Внешние запоминающие устройства

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО "ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

ФАКУЛЬТЕТ ЭКОНОМИКИ И УПРАВЛЕНИЯ

КАФЕДРА "ЭКОНОМИЧЕСКАЯ КИБЕРНЕТИКА"


КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине "Экономическая информатика"

на тему: "Внешние запоминающие устройства"


Выполнила: студентка группы 13ээ1

Голяшкина Екатерина

Проверил: к.э.н., доцент

Самыгин Д.Ю.


Пенза, 2013

Содержание


Введение

. Характеристика внешней памяти компьютера

.1 Виды памяти компьютера и накопителей

.2 Классификация запоминающих устройств

. Обзор внешних магнитных носителей

.1 Накопители прямого доступа

.2 Накопители на жестких магнитных дисках

.3 Накопитель на оптических дисках

.4 Карты памяти

Заключение

Список используемой литературы


Введение


Помимо оперативной памяти, компьютеру необходима дополнительная память для долговременного размещения данных. Такие устройства называются ВЗУ (внешние запоминающие устройства). На сегодняшний день не существует универсального ВЗУ, которое может быть использовано как постоянное и переносное одновременно, и при этом быть доступным рядовым пользователям.

Актуальность темы исследования обоснована эволюционным переходом к информационному обществу. Информацию необходимо сохранять на носителях, не зависящих от наличия напряжения, и таких размеров, которые превышают возможности всех современных видов первичной памяти. Сравнительно долговременное хранилище данных, расположенное вне системной платы компьютера, называется вторичным хранилищем данных. 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 сеть. Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя и устройства хранения - носителя.

Цель моей работы: исследовать внешнюю память компьютера, ее виды и классификации, провести анализ внешних магнитных носителей.

Для достижения поставленной цели предлагается решить следующие задачи:

- рассмотреть виды памяти компьютера;

рассмотреть виды накопителей;

проанализировать классификацию запоминающих устройств;

исследовать накопители прямого доступа;

исследовать накопители на оптических дисках;

рассмотреть карты памяти.


1. Характеристика внешней памяти компьютера


1.1 Виды памяти компьютера и накопителей


Запоминающие устройства предназначены для записи, хранения и считывания информации, а также обмена с другими устройствами. Наиболее важные характеристики памяти: тип, емкость, скорость.

Существует два типа памяти, использующие различные базовые логические элементы:

ПЗУ (постоянное запоминающее устройство).

ОЗУ (оперативно запоминающее устройство).

Современные модули памяти реализуются в виде специальных микросхем, емкость которых измеряется в мегабитах. А для человека проще обозначения емкости памяти в мегабайтах, например, минимальный объем оперативной памяти нового компьютера составляет 1 ГБ (1024МБ).

Кэш-память - это быстродействующая буферная память, используемая компьютером для обработки информации, хранящейся в более медленных запоминающих устройствах, что способствует повышению общей производительности системы.

В современных компьютерах кэш-память расположена в процессоре и содержит информацию, необходимую ему в первую очередь. Обычно она реализуется в двух уровнях. Раньше быстрая кэш-память первого уровня располагалась в процессоре, а более медленная и объемная кэш-память второго уровня реализовалась в дорогих микросхемах статической памяти, которые устанавливались на материнских платах.

Оперативная память (ОЗУ) - это достаточно дорогая часть аппаратуры персонального компьютера, оказывающая значительное влияние на его производительность. Из ОЗУ процессор берет программы и исходные данные для обработки, туда же записываются полученные результаты. Однако при выключении компьютера ее содержимое стирается.

При обработке информации процессором может произойти обращение к любой ячейке оперативной памяти. Название "оперативная" получила из-за высокой скорости работы.

Постоянная память (ПЗУ) служит для хранения постоянной программной и справочной информации. Ее важнейшей функцией является хранение базовой системы ввода-вывода, программ тестирования и начальной загрузки. Обращение к этой памяти происходит медленнее, чем к оперативной, но информация в ней хранится постоянно, даже после выключения компьютера.

