Внешние запоминающие устройства персонального компьютера

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию РФ

Нижегородский Государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Финансовый факультет

Дневное отделение

Специальность «Системы налогообложения»

Курсовая работа

по дисциплине: «Информатика»

на тему

Внешние запоминающие устройства персонального компьютера

Выполнила:

студентка гр. 13102н

Некрасова Е.В.

Руководитель:

Назарова Е.В.

Нижний Новгород

2010



Содержание

Введение

1. История

2. Общие сведения об устройствах внешней памяти

2.1 Накопитель на жестких магнитных дисках

2.1.1 Структура носителей CD и DVD

2.1.2 Разновидности носителей данных по технологии DVD

2.2 Устройства внешней памяти. Электронные накопители Flash-памяти

2.2.1 Разновидности Flash-памяти и принцип хранения данных

2.2.2 Разновидности сменных карт Flash-памяти

3. Выбор оптимального носителя инормации

Заключение

Список используемой литературы

магнитный диск накопитель жесткий



Введение

В оперативной памяти данные хранятся до выключения питания. Однако существует информация, которую следует хранить долгое время. Конечно, можно хранить информацию в виде текста на листах, в тетради и т.д. Но что же делать с остальными видами информации, которые нельзя хранить на бумажных носителях? Для этого компьютеру необходима дополнительная память, которая является долговременной, а такой памятью является внешняя память компьютера. Такого рода устройства называются периферийными или внешними запоминающими устройствами (ВЗУ). Таковыми являются накопители на магнитной ленте (стримеры), накопители на дискетах, CD-ROM, магнитооптические диски.

Данная тема актуальна в наши дни, потому что сейчас мы не представляем нашу жизнь без компьютеров. Многая информация хранится в электронном варианте, которую нужно хранить на надежных устройствах - внешних запоминающих устройствах.

Основная цель моей работы - выявить наиболее надежные, практичные, выгодные устройства внешней памяти.

С этой целью передо мной стоит ряд задач:

собрать как можно больше сведений о ВЗУ;

выявить недостатки и преимущества каждого вида ВЗУ;

выявить наилучший вид ВЗУ.

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.

Кто не знает, что такое магнитофон? На магнитофон мы можем записать речь, музыку, а затем прослушивать записи. Звук записывается на дорожках магнитной ленты с помощью магнитной головки. С помощью этого же устройства магнитная запись снова превращается в звук.

Аналогично действует устройство внешней памяти ЭВМ - накопитель на магнитной ленте. На дорожки ленты записывается все тот же двоичный код: намагниченный участок - единица, не намагниченный - нуль. При чтении с ленты запись превращается в нули и единицы в битах внутренней памяти.

Они служат для запоминания больших массивов информации - наборов данных, программ пользователей и операционных систем. В процессе работы вычислительной системы по мере необходимости производится оперативный обмен информационными массивами между ВЗУ и основной памятью.

Для того, чтобы полностью оценить новейшие разработки в области внешних запоминающих устройств необходимо знать, с чего все начиналось, т. е. Историю ВЗУ.



1. История

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 из ЭВМ так же, например, как перфоленточные и перфокарточные устройства ввода - вывода. Однако по сравнению с этими устройствами 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.

Машины третьего поколения, в частности все модели Единой системы ЭВМ (ЕС ЭВМ), работают практически полностью под управлением той или иной операционной системы. Они имеют развитое математическое обеспечение, для хранения которого требуются сотни тысяч и миллионы запоминающих ячеек. Основная часть математического обеспечения хранится в ВЗУ. Поэтому в минимальный комплект каждой модели ЕС ЭВМ входят, как правило, запоминающие устройства на магнитных дисках и лентах.

Разработка автоматизированных систем (АСУ) предусматривает создание очень больших информационных массивов, банков данных, пакетов прикладных программ. Для их хранения лучше всего подходят ВЗУ. Более того, создание и эксплуатация АСУ на базе ЭВМ без использования ВЗУ не представляется возможным.

Несмотря на то, что ВЗУ применяют с начала развития вычислительной техники, в научно-технической литературе описаны они сравнительно мало.

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 рассмотрению способов размещения информации (поскольку они унифицированы для типов носителей) и команд, с помощью которых процессор управляет операциями поиска, считывания и записи информации в ВЗУ.

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 этой целью существовавших ранее резервных линий. Эти линии обеспечивают уплотнение информации в шинах, повторение канальных команд и селективный сброс, вводимый УВУ, без увеличения числа разъемов. 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 и УВВ. Усовершенствованный интерфейс, сохраняя основные функциональные характеристики, параметры, схемы и конструкции электрических связей интерфейса ввода - вывода ЕС ЭВМ, обеспечивает совместимость ранее выпущенных УВВ с УВВ новых разработок ЕС ЭВМ и имеет средства для выполнения дополнительных функций, расширяющих возможности каналов и устройств ввода - вывода.



