Устройство для работы с внешней памятью

Вопрос № 28. Устройства внешней памяти. Принцип работы и характеристики

Внешняя память — это память, реализованная в виде внешних (относительно материнской платы) запоминающих устройств (ВЗУ) с разными принципами хранения информации.

ВЗУ предназначены для долговременного хранения информации любого вида и характеризуются большим объемом памяти и низким по сравнению с ОЗУ быстродействием.

Под внешней памятью компьютера подразумевают обычно как устройства для чтения / записи информации — накопители, так и устройства, где непосредственно хранится информация — носители информации.

Как правило, для каждого носителя информации существует свой накопитель. А такое устройство как винчестер, совмещает в себе и носитель, и накопитель.

Носителями информации во внешней памяти современных компьютеров являются магнитные и оптические диски, магнитные ленты и некоторые другие.

Основными типами устройств внешней (долговременной) памяти по способу записи являются:

В персональных компьютерах к устройствам внешней памяти относятся:

  • Накопители на гибких магнитных дисках, предназначенные для чтения / записи информации на гибкие диски (дискеты);
  • Накопители на жестких магнитных дисках, или винчестеры;
  • дисководы для работы с лазерными (оптическими) дисками;
  • стримеры, предназначенные для чтения / записи информации на магнитные ленты;
  • Магнито-оптические дисководы для работы с магнито-оптическими дисками;

· Устройства энергонезависимой памяти (флэш-память).

  • Емкость (объем) — максимальное количество информации (объем данных), который можно записать на носитель.
  • Быстродействие определяется временем доступа к нужной информации, временем ее считывания/записи и скоростью передачи данных.

Емкость внешней памяти в сотни и тысячи раз превышает емкость оперативной памяти или вообще неограниченная, когда речь идет о накопителях со сменными носителями.
Но обращение к внешней памяти требует гораздо большего времени, так как быстродействие внешней памяти существенно меньше, чем оперативной.

Принцип работы магнитных запоминающих устройств

В основе магнитной записи лежит преобразование цифровой информации (в виде 0 и 1) в переменный электрический ток, который сопровождается переменным магнитным полем. В результате поверхность магнитных носителей разделяется на ненамагниченные участки (0) и намагниченные (1).

У компьютеров ранних поколений функции внешней памяти выполняли перфоленты иперфокарты, а также магнитные ленты. Магнитные ленты являются устройствами с последовательным доступом (данные можно читать или записывать только последовательно, при нарушении порядка приходится долго ждать, пока лента будет перемотана в нужное место.

КОНСУЛЬТАЦИЯ ЮРИСТА


УЗНАЙТЕ, КАК РЕШИТЬ ИМЕННО ВАШУ ПРОБЛЕМУ — ПОЗВОНИТЕ ПРЯМО СЕЙЧАС

8 800 350 84 37

Сейчас в качестве носителей используют магнитные и оптические диски. Эти устройства являются устройствами с произвольным доступом, т.к. любую часть данных позволяют получить за одно и то же время. Магнитные диски бывают гибкие ижесткие.

Гибкий магнитный диск

Floppy Disk Drive (приводы или дисководы флоппи-дисков (гибких дисков)) в качестве носителя информации используют дискеты — носители небольшого объема информации, которые предназначены для переноса информации с одного компьютера на другой.

Диск находится внутри пластикового конверта, который защищает его от механических повреждений. Для того, чтобы прочитать или записать информацию, неоюходимо вставить дискету в дисковод для гибких магнитных дисков. Дискета автоматически в нем фиксируется, после чего механизм накопителя раскручивается до частоты вращения 360 об/мин. В накопителе вращается сама дискета, магнитные головки остаются неподвижными. Дискета вращается только при обращении к ней. Накопитель связан с процессором через контроллер гибких дисков.

Жесткий магнитный диск

Винчестеры или накопители на жестких дисках – это внешняя память большого объема, предназначенная для долговременного хранения информации, объединяющая в одном корпусе сам носитель информации и устройство записи/чтения.

