1-freelance.ru

Журнал "Фрилансер"
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Билет № 4Внешняя память ели информации (гибкие диски, жесткие диски, диски CD-ROM, магнитооптические диски и пр. ) и их основные характеристики

Билет № 4
Внешняя память компьютера.
Носители информации (гибкие диски, жесткие диски, диски CD-ROM, магнитооптические диски и пр.) и их основные характеристики

Внешняя (долговременная) память — это место длительного хранения данных (программ, результатов расчётов, текстов и т.д.), не используемых в данный момент в оперативной памяти компьютера. Внешняя память, в отличие от оперативной, является энергонезависимой. Носители внешней памяти, кроме того, обеспечивают транспортировку данных в тех случаях, когда компьютеры не объединены в сети (локальные или глобальные).

Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя (устройства, обеспечивающего запись и (или) считывание информации) и устройства хранения — носителя .

Основные виды накопителей:

  • накопители на гибких магнитных дисках (НГМД);
  • накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД);
  • накопители на магнитной ленте (НМЛ);
  • накопители CD-ROM, CD-RW, DVD.

Им соответствуют основные виды носителей:

  • гибкие магнитные диски ( Floppy Disk ) (диаметром 3,5’’ и ёмкостью 1,44 Мб; диаметром 5,25’’ и ёмкостью 1,2 Мб (в настоящее время устарели и практически не используются, выпуск накопителей, предназначенных для дисков диаметром 5,25’’, тоже прекращён)), диски для сменных носителей;
  • жёсткие магнитные диски ( Hard Disk );
  • кассеты для стримеров и других НМЛ;
  • диски CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD.

Запоминающие устройства принято делить на виды и категории в связи с их принципами функционирования, эксплуатационно-техническими, физическими, программными и др. характеристиками. Так, например, по принципам функционирования различают следующие виды устройств: электронные, магнитные, оптические и смешанные – магнитооптические. Каждый тип устройств организован на основе соответствующей технологии хранения/воспроизведения/записи цифровой информации. Поэтому, в связи с видом и техническим исполнением носителя информации, различают: электронные, дисковые и ленточные устройства.

Основные характеристики накопителей и носителей:

  • информационная ёмкость;
  • скорость обмена информацией;
  • надёжность хранения информации;
  • стоимость.

Остановимся подробнее на рассмотрении вышеперечисленных накопителей и носителей.

Принцип работы магнитных запоминающих устройств основан на способах хранения информации с использованием магнитных свойств материалов. Как правило, магнитные запоминающие устройства состоят из собственно устройств чтения/записи информации и магнитного носителя , на который, непосредственно осуществляется запись и с которого считывается информация. Магнитные запоминающие устройства принято делить на виды в связи с исполнением, физико-техническими характеристиками носителя информации и т.д. Наиболее часто различают: дисковые и ленточные устройства. Общая технология магнитных запоминающих устройств состоит в намагничивании переменным магнитным полем участков носителя и считывания информации, закодированной как области переменной намагниченности. Дисковые носители, как правило, намагничиваются вдоль концентрических полей – дорожек, расположенных по всей плоскости дискоидального вращающегося носителя. Запись производится в цифровом коде. Намагничивание достигается за счет создания переменного магнитного поля при помощи головок чтения/записи. Головки представляют собой два или более магнитных управляемых контура с сердечниками, на обмотки которых подается переменное напряжение. Изменение величины напряжения вызывает изменение направления линий магнитной индукции магнитного поля и, при намагничивании носителя, означает смену значения бита информации с 1 на 0 или с 0 на 1.

Дисковые устройства делят на гибкие ( Floppy Disk ) и жесткие ( Hard Disk ) накопители и носители. Основным свойством дисковых магнитных устройств является запись информации на носитель на концентрические замкнутые дорожки с использованием физического и логического цифрового кодирования информации. Плоский дисковый носитель вращается в процессе чтения/записи, чем и обеспечивается обслуживание всей концентрической дорожки, чтение и запись осуществляется при помощи магнитных головок чтения/записи, которые позиционируют по радиусу носителя с одной дорожки на другую.