2. Общие сведения об устройствах внешней памяти

Внешняя память - это память, реализованная в виде внешних (относительно системной платы) устройств с разными принципами хранения информации и типами носителей, предназначенных для долговременного хранения данных. Устройства внешней памяти (накопители) могут размещаться как в системном блоке компьютера, так и в отдельных корпусах.

Накопитель представляет собой совокупность носителя данных и соответствующего привода. Различают накопители со сменными и постоянными носителями.

Привод - это объединение механизма чтения-записи с соответствующими электронными схемами управления. Его конструкция определяется принципом действия и видом носителя.

Носитель - это физическая среда хранения информации. По внешнему виду может быть дисковым и ленточным. По способу запоминания различают магнитные, оптические и магнитооптические носители. Ленточные носители могут быть магнитными. В дисковых носителях используют магнитные, магнитооптические и оптические методы записи/считывания информации.

2.1 Накопитель на жестких магнитных дисках

Накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД, винчестер, HDD - Hard Disk Drive) - основное устройство хранения данных в персональных компьютерах, поскольку по объемам памяти не имеет аналогов среди других устройств хранения данных и, кроме того, в НЖМД хранится операционная система, которая запускается при каждом включении компьютера. НЖМД - электронно-механическое устройство.

Механическая часть НЖМД изготавливается с высочайшей точностью, поэтому очень чувствительна к ударам, вибрациям, а также к чистоте заполняющего корпус воздуха. Электронная часть включает в себя контроллеры управления приводами и интерфейса обмена данными с компьютером, канал чтения-записи данных.

Внутреннее устройство НЖМД показано на рисунке 1.

Пакет дисковых пластин. Данные в НЖМД записываются на одну или несколько дисковых пластин, которые изготавливаются из алюминия или стекла. Диаметр пластин зависит от габаритов НЖМД: 5.25; 3.5; 2.5 и даже 1.0 дюйм. Поверхности пластин

тщательно полируются, затем на них наносится магнитный рабочий слой.

Шпиндель. Пакет крепится на шпинделе основного мотора НЖМД. Этот привод обеспечивает высокую скорость вращения ( от 5400 до 15000 об./мин), поэтому к точности установки пластин на шпиндель предъявляются высокие требования. Для уменьшения шума при работе накопителя в подвеске шпинделя применяются гидродинамические подшипники.

Головки чтения и записи. Запись данных на магнитные пластины НЖМД и чтение с них производится с помощью миниатюрных головок. Во время работы они не соприкасаются с рабочим слоем пластин, а «парят» над ним на воздушной подушке, возникающей за счет вращения дисков. Для записи и для чтения используются разные головки. Их общее число определяется количеством рабочих поверхностей пластин НЖМД.

Ползуны головок. Головки чтения и записи крепятся к гибким металлическим ползунам, аэродинамическая форма которых напоминает крыло самолета и обеспечивает «парение» головок на небольшой высоте над поверхностью дисковых пластин.

Рычаги блока головок. Ползуны с головками другим концом крепятся к жестким рычагам, обеспечивающим перемещение головок над дисковыми пластинами в радиальном направлении.

Блок головок. Рычаги, число которых соответствует числу рабочих поверхностей пластин НЖМД, вместе с прикрепленными к ним ползунами с головками чтения и записи собраны в блок и надежно зафиксированы друг относительно друга.

Гибкий шлейф. С помощью гибкого шлейфа к блоку головок подводятся проводники, по которым передаются электрические сигналы между электронными блоками НЖМД. Шлейф должен быть очень гибким и в то же время прочным, чтобы выдержать множественные сгибания и разгибания при работе накопителя.

Ось привода головок. Блок головок крепится к оси, обеспечивающей ему движения наподобие маятника.

Привод головок. Движения блока головок задаются отдельным приводом, от которого требуются высокая точность позиционирования рычагов с головками относительно поверхности пластин и быстрая реакция на команды о перемещении головок на новое место. В современных НЖМД используются быстродействующие электромагнитные приводы. Такие приводы состоят из мощного постоянного магнита и расположенной параллельно ему плоской индукционной катушки. В зависимости от подаваемого в неё тока катушка перемещается вдоль постоянного магнита, притягиваясь или отталкиваясь его полюсами. Она прикреплена к короткому концу блока головок и обеспечивает его поворот вокруг оси.

Плата электроники, разъемы интерфейса и питания. Вся электронная часть НЖМД размещена на одной плате, которая крепится к корпусу накопителя снизу. Разъемы, предназначенные для подключения НЖМД к блоку питания и системной плате компьютера, расположены в ряд на одной стороне этой платы. Там же находятся и перемычки (если они есть), применяемые для конфигурирования интерфейса НЖМД.

