Запоминающие устройства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание:

Введение

1. Основные понятия

2. История создания внешних запоминающих устройств

3. Внешняя память компьютера

4. Устройства внешней памяти компьютера

4.1 Накопители на магнитной ленте (стримеры)

4.2 Накопители на гибких магнитных дисках (дискеты)

4.3 Накопители на жёстких магнитных дисках (винчестер)

4.4 Накопители на оптических (лазерных) CD и DVD дисках

4.5 Накопители на картах флэш-памяти

Заключение

Литература

Введение

внешняя память компьютер

Понятие информации является основополагающим понятием информатики - науки, изучающей все аспекты получения, хранения, преобразования, передачи и использования информации. Любая деятельность человека представляет собой процесс сбора и переработки информации, принятия на её основе решений и их выполнения. С появлением современных средств вычислительной техники информация стала выступать в качестве одного из важнейших ресурсов научно-технического прогресса.

Информация содержится в человеческой речи, текстах книг, журналов и газет, сообщениях радио и телевидения, показаниях приборов и т.д. Человек воспринимает информацию с помощью органов чувств, хранит и перерабатывает её при помощи мозга и центральной нервной системы. Передаваемая информация обычно касается каких-либо предметов или нас самих и связана с событиями, происходящими в окружающем нас мире.

1. Основные понятия

Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) (внешняя память) - это место длительного хранения данных (программ, результатов расчётов, текстов и т.д.), не используемых в данный момент в оперативной памяти компьютера.

Накопитель - это устройство, предназначенное для длительного (т.е. не зависящего от электропитания) хранения больших объёмов информации обеспечивающее запись и (или) считывание информации.

Носитель - это устройство хранения информации.

2. История создания внешних запоминающих устройств

В 1945 г. Джон фон Нейман (1903-1957), американский учёный, выдвинул идею использования внешних запоминающих устройств для хранения программ и данных. Нейман разработал структурную принципиальную схему компьютера. Схеме Неймана соответствуют и все современные компьютеры.

ВЗУ относят к устройствам ввода-вывода (по отношению к процессору). ВЗУ со сменными носителями информации могут использоваться для ввода информации в ЭВМ или для вывода результатов вычислений.

ВЗУ считывают и записывают информацию с очень высокой скоростью, а также допускают многократную перезапись информации на одном и том же носителе. Указанные достоинства ВЗУ обусловили их широкое применение в вычислительной технике. Особое значение ВЗУ получили в ЭВМ третьего поколения.

Я бы хотела в качестве исторической справки изложить основные принципы построения и функционирования ВЗУ первой ЕС ЭВМ, созданной совместными усилиями специалистами по вычислительной технике стран - членов СЭВ. Здесь приводятся основные технические характеристики ВЗУ на магнитных лентах, сменных и постоянных магнитных дисках и магнитных барабанах. Наибольшее внимание уделяется рассмотрению способов размещения информации (поскольку они унифицированы для типов носителей) и команд, с помощью которых процессор управляет операциями поиска, считывания и записи информации.

Описанию отдельных устройств предшествует изложение принципов организации и функционирования системы обмена информацией и интерфейса ввода-вывода. Эти вопросы являются общими для внешних устройств всех типов и всех моделей ЕС ЭВМ.

Введение средств расширения возможностей интерфейса ввода-вывода требует использования дополнительных линий. Принято решение об использовании с этой целью существовавших ранее резервных линий. Эти линии обеспечивают уплотнение информации в шинах, повторение канальных команд и селективный сброс без увеличения числа разъёмов. Введение второго комплекта информационных шин требует использования двух дополнительных кабелей: информационного и маркерного.

Перечисленные возможности усовершенствованного интерфейса ввода-вывода должны учитываться при новых разработках каналов. Усовершенствованный интерфейс, сохраняя основные функциональные характеристики, параметры, схемы и конструкции электрических связей интерфейса ввода-вывода обеспечивает совместимость ранее выпущенных разработок с новыми ЭВМ и имеет средства для выполнения дополнительных функций, расширяющих возможности каналов и устройств ввода-вывода.

3. Внешняя память компьютера

Внешняя память предназначена для долговременного хранения программ и данных. Устройства внешней памяти (накопители) являются энергонезависимыми, выключение питания не приводит к потере данных. Они могут быть встроены в системный блок или выполнены в виде самостоятельных блоков, связанных с системным через его порты. Важной характеристикой внешней памяти служит её объём. Обёем внешней памяти можно увеличивать, добавляя новые накопители. Не менее важными характеристиками внешней памяти являются время доступа к информации и скорость обмена информацией. Эти параметры зависят от устройства считывания информации и организации типа доступа к ней.