В широком смысле постоянная память означает память, которая записывается один раз, причем повторная запись в эту память невозможна. Другое, не менее широкое определение этого термина - память, данные в которой не теряются после выключения компьютера. Однако в более узком смысле этот термин применяют в основном для обозначение микросхемы, в которую записана часть программного обеспечения, называемая BIOS (Basic Input Output System - базовая система ввода-вывода). Микросхемы BIOS можно подразделить на три основных типа:

память однократной записи (Read Only Memory, ROM);

память с возможностью перезаписи (Programmable ROM, PROM;

память с возможностью перезаписи без извлечения из компьютера (Electrically Erasable Programmable ROM, EEPROM).

Запоминающие устройства принято делить на виды и категории в связи с их принципами функционирования. Так, например, по принципам функционирования различают следующие виды устройств: электронные, магнитные, оптические и смешанные. 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 виды накопителей:

накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД);

накопители на магнитной ленте (НМЛ);

накопители CD, DVD, Blu-ray.

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. 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. Запись производится в цифровом коде.

Магнитный диск представляет собой основу с магнитным покрытием, которая вращается внутри дисковода вокруг оси. Магнитное покрытие используется в качестве запоминающего устройства. Накопитель на жестких магнитных дисках - НЖМД (HDD).


.2 Классификация запоминающих устройств


В настоящее время существует большое количество различных типов ЗУ, используемых в ЭВМ и системах. Большое количество существующих типов обусловливает различия в структурной и системной памяти ЭВМ. Требуемые характеристики памяти достигаются не только за счет применения ЗУ с соответствующими характеристиками, но в значительной степени за счет особенностей ее структуры и алгоритмов функционирования.

Память ЭВМ почти всегда является "узким местом", ограничивающим производительность компьютера. Поэтому в ее организации используется ряд приемов, улучшающих временные характеристики памяти и, следовательно, повышающих производительность ЭВМ в целом.

Классификация запоминающих устройств и систем памяти позволяет выделить общие и характерные особенности их организации, систематизировать базовые принципы и методы, положенные в основу их реализации и использования.

Один из возможных вариантов классификации ЗУ представлен на рис.3. В нем устройства памяти подразделяются по двум основным критериям: по функциональному назначению (роли или месту в иерархии памяти) и принципу организации.



При разделении ЗУ по функциональному назначению иногда рассматривают два класса: внутренние и внешние ЗУ ЭВМ. Такое деление первоначально основывалось на различном конструктивном расположении их в ЭВМ. В настоящее время, например, накопители на жестких магнитных дисках, традиционно относимые к внешним ЗУ, конструктивно располагаются непосредственно в основном блоке компьютера. Поэтому разделение на внешние и внутренние ЗУ имеет в ряде случаев относительный, условный характер. Обычно к внутренним ЗУ относят устройства, непосредственно доступные процессору, а к внешним - такие, обмен информацией которых с процессором происходит через внутренние ЗУ.

Общий вид иерархии памяти ЭВМ представлен на рис.4. На нем показаны различные типы ЗУ, причем поскольку рисунок обобщенный, то не все из представленных на нем ЗУ обязательно входят в состав ЭВМ, а характер связей между устройствами может отличаться от показанного на рис. 2.


Рис. 2. Возможный состав системы памяти ЭВМ


. Верхнее место в иерархии памяти занимают регистровые ЗУ, которые входят в состав процессора и часто рассматриваются не как самостоятельный блок ЗУ, а просто как набор регистров процессора. Такие ЗУ в большинстве случаев реализованы на том же кристалле, что и процессор, и предназначены для хранения небольшого количества информации (до нескольких десятков слов, а в RISC-архитектурах - до сотни), которая обрабатывается в текущий момент времени или часто используется процессором. Это позволяет сократить время выполнения программы за счет использования команд типа регистр-регистр и уменьшить частоту обменов информацией с более медленными ЗУ ЭВМ. Обращение к этим ЗУ производится непосредственно по командам процессора.

. Следующую позицию в иерархии занимают буферные ЗУ. Их назначение состоит в сокращении времени передачи информации между процессором и более медленными уровнями памяти компьютера. Буферная память может устанавливаться на различных уровнях, но здесь речь идет именно об указанном ее местоположении. Ранее такие буферные ЗУ в отечественной литературе называли сверхоперативными, сейчас это название практически полностью вытеснил термин "кэш-память" или просто кэш.