Корпус. Механическая часть НЖМД размещена внутри прочного металлического корпуса с толстыми стенками и ребрами жесткости. Такой корпус требуется не столько для того, чтобы защитить механику от толчков и ударов, сколько для предотвращения деформаций, связанных с монтажом внутри системного блока компьютера или возникающих под влиянием изменений температуры в процессе работы накопителя.

Отверстия для крепежа крышки. Корпус закрывается металлической штампованной крышкой. Между отшлифованной кромкой корпуса и крышкой укладывается мягкая (резиновая) прокладка, которая необходима для надежной герметизации внутреннего пространства корпуса НЖМД. Крышка к корпусу прижимается винтами.

В НЖМД может быть более одной дисковой пластины. Для записи данных их поверхность разбивается на круги, которые называют дорожками (track). Каждая дорожка имеет свой номер. Дорожки с одинаковыми номерами, расположенные одна над другой, на разных дисках образуют цилиндр. Дорожки на диске разбиты на секторы (нумерация начинается с единицы).

Объем памяти диска вычисляется путем перемножения нескольких величин:

V(НЖМД) = cyl*h*s*rs

где cyl - число магнитных головок

s - количество секторов

rs - размер сектора в байтах.

Секторы и дорожки образуются во время форматирования диска. Форматирование выполняет пользователь с помощью специальных программ. На неформатированный диск не может быть записана никакая информация.

Первый сектор жесткого диска содержит информацию о разделах («Partition Table»), то есть, на сколько частей «разбит» жесткий диск, адрес начала и размер каждого раздела, а также какой из них является системным (с которого производится загрузка операционной системы). Всего на одном физическом НЖМД может быть один или два раздела: первый (Primary) и расширенный (Extended). Расширенный раздел может быть дополнительно «разбит» на несколько логических дисков (Logical Drive).

Наиболее важные характеристики НЖМД:

Скорость обращения дисков - для накопителей IDE частота обращения 4500 - 7200 об/мин, а для накопителей SCSI - 7500-10000 об/мин;

Емкость кэш-памяти (буферная память) - в разных устройствах может отличаться, как правило, до 8 Мб;

Среднее время доступа - время (в миллисекундах), на протяжении которого блок головок смещается с одного цилиндра на другой;

Время задержки - это время поиска нужного сектора;

Скорость обмена - определяет объемы данных, которые могут быть переданы из накопителя и обратно за единицу времени.

2.1.1 Структура носителей CD и DVD

Компакт-диски изготавливают из прозрачного пластика диаметром 120 мм и толщиной 1,2 мм. На пластиковую поверхность наносится специальное покрытие, например, слой алюминия или золота.

Запись на CD-ROM производится в промышленных условиях путем выдавливания на поверхности дорожки углублений. Такой подход обеспечивает двоичную запись информации. Углубление (pit), поверхность (land). Логический нуль может быть представлен как питом, так и лэндом. Логическая единица кодируется переходом между питом и лэндом. От центра к краю компакт-диска нанесена единственная дорожка в виде спирали шириной 4 микрона и с шагом 1.4 микрона. Таким образом, первые оптические носители записывались однократно, не допускали перезаписи и фактически являлись постоянными запоминающими устройствами, на что и указывает приставка ROM.

Технологии сменных оптических носителей интенсивно развивались, с одной стороны, под воздействием требований мультимедиа-индустрии (видео, аудио и т.д.), нуждающейся во все больших размерах памяти для своих продуктов, а, с другой стороны, под воздействием потребностей пользователей, заинтересованных в недорогих, практичных и удобных в использовании сменных носителей памяти.

Так, вслед за «штампованными» заводскими CD-ROM были разработаны диски с однократной (CD-R, CD-Recordable) и многократной (CD-RW, CD-ReWritable) записью и соответствующие приводы для их записи чтения.

Исходный CD-R диск не имеет на своей поверхности ни одного углубления, он представляет собой чистую поверхность. При записи на этой поверхности лазерный луч записывающего устройства изменяет отражающую способность рабочего слоя диска, и таким образом производится запись информации. Рабочий слой такого диска при записи необратимо изменяется, поэтому после записи информации на такой диск её нельзя стереть или изменить.

Технология записи информации на CD-RW несколько отличается от CD-R.

Приводы CD-RW при записи информации реализуют технологию изменения фазы рабочего слоя диска, то есть под воздействием луча лазера состояние материала в записываемом слое изменяется с кристаллического на аморфное. Различные состояния имеют различные коэффициенты преломления и, таким образом, они оптически различаются.

Развитие всех технологий памяти идет по пути увеличения плотности хранения данных. Так обстоит дело и с оперативной памятью, и с НЖМД, а также с оптическими носителями.