По типу доступа к информации устройства внешней памяти делятся на два класса: устройства прямого (произвольного) доступа и устройства последовательного доступа. При прямом (произвольном) доступе время доступа к информации не зависит от её места расположения на носителе. При последовательном доступе время доступа зависит от местоположения информации.

Скорость обмена информацией зависит от скорости её считывания или записи на носитель, что определяется, в свою очередь, скоростью вращения или перемещения этого носителя в устройстве.

Внешняя (долговременная) память - это место хранения данных, не используемых в данный момент в памяти компьютера.

Устройства внешней памяти - это, прежде всего, магнитные устройства для хранения информации.

По способу записи и чтения накопители делятся, в зависимости от вида носителя, на магнитные, оптические и магнитооптические.

4. Устройства внешней памяти компьютера

В состав внешней памяти компьютера включаются:

1) НЖМД - накопители на жёстких магнитных дисках.

2) НГМД - накопители на гибких магнитных дисках.

3) НОД - накопители на оптических дисках (компакт-дисках CD-R, CD-RW, DVD).

4) НМЛ - накопители на магнитной ленте (стримеры).

5) накопители на картах флэш-памяти и др.

4.1 Накопители на магнитной ленте (стримеры)

Стриммер (от англ. streamer), также ленточный накопитель - запоминающее устройство на принципе магнитной записи на ленточном носителе, с последовательным доступом к данным, по принципу действия аналогичен бытовому магнитофону.

Использование современных стримеров имеет следующие отличительные черты.

Достоинства:

большая ёмкость;

низкая стоимость и широкие условия хранения информационного носителя;

стабильность работы;

надёжность;

низкое энергопотребление у ленточной библиотеки большого объёма.

Недостатки:

низкая скорость произвольного доступа к данным из-за последовательного доступа (лента должна прокрутиться к нужному месту);

сравнительно высокая стоимость накопителя.

Они относятся к категории устройств хранения Off-Line, для них характерно очень большое время доступа, обусловленное последовательным методом доступа, средняя скорость обмена и большая ёмкость носителя - от сотен мегабайт до нескольких гигабайт. Существуют стандарты: QIC, TRAVAN, DDS, DAT и DLT.

QIC (Quarter Inch Cartridge) отличается низким быстродействием, так как подключается к интерфейсу накопителей на гибких дисках. Существуют кассеты объёмом от 40 Мб до 13 Гб. TRAVAN разработан на основе QIC, в зависимости от объёма информации, на которую рассчитана кассета (400-4000 Мб) использует контроллер накопителя на магнитных дисках или SCSI-2 (для кассет объёмом 4000 Мб). DSS (Digital Data Storage) и DAT (Digital Audio Tape) стандарты разработаны фирмой Sony и используются для цифровой аудио и видео записи. DLT - самый современный стандарт, появился в середине 90-х годов. Накопители, использующие эту технологию, могут хранить 20-40 Гб данных. Суммарная ёмкость ленточных библиотек построенных на основе DLT-кассет может достигать 5 Тб.

На сегодняшний день стримеры устарели и практически не применяются.

4.2 Накопители на гибких магнитных дисках (дискеты)

Накопитель на гибких магнитных дисках (НГМД - дисковод) - это устройство использует в качестве носителя информации гибкие магнитные диски - дискеты, которые могут быть 5-ти или 3-х дюймовыми. Дискета - это магнитный диск вроде пластинки, помещённый в картонный конверт. В зависимости от размера дискеты изменяется её ёмкость в байтах. Если на стандартную дискету размером 5'25 дюйма помещается до 720 Кбайт информации, то на дискету 3'5 дюйма уже 1,44 Мбайта. Дискеты универсальны, подходят на любой компьютер того же класса оснащённый дисководом, могут служить для хранения, накопления, распространения и обработки информации.

Дисковод - устройство параллельного доступа, поэтому все файлы одинаково легко доступны. Сейчас дискеты применяются в основном для резервирования небольших объёмов данных и для распространения информации. Дискеты размером 5'25 дюйма морально устарели и используются редко. Наибольшим распространением из накопителей на гибких магнитных дисках пользуется дискета 3'5 дюйма или флоппи-диски (floppy disk).

Диск покрывается сверху специальным магнитным слоем, который обеспечивает хранение данных. Информация записывается с двух сторон диска по дорожкам, которые представляют собой концентрические окружности. Каждая дорожка разделяется на секторы. Плотность записи данных зависит от плотности нанесения дорожек на поверхность, т. е. числа дорожек на поверхности диска, а также от плотности записи информации вдоль дорожки.

Если при покупке на поверхность диска не нанесены дорожки и секторы, то его нужно подготовить для записи данных, отформатировать. Для этого в состав системного программного обеспечения включена специальная программа, которая производит форматирование диска.

К недостаткам относятся маленькая ёмкость, что делает практически невозможным долгосрочное хранение больших объёмов информации, и не очень высокая надёжность самих дискет.

4.3 Накопители на жёстких магнитных дисках (винчестер)

Винчестер является логическим продолжением развития технологии магнитного хранения информации. Появились несколько лет назад и уже завоевали огромную популярность благодаря своим многочисленным достоинствам:

чрезвычайно большая ёмкость;

простота и надёжность использования;

возможность обращаться к тысячам файлов одновременно;

высокая скорость доступа к данным.

Из недостатков можно выделить лишь отсутствие съёмных носителей информации, все данные записаны внутри винчестера на жёстких магнитных дисках. (В настоящее время используются внешние винчестеры и системы резервного копирования с дисками по типу дискет). Ёмкости современных винчестеров поистине устрашающи: ещё пять лет назад винчестер ёмкостью 100 Мбайт казался недостижимым идеалом, пределом заветных мечтаний - казалось, что и половины его пространства хватит на много лет работы. Но прошло пять лет, и такие винчестеры уже даже не выпускаются как морально устаревшие. Им на смену пришли новые, более быстрые, более вместительные аппараты. Винчестеры ёмкостью 850 Мб, 1.6, 2.1, 3.5, 4.3 Гигабайт давно никого не удивляют. А ведь существуют винчестеры в 1000 раз более ёмкие - речь идёт о Терабайтах информации. Одного такого винчестера хватило бы, чтобы записать всю историю Древнего Мира.

Но пока они используются только в очень солидных организациях.

В компьютере предусмотрена возможность с помощью специальной системной программы условно разбивать один диск на несколько. Такие диски, которые не существуют как отдельное физическое устройство, а представляют лишь часть одного физического диска, называются логическими дисками. Логическим дискам присваиваются имена, в качестве которых используются буквы латинского алфавита [С:], [D:], [Е:], [F:] и т. д.

4.5 Накопители на оптических (лазерных) CD и DVD дисках

CD-ROM это оптический носитель информации, предназначенный только для чтения, на котором может храниться до 650 Мб данных. Доступ к данным на CD-ROM осуществляется быстрее, чем к данным на дискетах, но медленнее, чем на жёстких дисках.

Компакт-диск диаметром 120 мм (около 4,75'') изготовлен из полимера и покрыт металлической плёнкой. Информация считывается именно с этой металлической плёнки, которая покрывается полимером, защищающим данные от повреждения. CD-ROM является односторонним носителем информации.

Считывание информации с диска происходит за счёт регистрации изменений интенсивности отражённого от алюминиевого слоя излучения маломощного лазера. Приёмник или фотодатчик определяет, отразился ли луч от гладкой поверхности, был рассеян или поглощён. Рассеивание или поглощение луча происходит в местах, где в процессе записи были нанесены углубления. Фотодатчик воспринимает рассеянный луч, и эта информация в виде электрических сигналов поступает на микропроцессор, который преобразует эти сигналы в двоичные данные или звук.

Скорость считывания информации с CD-ROM сравнивают со скоростью считывания информации с музыкального диска (150 Кб/с), которую принимают за единицу. На сегодняшний день наиболее распространёнными являются 52х-скоростные накопители CD-ROM (скорость считывания 7500 Кб/с).

Накопители CD-R (CD-Recordable) позволяют записывать собственные компакт-диски.

Более популярными являются накопители CD-RW, которые позволяют записывать и перезаписывать диски CD-RW, записывать диски CD-R, читать диски CD-ROM, т.е. являются в определённом смысле универсальными.

Аббревиатура DVD расшифровывается как Digital Versatile Disk, т.е. универсальный цифровой диск. Имея те же габариты, что обычный компакт-диск, и весьма похожий принцип работы, он вмещает чрезвычайно много информации от 4,7 до 17 Гбайт. Возможно, именно из-за большой ёмкости он и называется универсальным. Правда, на сегодня реально применяется DVD-диск лишь в двух областях: для хранения видеофильмов (DVD-Video или просто DVD) и сверхбольших баз данных (DVD-ROM, DVD-R).

Разброс ёмкостей возникает так: в отличие от CD-ROM, диски DVD записываются с обеих сторон. Более того, с каждой стороны могут быть нанесены один или два слоя информации. Таким образом, односторонние однослойные диски имеют объём 4,7 Гбайт (их часто называют DVD-5, т.е. диски ёмкостью около 5 Гбайт), двусторонние однослойные 9,4 Гбайт (DVD-10), односторонние двухслойные 8,5 Гбайт (DVD-9), а двусторонние двухслойные 17 Гбайт (DVD-18). В зависимости от объёма требующих хранения данных и выбирается тип DVD-диска. Если речь идёт о фильмах, то на двусторонних дисках часто хранят две версии одной картины одна широкоэкранная, вторая в классическом телевизионном формате.

4.5 Накопители на картах флэш-памяти

С появлением флэш-памяти производители электроники получили возможность без особых проблем и затрат оснастить свои устройства новым типом накопителей. Налицо были выгоды - низкое энергопотребление, высокая надёжность (из-за отсутствия движущихся деталей) и устойчивость к внешним воздействиям и нагрузкам.

USB Flash Drive - портативное устройство для хранения и переноса данных с одного компьютера на другой. Компактный, лёгкий, удобный и удивительно простой в эксплуатации. Для его работы не нужны ни соединительные кабели, ни источники питания (включая батарейки), ни дополнительное программное обеспечение. Особенности USB Flash Drive: высокая скорость обмена данными по USB, защита от записи переключателем на корпусе, защита данных паролем, не требуются драйверы и внешнее питание, может быть отформатирован как загрузочный диск, хранение данных до 10 лет.

В 1994 году корпорация SanDisk представила первую ревизию спецификаций CompactFlash. Теоретический предел ёмкости накопителей на базе Compact Flash - 137 Гбайт. На данный момент на рынке доступны модели ёмкостью от 16 Мбайт (которые потихоньку становятся архаизмами) до 12 Гбайт. Но самые распространённые - на 1 и 2 Гбайта. Максимальный объём информации на этом виде носителя до 32 Гбайт.

Compact Flash - самый популярный формат на цифровых фотокамерах профессионального уровня. В 2000 году компаниями SanDisk, Matsushita Electric и Toshiba был создан союз , названный Secure Digital Card Association До 2003-2004 года на рынке карт памяти существовал ярко выраженный лидер Compact Flash. Этому способствовали несколько обстоятельств: ёмкость CF достигла 4 Гбайт, в то время как SD остановились на отметке 1 Гбайт; скорость работы CF значительно превышала возможности конкурента; целый легион компаний производил всевозможные контроллеры в формате CF. Однако с 2004 года стало заметно, что Secure Digital очень сильно укрепил позиции и догоняет более «старого» конкурента. Если раньше CF был единственный открытый стандарт, пригодный для использования в мобильных устройствах, то теперь производители новой портативной техники стали массово переходить на SD из-за их меньшего размера.

Заключение

Термин «информация» происходит от латинского information - разъяснение, изложение, осведомлённость. Энциклопедический словарь определяет информацию в исторической эволюции: первоначально - сведения, передаваемые людьми устным, письменным или другим способом (с помощью условных сигналов, технических средств и т.д.); с середины ХХ века - общенаучное понятие, включающее обмен сведениями между людьми, человеком и автоматом, обмен сигналами в животном и растительном мире.

В рамках науки информация является первичным и неопределяемым понятием. Оно предполагает наличие материального носителя информации, источника информации, передатчика информации, приемника и канала связи между источником и преемником. Понятие информации используется во всех сферах: науке, технике, культуре, социологии и повседневной жизни. Конкретное толкование элементов, связанных с понятием информации, зависит от метода конкретной науки, цели исследования или просто от представлений человека.

Литература

1. Евдокимов В.В. и др. Экономическая информатика. Учебник для вузов. Под ред. проф. В.В. Евдокимова. СПб.: Питер паблишинг, 1997.

2. Левин А. Самоучитель работы на персональном компьютере. М., 1995.

3. Основы современных компьютерных технологий: Учебник / Под ред. проф. А.Д. Хомоненко. - Спб.: КОРОНА принт, 2005. - 672 с.

4. Черников Б.В. Информационные технологии управления: учебник. - М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2008. - 352 с.: ил.

5. http://ru.wikipedia.org/w/index

Размещено на www.allbest.ru