Для операционной системы данные на дисках организованы в дорожки и секторы. Дорожки (40 или 80) представляют собой узкие концентрические кольца на диске. Каждая дорожка разделена на части, называемые секторами . При чтении или записи устройство всегда считывает или записывает целое число секторов независимо от объёма запрашиваемой информации. Размер сектора на дискете равен 512 байт. Цилиндр — это общее количество дорожек, с которых можно считать информацию, не перемещая головок. Поскольку гибкий диск имеет только две стороны, а дисковод для гибких дисков — только две головки, в гибком диске на один цилиндр приходится две дорожки. В жестком диске может быть много дисковых пластин, каждая из которых имеет две (или больше) головки, поэтому одному цилиндру соответствует множество дорожек. Кластер (или ячейка размещения данных) — наименьшая область диска, которую операционная система использует при записи файла. Обычно кластер — один или несколько секторов.

Перед использованием дискета должна быть форматирована, т.е. должна быть создана её логическая и физическая структура.

Дискеты требуют аккуратного обращения. Они могут быть повреждены, если

  • дотрагиваться до записывающей поверхности;
  • писать на этикетке дискеты карандашом или шариковой ручкой;
  • сгибать дискету;
  • перегревать дискету (оставлять на солнце или около батареи отопления);
  • подвергать дискету воздействию магнитных полей.

Накопители на жестких дисках объединяют в одном корпусе носитель (носители) и устройство чтения/записи , а также, нередко, и интерфейсную часть , называемую контроллером жесткого диска . Типичной конструкцией жесткого диска является исполнение в виде одного устройства — камеры, внутри которой находится один или более дисковых носителей, помещённых на один ось, и блок головок чтения/записи с их общим приводящим механизмом. Обычно, рядом с камерой носителей и головок располагаются схемы управления головками, дисками и, часто, интерфейсная часть и (или) контроллер. На интерфейсной карте устройства располагается собственно интерфейс дискового устройства, а контроллер с его интерфейсом располагается на самом устройстве. С интерфейсным адаптером схемы накопителя соединяются при помощи комплекта шлейфов.

Принцип функционирования жёстких дисков аналогичен этому принципу для ГМД.

Основные физические и логические параметры ЖД.

  • Диаметр дисков . Наиболее распространены накопители с диаметром дисков 2.2, 2.3, 3.14 и 5.25 дюймов.
  • Число поверхностей — определяет количество физических дисков, нанизанных на ось.
  • Число цилиндров — определяет, сколько дорожек будет располагаться на одной поверхности.
  • Число секторов — общее число секторов на всех дорожках всех поверхностей накопителя.
  • Число секторов на дорожке — общее число секторов на одной дорожке. Для современных накопителей показатель условный, т.к. они имеют неравное число секторов на внешних и внутренних дорожках, скрытое от системы и пользователя интерфейсом устройства.
  • Время перехода от одной дорожки к другой обычно составляет от 3.5 до 5 миллисекунд, а у самых быстрых моделей может быть от 0.6 до 1 миллисекунды. Этот показатель является одним из определяющих быстродействие накопителя, т.к. именно переход с дорожки на дорожку является самым длительным процессом в серии процессов произвольного чтения/записи на дисковом устройстве.
  • Время установки или время поиска — время, затрачиваемое устройством на перемещение головок чтения/записи к нужному цилиндру из произвольного положения.
  • Скорость передачи данных , называемая также пропускной способностью , определяет скорость, с которой данные считываются или записываются на диск после того, как головки займут необходимое положение. Измеряется в мегабайтах в секунду (MBps) или мегабитах в секунду (Mbps) и является характеристикой контроллера и интерфейса.

В настоящее время используются в основном жёсткие диски ёмкостью от 10 Гб до 80 Гб. Наиболее популярными являются диски ёмкостью 20, 30, 40 Гб.

Кроме НГМД и НГМД довольно часто используют сменные носители. Довольно популярным накопителем является Zip. Он выпускается в виде встроенных или автономных блоков, подключаемых к параллельному порту. Эти накопители могут хранить 100 и 250 Мб данных на картриджах, напоминающих дискету формата 3,5’’, обеспечивают время доступа, равное 29 мс, и скорость передачи данных до 1 Мб/с. Если устройство подключается к системе через параллельный порт, то скорость передачи данных ограничена скорость параллельного порта.

К типу накопителей на сменных жёстких дисках относится накопитель Jaz. Ёмкость используемого картриджа — 1 или 2 Гб. Недостаток — высокая стоимость картриджа. Основное применение — резервное копирование данных.

В накопителях на магнитных лентах (чаще всего в качестве таких устройств выступают стримеры ) запись производится на мини-кассеты. Ёмкость таких кассет — от 40 Мб до 13 Гб, скорость передачи данных — от 2 до 9 Мб в минуту, длина ленты — от 63,5 до 230 м, количество дорожек — от 20 до 144.

