Размещено на http://www.allbest.ru/

Носители информации

Носителями информации в современной вычислительной и коммуникационной технике являются электронные элементы, накопители и каналы передачи данных.

Остановимся подробнее на накопителях, используемых в современной вычислительной технике.

Накопители - это устройства, записывающие и считывающие данные на энергонезависимых носителях информации.

Назначение накопителей - сохранять информацию при отключении энергии и при необходимости выдавать ее.

Накопители могут сохранять информацию долговременно. Этим полезным свойством накопители отличаются от оперативной памяти, сохраняющей информацию только до момента прекращения электропитания, хотя работает быстрее накопителей.

По материалу носителя и принципу записи/считывания накопители делятся на:

1) Бумажные - перфоленты и перфокарты, устарели и в современной вычислительной технике не используются.

2) Магнитные - подразделяются на магнитные ленты и магнитные диски. Принцип работы ничем не отличается от принципа работы магнитофона - электроиндукционное намагничивание участков поверхности ферромагнитных материалов с последующим считыванием этих участков. С помощью наличия или отсутствия намагниченности элемента поверхности можно закодировать наличие 1 бита информации.

Основные виды магнитных дисков: гибкие диски (дискеты), жесткие диски (винчестеры).

3) Лазерные (оптические, компакт-диски, CD). Принцип работы основан на прожиге лучом лазера отверстий на специальной поверхности диска. При считывании диска лазерный луч меньшей мощности фиксирует либо отраженный сигнал, либо его отсутствие.

4) Магнитооптические диски являются комбинированными устройствами, сочетающими в себе некоторые принципы магнитных и оптических накопителей.

5) Накопители на основе перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства (ППЗУ) представляют собой специальные электронные микросхемы.

По возможности перезаписи накопители делятся на:

перезаписываемые (все магнитные накопители, некоторые оптические и магнитооптические накопители, ППЗУ);

неперезаписываемые (лазерные диски CD-ROM, CD-R).

Каждый тип накопителя может быть считан или записан только с помощью соответствующего ему устройства - дисковода (привода).

По режиму работы накопители подразделяются на: сменные (ленты, дискеты, CD) - накопители можно извлекать из приводов и несменные (фиксированные) - накопитель на жестких магнитных дисках (винчестер), который производится в одном корпусе с приводом.

Информация на накопителях хранится в виде файлов - упорядоченных однотипных наборов данных.

Основные достоинства и недостатки винчестеров

Жесткий диск - основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. На самом деле это не один диск, а группа соосных дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью. Таким образом, этот "диск" имеет не две поверхности, как должно быть у обычного плоского диска, а 2n поверхностей, где n - число отдельных дисков в группе. Над каждой поверхностью располагается головка, предназначенная для чтения-записи данных.

При высоких скоростях вращения дисков (90 об/с) в зазоре между головкой и поверхностью образуется аэродинамическая подушка, и головка парит над магнитной поверхностью на высоте, составляющей несколько тысячных долей миллиметра. При изменении силы тока, протекающего через головку, происходит изменение напряженности динамического магнитного поля в зазоре, что вызывает изменения в стационарном магнитном поле ферромагнитных частиц, образующих покрытие диска. Так осуществляется запись данных на магнитный диск.

Операция считывания происходит в обратном порядке. Намагниченные частицы покрытия, проносящиеся на высокой скорости вблизи головки, наводят в ней ЭДС самоиндукции. Электромагнитные сигналы, возникающие при этом, усиливаются и передаются на обработку.

Вид накопителя на жестких дисках со снятой верхней крышкой

Управление работой жесткого диска выполняет специальное аппаратно-логическое устройство - контроллер жесткого диска. В настоящее время функции контроллеров дисков выполняют микросхемы, входящие в микропроцессорный комплект (чипсет), хотя некоторые виды высокопроизводительных контроллеров жестких дисков по-прежнему поставляются на отдельной плате. К основным параметрам жестких дисков относятся емкость и производительность.