Принцип использования буферной памяти во всех случаях сводится к одному и тому же. Буфер представляет собой более быстрое (а значит, и более дорогое), но менее емкое ЗУ, чем то, для ускорения работы которого он предназначен. При этом в буфере размещается только та часть информации из более медленного ЗУ, которая используется в настоящий момент.

. Еще одним (внутренним) уровнем памяти являются служебные ЗУ. Они могут иметь различное назначение. Одним из примеров таких устройств являются ЗУ микропрограмм, которые иногда называют управляющей памятью. Другим - вспомогательные ЗУ, используемые для управления многоуровневой памятью. В управляющей памяти, использующейся в ЭВМ с микропрограммным управлением, хранятся микропрограммы выполнения команд процессора, а также различных служебных операций.

Вспомогательные ЗУ для управления памятью представляют собой различные таблицы, используемые для быстрого поиска информации в разных ступенях памяти, отображения ее свойств, очередности перемещения между ступенями и пр.

. Следующим уровнем иерархии памяти является оперативная память. Оперативное ЗУ (ОЗУ) является основным запоминающим устройством ЭВМ, в котором хранятся выполняемые в настоящий момент процессором программы и обрабатываемые данные, резидентные программы, модули операционной системы и т.п.

Эта память используется в качестве основного запоминающего устройства ЭВМ для хранения программ, выполняемых или готовых к выполнению в текущий момент времени, и относящихся к ним данных. В оперативной памяти располагаются и компоненты операционной системы, необходимые для ее нормальной работы. Информация, находящаяся в ОЗУ, непосредственно доступна командам процессора, при условии соблюдения требований защиты.

. Еще одним уровнем иерархии ЗУ может являться дополнительная память, которую иногда называли расширенной или массовой.

Это могла быть ферритовая память или даже память на магнитных дисках. Конечно, она была более медленной, а хранимая в ней информация сперва передавалась в оперативную память и только оттуда попадала в процессор. При записи путь был обратный.

. В состав памяти ЭВМ входят также ЗУ, принадлежащие отдельным функциональным блокам компьютера. Формально эти устройства непосредственно не обслуживают основные потоки данных и команд, проходящие через процессор. Их назначение обычно сводится к буферизации данных, извлекаемых из каких-либо устройств и поступающих в них.

Типичным примером такой памяти является видеопамять графического адаптера, которая используется в качестве буферной памяти для снижения нагрузки на основную память и системную шину процессора.

Другими примерами таких устройств могут служить буферная память контроллеров жестких дисков, а также память, использовавшаяся в каналах (процессорах) ввода-вывода для организации одновременной работы нескольких внешних устройств.

Емкости и быстродействие этих видов памяти зависят от конкретного функционального назначения обслуживаемых ими устройств. Для видеопамяти, например, объем может достигать величин, сравнимых с оперативными ЗУ, а быстродействие - даже превосходить быстродействие последних.

. Следующей ступенью памяти, ставшей фактически стандартом для любых ЭВМ, являются жесткие диски. В этих ЗУ хранится практически вся информация, которая используется более или менее активно, начиная от операционной системы и основных прикладных программ и кончая редко используемыми пакетами и справочными данными.

Емкость этой ступени памяти, которая может включать в свой состав до десятков дисков, обеспечивая хранение очень большого количества данных, зависит от области применения ЭВМ. Типовая емкость жесткого диска, составляющая на начало 2000-х годов десятки гигабайт, удваивается примерно каждые полтора года.

. Все остальные запоминающие устройства можно объединить с точки зрения функционального назначения в одну общую группу, охарактеризовав ее как группу внешних ЗУ. Под словом "внешние" следует подразумевать то, что информация, хранимая в этих ЗУ, в общем случае расположена на носителях не являющихся частью собственно ЭВМ. Под это определение подпадают компакт диски, накопители на сменных магнитных дисках и магнитооптические диски, твердотельные (флэш) диски и флэш-карты, стримеры, внешние винчестеры и др. Естественно, что параметры этих устройств достаточно различны. Функциональное назначение их обычно сводится либо к архивному хранению информации, либо к переносу ее од одного компьютера к другому.

