блок винчестера представлен на рис. 11.

Оптические запоминающие устройства. В настоящее время растущей популярностью у владельцев персональных компьютеров пользуются накопители на оптических дисках. Скорость считывания информации в современных CD-ROM составляет 24х и выше (х – 150 Кбайт/сек). Емкость оптического диска – 650 (700) Мбайт. Усилиями альянса этих же фирм в 1990 г. появилась возможность записывать CD непосредственно на ПК. Современные компьютеры все чаще комплектуются устройствами для DVD (Digital Versatile Disc, рис. 40). Емкость DVD-дисков измеряется в Гбайт. В 1997 г. появились однократно записываемые диски DVD-R, а в 1998 г. разработан первый стандарт перезаписываемых DVD-дисков. Обратите внимание, что аббревиатура для оптических носителей схожа с названием обслуживающих их устройств (приводов).

В том случае, если устройство позволяет не только читать, но и записывать информацию на оптический диск, оно обозначается одним из следующих способов:

CD-R, DVD-R (R – Recordable) – возможность однократной записи или дозаписи (мультисессия);

CD-RW, DVD-RW (RW – ReWritable) – возможность многократной перезаписи.

Накопители на магнитооптических дисках. Магнитооптические накопители CD-MO (Compact Disk-Magneto Optical) сохраняют информацию на специальных носителях, сочетающих свойства магнитного и оптического дисков, с помощью переменного магнитного поля и луча лазера. В настоящее время выпускаются дисководы для МО-носителей размером 3,5 и 5,25 дюймов. Эти диски могут быть одно- либо двусторонними. Двусторонние диски позволяют хранить до 5,2 Гбайт данных.

Магнитооптические носители отличаются высокими скоростью и степенью надежности: срок хранения информации на них достигает 100 лет. МО-накопители достаточно дороги, поэтому применяются, главным образом, на предприятиях, занимающихся обработкой графики, монтажом видео, издательской деятельностью и т.д. Магнитооптические дисководы также могут служить средством для резервного копирования данных. Ниже представлены характеристики одного из современных магнитооптических накопителей:

· время доступа 23 мсек;

· носители диски 3.5 дюйма емкостью 1.3 Гбайт, 640, 540, 230 и 128 Мбайт;

· скорость вращения при использовании дисков от 3214 до 4558 об/мин;

· скорость передачи данных до 5.92 Мбайт/сек, записи данных – до 1.5 Мбайт/сек, чтения данных – до 4.5 Мбайт/сек;

· время загрузки/выгрузки диска: загрузка дисков – от 8 до 12 сек, выгрузка дисков – 4 сек (для всех дисков);

Особо следует остановиться на устройствах хранения информации, использующих в качестве носителя данных флеш-память. Флэш-память — разновидность электростатического программируемого постоянного запоминающего устройства. Ее полное название Flash Erase EEPROM (Electronically Erasable Programmable ROM) можно перевести как «быстро электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство». Другими словами, флэш-память – это энергонезависимая (не потребляющая энергии при хранении данных) перезаписываемая (данные можно стереть и записать заново при помощи электрического тока) память, содержимое которой можно быстро стереть (Flash Erase). Наибольшей популярностью флэш-память начала пользоваться с появлением цифровых фото- и видеокамер. Сейчас флэш-память с каждым годом все активнее применяется для хранения и переноса данных. Сегодня производители выпускают накопители на флэш-памяти двух основных типов: карты Compact Flash (CF), SmartMedia (SM), MultiMedia Card (MMC), SecureDigital (SD), Memory Stick PRO (MS PRO), Memory Stick (MS) и xD-Picture (xD), для работы с которыми необходим соответствующий флэш-накопитель(картридер) и USB-флэш-память (так называемые USB-«ключи»). Последняя «самодостаточна» и не требует применения дополнительных устройств (рис. 12).

Память компьютера двух видов: внутренняя и внешняя. Внутренняя память компьютера реализована в виде постоянной, полупостоянной (верхней) и оперативной памяти.

Оперативная память

Физически оперативная память (ОЗУ) изготавливается в виде БИС различных типов (SIMM, DIMM), имеющих различную информационную емкость (1, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 Мбайта и т.д.).

Основной характеристикой ОЗУ является время доступа к информации. В современных компьютерах время доступа обычно меньше 70 нс (70*10-9 с).

Кроме ОЗУ в ПК используются и другие виды памяти:

Постоянная

Постоянная – BIOS – в ней хранятся программы для проверки оборудования компьютера, инициирования загрузки ОС и выполнения базовых функций по обслуживанию устройств компьютера.

Верхняя

Верхняя – CMOS – (полупостоянная), для хранения параметров конфигурации компьютера. Ее содержимое при выключении питания не стирается, поскольку для ее питания используется специальный аккумулятор. Верхняя память является частью оперативной памяти, но когда говорят об объеме памяти, то имеют в виду собственно оперативную память

Кэш-память

Кэш – память, специальная память, применяемая для ускорения работы компьютера, которая располагается, как бы, «между» МП и оперативной памятью.

Видеопамять.

Видеопамять. То есть память, используемая для хранения изображения, выводимого на экран монитора.

Внешняя (долговременная) память

При выключении питания компьютера или при перезагрузке операционной системы, содержимое оперативной памяти теряется. Для долговременного хранения информации (программ и данных) используется внешняя память.

Устройство, которое обеспечивает запись/чтение информации, называется накопителем или дисководом, а хранится информация на носителях.

Наиболее распространенными являются накопители следующих типов:

  • Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) (дисководы);
  • Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) или «Винчестеры»;
  • Дисководы CD-R, -RW;
  • Дисководы DVD-R, -RW.

Все накопители подключаются к магистрали с помощью контроллеров, которые обычно встроены непосредственно в системную плату.