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 распространенными 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. Воз-можно, именно из-за большой емкости он и называется универсальным. Правда, на сего-дня 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 объем 4,7 Гбайт (их часто называют DVD-5, т.е. диски емкостью 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 объема требующих хранения данных и выбирается тип DVD-диска. Если речь идет о фильмах, то на двусторонних дисках часто хранят две версии одной картины — одна широкоэкранная, вторая в классическом телевизионном формате.

Таким образом, здесь приведён обзор основных устройств внешней памяти с указанием их характеристик.

Персональный компьютер

Современные компьютеры имеют много разнообразных запоминающих устройств, которые сильно отличаются между собой по назначению, временным характеристикам, объёму хранимой информации и стоимости хранения одинакового объёма информации. Различают два основных вида памяти — внутреннюю и внешнюю.

Внешняя (долговременная) память — это место длительного хранения данных (программ, результатов расчётов, текстов и т.д.), не используемых в данный момент в оперативной памяти компьютера. Внешняя память, в отличие от оперативной, является энергонезависимой. Носители внешней памяти, кроме того, обеспечивают транспортировку данных в тех случаях, когда компьютеры не объединены в сети (локальные или глобальные).
Целостность её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер. В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором. Информация от ВЗУ к процессору и наоборот циркулирует примерно по следующей цепочке:

В состав внешней памяти компьютера входят:

  • накопители на жёстких магнитных дисках ;

Жесткий диск (Hard Disk) предназначен для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером: программ операционной системы, часто используемых пакетов программ, различных данных.
Жесткий диск
— это магнитный диск, который устанавливается в системном блоке компьютера. Внешне этот диск представляет собой герметичную металлическую коробку, внутри которой расположен сам диск, магнитные головки чтения-записи, механизмы вращения диска и перемещения головок. Хотя говорят «диск», на самом деле жесткий диск состоит из нескольких дисков, нанизанных на общую ось. Запись информации производится на обе стороны каждого диска. Соответственно, имеется необходимое количество магнитных головок. Наличие жесткого диска значительно повышает удобство работы с компьютером. В настоящее время компьютеры без жесткого диска не используются. Правда, если компьютер включен в локальную компьютерную сеть, то он может работать без собственного жесткого диска, но тогда он использует жесткий диск центрального компьютера. Для пользователя жесткие диски отличаются друг от друга прежде всего своей емкостью . Современные жесткие диски имеют емкость от одного до десятков гигабайт (Гб).

  • накопители на гибких магнитных дисках ;

Гибкие магнитные диски (дискеты) бывают двух типов: (3,5″ — 8 мм) и (5,25″ — 133 мм). Тип определяется диаметром диска, находящегося внутри пластиковой коробки. Сама пластиковая коробка выполняет функцию защиты от внешних воздействий.

Объем дискеты зависит 1. от плотности записи на дорожке, которая бывает:

  • одинарной (SD — Single Density),
  • двойной (DD — Double Density),
  • четырехкратной (QD — Quadruple Density),
  • высокой (HD — High Density);
  • односторонняя (Single Sided — SS),
  • двухсторонняя (Double Sided — DS).
  • дотрагиваться до записывающей поверхности;
  • писать на этикетке дискеты карандашом или шариковой ручкой;
  • сгибать дискету;
  • перегревать дискету (на солнце или около батареи отопления);
  • подвергать дискету воздействию магнитных поля.
  • накопители на магнито-оптических компакт-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.

Рис. Магнитный диск

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 емкости 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 объем 4,7 Гбайт (их часто называют DVD-5, т.е. диски емкостью 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 объема требующих хранения данных и выбирается тип DVD-диска. Если речь идет о фильмах, то на двусторонних дисках часто хранят две версии одной картины — одна широкоэкранная, вторая в классическом телевизионном формате

  • накопители на магнитной ленте (стримеры ) и др.


Внутренние стриммеры с кассетой


Внешние стриммеры с картриджами

Внешний стриммер с кассетой

Внешний переносной стриммер

Внутренняя память

В состав внутренней памяти входят оперативная память, кэш-память и специальная память.