Особенности организации ЗУ определяются, в первую очередь, используемыми технологиями, логикой их функционирования, а также некоторыми другими факторами. Эти особенности и соответствующие разновидности ЗУ перечисляются ниже.

. По функциональным возможностям ЗУ можно разделять: - на простые, допускающие только хранение информации; - многофункциональные, которые позволяют не только хранить, но и перерабатывать хранимую информацию без участия процессора непосредственно в самих ЗУ.

. По возможности изменения информации различают ЗУ: - постоянные (или с однократной записью); - односторонние (с перезаписью или перепрограммируемые); - двусторонние.

В постоянных ЗУ (ПЗУ) информация заносится либо при изготовлении, либо посредством записи, которая может быть выполнена только однократно.

Односторонними называют ЗУ, которые имеют существенно различные времена записи и считывания информации. Наиболее распространенными типами таких ЗУ являются перепрограммируемые постоянные ЗУ или компакт-диски с перезаписью - CD-RW. Время записи в устройствах этих типов значительно превышает время считывания информации.

Двусторонние ЗУ имеют близкие значения времен чтения и записи. Типичными представителями таких ЗУ являются оперативные ЗУ и ЗУ на жестких дисках.

. По способу доступа различают ЗУ:

с адресным доступом;

с ассоциативным доступом.

При адресном доступе для записи или чтения место расположения информации в ЗУ определяется ее адресом. Например, в оперативных ЗУ адрес представляет собой двоичный код, одна часть разрядов которого указывают строку матрицы элементов памяти, а другая - столбец этой матрицы. На пересечении заданных строки и столбца находится искомая информация Возможны и иные варианты.

В любом случае, заданный адрес отрабатывается схемами доступа ЗУ (дешифратором, блоком позиционирования головок и т.п.) таким образом, что в операции участвует соответствующая адресу область матрицы элементов памяти, запоминающей среды или носителя информации.

При этом, в зависимости от того, как именно срабатывает механизм доступа, различают следующие виды адресного доступа:

произвольный;

прямой (циклический);

последовательный.

Термин "память с произвольным доступом" (random access memory - RAM) применяют к ЗУ, в которых выбор места хранения информации производится непосредственным подключением входов и выходов элементов памяти к входным и выходным шинам ЗУ. Это наиболее быстрый вид адресного доступа, применяемый в оперативных ЗУ и кэш-памяти.

При прямом (циклическом) доступе непосредственной коммутации связей оказывается недостаточно. В таких ЗУ обычно происходит еще и перемещение данных относительно механизма чтения/записи, механизма чтения/записи относительно данных или и то и другое.

Последовательный доступ характерен для ЗУ, использующих в качестве носителя информации магнитную ленту. В таких ЗУ для доступа к блоку данных необходимо переместить носитель так, чтобы участок, на котором располагается требуемый блок данных, оказался под блоком головок чтения/записи.

При ассоциативном доступе место хранения информации при чтении и записи определяется не адресом, а значением некоторого ключа поиска. Каждое записанное и хранимое в ассоциативной памяти слово имеет поле ключа. Значение этого ключа сравнивается со значением ключа поиска при чтении данных из памяти. В случае совпадения сравниваемых значений информация считывается из памяти.

Ассоциативная память эффективна для решения задач, связанных с поиском данных. Однако ее использование ограничено в силу сравнительно высокой ее сложности.

. По организации носителя различают ЗУ:

с неподвижным носителем;

с подвижным носителем.

У первого из них носитель механически неподвижен в процессе чтения и записи информации, что имеет место, например, в оперативных и кэш ЗУ, твердотельных дисках и др.

Для ЗУ второй группы чтение и запись информации сопровождаются механическим перемещением носителя, что обычно имеет место в различных ЗУ с магнитной записью (жестких дисках).

. По возможности смены носителя ЗУ могут быть:

с постоянным носителем;

со сменным носителем.

В ЗУ первого вида носитель является частью самого устройства и не может быть извлечен из него в процессе нормального функционирования (оперативные ЗУ, жесткие диски).

В ЗУ второй группы носитель не является собственной частью устройства и может устанавливаться в ЗУ и извлекаться из него в процессе работы (CD-ROM-дисководы, карты памяти, магнито-оптические диски).