Достоинства:

1. Позволяют записывать и прочитывать информацию много раз.

2. При выключении компьютера информация, оставленная на винчестере, сохраняется.

3. Большой объем хранимой информации.

4. Высокая надежность хранения данных. Среднее время наработки на отказ составляет около 300000 часов, т.е. порядка 30 лет.

Недостатки:

1. Невозможность его переноски, так как он стационарно крепится к системному блоку.

2. Относительно маленькое быстродействие, особенно по сравнению с оперативной памятью.

Компакт-диск

Компакт-диск - оптический носитель информации в виде пластикового диска с отверстием в центре, процесс записи и считывания информации которого осуществляется при помощи лазера.

CDROM (Compact Disk Read Only Memory, Память только для чтения на компакт диске) - оптический диск, состоящий из тонкой алюминиевой пленки, покрытой защитным слоем полимера. Запись информации на CD выполняется при его изготовлении, обычно посредством штампования, в результате чего в алюминиевом слое создается рисунок из углублений, с помощью которых и происходит кодирование информации.

При чтении CD в специальном устройстве, которое называют CD-ROM-Drive (Привод CDROM) поверхность алюминия сканируется лазерным лучом, а затем анализируется свет лазера, отраженный от поверхности диска, на основании чего восстанавливается картина углублений на диске и таким образом считывается записанная информация.

Стандартный дисковод

Безусловным достоинством является большой объем информации, который может вместить диск. На обычном CD можно хранить около 650 Мбайт, а есть и более емкие диски. При таком немалом объеме хранимой полезной информации на CD можно без проблем хранить инсталляцию практически любого современного программного продукта. Кроме большого объема, CD выгодно отличается высокой скоростью передачи данных, которая может достигать нескольких Мегабайт в секунду. Необходимо отметить высокую надежность хранения данных на CD: он достаточно хорошо переносит и большое количество царапин на поверхности и удары, ему не страшно магнитное поле и т.д. Кроме того, важнейшим фактором является и цена

Основной недостаток CD-ROM - невозможность записывать на них новую информацию. Считывание информации происходит с помощью лазерного луча, который с огромной скоростью пробегает вдоль дорожек единственной рабочей поверхности диска. Собственно по способу считывания информации диски и называются оптическими или лазерными.

Этот недостаток был устранен в дисках WORM (Write Once/Read Many - однократная запись, множественное считывание. На диски этого типа можно записать информацию прямо на компьютере, но только один раз, а чтение может производиться произвольное количество раз. Для использования этой технологии требуются специальные диски и дисководы, которые стоят дороже чем CD-ROM.

Диски типа CD-RW (Compact Disk ReWri-teable - перезаписываемые компакт-диски), позволяют выполнять многократную перезапись на компакт-диски. Внешне, по своим размерам, объему и внешнему виду диски CD-RW ничем не отличаются от дисков CD-R и CD-ROM. Но принцип записи информации на диски CD-RW совершенно другой. На металлической (или иной) основе находится рабочий слой из специального материала (сплав серебра, инлия, сурьмы и теллура), который под влиянием лазерного луча изменяет свое состояние, переходит из кристаллического состояния в аморфное или наоборот. Причем такой переход из одного состояния в другое может быть выполнен многократно. Этот процесс и обеспечивает возможность многократной перезаписи информации на диски CD-RW. Участки с кристаллическим и аморфным состоянием по-разному отражают свет. Это обеспечивает возможность чтения информации, записанной на диск описанным выше способом.

Развитием CD-дисков стали DVD-диски

DVD (Digital Video Disc) - цифровой многоцелевой, имеет такой же размер, как и компакт-диск, но более плотную структуру рабочей поверхности, что позволяет хранить и считывать бомльший объём информации за счёт использования лазера с меньшей длиной волны и линзы с бомльшей числовой апертурой.

Компакт-диск (CD-ROM) стал основным носителем для переноса информации между компьютерами.

Однако, сейчас он уступает эту роль более перспективным твердотельным носителям.