1. Оперативная память

Оперативная память (ОЗУ, англ. RAM, Random Access Memory — память с произвольным доступом) — это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами. Оперативная память используется только для временного хранения данных и программ , так как, когда машина выключается, все, что находилось в ОЗУ, пропадает . Доступ к элементам оперативной памяти прямой — это означает, что каждый байт памяти имеет свой индивидуальный адрес. Обычно ОЗУ исполняется из интегральных микросхем памяти SDRAM (синхронное динамическое ОЗУ). Каждый информационный бит в SDRAM запоминается в виде электрического заряда крохотного конденсатора, образованного в структуре полупроводникового кристалла. Из-за токов утечки такие конденсаторы быстро разряжаются, и их периодически (примерно каждые 2 миллисекунды) подзаряжают специальные устройства. Этот процесс называется регенерацией памяти (Refresh Memory). Микросхемы SDRAM имеют ёмкость 16 — 256 Мбит и более. Они устанавливаются в корпуса и собираются в модули памяти. . Большинство современных компьютеров комплектуются модулями типа DIMM (Dual-In-line Memory Module — модуль памяти с двухрядным расположением микросхем). В компьютерных системах на самых современных процессорах используются высокоскоростные модули Rambus DRAM (RIMM) и DDR DRAM .

Микросхемы памяти RIMM (сверху) и DIMM (снизу)

Рис. Микросхемы памяти RIMM (сверху) и DIMM (снизу)

Модули памяти характеризуются такими параметрами, как объем —(16, 32, 64, 128, 256 или 512 Мбайт), число микросхем, паспортная частота (100 или 133 МГц), время доступа к данным (6 или 7 наносекунд) и число контактов (72, 168 или 184). В 2001 г. начинается выпуск модулей памяти на 1 Гбайт и опытных образцов модулей на 2 Гбайта .

2. Кэш-память

Кэш (англ. cache), или сверхоперативная память — очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором 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 подкачивает их в кэш-память. При этом возможны как «попадания» , так и «промахи» . В случае попадания, то есть, если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэше отсутствует, то процессор считывает её непосредственно из оперативной памяти. Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования. Кэш-память реализуется на микросхемах статической памяти SRAM (Static RAM), более быстродействующих, дорогих и малоёмких, чем DRAM (SDRAM). Современные микропроцессоры имеют встроенную кэш-память , так называемый кэш первого уровня размером 8, 16 или 32 Кбайт. Кроме того, на системной плате компьютера может быть установлен кэш второго уровня ёмкостью 256, 512 Кбайт и выше.

3. Специальная память

К устройствам специальной памяти относятся постоянная память (ROM), перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory), память CMOS RAM , питаемая от батарейки, видеопамять и некоторые другие виды памяти. Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory — память только для чтения) — энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержание памяти специальным образом » зашивается » в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать. Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) — энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого с дискеты. 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. Важнейшая микросхема постоянной или Flash-памяти — модуль BIOS. Роль BIOS двоякая: с одной стороны это неотъемлемый элемент аппаратуры, а с другой строны — важный модуль любой операционной системы. 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. Разновидность постоянного ЗУ — CMOS RAM . CMOS RAM — это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы.

Рис. Интегральные схемы BIOS и CMOS

Содержимое CMOS изменяется специальной программой Setup , находящейся в BIOS (англ. Set-up — устанавливать, читается «сетап»). Для хранения графической информации используется видеопамять . Видеопамять (VRAM) — разновидность оперативного ЗУ, в котором хранятся закодированные изображения. Это ЗУ организовано так, что его содержимое доступно сразу двум устройствам — процессору и дисплею. Поэтому изображение на экране меняется одновременно с обновлением видеоданных в памяти.

ВНЕШНЯЯ ПАМЯТЬ КОМПЬЮТЕРА

память — и; ж. 1) а) Способность запоминать, сохранять и воспроизводить в сознании прежние впечатления. Хорошая па/мять на числа. Зрительная па/мять. Па/мять на людей. Па/мять на лица. Потерять память … Словарь многих выражений

память — и; ж. 1. Способность запоминать, сохранять и воспроизводить в сознании прежние впечатления. Хорошая п. на числа. Зрительная п. П. на людей. П. на лица. Потерять память. П. отшибло. Памяти нет. П. изменяет. // Запас хранимых в сознании впечатлений … Энциклопедический словарь

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО/РЕЗЕРВНАЯ ПАМЯТЬ — (backing store) Компьютерное запоминающее устройство, дополняющее внутреннюю память компьютера, удерживает информацию, обращение к которой в данный момент не требуется. Другие названия: auxiliary storage (вспомогательное запоминающее устройство) … Словарь бизнес-терминов