. По способу подключения к системе ЗУ делятся:

на внутренние (стационарные);

внешние (съемные).

В первом случае ЗУ, как правило, является обязательным компонентом вычислительной системы, устанавливается в корпусе системы (например, оперативная память) или интегрируется с другими ее компонентами (например, кэш-память).

Во втором случае устройство подключается к системе дополнительно и представляет собой отдельный блок. Подключение (и отключение) таких ЗУ, в зависимости от особенности их реализации, может производиться как при выключенной системе - так называемое "холодное подключение", так и в работающей системе - "горячее подключение".

Конечно, за пределами приведенной классификации остались такие довольно представительные признаки, как количество блоков, физические принципы реализации, уровень потребляемой мощности, радиационная устойчивость и некоторые другие, которые в определенных случаях могут иметь немаловажное значение.


2. Обзор внешних магнитных носителей


.1 Накопители прямого доступа


К ЗУ прямого доступа в номенклатуре технических средств ЭВМ относятся устройства хранения информации на магнитных дисках и барабанах. Основная особенность их заключалась в том, что время поиска любой записи мало зависит от ее местоположения на носителе. Каждая физическая запись на носителе имеет адрес, по которому обеспечивается непосредственный доступ к ней, минуя остальные записи. Это свойство ЗУ прямого доступа отличает их от ЗУ на магнитной ленте и от всех других типов устройств ввода - вывода ЭВМ.

Во всех накопителях прямого доступа, как и в накопителях на магнитной ленте, использовался принцип электромагнитной записи информации на движущийся носитель. Носителями информации в накопителях прямого доступа служили магнитные диски или барабаны, которые в рабочем состоянии постоянно вращались с большой скоростью. Магнитные диски собирались зачастую в виде пакета из нескольких дисков. Накопители на магнитных дисках подразделяются на две группы: накопители на сменных магнитных дисках, на которых можно осуществлять быструю смену пакетов магнитных дисков и накопители на постоянных магнитных дисках, в которых пакет магнитных дисков или один диск стационарно устанавливается в заводских условиях и не может быть оперативно заменен. ЗУ с накопителями на постоянных магнитных дисках и на магнитных барабанах использовались в машине как устройства внешней памяти большой емкости. ЗУ на сменных магнитных дисках по системотехническим возможностям подобны ЗУ на магнитной ленте. Они служили только внешней памятью, но и устройствами ввода вывода информации.

Пакеты сменных магнитных дисков удобны в хранении. Из них на вычислительных центрах создались библиотеки, что позволило как бы неограниченно наращивать емкость внешней памяти вычислительных систем. Сравнительный анализ основных технических и функциональных параметров ЗУ на магнитной ленте и ЗУ прямого доступа показал, что они имеют примерно одинаковую емкость и скорость обмена информацией при записи и считывании. Несомненным преимуществом ЗУ прямого доступа являлось малое время поиска информации на носителе. Однако стоимость хранения единицы информации на магнитных дисках и барабанах была примерно на порядок больше, чем на магнитных лентах. [6]


.2 Накопители на жестких магнитных дисках


Применяются для хранения и использования больших объемов информации. Наличие жестких магнитных дисков ( Hard Disk Drive - HDD) значительно повышает удобство работы на компьютере.

Жесткий диск представляет собой один или несколько металлических, покрытых специальным магниточувствительным веществом дисков, которые размещены на одной оси и заключены в герметизированный корпус из прессованного алюминия. Кроме того, винчестер содержит двигатель, головку чтения/записи и управляющую электронику. Жесткие диски требуют очень бережного обращения, поскольку даже при простой тряске их головки могут быть повреждены.

В персональных компьютерах жесткие диски появились только в 1983 г. Тогда их объем составлял 10 МБ, время доступа - 100 мс, скорость передачи данных 85 КБ/с. Современный винчестер имеет объем от 40 ГБ, время доступа менее 8 мс, скорость интерфейса передачи данных от 100 МБ/с, скорость вращения 7200 об/мин у обычных дисков (до 15000 об/мин у дисков для серверов).