Скорость записи и считывания при этом тоже возрастает, даже когда для этого не применяются какие-либо специальные меры. Например, если на каждом сантиметре дорожки диска хранится в два раза больше данных, при той же скорости его вращения (или скорости перемещения считывающей головки вдоль дорожки) количество считываемых или записываемых в единицу времени бит информации тоже возрастает вдвое.

Данное положения частично подтверждается рисунком 3, где показаны фрагменты рабочей поверхности CD-ROM(а), DVD-ROM(б) и перспективной технологии оптических носителей BD (Blu-ray Disk)(в).

Рис. 3

Из рис.3 видно, что увеличение объемов памяти до 4.7 Гб в случае с DVD и до 27 Гб в случае с BD достигается увеличением плотности записи данных на носитель одинакового размера (диск с диаметром 120 мм и толщиной 1.2 мм).

Применительно к оптическим дискам увеличение плотности записи предполагает уменьшение ширины спиральной дорожки и длины самих пиитов, а также сокращение промежутков между соседними витками дорожки. Чтобы получить светлое пятно, соответствующее по диаметру размерам пиитов, требуется уменьшить длину волны лазера.

В обычных CD-приводах используются инфракрасные полупроводниковые лазеры с длиной волны 780 нм. Минимальный размер питов составляет 0.83 мкм, расстояние между осевой линией соседних витков дорожки - 1.6 мкм. В результате на диск диаметром 12 см можно записать от 650 до 720 Мб данных. Диски DVD имеют вдвое меньшие питы минимальным диаметром 0.4 мкм, расстояние между витками также сокращено вдвое и составляет 0.74 мкм. Для работы с такими дисками применяются лазеры с длиной волны 650 нм, что соответствует красной области спектра. Следующее поколение оптических дисков основано на дальнейшем увеличении плотности записи. Две новые конкурирующие технологии BD и AOD (Advanced Optical Disk) базируются на применении «синих» лазеров с длиной волны 405 нм. Получаемое от них световое пятно позволило уменьшить размер питов до 0.15 мкм, а расстояние между витками - до 0.32 мкм.

Еще одной важнейшей характеристикой оптической системы приводов является так называемая «числовая апертура» объектива (numerical aperture, NA). Эта величина обратно пропорциональна диаметру светового пятна. С целью уменьшения диаметра светового пятна разработчики не только используют все более короткую волну излучения лазера, но и увеличивают числовую апертуру.

При этом для обеспечения оптимальных условий фокусировки приходится уменьшать толщину нижнего прозрачного слоя. У носителей CD она составляет 1.2 мм, у DVD - 0.6 мм, а у BD и AOD - всего 0.1 мм. Числовые апертуры, применяемые в головках объективов, равны 0.45, 0.6 и 0.85 соответственно.

Таким образом, за счет увеличения плотности хранения данных удалось увеличить емкость рабочего слоя дисков DVD, BD и AOD.



2.1.2 Разновидности носителей данных по технологии DVD

Рассмотрим более подробно основные принципы, положенные в основу наиболее распространенных современных оптических носителей памяти - дисков DVD.

Во-первых, также как и в CD, у DVD дисков единственная спиральная дорожка, на которую от центра к краю записаны данные. Единственная спиральная дорожка и непрерывное следование головки вдоль нее является оптимальным для записи и воспроизведения потоковых аудио-и видеоданных.

Во вторых, при разработке DVD появилась идея создать двухслойные диски. Нижний слой толщиной 0.6 мм выполнен из поликарбонатного пластика, в нём отпрессована микроскопической толщины спиральная дорожка с пиитами и нанесено полупрозрачное отражающее пленочное покрытие толщиной 0.05 мкм. Второй прозрачный слой со своей спиральной дорожкой выполнен из фотополимера и его толщина составляет 40 мкм. Далее следуют обычный отражающий слой (0.05 мкм), адгезивный слой и подложка. Считывание данных со второго слоя осуществляется путем перефокусировки лазера. Поскольку условия считывания со второго слоя хуже, чем с первого, плотность записи на нём меньше, и в сумме емкость двухслойного диска составляет не 9.4, а 8.5 Гб.

В-третьих, с точки зрения механической прочности, общая толщина DVD дисков сохранена такой же, как и у CD, то есть, равной 1.2 мм. Тот факт, что толщина прозрачного слоя уменьшилась до 0.6 мм, позволил предложить двухсторонние диски, представляющие собой комбинацию из склеенных рабочими поверхностями наружу двух дисков, как показано на рисунке 4.