Файл — совокупность связанных записей (кластеров), хранящихся во внешней памяти компьютера и рассматриваемых как единое целое. Обычно файл однозначно идентифицируется указанием имени файла, его расширения и пути доступа к файлу. Каждый файл состоит из… … Финансовый словарь

Накопитель — I м. Тот, кто занимается накоплением чего либо (имущества, денег и т.п.). II м. 1. Механизм, техническое устройство, основной функцией которых является накопление чего либо. 2. Устройство для длительного хранения информации; внешняя память… … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

Накопитель — I м. Тот, кто занимается накоплением чего либо (имущества, денег и т.п.). II м. 1. Механизм, техническое устройство, основной функцией которых является накопление чего либо. 2. Устройство для длительного хранения информации; внешняя память… … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

Система управления иерархией запоминающих устройств — система автоматического перемещения редко используемых файлов жестких дисков на вторичные запоминающие устройства со сменными носителями. Система HSM также обеспечивает: резервное копирование данных; зеркальное дублирование дисков; горячее… … Финансовый словарь

жёсткий — [7/5] Жёсткий диск, винчестер. От англ. «hard disk». Накопительная, внешняя память компьютера. – О, запиши мне этот фильм! – Хорошо, он у меня дома на жёстком валяется. Компьютерный сленг … Cловарь современной лексики, жаргона и сленга

КОМПЬЮТЕР — устройство, выполняющее математические и логические операции над символами и другими формами информации и выдающее результаты в форме, воспринимаемой человеком или машиной. Первые компьютеры использовались главным образом для расчетов, т.е.… … Энциклопедия Кольера

Специалист (компьютер) — У этого термина существуют и другие значения, см. Специалист. Специалист Тип Домашний компьютер Выпущен 1987 Процессор КР580ИК80А либо КР580ВМ80А Память ОЗУ 32/48 КБ, ПЗУ 2 12 КБ … Википедия

Внутренняя и внешняя память компьютера

Внутренняя памятьвключает все виды запоминающих устройств, расположенных на материнской плате. В состав внутренней памяти входят следующие устройства.

1. Оперативная память или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)служит для хранения команд и данных, необходимых процессору для выполнения опера­ций. Это памятьпозволяет обратиться к любой ячейке, поэтому называется также памятьюс произвольным доступом (RAM- память).Отличается высоким быстродействием. К основному недостатку относится исчезновение данных после выключения электропитания.

2. Кэш-память или сверхоперативная памятьочень быстрое запоминающее устройство, которое сохраняет текущие данные и предоставляет их процессору при необходимости. Отличается значительным быстродействием. К недостаткам относится более сложныйпроцесс изготовления, и соответственно, большая стоимость.

3. Специальная память имеет несколько составляющих:

постоянная память или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) предназначе­на только для чтения(ROM-память), энергонезависимая, содержание памяти «зашивается» при изготов­лении и в процессе эксплуатации не меняется;

перепрограммируемая постоянная память допускает многократную перезапись, энергонезависимая, содержит базовую систему ввода/вывода (BIOS), которая необходима дляавтоматического тестирования и загрузки операционной системы при включении компьютера;

память с питанием от батарейки является разновидностью постоянной памяти и служит для хранения времени, даты и данных о конфигурации системы;

видеопамять предназначена для хранения видеоданных, которые доступны одновременно процессору и монитору.

Внешняя памятьвключает устройства (накопители), расположенные вне материнской платы и имеющие носители с разным принципом действия.

Носитель —это физическая среда или материальный объект, структура которых используется для хранения данных, в дисковом магнитном накопителе, например, это ферромагнитный слой на поверхности диска.

Накопители —это запоминающие устройства, предназначенные для долговременного хранения больших объемов данных при отсутствии электропитания. В зависимости от принципиальной основы носителя различают накопители магнитного, оптического и полупроводникового типа.

Накопитель на магнитных дисках(жесткий диск, винчестер) — это основное устройство долговременного хранения данных и программ, основанное на магнитном принципе записи. Магнитный накопитель собирается в герметичном корпусе, внутри которого соосно располагается несколько дисков. Каждый диск с двух сторон покрыт ферромагнитным слоем, поверхность диска разделена на дорожки и сектора (отформатирована). Диск вращается относительно магнитных головок, с помощью которых производится сохранение и считывание данных. Данные сохраняются в форме дорожки микроскопических намагниченных участков – доменов, намагниченность которых регистрируется как последовательность логических единиц.