Винчестер является одним из наиболее критичных компонентов ПК. Основные параметры жестких дисков: емкость, надежность, и производительность. Потребность в дисковом пространстве растут более чем на 50% в год. Средняя емкость винчестеров, используемых в настольных компьютерах 1992-2008 гг., приведена рис.3.


Рис. 3. Таблица средней емкости винчестеров


Очень важна надежность жестких дисков. Существует два показателя надежности винчестеров:

число циклов старт/стоп (Satart/Stop Cycles) измеряется в тысячах;

среднее время наработки на отказ (Mean Time Before Failure - MTBF) измеряется в сотнях тысячах часов.

Для жестких дисков противопоказана высокая температура, поэтому необходимо поддерживать рабочую температуру винчестера, применяя в некоторых случаях специальные системы охлаждения, например, вентиляторы.

Производительность жестких дисков оценивается тремя характеристиками:

количество операций ввода / вывода в секунду - наиболее важная характеристика, показывающая число обращений, выполненных за секунду.

скорость передачи данных определяется скоростью вращения диска и используемым интерфейсом ;

загрузка процессора - это доля тактов процессора, затраченных на обработку обращения к жесткому диску. Чем ниже загрузка процессора, тем меньше проблем жесткий диск создает для системы.


2.3 Накопитель на оптических дисках


Память на оптических (лазерных) носителях предназначена для долговременного хранения информации. Наиболее распространены дисководы компакт - дисков(Compact Disk Drive - CD Drive).

Существует три вида таких дисков:

) компакт - диск только для чтения (Compact Disc Read Only Memory - CD - ROM) содержит информацию, доступную только для чтения (обычные диски);

) записываемый компакт-диск (Compact Disk Recordable - CD-R) предназначен для однократной записи (такие пустые диски часто называют "болванками");

) перезаписываемый компакт-диск ( Compact Disk Re Writable - CD-RW) предназначен для многократной записи (часто такие пустые диски называют "многоразовыми болванками").

Дисководы CD-ROM пришли из мира музыкальной техники, где требовалась постоянная скорость передачи данных независимо от того, с каких областей диска в данный момент производится считывание. Поскольку плотность записи везде одинакова, поддерживать передачу данных в постоянном темпе можно только с увеличением скорости вращения при приближении к центру диска.

Со временем для использования CD-ROM в персональных компьютерах такой скорости передачи данных стало не хватать. А основной путь ее повышения состоит в увеличении скорости вращения диска. Разные компании применяют свои подходы к определению скорости дисководов CD-ROM, но большинство фирм исходит из показателя максимальной скорости передачи данных. Современные CD-дисководы работают в режиме до 52х, что позволяет передавать данные со скоростью до 7800 КБ/с.

Следует отметить, что максимальная скорость передачи данных у дисководов достигается лишь на дорожках, записанных ближе к внешнему краю диска. Например, те же дисководы 52х работают на внутренних дорожках на реальной скорости не более 32х. А если учесть, что не каждый компакт-диск записан полностью, то среднее быстродействие таких дисководов еще ниже.

Основные параметры диска: емкость и скорость вращения, которая во многом определяет максимальную скорость чтения/записи данных..

Компакт-диски используются как высококачественные носители аудио- и видеозаписей или любой другой информации. Дисководы CD-ROM являются сейчас стандартным комплектующими почти в каждом персональном компьютере. Широкое распространение таких устройств объясняется двумя причинами: достаточно большой емкостью компакт-дисков и низкой стоимостью приводов CD-ROM. Кроме того, компакт-диски удобны в использовании и не нуждаются в специальном хранении.

Часто у пользователя возникает необходимость записать свои данные для переноса на другой компьютер. Раньше в этих целях использовались обычные дискеты. Однако зачастую информация не помещается на дискету, поэтому в конце 80-х гг. были изобретены записываемый диск (CD-R) и устройство для записи компакт дисков (CD-R Drive). Диск имеет покрытие из чувствительного к нагреву материала. В процессе записи лазер воздействует на это покрытие, изменяя его цвет и отражающую способность. Информация записывается в виде углублений микронного размера - питов.

Еще недавно такие дисководы были неудобными в использовании и стоили слишком дорого, однако за достаточно короткое время производители устранили ряд существенных недостатков, и сегодня для приводов CD-R характерны значительная функциональность и низкая стоимость.

Дальнейшее развитие технологий позволило создать также устройство для многократной записи компакт-дисков, которое дает возможность записывать и стирать информацию до 1000 раз. Эта технология разработана (1996г.) промышленным консорциумом из 6 компаний: Ricoh, Philips, Sony, Yamaha, Hewlett-Packard и Mitsubishi Chemical Corporation.

Лазер CD-RW работает в двух режимах, отличающихся используемой тепловой мощностью и температурой нагрева поверхности диска: 500-700С и 200 С соответственно.

Современные дисководы одновременно работают как с одноразовыми дисками (CD-R), так и с многократными (CD-RW). Если скорость записи обычных дисков CD-R достигает максимальной скорости чтения (52х), то скорость записи "болванок" CD-RW - только 32х.Кроме того, и сами диски CD-RW стоят дороже. Следует отметить, что чистые диски CD-R и CD-RW должны поддерживать скорость записи соответствующего устройства.

Эволюция дисководов CD-R и CD-RW проходит по пути повышения скорости записи, а следовательно, требуется постоянно улучшать алгоритм записи и принципы работы дисководов. Без применения современных технологий невозможно повысить скорость работы и обеспечить высокий уровень стабильности.


.4 Карты памяти


Наиболее распространенные типы карт памяти: CompactFlash (CF), MultiMeda Card, SD Card, Memory Stick, SmartMedia, xD-Picture Card, PC-Card (PCMCIA или ATA-Flash). Существуют и другие портативные форм-факторы флэш-памяти, однако встречаются они намного реже перечисленных.

Флэш-карты бывают двух типов: с параллельным и с последовательным интерфейсом.

Параллельный:

PC-Card (PCMCIA или ATA-Flash);

- CompactFlash (CF);

SmartMedia (SSFDC).

Последовательный:

MultiMedia Card (MMC);

SD-Card (Secure Digital - Card);

- Sony Memory Stick.

Самым старым и самым большим по размеру следует признать PC Card. Карта снабжена ATA контроллером. Благодаря этому обеспечивается эмуляция обычного жесткого диска. В настоящее время флэш-память этого типа используется редко. PC Card бывает объемом до 2GB. Существует три типа PC Card ATA (I, II и III). Все они отличаются толщиной (3,3 5,0 и 10,5 мм соответственно). Все три типа обратно совместимы между собой.

Конструкция карт CompactFlash обеспечивает эмуляцию жёсткого диска с АТА интерфейсом. Разъёмы Compact Flash расположены на торце карты, электрически и функционально повторяя назначение контактов PCMCIA.8 из 22-х контактов карты используются для передачи данных, остальные используются для питания микросхемы, управления и несут на себе другие вспомогательные функции. SmartMedia - единственный формат флэш-карт, не имеющий встроенного контроллера. По сравнению с другими картами флэш-памяти, в которых используется полупроводниковая память, размещённая на печатной плате вместе с контроллером и другими компонентами, SmartMedia устроена очень просто.

Карты MMC содержат 7 контактов, реально из которых используется 6, а седьмой формально считается зарезервированным на будущее. Карточка состоит из пластиковой оболочки и печатной платы, на которой расположена микросхема памяти, микроконтроллер и разведены контакты.

Особенных технических инноваций в MemoryStick не заметно, разве что переключатель защиты от записи (Write Protection Switch) выполнен действительно грамотно, да контакты хорошо упрятали. На питание у MemoryStick отведено 4 из 10 контактов, еще 2 контакта зарезервированы, один контакт используется для передачи данных и команд, один для синхронизации, один для сигнализации состояния шины (может находиться в 4-х состояниях), а один для определения того, вставлена карта, или нет. Максимальная частота, на которой может работать карта - 20МГц. Зарезервированные контакты (по непроверенным данным) используются в устройствах на базе интерфейса MemoryStick.

Кроме вышеперечисленных форм-факторов флэш-памяти, флэш так же бывает в виде модулей SIMM и DIMM. Такие модули часто используются в факсимильных аппаратах, принтерах, и т.п. Часто можно встретить флэш-память в виде устройств, заменяющих обычные жёсткие диски. Такие накопители имеют стандартный интерфейс IDE и используются в устройствах, работающих в экстремальных условиях (повышенная тряска, пыль и т.п.) - там, где обычные жесткие диски, по тем, или иным причинам применять не желательно.

Для переноса данных удобно использовать накопители с интерфейсом USB -новый тип внешнего носителя информации для компьютера, появившийся благодаря широкому распространению интерфейса USB (универсальной шины) и преимуществам микросхем Flash памяти. Достаточно большая емкость при небольших размерах, энергонезависимость, высокая скорость передачи информации, защищённость от механических и электромагнитных воздействий, возможность использования на любом компьютере - всё это позволило USB Flash Drive заменить или успешно конкурировать со всеми существовавшими ранее носителями информации.

Сейчас активно рассматривается возможность замены жёстких дисков на флэш-память. В результате компьютер будет включаться мгновенно, а отсутствие движущихся деталей увеличит срок службы. Распространение ограничивает высокая цена за Гб и меньший срок годности, чем у жёстких дисков из-за ограниченного количества циклов записи.


Заключение


Таким образом, в ходе работы удалось исследовать внешнюю память компьютера, ее виды и классификации, провести анализ внешних магнитных носителей.

В ходе исследования были проанализированы технические характеристики внешних запоминающих устройств, начиная от накопителей на магнитных лентах и заканчивая самыми современными ВЗУ на сегодняшний день - Blu-ray Disc, которые являются наиболее перспективными в наши дни. Широкое использование современных ВЗУ говорит об их приемлемой цене за 1 Гб памяти, что делает их все более доступными для российского покупателя, говорит об удобстве эксплуатации, транспортизации. Одним из наиболее интересных и приковывающих к себе внимание ВЗУ является жесткий диск, который, располагаясь внутри компьютера, одновременно является внешним запоминающим устройством. Современные технологии записи информации продолжают стремительно развиваться, особенно в последние годы. Прогресс движется в сторону увеличения ёмкости, увеличения скорости и надёжности систем сохранения информации. Те решения, которые ещё вчера были приемлемы только для серверов, сегодня становятся нормальными для обычных домашних рабочих станций или даже с трудом удовлетворяющими их потребностям. Это вполне нормально, т.к. производительность процессоров стремительно растет, а программы наделяются всё большими и большими способностями. Всё это сопровождается постоянным снижением цен, что делает новейшую технику сравнительно доступной.

Хотя технология устройств DVD с перезаписью воспринимается как следующий "большой скачок", на горизонте уже появились другие технологии. Например, технология записи с близким расположением головки к поверхности обещает достижение высокой плотности записи - до 20 Гбайт данных на диск со временем доступа 15 мс, что почти соответствует быстродействию жестких дисков.

Из всего этого можно извлечь следующий урок: рынок оптических устройств хранения данных всегда будет находиться в состоянии изменения, а каждые 4-5 лет нас ожидает радикальная смена технологий. Таким образом, с точки зрения покупателей, оптические запоминающие устройства не отличаются от любой другой компьютерной технологии, и разобраться в них будет не сложнее, но и не легче.

память компьютер накопитель магнитный

Список используемой литературы


1.Авера М.М. "CD/DVD. Создание дисков любых форматов: визуальный самоучитель". Издательство: "Триумф" Москва, 2007

.Захаров В.В. "Новейшая энциклопедия персонального компьютера 2008". Издательство: "РИПОЛ классик" Москва, 2008

3.Хлебников А.А. "Информатика: учебник". Издательство:"Феникс" Ростов-на-Дону, 2012

.Конспект лекций по курсу "Организация ЭВМ и систем" для студентов специальности 220100 Вычислительная техника, системы, комплексы и сети. Москва, 2006

5.Партыка Г. Л., Попов И. И. "Вычислительная техника: учебное пособие". Издательство: "ИНФРА-М" Москва, 2007

.Угринович Н.Д. "Информатика и информационные технологии". Издательство: "БИНОМ" Москва, 2003


Теги: Внешние запоминающие устройства  Курсовая работа (теория)  Информационное обеспечение, программирование
Просмотров: 51505
Найти в Wikkipedia статьи с фразой: Внешние запоминающие устройства
Назад