Рис.4

Таким образом, стандарт DVD предусматривает четыре варианта дисков, которые вытекают из комбинации числа рабочих слоев и сторон и имеют следующие характеристики:

DVD-5 - односторонний однослойный диск емкостью 4.7 Гб

DVD-9 - односторонний двухслойный диск емкостью 8.5 Гб

DVD-10 - двухсторонний однослойный диск емкостью 9.4 Гб

DVD-18 - двухсторонний диск емкостью 17 Гб

Самые распространенные диски - DVD-5 и DVD-10. Остальные имеют меньшую популярность в силу большей стоимости и меньшей распространенности соответствующих производственных линий. Перспективные стандарты BD и AOD подразумевают такую же, как у DVD, систему слоев и сторон. Они совпадают и по размерам.

Вся информация на DVD хранится в файловой системе MicroUDF (Micro Universal Disk Format), которую официально утвердили в 2000 году. MicroUDB поддерживает носители большой емкости и файлы больших размеров. Имена файлов записываются в формате Unicode, что обеспечивает совместимость DVD со всеми операционными системами для ПК, а также с разнообразной бытовой техникой.

Для работы с DVD используются специальные приводы, которые внешне не отличаются от приводов для дисков CD. Более того, современные мультиформатные приводы позволяют работать как с CD так и c DVD.

Одно из принципиальных отличий приводов CD и DVD состоит в количественной оценке скорости выполнения операций чтения, записи или же перезаписи дисков, поскольку для DVD-приводов за единицу скорости принято считать 1250 Кб/с, что соответствует примерно 8х для CD-приводов.

Развитие технологий однократно записываемых и перезаписываемых DVD основывалось на ранее накопленном опыте с аналогичными CD.

2.2 Устройства внешней памяти. Электронные накопители Flash-памяти

2.2.1 Разновидности Flash-памяти и принцип хранения данных

Одной из тенденций развития современных технических средств информатизации является разработка широкого спектра мобильных технических средств, позволяющих использовать их в любых условиях. Так появились миниатюрные, легкие и удобные телефоны, карманные ПК, цифровые фото-и видеокамеры и другие мультимедийные устройства, отличающиеся высокой производительностью и длительной автономной работой.

В первую очередь, это достигнуто благодаря новым микропроцессорным технологиям. Тем не менее, значительный результат на пути к разработке современных мобильных технических средств информатизации обусловлен новой технологией хранения данных, называемой Flash-памятью.

Flash-память нашла свое применение в системах управления, где условия эксплуатации настолько суровы, что иные современные носители информации просто не в состоянии их выдержать. Это горячие цеха, транспорт, авиация и космонавтика. В этих условиях Flash-память на сегодняшний день незаменима. Кроме экстремальных условий Flash-память вполне работоспособна и в бытовом использовании. Она входит в состав любого компьютера как микросхема BIOS системной платы, так и различных устройств (CD-ROM, видеоадаптер, звуковая карта, модем). SIM-карта сотовых телефонов тоже содержит в себе Flash-память. Она используется для хранения телефонных номеров, учета времени использования, идентификации пользователя и других служебных данных. С вводом в широкую эксплуатацию сотовых сетей нового поколения (3G) применение Flash-памяти в мобильном телефоне станет обязательным.

Первые образцы Flash-памяти были разработаны в 1984 году инженерами компании Toshiba. До сих пор нет единого мнения по поводу происхождения названия Flash. С одной стороны, существует мнение, что Flash характеризует высокую скорость записи и стирания информации. С другой стороны, существует и другое мнение, согласно которому Flash характеризует процесс записи, поскольку операция записи требует подачи высокого напряжения на управляющий затвор и сток, то отсюда и английское название Flash (молния).

В настоящее время выпускается два основных типа Flash-памяти:

NOR (Not OR - логическое «НЕ-ИЛИ») - разработана компанией Intel в 1988 году;

NAND (Not AND - логическое «НЕ-И») - разработана компанией Toshiba в 1989 году.

Память типа NOR обеспечивает возможность произвольного чтения-записи данных и быстрое считывание, но при этом относительно медленные схемы записи и стирания. Кроме того, такая память имеет довольно крупные ячейки, что вызывает сложности в изготовлении повышении емкости.

Память типа NAND обеспечивает блочный доступ, быстрые процедуры стирания и записи, дешевизну и простоту наращивания емкости модулей. Данные на Flash-памяти NAND считываются поблочно. Размер единичного блока варьируется от 256 байт до 256 Кбайт. Практически все современные микросхемы позволяют работать с блоками разного размера. Благодаря блочной организации Flash-памяти NAND она дешевле.

В простейшем случае одна ячейка Flash-памяти содержит один бит и может быть выполнена как на одном, так и на двух полевых транзисторах. Сам транзистор включает в себя специальную электрически изолированную область, называемую «плавающим затвором», как показано на рисунке 5.