В основу записи, хранения и считывания информации положены два физических принципа, магнитный и оптический.

В НГМД и НЖМД используется магнитный принцип. При этом способе запись информации производится на магнитный носитель (диск, покрытый ферромагнитным лаком) с помощью магнитных головок.

Магнитный принцип. Для того чтобы на диске можно было хранить информацию, диск должен быть размечен (отформатирован), т.е. должна быть создана физическая и логическая структура диска. В процессе форматирования (инициализации) на диске формируются концентрические дорожки, которые в свою очередь делятся на сектора, для этого магнитная головка дисковода расставляет в определенных местах диска метки дорожек и секторов.

Оптический принцип. Информация на лазерном диске записана на одну спиралевидную дорожку, содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью. Лазерный луч падает на поверхность вращающегося диска, причем интенсивность отраженного луча, в зависимости от отражающей способности участка дорожки, приобретает значения 0 или 1. С помощью фотопреобразователя световые импульсы преобразуются в последовательности электрических импульсов, которые передаются в компьютер.

Гибкие магнитные диски

Носители информации (дискеты) имеют форму диска и помещаются в конверт из плотной бумаги (формат 5,25“) или пластмассовый корпус (формат 3,5”). В центре диска имеется отверстие для закрепления его в дисководе.

Гибкий диск формата 3,5” имеет емкость 1,44 Мб. После форматирования, его параметры будут следующие:

  • Информационный объем сектора – 512 байт
  • Количество секторов на дорожке – 18
  • Дорожек на одной стороне – 80
  • Сторон – 2

Для записи/чтения информации на дискете имеется продолговатое отверстие, прикрытое шторкой. Защиту от записи обеспечивает предохранительная защелка в левом нижнем углу пластмассового корпуса.

Важнейшей характеристикой дисковода является скорость передачи данных. НГМД имеют сравнительно небольшую скорость передачи данных, которая составляет всего около 50 Кбайт/сек.

В целях сохранения информации дискеты необходимо предохранять от воздействия сильных магнитных полей и нагревания, так как такие физические воздействия могут привести к размагничиванию носителя и потере информации.

Ввиду небольшой емкости дискеты, их используют в основном для переноса небольших объемов информации с одного компьютера на другой.

Жесткие магнитные диски

Жесткие магнитные диски представляют собой несколько десятков дисков, размещенных на одной оси и вращающихся с большой угловой скоростью (до 7200 об/мин), заключенных в металлический корпус.

В современных винчестерах магнитные головки как бы «летят» на расстоянии долей микрона (меньше толщины человеческого волоса) от поверхности вращающихся дисков. За счет малого расстояния между диском и головкой достигается большая плотность записи (количество дорожек на каждом диске может достигать несколько тысяч, а количество секторов на дорожке – нескольких десятков). В результате информационная емкость жестких дисков может составлять 40 Гбайт и более.

Скорость чтения/записи жестких дисков может достигать 30 Мбайт/сек

В целях сохранения информации и работоспособности жесткие диски необходимо оберегать от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы. «Падение» головки на рабочую поверхность может привести к повреждению магнитного слоя или к выходу из строя самой головки. Это может произойти при резком отключении питания компьютера.

Оптические накопители

CD-ROM и DVD-ROM накопители используют оптический принцип чтения информации. По внешнему виду, как сами диски, так и дисководы практически не отличаются.

Информационная емкость CD-ROM диска может достигать 650 Мбайт, емкость DVD-ROM диска может достигать 17 Гбайт. Информация на такие диски производится в процессе изготовления. Повторная запись на них невозможна

Для записи информации используются CD-R и DVD-R диски и, соответственно, CD-R и DVD-R дисководы. Такой дисковод обладает достаточно мощным лазером, который в процессе записи информации «выжигает» на поверхности диска углубления. Информация на такие диски может быть записана только один раз. Для многократной записи используются CD-RW и DVD-RW – диски.

Таблица 2.2.. Накопители и носители информации

Тип носителя Емкость носителя Скорость передачи данных (Мбайт/с) Опасные воздействия
НГМД 5,25” 1,2 Мб 0,045 Магнитные поля, нагревание
НГМД 3,5” 1,44 Мб 0,055
НЖМД — Винчестер От 10 Гб От 0,2 до 30 Удары
CD-ROM x32 До 650 Мб До 4,8 Механические повреждения, загрязнение
DVD-ROM До 17 Гб 1,3

2.8.4.Флэш-носители с USB интерфейсом

Флэш-носители с USB интерфейсом, или, проще говоря, USB флэш-драйвы, являются энергонезависимыми, то есть данные в них не пропадают после отключения питания и теоретически способны храниться до 100 лет.

Устройства с флэш-памятью миниатюрны, они очень легкие, высоконадежные и обладают низким энергопотреблением. Благодаря этим свойствам флэш стала самым популярным носителем для цифровых устройств (цифровые камеры, карманные компьютеры, аудиоплейеры и т.д.).

Вначале портативные носители появились в виде компактных карт памяти (флэш-карты). Однако использование их в качестве сменных носителей сопряжено с некоторыми неудобствами. Так для считывания флэш-карт необходим специальный картридер, который постоянно приходится носить вместе с картой памятью. Это не очень удобно. Поэтому возникла идея создания единого устройства, которое объединяет в одном корпусе микросхемы флэш-памяти, контроллер и разъем USB.

Типичный размер USB-драйва 80х30х20 мм (некоторые чуть больше, некоторые чуть меньше). Вес обычно не превышает 20-30 г. Объем памяти 32, 128, 256 Мб, 1 Гб.

При подключении устройства к USB-разъему, операционная система Windows автоматически его распознает и присваивает имя, как съемному диску.

Статьи к прочтению:

Добавить комментарий

Закрыть меню