По сравнению с дисководами винчестеры обладают рядом очень ценных преимуществ: объем хранимых данных неизмеримо больше (достигает сотни Гбайт ), время доступа у винчестера на порядок меньше.
Единственный недостаток: они не предназначены для обмена информацией (это касается стационарных, т.е. встраиваемых в корпус компьютера винчестеров, в настоящее время существуют сменные винчестеры).
Физические размеры винчестеров стандартизированы параметром, который называют форм-фактором (form factor).

Винчестер состоит из нескольких жестких (чаще алюминиевых) дисков, с нанесенным на поверхность магнитным слоем и расположенных друг под другом. Каждому диску соответствует пара головок записи/чтения. Зазор между головками и. поверхностью дисков составляет 0,00005–0,00001 мм. Скорость вращения дисков в зависимости от модели находится в пределах 3600–7800 об./мин.
При включенном компьютере диски винчестера постоянно крутятся, даже когда нет обращения к винчестеру, таким образом экономится время на его разгон.

Лазерный диск

CD-ROM ( англ. Compact Disk Real Only Memory — постоянное запоминающее устройство на основе компакт диска.

Компакт-диск диаметром 120 мм изготовлен из полимера и покрыт металической пленкой. Информация считывается именно с этой металлической пленки, которая покрывается полимером, защищающим данные от повреждения.

CD-R(Сompact Disk Recorder) — записываемый диск емкостью до 700 Мбайт.

На дисках CD-R отражающий слой выполнен из золотой пленки. Между этим слоем и основой расположен регистрирующий слой из органического материала, темнеющего при нагревании. В процессе записи лазерный луч нагревает выбранные точки слоя, которые темнеют и перестают пропускать свет к отражающему слою, образуя участки, аналогичные впадинам.

CD-RW(Сompact Disk ReWritable) — диск, позволяющий записывать и перезаписывать информацию.

Дисковод CD-RW позволяет записывать и читать диски CD-R и CD-RW, читать диски CD-ROM.

DVD(Digital Versatile Disk) -универсальный цифровой диск.

Flash – диски (карты)

Flash-память — это энергонезависимый тип памяти, позволяющий записывать и хранить данные в микросхемах.
Устройства на основе flash-памяти не имеют в своём составе движущихся частей, чтообеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах.

Flash-память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный корпус. Для записи или считывания информации накопители подключаются к компьютеру через USB-порт. Информационная емкость карт памяти от 256 Мбайт до 64 Гбайт. Устройства для чтения – картридер.

Читайте так же:  Дисциплинарная ответственность в отношении аудиторов предусмотрена

Дата добавления: 2015-11-05 ; просмотров: 3121 | Нарушение авторских прав

Источник: http://lektsii.org/3-55721.html

Внешняя память персонального компьютера

Устройства внешней памяти (внешние запоминающие устройства) весьма разнообразны и могут быть классифицированы по целому ряду признаков: по виду носителя, типу конструкции, по принципу записи и чтения информации, методу доступа и т. д. Классификация внешних запоминающих устройств по виду носителя приведена на рис. 3.8.

Рис. 3.8. Классификация внешних запоминающих устройств по виду носителя

В зависимости от вида носителя все внешние запоминающие устройства можно подразделить на ленточные, дисковые и твердотельные накопители.

Для хранения информации на ленточных накопителях используется узкая пластиковая лента с магнитным покрытием. Лента намотана на бобину (катушку) и протягивается лентопротяжным механизмом вдоль блока головок чтения/записи. Запись данных на ленту проводится путем перемагничивания частиц магнитного слоя ленты при прохождении их вдоль головок записи. Чтение записанных данных выполняется при прохождении ранее намагниченного участка ленты вдоль головок чтения.

Ленточные накопители подразделяются на два типа – бобинные и кассетные. В персональных компьютерах используются только последние, и для чтения/записи данных на них используются специальные устройства – стримеры, по принципу действия аналогичные бытовому магнитофону.

Достоинствами ленточных накопителей являются:

■ большая емкость (до 4 Тб);

К недостаткам следует отнести:

■ высокая стоимость стримеров;

■ низкая скорость доступа к данным.

Второй недостаток обусловлен последовательным доступом к данным на магнитной ленте. Для того чтобы обратиться к нужному участку ленты для чтения или записи, часто требуется ее перемотка, которая может продолжаться несколько десятков секунд. По этой причине ленточные накопители не находят в настоящее время широкого применения. Они используются лишь крупными организациями для архивации и резервного копирования данных.

Дисковый накопитель представляет собой круглый пластиковый диск с магнитным или полимерным покрытием. В отличие от ленточных накопителей, чтение данных с дисков и запись на них выполняется радиально путем вращения диска вокруг своей оси и перемещения блока головок чтения/записи на определенное количество шагов. Другими словами, диски относятся к носителям информации с прямым доступом. Это означает, что возможно непосредственное обращение к фрагменту дисковой памяти независимо от текущего положения головок чтения/записи накопителя. По этой причине процедура чтения/записи информации выполняется во много раз быстрее, чем на ленточных накопителях.

Дисковые накопители подразделяются на магнитные, оптические и комбинированные носители информации. К магнитным дискам относятся два типа накопителей:

■ гибкие магнитные диски (floppy-диски, FDD, дискеты);

■ жесткие магнитные диски (HDD, «винчестеры»).

Чтение/запись информации на магнитных дисках проводится так же, как и на магнитных лентах, но значительно быстрее из-за прямого доступа к нужным участкам дисковой памяти.

Оптический диск – носитель, чтение информации с которого и запись на который выполняются лазерным лучом. Он представляет собой пластиковый диск с отражающим поверхностным слоем. Запись информации на оптический диск осуществляется путем изменения коэффициента отражения поверхностного слоя. Это изменение происходит в результате перехода отражающего слоя из кристаллического агрегатного состояния в аморфное за счет разогрева лазерным лучом. Чтение записанных данных выполняется также лазерным лучом, но меньшей интенсивности, чтобы избежать разогрева отражающего слоя.

В настоящее время распространены оптические диски следующих типов:

■ CD (Compact Disk);

■ DVD (Digital Video Disk);

Комбинированный дисковый накопитель – носитель информации, сочетающий свойства магнитных и оптических носителей, из-за чего и получивший свое второе название – магнитооптический диск. При изготовлении магнитооптических дисков на их поверхность наносится ферромагнитный слой. Запись информации на диск выполняется следующим образом. Лазерный луч разогревает участок дорожки диска выше температуры точки Кюри, после чего магнитный импульс изменяет намагниченность материала. Чтение информации с диска также выполняется лазерным лучом, но меньшей интенсивности.

Магнитооптические диски бывают следующих типов:

■ магнитооптический диск стандарта ISO;

■ магнитооптический компакт-диск CD-MO;

Достоинствами магнитооптических дисков являются:

■ слабая подверженность механическим повреждениям и магнитным полям;

■ высокое качество записи;

■ большое число циклов удаления/записи информации (до 10 млн.);

■ высокая скорость передачи данных, обеспечиваемая большой скоростью вращения диска (3000 – 3600 об/мин);

■ возможность использования различных интерфейсов (IDE, USB, SCSI).

К недостаткам следует отнести:

■ высокое энергопотребление из-за использования лазеров большой мощности для разогрева поверхности;

■ высокую стоимость как самих дисков, так и дисководов.

Твердотельный накопитель (SSD) – внешнее запоминающее устройство, построенное на основе микросхем памяти. В отличие от ленточных и дисковых накопителей, твердотельные не содержат движущихся механических частей.

Твердотельные накопители используются в портативных и карманных компьютерах, в бытовых приборах, таких как мобильные телефоны, фотоаппараты и др., а также в качестве съемных внешних запоминающих устройств. Кроме того, существуют так называемые гибридные жесткие диски, в которых скомбинированы жесткий диск как основной накопитель и твердотельный накопитель, используемый для кэширования жесткого диска. Применение гибридного жесткого диска вместо обычного увеличивает срок службы устройства, его производительность и снижает энергопотребление.

Различают два вида твердотельных накопителей:

■ накопители на основе памяти, подобной оперативной памяти компьютера (RAM SSD);

■ накопители на основе флэш-памяти (Flash SSD).

Накопители RAM SSD построены на использовании энергозависимой памяти, такой же, какая используется в оперативном запоминающем устройстве персонального компьютера, и характеризуются сверхвысокой скоростью поиска, чтения и записи информации. Основным недостатком RAM SSD является их высокая стоимость – от 80 до 800 долларов США за гигабайт памяти. Поэтому они используются, в основном, для ускорения работы крупных систем управления базами данных и мощных графических станций. Такие накопители, как правило, оснащены аккумуляторами для сохранения информации при отключении системы электропитания, а более дорогие модели – системами резервного копирования информации.

Флэш-накопители построены на использовании энергонезависимой памяти. Они появились относительно недавно (в 1988 г.), но благодаря более низкой стоимости по сравнению с RAM SSD получили широкое распространение среди пользователей. До недавнего времени флэш-накопители использовались в основном в виде USB-накопителей и накопителей на магнитных картах памяти (SD, MS, XD, MMC и др.). В настоящее время существуют флэш-накопители, по емкости и быстродействию не уступающие жестким дискам, а по некоторым другим параметрам – превосходящие их.

Читайте так же:  Как подать о неуплате алиментов

Преимуществами твердотельных накопителей по сравнению с жесткими дисками являются:

■ высокая скорость чтения/записи информации, иногда превосходящая пропускную способность интерфейса SATA или SCSI жесткого диска;

■ полное отсутствие шума, связанное с отсутствием движущихся механических частей;

■ высокая механическая стойкость;

■ широкий диапазон рабочей температуры;

■ стабильность времени чтения файлов независимо от их расположения и степени фрагментации;

■ малые габариты и вес;

■ малая чувствительность к внешним электромагнитным полям.

К недостаткам следует отнести:

■ ограниченное количество циклов удаления/записи информации (для обычных флэш-накопителей – до 10 тыс., для более дорогостоящих – до 100 тыс.);

■ несовместимость со многими версиями операционной системы Microsoft Window, которая не учитывает специфики твердотельных накопителей и дополнительно изнашивает их;

■ высокая стоимость, прямо пропорциональная емкости в отличие от жестких дисков, стоимость которых растет медленнее при увеличении емкости.

Дата добавления: 2015-09-20 ; просмотров: 763 | Нарушение авторских прав

Источник: http://lektsii.org/1-89885.html

Внешняя память компьютера (стр. 1 из 2)

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.

Видео (кликните для воспроизведения).

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:

скорость обмена информацией;

надёжность хранения информации;

Остановимся подробнее на рассмотрении вышеперечисленных накопителей и носителей.

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;

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.

Читайте так же:  Какие есть военные билеты

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.

Источник: http://mirznanii.com/a/110212/vneshnyaya-pamyat-kompyutera

Устройство для работы с внешней памятью

Внешняя (вспомогательная) память — это долговременная энергонезависимая память для хранения данных (программ, текстов, расчетов и т.д.).

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:

Реализуется этот вид памяти внешними запоминающими устройствами (материальными носителями информации), расположенными, как правило, в системном блоке или вне его.
Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя и носителя.

Накопители — устройства для записи и (или) считывания информации.
Носители — устройства для хранения информации.

Основные виды накопителей:

  • накопители на гибких магнитных дисках (НГМД);
  • накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД);
  • накопители CD-ROM, CD-RW, DWD.

Им соответствуют основные виды носителей:

  • гибкие магнитные диски(Floppy Disk);
  • жесткие магнитные диски (Hard Disk);
  • диски CD-ROM,CD-R,CD-RW, DWD.

Основные характеристики накопителей и носителей:

  • информационная емкость;
  • скорость обмена информацией;
  • надежность хранения информации;
  • стоимость.

В основу записи, хранения и считывания информации из внешней памяти положены два принципа — магнитный и оптический. Благодаря этим принципам обеспечивается сохранение информации и после выключения компьютера.

Принцип работы магнитных запоминающих устройств

В основе магнитной записи лежит преобразование цифровой информации (в виде 0 и 1) в переменный электрический ток, который сопровождается переменным магнитным полем. В результате поверхность магнитных носителей разделяется на ненамагниченные участки (0) и намагниченные (1).

У компьютеров ранних поколений функции внешней памяти выполняли перфоленты и перфокарты, а также магнитные ленты. Магнитные ленты являются устройствами с последовательным доступом (данные можно читать или записывать только последовательно, при нарушении порядка приходится долго ждать, пока лента будет перемотана в нужное место.

Сейчас в качестве носителей используют магнитные и оптические диски. Эти устройства являются устройствами с произвольным доступом, т.к. любую часть данных позволяют получить за одно и то же время. Магнитные диски бывают гибкие и жесткие.

Гибкий магнитный диск

Floppy Disk Drive (приводы или дисководы флоппи-дисков (гибких дисков)) в качестве носителя информации используют дискеты — носители небольшого объема информации, которые предназначены для переноса информации с одного компьютера на другой.

Диск находится внутри пластикового конверта, который защищает его от механических повреждений. Для того, чтобы прочитать или записать информацию, неоюходимо вставить дискету в дисковод для гибких магнитных дисков. Дискета автоматически в нем фиксируется, после чего механизм накопителя раскручивается до частоты вращения 360 об/мин. В накопителе вращается сама дискета, магнитные головки остаются неподвижными. Дискета вращается только при обращении к ней. Накопитель связан с процессором через контроллер гибких дисков.

Любой магнитный диск первоначально не готов к работе. Для приведения его в рабочее состояние он должен быть отформатирован, т.е. должна быть создана структура диска. При форматировании поверхность диска делится на магнитные концентрические дорожки, разделенные на секторы. Количество дорожек и секторов зависит от типа и формата дискеты. Сектор хранит минимальное количество информации, которая может быть записана на диск или считана. Ёмкость сектора постоянна и составляет 512 байтов.

Читайте так же:  Может ли профсоюз защитить работника от увольнения

В настоящее время наибольшее распространение получили дискеты со следующими характеристиками: диаметр 3,5 дюйма (89 мм), ёмкость 1,44 Мбайт, число дорожек 80, количество секторов на дорожках 18.

Жесткий магнитный диск

Винчестеры или накопители на жестких дисках – это внешняя память большого объема, предназначенная для долговременного хранения информации, объединяющая в одном корпусе сам носитель информации и устройство записи/чтения.

По сравнению с дисководами винчестеры обладают рядом очень ценных преимуществ: объем хранимых данных неизмеримо больше (достигает сотни Гбайт ), время доступа у винчестера на порядок меньше.
Единственный недостаток: они не предназначены для обмена информацией (это касается стационарных, т.е. встраиваемых в корпус компьютера винчестеров, в настоящее время существуют сменные винчестеры).
Физические размеры винчестеров стандартизированы параметром, который называют форм-фактором (form factor).

Винчестер состоит из нескольких жестких (чаще алюминиевых) дисков, с нанесенным на поверхность магнитным слоем и расположенных друг под другом. Каждому диску соответствует пара головок записи/чтения. Зазор между головками и. поверхностью дисков составляет 0,00005–0,00001 мм. Скорость вращения дисков в зависимости от модели находится в пределах 3600–7800 об./мин.
При включенном компьютере диски винчестера постоянно крутятся, даже когда нет обращения к винчестеру, таким образом экономится время на его разгон.

Логическая структура жестких дисков отличается от логической структуры гибких дисков. Минимальным адресуемым элементом является кластер, который содержит несколько секторов.

CD-ROM ( англ. Compact Disk Real Only Memory — постоянное запоминающее устройство на основе компакт диска.

Компакт-диск диаметром 120 мм изготовлен из полимера и покрыт металической пленкой. Информация считывается именно с этой металлической пленки, которая покрывается полимером, защищающим данные от повреждения.

Принцип цифровой записи на лазерный диск отличается от принципа магнитной записи.

Закодированная информация наносится на диск лазерным лучом, который создает на поверхности микроскопические впадины, разделяемые плоскими участками. Цифровая информация представляется черелдованием впадин (кодирование нуля) и отражающих свет островков (кодирование единицы). Информация, нанесенная на диск, не может быть изменена.

Считывание информации с диска происходит за счет регистрации изменений интенсивности отраженного от алюминиевого слоя излучения маломощного лазера. Приемник или фотодатчик определяет, отразился ли луч от гладкой поверхности(фиксируется 1), был рассеян или поглощен (фиксируется 0). 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.

В отличие от магнитных дисков лазерный диск имеет всего одну физическую дорожку в форме спирали, идущей от наружного диаметра диска к внутреннему.

Емкость CD-ROM достигает 780 Мбайт.

CD-R (Сompact Disk Recorder) — записываемый диск емкостью до 700 Мбайт.

На дисках CD-R отражающий слой выполнен из золотой пленки. Между этим слоем и основой расположен регистрирующий слой из органического материала, темнеющего при нагревании. В процессе записи лазерный луч нагревает выбранные точки слоя, которые темнеют и перестают пропускать свет к отражающему слою, образуя участки, аналогичные впадинам.

CD-RW (Сompact Disk ReWritable) — диск, позволяющий записывать и перезаписывать информацию.

Дисковод CD-RW позволяет записывать и читать диски CD-R и CD-RW, читать диски CD-ROM.

DVD (Digital Versatile Disk) -универсальный цифровой диск.

Имея те же габариты, что обычный компакт-диск, те же разновидности, и похожий принцип работы, он вмещает от 4,7 до 17 Гбайт информации. В отличие от компакт дисков DVD записываются с обеих сторон, на каждой стороне могут быть нанесены один или два слоя информации. Односторонние однослойные DVD диски имеют объем 4,7 Гбайта, двусторонние двухслойные — 17 Гбайт.

Flash – диски (карты)

ü
Flash-память — это энергонезависимый тип памяти, позволяющий записывать и хранить данные в микросхемах.
Устройства на основе flash-памяти не имеют в своём составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах.

Источник: http://dpk-info.ucoz.ru/publ/31-1-0-46

Устройства хранения информации компьютера. Внутренняя и внешняя память вомпьютера (стр. 1 из 2)

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

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

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

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

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

Читайте так же:  В сличительной ведомости недостача

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

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

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

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

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

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

Видеокарта – это плата с микросхемами, которая служит для форматирования изображения на экране. Все, что мы видим на экране монитора, создано процессом с помощью видеокарты. На видеокарте находятся микросхемы памяти, в которых хранится создаваемое изображение. Объем памяти видеокарт 128, 256, 512 Мб .

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

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

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

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

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

Емкость CD-ROM диска составляет более 600 Мб.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Видео (кликните для воспроизведения).

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

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


Источник: http://mirznanii.com/a/308892/ustroystva-khraneniya-informatsii-kompyutera-vnutrennyaya-i-vneshnyaya-pamyat-vompyutera
Устройство для работы с внешней памятью
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here