Накопитель на оптических дисках (CD-ROM) –это устройство для долговременного хранения больших объемов данных, записанных с более высокой плотностью, чем на магнитном диске. Принцип действия основан на считывании данных с помощью лазерного луча, который отражается от поверхности диска. В качестве носителя данных выступает металлизированная поверхность компакт-диска (CD), на которой нанесена спиральная дорожка. Цифровая запись на дорожке компакт-диска сохраняется в виде последовательности участков, которые называются pit (точка, углубление) и land (поверхность). Логическая единица кодируется переходом между углублением и поверхностью. Последовательность углублений, в которой закодирована запись, наносят либо штамповкой с матрицы, либо прижиганием участков дорожки лучом лазера.

Компакт-диски изготавливаются из полипропилена, на поверхность которого наносится многослойное покрытие, включающее так называемый активный слой. В зависимости от соотношения покрытий, материала активного слоя, ширины дорожки различают компакт-диски разного устройства и назначения:

CD-R – диски, которые позволяют выполнить однократную запись и неограниченное количество считываний;

CD-RW – диски для многоразовой записи, перезаписи и чтения данных;

DVD – диски для многоразовой записи с повышенной плотностью данных.

Основной недостаток дисковых накопителей выражается в наличии электромеханического привода, который ограничивает надежность, ресурс, вес и размеры устройств.

Флэш-накопитель – устройствополупроводникового типа для долговременного энергонезависимого хранения данных, которое реализовано на основе микросхемы памяти. В качестве носителя данных выступает массив полупроводниковых ячеек, расположенных внутри микросхемы. Принцип действия полупроводникового накопителя основан на записи и стирании электрического заряда в ячейке полупроводниковой структуры. Благодаря компактности, дешевизне, механической прочности и низкому энергопотреблению флеш-накопитель все шире используется в компьютерной технике и успешно заменяет устройства памяти предыдущих поколений.

Монитор

Монитор является одной из основных составляющих базовой конфигурации компьютера. К распространенным причисляют следующие типы мониторов.

1. Мониторы на основе электронно-лучевой трубки относятся к предыдущему поколению мониторов. Формирование изображения основано на свечении люминофора под воздействием электронного пучка, который создается и управляется электродной системой внутри вакуумной колбы. Основные недостатки выражаются в необходимости поддержания вакуума и высокого напряжения для ускорения электронного пучка, в наличии вредных для организма излучений, а также в больших размерах и весе устройства.

2. Жидкокристаллические мониторы являются плоскопанельными устройствами, которые превосходят электронно-лучевые по многим параметрам, в частности, по толщине, весу, энергопотреблению. Принцип действия ЖК-мониторов основан на повороте плоскости поляризации света, проходящего через ячейку с жидким кристаллом. Угол поворота поляризации определяет интенсивность проходящего света и зависит от напряжения, приложенного к жидкокристаллической ячейке. Совокупность ячеек образует матричную структуру, которая характеризуется размером и разрешающей способностью. Размер монитора оценивается по длине его диагонали в дюймах, а разрешающая способность определяется количеством ячеек (пикселей) по горизонтали и вертикали монитора. Например, для монитора с размером 19 дюймов оптимальное разрешение составляет 1280×960.

3. Сенсорные мониторы – плоскопанельные координатные устройства, сочетающие функции вывода визуальных данных с выбором и вводом отдельных элементов данных или меню путем прикосновения к поверхности монитора. Сенсорные мониторы позволяет создать гибкий интуитивный интерфейс, который широко используется в карманных и планшетных устройствах. В зависимости от принципа действия различают сенсорные мониторы следующих типов[28].

Резистивные мониторыотличаются многослойной поверхностью экрана, на которой в момент нажатия возникает контакт между слоями с одновременной регистрацией электрического сигнала и координат места контакта. Резистивные сенсорные экраны дёшевы и стойки к загрязнению. Недостатками являются невысокая долговечность и недостаточная вандалоустойчивость.

Проекционно-ёмкостные мониторы основаны на регистрации координат при изменении ёмкости между сеткой электродов на экране и телом человека в момент прикосновения. Емкостные мониторы допускают использование толстых защитных стекол, поэтому применяются в уличных автоматах.

Поверхностно-акустические мониторы оснащены пьезоэлектрическими излучателями, которые распространяют поверхностно-акустическую волну (ПАВ) по поверхности экрана. Прикосновение к экрану меняет картину распространения акустических колебаний, что позволяет вычислить координаты места возмущения. Экраны на ПАВ отличаются большим ресурсом, применяются в основном в игровых автоматах или в охраняемых справочных системах.