Этот термин возник из-за того, что потенциал этой области не является стабильным, что позволяет накапливать в ней электроны, то есть, заряд, и именно здесь хранится информация. Наличие или отсутствие заряда кодирует один бит: логическая 1 - заряда нет, 0 - есть. Выше «плавающего» находится управляющий затвор, который является неотъемлемой частью при процессе записи/стирания данных памяти.

При программировании между истоком и стоком, вследствие воздействия положительного поля на управляющем затворе создается канал - поток электронов. Некоторые из электронов благодаря наличию большей энергии преодолевают слой диэлектрика и попадают на плавающий затвор, где могут храниться в течение нескольких лет. Для стирания информации на управляющий затвор подается высокое отрицательное напряжение, и электроны с плавающего затвора переходят на исток.

Процесс записи и стирания вызывает износ ячейки памяти, поэтому микросхемы Flash-памяти характеризуются временем хранения информации (несколько лет) и числом циклов чтения/записи (от 100 тысяч до нескольких миллионов).

2.2.2 Разновидности сменных карт Flash-памяти

На сегодняшний день самыми распространенными являются семь типов сменных носителей на основе Flash-памяти. Шесть из них, реализованные в виде сменных карт памяти, используются в основном в цифровой фото-и видеотехнике, хотя их можно встретить и в других продуктах. Седьмая разновидность - накопители Flash-памяти с интерфейсом USB, которые практически вытеснили 3.5-дюймовые гибкие диски.

CompactFlash (CF).

Карты памяти этого формата были разработаны компанией SanDisk и впервые появились в 1994 году. Карта содержит довольно сложный контроллер, благодаря которому она совместима с адаптерами PCMCIA. Питание может составлять 3.3 или 5 В. Существует два класса карт CompactFlash(Type I и Type II), различающихся толщиной (3.3 и 5 мм) и количеством чипов памяти, которые могут в них поместиться. Стандартный размер карты CF составляет 43*36 мм.

Наличие встроенного контроллера позволяет разрабатывать в форм-факторе CompactFlash различные контроллеры ввода-вывода, например, модемы, адаптеры сотовой связи GSM/GPRS, системы позиционирования GPS, беспроводных сетей Bluetooth и Wi-Fi, миниатюрные фотокамеры.

SmartMedia.

Минусами карт CompactFlash принято считать сравнительно большие размеры и потенциально ненадежный открытый пятидесяти штырьковый разъем. К тому же они в первое время были слишком дорогими. Стремясь предложить решение, которое было бы лишено указанных недостатков, компания Toshiba уже в ноябре 1995 года представила карты типа SmartMedia, лицензию на производство и маркетинг которых в июне 1996 года приобрела Samsung Electronics. До сих пор данные карты остаются самыми тонкими. С целью удешевления из них убрали встроенный контроллер, поэтому они являются исключительно устройствами памяти. Контакты с торца карты перенесены на верхнюю поверхность, напряжений питания два (3.3 или 5 В), но для них выпускаются разные карты. Малая толщина, будучи главным достоинством, не позволяет конкурировать с изделиями других типов по емкости. Некоторое время SmartMedia применялись очень широко, однако в последние годы они утратили большинство своих позиций и в фотокамерах почти не используются. Сегодня выпускается довольно много карманных МР-3 плееров со слотами для этих карт.

MultiMediaCard (MMC).

Карты этого типа были разработаны в 1997 году компаниями SanDisk и Siemens с учетом опыта производства и использования CompactFlasf. Во-первых, изготовители значительно уменьшили габариты, сохранив в то же время встроенный контроллер. Во-вторых, сократили всего до 7 число контактов, сделали их плоскими, перенесли на нижнюю сторону карты и дополнительно защитили от случайных прикосновений перегородками. Для чтения и записи данных используется последовательный интерфейс SPI, требующий только трех контактов. В-третьих, предусмотрели питание, которое может изменяться в пределах от 2.7 до 3.6 В, что удобно для устройств с батарейками или аккумуляторами, которые теряют напряжениепо мере разряда. В-четвертых, обеспечили временную и постоянную защиту от записи, блокировку доступа к данным с помощью пароля.

Разработчики оптимизировали карты ММС для хранения разных типов мультимедийных данных - аудио, видео, фотоснимки, поэтому карты ММС нашли применение в музыкальных МР3-проигрывателях, мобильных телефонах, устройствах GPS, карманных компьютерах и, конечно, в цифровых камерах.

Весной 2004 года были представлены карты памяти Reduced Size MMC (RS-MMC), они отличаются вдвое меньшей длиной, что делает их очень привлекательными носителями для смартфонов и сотовых телефонов, а также МР3-проигрывателей. Однако в фото-и видеокамерах ММС используются всё реже из-за низкой скорости интерфейсаи малой емкости, недостаточной для записи изображений с высоким разрешением.

SecureDigital (SD)

Эти карты памяти были совместно разработаны SanDisk, Toshiba и Panasonic в 1999 году и появились на рынке в 2000 году. За это время они успели стать самыми популярными носителями для цифровых фото-и видеокамер, а также КПК. По сравнению с картами MMC новые носители обладают рядом преимуществ. Внешне карты SD почти не отличаются от предшественников, но имеют на два контакта больше и оснащены переключателем, блокируюшим запись и стирание данных. Они поддерживают криптографическую защиту информации, что и отражает их название. Карты MMC и SD взаимозаменяемы на физическом уровне, однако каждая SD-карта содержит два контроллера: ввода/вывода и системы кодирования (основное отличие от MMC). Размер карты - 24*32*2.1 мм.

Карты SD сегодня применяются в самом широком спектре устройств, слоты для них встречаются в подавляющем большинстве КПК, цифровых камер, во многих карманных МР3-проигрывателях, в приемниках GPS и сотовых телефонах. Для сотовых телефонов, в частности, в 2003 году был предложен уменьшенный по размерам форм-фактор miniSD, который значительно меньше оригинального SD.

Memory stick.

Компания Sony при участии SanDisk разработала к октябрю 1998 года собственный стандарт карт памяти Memory Stick, который и сегодня используется в основном лишь в производимой ею аппаратуре.

По расположению контактов Memory Stick напоминают карты ММС, но на этом сходство их заканчивается. Толщина больше вдвое, длина - в полтора раза. Встроенный контроллер обеспечивает максимальную теоретическую скорость интерфейса до 20 Мбайт/с. Для защиты от записи используется миниатюрный переключатель. Карты предназначены, в первую очередь, для аудио-и видео-записи и воспроизведения. Встроенный контроллер позволяет создавать в форм-факторе Memory Stick различные устройства ввода-вывода: адаптеры Bluetooth, цифровые камеры, приемники GPS, сканеры отпечатков пальцев и т.д. Чтобы усилить интерес к этому стандарту карт памяти, Sony предложила карты уменьшенного вдвое размера, получившие обозначение Duo. В слот для стандартных карт Memory Stick они вставляются с помощью переходника.

xD-Picture Card (eXtreme Digital)

Это единственный стандарт карт Flash-памяти разработанный без участия SanDisk. Он был создан компаниями Olympus и Fujifilm, которые являются одними из ведущих производителей цифровой фотоаппаратуры. Главным назначением карт xD-Picture, представленных в июле 2002 года, является использование в компактных любительских камерах.

Основные преимущества: сниженная себестоимость (экономия на внутреннем контроллере), небольшие размеры (20*25*1.7 мм) и невысокое энергопотредление. Пока карты этого формата используются не очень широко, а из-за ограниченных объемов производства, стоимость таких карт памяти достаточно высока.

TransFlash.

Наиболее миниатюрные на сегодняшний день карты памяти [появились в начале 2004 года и являются разработкой компании SanDisk.

Размеры карты TransFlash существенно меньше, чем даже у miniSD, RS-MMC и xD-Picture. Областями применения названы сотовые телефоны и смартфоны новых поколений, ультракомпактные МР3-проигрыватели и фотокамеры. В картах данного типа предусмотрена поддержка защиты авторских прав при хранении аудиозаписей, планируется использование шифрования для безопасного хранения конфиденциальной пользовательской информации. С помощью разработанного SanDisk специального адаптера, эти карты можно применять в устройствах со слотами для карт SD.

Для ввода/вывода данных и работы с наиболее распространенными картами Flash-памяти используются специальные устройства - мультиформатные картовода (Card Reader), в которые интегрированы слоты для подключения различных карт памяти. В свою очередь, Card Reader подключается к компьютеру посредствам интерфейса USB. Пример такого устройства, позволяющего работать с картами 11 типов (11 in 1, CF I, CF II, Microdrive, SD, SMC, MMC, RS-MMC, MS, MS Pro, MS Duo, xD). В настоящее время известны устройства класса 18 in 1.



3. Выбор оптимального носителя инормации

Мы рассмотрели основные виды внешних запоминающих устройств. Я думаю, что самыми выгодными и надежными являются Flash-карты. А какие именно?Их же сейчас большое количество. Давайте разберемся.

Характеристики карт Flash-памяти.( табл.1)

Характеристики	Compact Flash Type I	SmartMedia	MultiMedia Card	Reduced Size MMC	Memory Stick	Memory StickDuo	Secure Digital	miniSD	xD-Picture Card	TransFlash
Встроенный контроллер	+	-	+	+	+	+	+	+	-	н/д
Скорость интерфейса Мб/с.	16	-	2.5	2.5	20	20	10	10	-	н/д
Число контактов	50	22	7	7	10	10	9	11	18	8
Напряжение питания,В.	3.3 (5.0)	2.7 - 3.6	3.3	2.7-3.6
Рабочие температуры	0-70	0-55	-25-85	0-60	0-60	-25-85	0-55	-25-85
Длина(мм)	36.4	45	32	18	50	20	32	21	25	11
Ширина (мм)	42.8	37	24	24	21.5	31	24	20	20	15
Толщина (мм)	3.3	0.76	1.4	1.4	2.8	1.6	2.1	1.4	1.7	1
Вес,г.	11.4	1.8	1.5	1.6	4	2	2	1	2	0.4

Из данной таблицы мы видим, что Flash-карты различны как по внешнему строению, так и по внутреннему.

Какую flash- карту выбрать?

Существует множество компаний, производящие карты памяти: TRANSCEND, APACER, KINGSTOUN, KINGMAX, все фирмы хорошие, разница лишь в скорости передачи информации, и небольшая в цене. Конечно есть еще фирмы, но на них внимание лучше не заострять.

Итак, вы задались вопросом - какую флеш карту выбрать? На этот вопрос вы должны ответить сами, так сами решаете для чего нужна вам флеш карта. Здесь нужно запомнить одно несложное отличие, что определенный вид флеш карт подходят к разным телефонам, а именно из-за того, что имеют разный вольтаж. К примеру карты с маркировкой DV RS-MMC (DV RS-MMC - Dual Voltage RS-MMC), имеют вольтаж в 1,8V и 3V. Другие телефоны, распознающие MiniSD видеть не станет. Будьте внимательны при покупке.

Главное на что стоит обратить внимание при покупке карт памяти - это производитель. В этом деле нужно не продешевить, лучше переплатить в магазине 10-15% стоимости и взять карту, произведенную и менитым производителем, чем сэкономить денежные средства и взять полурабочий «труп». К примеру, одними из самых дешевых карт памяти на нашем рынке есть карты фирмы KingMax, как показала практика, каждая вторая карта - нерабочая. Но цена для могих покупателей является, если не самых главным фактором при выборе запоминающего устройства,но точно играющим роль.

Проанализируем price-лист одного из супермаркетов под названием «Компьютерный электрозон».(табл.2)

Из этой таблицы очень хорошо видно, что цена на flash-карты, с одним и тем же объемом памяти, разная, некоторые имеют различия в цене 100%, что следует из качества данного устройства.

Фирма производитель	Цена (руб)
Флеш-диск USB 2Гб Silicon Power Touch 810 ( SP002GBUF2810V1B )	200.0
SONY Memory Stick PRO DUO MagicGate Mark2 2Gb	405.0
SanDisk Memory Stick PRO DUO MagicGate 2Gb	354.0
Kingston microSecureDigital (microSD) Memory Card 2Gb	225.0
Transcend <TS2GSDC> SecureDigital (SD) Memory Card 2Gb	204.0



Заключение

Итак, мной подробно были изучены внешние запоминающие устройства персонального компьютера как самые надежные и удобные средства для хранения информации. Я сравнила разные типы устройств, выявила их преимущества и недостатки. Ответила на вопрос: какие ВЗУ являются наиболее выгодны и надежны.

Но чтобы вас не разочаровала даже самая дорогая flash-карта, следует знать как же с ней работать, именно поэтому я решила в конце своей работы дать несколько рекомендаций.

Электростатический разряд может повредить электронные компоненты. Прежде чем прикасаться к карте памяти, убедитесь, что на вас нет статического электричества, прикоснувшись к заземленному металическому объекту.

Избегайте касания позолоченных контактов карты памяти.

Оберегайте карту памяти от источников тепла, прямых солнечных лучей, и влажности.

Не изгибайте и не бросайте карты памяти.

Во избежание потери данных или повреждения карты памяти никогда не отключайте карту памяти во время передачи информации.

Это далеко не всё, что можно рассказать о внешних запоминающих устройствах, но всё же достаточно для формирования первоначального взгляда. Объяснять можно много, но лучше всё же один раз попробовать самому, чем сто раз услышать, как это здорово и удобно.



Список используемой литературы

Башлы П.Н. Информатика. Учебное пособие. - Ростов н/Д: Феникс, 2006.

Гук М. Аппаратные средства РС: Энциклопедия. - СПб.: Питер, 1999.

Леонтьев В.П. “Новейшая энциклопедия ПК” 2003г.

Журнал “Хакер” №10(70) за окт. 2004г

Журнал “PC- магазин” за авг. 2003г.

http://www.ferra.ru/online/storage/25367

http://price.electrozon.ru/catalog/list/01/0011843?f=156631;&brand=&cat=

http://more-it.ru/view_page.php?id=10

http://ru.wikipedia.org/wiki/

http://www.xserver.ru/user/vnesh/2.shtml

Размещено на Allbest.ru