Основные достоинства и недостатки flash-памяти

Для хранения данных не требуется дополнительной энергии, то есть flash-память является энергонезависимым устройством. По сравнению с компакт-дисками или дискетами затраты энергии при работе с flash-устройством минимальны. Поэтому flash-память является очень экономной с точки зрения энергозатрат. При записи данных на flash-микросхему требуется в 10-20 раз меньше энергии, чем при аналогичных действиях с компакт-диском или дискетой.

Флешки имеют достаточно большую плотность записи, емкость современных флешек довольно велика и может существенно превосходит емкость DVD-дисков.

Flash-микросхема позволяет многократно (но не бесконечно) перезаписывать данные. То есть flash-память - перезаписываемое устройство хранения данных.

При этом работают бесшумно. Накопитель на основе flash-микросхемы не содержит в себе никаких движущихся механических узлов и устройств, поскольку это твердотельная память. А раз так, то flash-устройства отличаются устойчивостью к механическим воздействиям: нет механики - нечему и ломаться.

К примеру, flash-накопитель способен выдержать удары в 10-20 раз более сильные, чем компьютерный винчестер. Причем не только выдержать, но и работать в условиях тряски.

Компактность - еще одно преимущество накопителей на flash-памяти, которое и предопределило использование flash-устройств в разнообразных малогабаритных гаджетах и “ручных" устройствах.

Наконец, информация, записанная на флэш-память, может храниться очень длительное время (порядка 10, а по некоторым данным, и до 100 лет). То есть flash-микросхема является устройством для долговременного хранения данных.

Благодаря своей компактности, дешевизне и низкому энергопотреблению флеш-память широко используется в цифровых портативных устройствах - фото - и видеокамерах, диктофонах, MP3-плеерах, КПК, мобильных телефонах, а также смартфонах и коммуникаторах. Кроме того, она используется для хранения встроенного программного обеспечения в различных устройствах (маршрут изаторах, мини-АТС, принтерах, сканерах, модемax), различных контроллерах.

Широкое распространение получили USB флеш-накопители ("флешка", USB-драйв, USB-диск), практически вытеснившие не только дискеты, но и CD.

Как и прочие устройства с интерфейсом USB, устройства с flash-памятыо не требуют отдельной настройки со стороны BIOS и автоматически определяются в Windows 2003/ XP/Vista.

Такие накопители имеют отличные перспективы развития, поскольку в их конструкции нет механических узлов. Производители постоянно наращивают объемы и скорость работы чипов flash-памяти, а массовое производство всегда в конечном итоге приводит к значительному снижению цен.

Недостатки:

Flash-память работает существенно медленнее, чем оперативная память на основе микросхем SRAM и DRAM. И даже по сравнению с жестким диском flash-накопитель является аутсайдером. К примеру, средняя скорость считывания данных с flash-накопителя составляет 5 Mb/s, а записи - 3 Mb/s. В то же время жесткий диск может обмениваться данными со скоростью около 30 Mb/s.

Наконец, еще один серьезнейший недостаток - flash-память имеет ограничение по количеству циклов перезаписи. Предел колеблется от 10 000 до 1 000 000 циклов для разных типов микросхем. И хотя миллион операций записи/стирания - это совсем немало, однако наличие физического предела использования микросхемы памяти можно считать серьезным недостатком flash-устройств.

Еще один недостаток - это чувствительность к электростатическому разряду и радиации, поэтому нужно очень тщательно соблюдать технику безопасности при работе с данным внешним носителем.

накопитель носитель информация диск

Кроме того, изъятие флешки без остановки устройства может также привести к ее скорой порче. Со временем у нее может уменьшаться скорость записи, которая сильно зависит от пропускной способности usb-порта, что также является недостатком флешек.

Таким образом, флешки на сегодняшний день имеют ряд достоинств и недостатков. Однако их достоинства значительно перекрывают немногочисленные недостатки, делая этот продукт компьютерной индустрии очень востребованным и конкурентоспособным.

Размещено на Allbest.ru