Инфракрасные сенсорные панели покрыты сеткой горизонтальных и вертикальных инфракрасных лучей, которые при касании к монитору прерываются и выдают данные о координатах контакта. Такие панели не допускают загрязнений, поэтому имеют ограниченное применение, например, в образовательных учреждениях в качестве интерактивных панелей большого размера.

В связи с массовым распространением телефонов, смартфонов, планшетных компьютеров сенсорные мониторы являются самым востребованным средством вывода в мобильной компьютерной технике.

Дата добавления: 2016-11-26 ; просмотров: 5760 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Жесткий диск является внешней памятью

§ 2 . 5.5 Долговременная (внешняя) память компьютера

Долговременная (внешняя) память — это энергонезависимая па­мять, предназначенная для длительного хранения информации.

Процессор не имеет прямого доступа к содержимому внешней памяти. Чтобы процессор мог обработать данные из долговременной памяти, они должны быть сначала загружены в оперативную память. Основные устройства долговременной памяти: жёсткие магнитные диски ( HDD ), стримеры, твердотельные диски ( SDD ), оптические диски( CD , DVD , BD ), устройства flash -памяти.

Жёсткий магнитный диск ( HDD )

Основным устройством внешней памяти является жёсткий магнитный диск.

Внутри жёсткого диска находятся одна или несколько пластин, наса­ женных на общий шпиндель. Данные обычно записываются на обеих сто­ронах каждой пластины, хотя в некоторых жёстких дисках производите­ли наряду с двухсторонними пластинами могут использовать и односто­ ронние. Запись и чтение информации осуществляется с помощью магнитных головок чтения/записи. Под пластинами располагается двигатель, который вра­щает их. В современных HDD скорость вра­щения 7200, 10000 и 15000 оборотов в минуту.

В процессе записи цифровая информация, хранящаяся в оперативной памяти, преобразуется в переменный электрический ток, который посту­пает на магнитную головку, а затем передается на магнитный диск, но уже в виде магнитного поля. После прекращения действия внешнего поля на поверхности диска образуются зоны остаточной намагниченности.

Перед использованием жёсткого диска необходимо выполнить опера­цию его форматирования. Форматирование включает в себя три этапа:

1. Низкоуровневое форматирование диска. При этом процессе на жёстком диске создаются физические структуры: дорожки, сек­торы, управляющая информация. Этот процесс выполняется заводом-изготовителем на пластинах, которые не содержат ещё ника­кой информации.

2. Разбиение на разделы. Этот процесс разбивает жёсткий диск на ло­гические диски (С:, D : и т. д.). Эту функцию выполняет операцион­ная система.

3. Высокоуровневое форматирование. Этот процесс также выполня­ется операционной системой и зависит от её типа. При высокоуров­ невом форматировании создаются логические структуры, ответ­ственные за правильное хранение файлов, а также, в некоторых случаях, системные загрузочные файлы в начале диска.

Рассмотрим подробнее, что происходит с диском при низкоуровневом форматировании. Как уже было сказано выше, пластины жёсткого диска делятся на круговые дорожки, дорожки разделяются радиально на секторы. В результате образуются клеточки – блоки, кластеры (англ. cluster). Объём одного кластера составляет от 512 до 4096 байтов (файловые системы FAT , NTFS ). Одинако во расположенные дорожки на всех сторонах пластин образуют цилиндр (рис. 2.29).

image2

Ранее для разметки жёстких дисков использовалось стандартное форматирование, при котором количество блоков на всех дорожках пластин было одинаковым. В современных жёстких дисках используется зонная запись. При зонной записи дорожки внешнего края диска разбиваются на большее число секторов, чем внутренние, создавая кластеры примерно одинаковых размеров. Дорожки с одинако­ вым количеством секторов образуют зону (рис. 2.30).

Метод зонной записи позволил значительно увеличить ёмкость жёстких дисков.

Ёмкость современных жёстких дисков измеряется сотнями гигабай­тов. Существуют жёсткие диски объемом 1 терабайт и более.

Для повышения надёжности хранения данных, а также для повыше­ния скорости чтения/записи информации при работе с большими объёмами данных используются массивы из нескольких дисков, управля­емых контроллером и воспринимаемых компьютерной системой как еди­ное целое, RAID -массивы. Существуют несколько типов RAID -массивов отличающихся друг от друга способом записи информации. Например, в массивах RAID 1 используется принцип зеркального дублирования, когда все данные одновременно записываются на два жестких диска. Это повышает надёжность хранения инфор­мации. В массивах RAID 0 используется идея чередования, когда чтение и запись параллельно ведутся на несколько жёстких дисков. Записывае­ мый файл разбивается на части определённого размера и посылается одно­временно на все имеющиеся накопители. Это увеличивает скорость работы с диском.

RAID 2-3 самостоятельно найти в Интернете и законспектировать (назначение, достоинства, недостатки).

Твердотельные диски ( SSD )

Самостоятельно найти в Интернете и законспектировать (назначение, достоинства, недостатки).

Жёсткие диски изначально создавались в качестве внутренних устройств и не были предназначены для резервного копирования и переноса информации с одного компьютера на другой. Около 15 лет назад самым распространённым устройством, предназначенным для этих це­лей, были дискеты (гибкие магнитные диски). Однако их ёмкость по со­временным меркам была очень мала (1,44 Мбайта), поэтому на смену им пришли оптические диски CD (компакт-диски), позволяющие хранить достаточно большие объёмы информации (650—800 Мбайт) и намного пре­восходящие дискеты по степени надёжности. Для работы с компакт-дис­ками на компьютере необходим специальный привод с красным лазером (780 нм).

Различают диски «только для чтения» ( CD — ROM ), изготавливаемые промышленным способом, для однократной записи ( CD — R ) и для много­кратной записи ( CD — RW ). Диски последних двух типов предназначены для записи на специальных пишущих оптических накопителях. Все типы дисков имеют одинаковую структуру хранения информации. Данные с помощью луча красного лазера записываются на спиральную дорожку, идущую от центра диска к его периферии. Вдоль дорожки располагаются углубления, называемые питами ( pit — «углубление»). На записывае­мых дисках питы имитируются тёмными пятнами специального регист­рирующего слоя, получившимися в результате нагрева нужного участка лазером. Чередованием углублений и промежутков между ними и коди­руется любая информация.

DVD — цифровой многоцелевой диск имеющий такой же размер, как и CD , но более плотную структуру рабочей поверхности, что позволяет хранить и считывать больший объём информации за счёт использования красного лазера с меньшей длиной волны (650 нм.).

Существуют диски, на которых запись информации произво­дится в два слоя. В зависимости от указанных выше параметров, DVD -диски могут иметь объем 4,7 Гбайт или 8,5 Гбайт.

Все компакт-диски (и CD , и DVD ) имеют одинаковую структуру хране­ния информации. Данные записываются в виде спиральной дорожки , идущей от центра диска к его периферии. Скорость чтения/записи опти­ческих приводов измеряется в единицах, кратных базовой скорости (обо­значается 16х, 24х, 48х и т. д.). Для приводов CD базовая скорость равна 150 Кбайт/с, для DVD — 1,385 Мбайт/с.

Blu — ray ( Blu — ray Disc ) является названием формата оптического диска следующего поколения. У Blu — Ray – дисков запись и чтение выполняет си­не-фиолетовый лазер (405 нм). Меньшая длина вол­ны позволяет сделать дорожку данных тоньше, что приводит к значительному увеличению ёмкости носителя. Формат был разработан для обеспечения возможности записи, перезаписи и воспроизведения видео высокого разрешения ( HD — video ), а также для хранения больших объемов данных. Ёмкость нового формата — от 25 до 50 Гб.

По устройству flash -память (флэш-память) напоминает микросхему динамической энергозависимой памяти, в которой вместо конденсаторов в ячейках памяти установлены транзисторы. При подаче напряжения транзистор принимает одно из фиксированных положений — закрытое или открытое. Он остаётся в этом положении до тех пор, пока на не будет подан новый электрический заряд, изменяющий его состояние. Таким об­разом, последовательность логических нулей и единиц формируется в этом типе памяти подобно статической памяти; закрытые для прохождения электрического тока ячейки распознаются как ло­гические единицы, открытые — как логические нули. Flash -память позволяет быстро записывать или считывать данные и хранит их при отсутствии питания. Эта особенность позволяет ис­пользовать микросхемы flash -памяти в качестве альтернативы компакт-дискам и жёстким дискам.

USB Flash Drive (флэш-накопитель) — устройство на основе flash -памяти для хранения и переноса данных с одного компьютера на другой. Флэш-пшять заключена в корпус, напоминающий по внешнему виду брелок. Ингерфейс подключения к компьютеру — USB . Ёмкость со­временных флэш-накопителей достигает 16-64 Гбайт, и продолжает рас­ти быстрыми темпами.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Диск двд не читает на компьютере
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector