Наша цивилизация немыслима в её сегодняшнем состоянии без носителей информации. Наша память ненадёжна, поэтому достаточно давно человечество придумало записывать мысли во всех видах.
Носитель информации - это любое устройство предназначенное для записи и хранения информации.
Примерами носителей могут быть и бумага, или USB-Flash память, также как и глиняная табличка или человеческая ДНК.
Информация тоже бывает разная - это и текст и звук и видео. История носителей информации начинается довольно давно...
Камни и стены пещер - палеолит (до 40 до 10 тыс. лет до нашей эры)
Первыми носителями информации были, по всей видимости, стены пещер. Наскальные изображения и петроглифы (от греч. petros - камень и glyphe - резьба) изображали животных, охоту и бытовые сцены. На самом деле точно неизвестно, предназначались ли наскальные рисунки для передачи информации, служили простым украшением, совмещали эти функции или вообще нужны были для чего то ещё. Тем не менее это самые старые носители информации, известные сейчас.
Глиняные таблички - 7-й век до нашей эры
На глиняных табличках писали пока глина была сырой, а затем обжигали в печи.
Именно глиняные таблички составили основы первых в истории библиотек, наиболее известной из которых является библиотека Ашшурбанипала в Ниневии (7 век), которая насчитывала около 30 тысяч клинописных табличек.
Восковые таблички
Восковые таблички - это деревянные таблички, внутренняя сторона которых покрывалась цветным воском для нанесения надписей острым предметом (стилосом). Использовались в древнем Риме.
Папирус - 3000 лет до нашей эры
Папирус - писчий материал получивший распространение в Египте и во всем Средиземноморье, для изготовления которого использовалось растение семейства
осоковых.
Писали на нем при помощи специального пера.
Пергамент - 2 век до нашей веры
Пергамент постепенно вытеснял папирус. Название материала происходит от города Пергам, где стали впервые изготавливать этот материал. Пергамент представляет собой недубленую выделанную кожу животных - овечью, телячью или козью.
Популярности пергамента способствовало то, что на нём (в отличие от папируса) есть возможность смыть текст, написанный растворимыми в воде чернилами (см. палимпсест) и нанести новый. Кроме того, на пергаменте можно писать с обоих сторон листа
Бумага - 1-й или начало 2 века нашей эры
Предполагается что бумага была изобретена в Китае в конце первого или начале второго века нашей эры.
Широкое распространение получила благодаря арабам только в 8-9 веках.
Береста - широкое распространение с 12 века
Берестяные грамоты использовались в Новогороде и были открыты учеными в 1951 году.
Тексты берестяных писем выдавливались с помощью специального инструмента — стилоса, изготовленного из железа, бронзы или кости.
Перфокарты - появились в 1804 году, запатентованы в 1884 году
Появление перфокарт в основном связывается с именем Германа Холлерита, который применил их для проведения переписи населения в США в 1890 году. Тем не менее первые перфокарты были созданы и использованы существенно раньше. Жозеф Мари Жаккард использовал их для того чтобы задавать рисунок ткани для своего ткацкого станка ещё в 1804 году.
Перфоленты - 1846 год
Перфолента впервые появилась в 1846 году и использовалась для того, чтобы посылать телеграммы
Магнитная лента - 50-е годы
В 1952 году магнитная лента была использована для хранения, записи и считывания информации в компьютере IBM System 701.
Далее магнитная лента получила огромное признание и распространённость в форме компакт-кассет.
Магнитные диски - 50-е годы
Магнитный диск был изобретен в компании IBM в начале 50-х годов.
Гибкий диск - 1969 год
Первый, так называемый, гибкий диск был впервые представлен в 1969 году.
Жесткий диск - настоящее время
Вот мы и добрались до современности.
Жесткий диск изобретен в 1956 году, но продолжает использоваться и постоянно совершенствоваться.
Compact Disk
,
DVD -
настоящее время
На самом деле CD И DVD это очень близкие технологии, отличающиеся не столько типом носителя, сколько технологией записи
Flash -
настоящее время
Естественно здесь перечислены далеко не все придуманные и использованные человечеством носители информации. Часть видов носителей опущена специально (CD-R, Blue Ray, магнитные барабаны, лампы), а часть конечно просто забыта. Во всех ошибках или неправильных описаниях, виноват конечно же я,был бы благодарен за любые дополнения и уточнения.
Благодарности
При подготовке текста были использованы источники.
Поделитесь новостью в соц-сетях!
В эру высоких технологий сохранение данных и доступ к ним является одним из важных факторов человека. Для простого пользователя важными данными являются его домашние фото и видео, особенно фотографии и съемки знаменательных дат, но не последнюю роль играют и любимые коллекции музыки и фильмов. Для людей, у которых компьютер является не только развлекательным центром, но и помогает в повседневной работе, важными данными являются электронные офисные файлы, которые помогают исключить бумажную рутинную работу.
Мы часто забываем о том, что и как хранится на компьютере, поскольку рабочий процесс полностью автоматизирован. Но к сожалению источники хранения электронной информации далеко не идеальны и выходят из строя как правило в самый неподходящий для нас момент.
Так что же из себя представляют современные носители информации? Наверно практически каждый пользователь компьютера использует жесткий диск , как основное хранилище файлов данных. Это высокотехнологичное устройство, которое представляет из себя небольшую железную коробку, полностью герметизированную, в которой находится магнитный диск толщиной несколько миллиметров. Обычно снизу или сверху на микронном расстоянии от диска плавает, считывающая информацию электронная головка. Скорость вращения диска порядка 10000 оборотов в минуту. Любая микроскопическая пылинка, попавшая на поверхность магнитного диска, практически сразу вызовет выход из строя всего «винчестера» (еще одно название жесткого диска). И это только одна из немногих причин, которая может вызвать быструю смерть этого цифрового носителя. На самом деле сбой в работе жесткого диска может вызвать даже элементарный скачок напряжения.
Самым первым носителем информации, который все помнят, был лазерный компакт диск. Тогда мы с удивлением рассматривали этот блестящий «кругляш » и ломали голову, каким образом на нем записана коллекция нашей любимой музыки. Кстати, в силу определенных причин, это носитель до сих пор не теряет свою актуальность. В первую очередь, наверно из-за своих небольших размеров и условной цены - сейчас в любом магазине пустые «болванки» «CD » или «DVD » для записи, можно купить практически бесплатно. Еще одна причина живучести этих носителей кроется в удобном использовании их для создания информационных продуктов компаниями, занимающиеся разработкой программного обеспечения к тому или иному электронному устройству, таким как принтер, сканер, цифровая камера и тому подобное. Или использование компакт дисков для создания своей авторской музыки и фильмов. Очень удобно запечатлеть свои «шедевры» в виде электронных файлов, записанных на лазерный диск, помещенный в красивую коробку, с подробным указанием меню диска и другими особенностями. Причем затраты на такую упаковку - мизерны.
Лазерный диск представляет из себя несколько соединенных вместе слоев: первый, нижний -- из поликарбоната, второй -- из тонкого алюминия, именно на нем и хранится информация, третий представляет из себя защитный слой, обычное лаковое покрытие с этикеткой. Это стандартная структура «CD » диска, «DVD » состоит из подобных слоев, только обычно их гораздо больше, и защищены они лучше. Именно поэтому предпочтительнее хранить информацию на «DVD » дисках, чем на «CD ». К тому же объем последних в раз 6-7 меньше.
Самым распространенным носителем, а даже точнее сказать «накопителем» информации, на данный момент является всем известная «флешка». «USB FlashDrive » состоит из электронных микросхем, способных удерживать заряды (электроны), в которых и содержится информация. Это самый удобный носитель для рядового пользователя, поскольку размеры его минимальны. Используется флешка практически во всех современных устройствах, даже таких как телевизоры и магнитолы. Основной недостаток этого накопителя в его непродолжительной жизни. Записать информацию на него можно где-то 10000 раз, потом это устройство обычно уже не работает или работает со сбоями.
На ряду с флешками по частоте использования идут также выносные носители, небольшие коробочки, которые подсоединятся к порту «USB » компьютера и имеют объем от 80 до 1000 гигабайт и выше. Многие думают что это те же флешки, только объемом побольше. Но если вскрыть такое устройство, то мы увидим внутри обычный жесткий диск ноутбука, который через своеобразный «мост» соединяется с нашим компьютером. По сути дела это тот же жесткий диск, а поскольку размеры его миниатюрны, чтобы свободно помещаться в ноутбук, то и система более подвержена риску чем «винчестер» персонального компьютера.
В последнее время на рынке компьютерных принадлежностей появились твердотельные жесткие диски. Скорость считывания данных у таких устройств в несколько раз выше, чем у обычного жесткого диска компьютера. Именно из-за своей скорости они и получили такое распространение. Но стоят такие диски недешево, и для простого обывателя, который сильно ограничен бюджетом, собирая свой компьютер, вряд ли подойдут. Да и недостатков у таких устройств тоже немало. Поскольку состоят они из таких же микросхем, как и на «флешке USB», то и продолжительность жизни у них небольшая. Хотя надо признаться, что будущее все же за этими небольшими устройствами, но дорабатывать их еще нужно не один год.
Так какой же накопитель выбрать простому пользователю для хранения своих домашних фотографий или коллекции музыки с фильмами? Сразу сложно ответить. Рассмотрим продолжительность жизни вышеупомянутых носителей информации.
Жесткий диск компьютера . Довольно надежное с одной стороны устройство. Работает быстро, да и циклов перезаписи у него безграничное количество, все зависит от качества магнитного диска. Но при небольшом скачке напряжения, случайном ударе (особенно на включенном компьютере) или других неожиданностях, «винчестер » может выйти из строя мгновенно.
Лазерный компакт диск , «заготовки» (болванки, пустые «CD » или «DVD ») -- самый дешевый и довольно надежный вариант хранения коллекций домашнего фото и видео. Стоят они в любом специализированном магазине не более 20 рублей. Конечно мы забыли еще двухслойные «болванки DVD », у которых объем составляет вдвое больше обычных компакт дисков. К тому же на рынке уже около двух лет появились лазерные диски «Blue-Ray », объем которых около 25 гигабайт, что в пять раз превосходит стандартный «DVD ». Но цена на такие носители во много раз больше, да к тому же, чтобы сделать запись на «блю-рэй» (в переводе с англ. голубой луч) потребуется специальный привод, цена которого тоже далеко за пределами дозволенного бюджета простого обывателя.
И все же для быстрого создания резервных копий любимых файлов рекомендуют именно компакт диски. Только после прожига (записи) хранить их нужно в темном сухом месте, куда не проходят лучи солнечного света, основного врага лазерных носителей. Нужно еще учесть, что гарантийный срок хранения записанной информации на компакт дисках составляет около шести лет. По окончании этого периода информацию лучше перезаписать на другую «болванку ».
Что можно сказать о надежности ранее упомянутой и всем известной флешке? Не смотря на свои небольшие размеры и удобстве использования, о надежности хранения не может быть и речи. Информация слететь с нее может даже в момент извлечения из компьютера или другого устройства. Выходят из строя эти носители тоже очень часто, особенно если в ее создании приняли участие наши китайские друзья.
Твердотельные накопители «SSD» также являются очень сомнительными источниками хранения. Конечно их производство намного технологичнее чем производство «флеш-драйвов», но принцип работы тот же и недостатки такие же. Хотя если купить такой носитель, записать на него любимые фотографии и положить в шкаф, больше не трогая, прослужит он долго. Но только кто позволит себе такую роскошь?
В настоящее время в сети появилось довольно много, довольно известных интернет ресурсов, таких как «Яндекс » и «Гугл », которые предлагают бесплатно использовать свое дисковое пространство абсолютно безвозмездно. Такие компании очень надежны и в случае сбоя, информация восстанавливается с резервных копий. Обычно такие сайты при регистрации выделяют вам почтовый ящик, а уже бонусом идет дисковое пространство, размер которого начинается от 10 гигабайт.
Подведем итоги. Какие же носители являются самыми лучшими для пользователя? По ряду вышеупомянутых причин лидером становится обычный лазерный диск. Если же учитывать еще и «недомашние» источники хранения, то конечно же безусловным лидером станут интернет ресурсы, так как процент потери данных на них значительно ниже. А вообще, следуя советам бывалых компьютерщиков, нужно чаще дублировать важную информацию на разные носители, сводя таким образом риск потери к нулю.
Образовательные:
· Способствовать формированию системы знаний, умений и навыков в сфере информационных и коммуникационных технологий используемых в образовании.
· Познакомить с современными цифровыми носителями информации.
· Рассмотреть способы взаимодействия педагога с субъектами педагогического процесса и представителями профессионального сообщества в сетевой информационной среде.
Развивающие:
· Развивать и стимулировать исследовательскую деятельность студентов.
· Развивать способности оценивания преимуществ, ограничений и выбора аппаратных средств для решения профессиональных и образовательных задач.
· Способствовать совершенствованию профессиональных знаний и умений путем использования возможностей информационной среды.
Воспитательные:
· Формировать мотивацию к информационной педагогической деятельности.
IV. Жёсткие диски.
V. Микросхемы SDRAM .
I. Современные цифровые носители информации.
Как правило, мультимедийные фрагменты занимают большой объем компьютерной памяти. И если хранение больших объемов информации в компьютере, в частности, на Web-сервере, особых проблем не вызывает, то передача большого количества информации может занять очень много времени. Например, передача информации объемом в 20 мегабайт через модем, работающий со скоростью 56 килобит в секунду по сети Internet, будет осуществляться почти час. Конечно, информацию можно сжать и тем самым сократить время передачи. Однако, лучше всего приспособлены для хранения и транспортировки мультимедийных учебных программ лазерные диски , которые сегодня широко распространены и известны под названием CD-ROM.
Наиболее распространенные в настоящее время ЗУ:
§ Флеш-память: USB-накопители, карты памяти в телефонах и фотоаппаратах, SSD
§ Оптические диски: CD, DVD, Blu-Ray и др.
§ Жёсткие диски (НЖМД)
§ Микросхемы SDRAM (DDR и XDR)
К основным параметрам ЗУ относятся информационная ёмкость (бит), потребляемая мощность, время хранения информации, быстродействие.
II. Флеш_память (англ. flashmemory ) разновидность полупроводниковой технологии электрически перепрограммируемой памяти (EEPROM). Благодаря компактности, дешевизне, механической прочности, большому объему, скорости работы и низкому энергопотреблению флеш-память широко используется в цифровых портативных устройствах и носителях информации.
Специфические внешние условия могут катастрофически сократить срок хранения данных. Например, повышенные температуры или радиационное (гамма-лучевое и высокоэнергичными частицами) облучение.
Скорость стирания варьируется от единиц до сотен миллисекунд в зависимости от размера стираемого блока. Скорость записи - десятки-сотни микросекунд.
Обычно скорость чтения для NOR-микросхем нормируется в десятки наносекунд. Для NAND-микросхем скорость чтения десятки микросекунд.
Существует два основных применения флеш-памяти: как мобильный носитель информации и как хранилище программного обеспечения («прошивки») цифровых устройств. Зачастую эти два применения совмещаются в одном устройстве.
Флеш-память позволяет обновлять прошивку устройств в процессе эксплуатации.
Задание на выполнение выпускной письменной
Экзаменационной работы
Выдано учащемуся группы 35 Романову Андрею Алексеевичу
Профессия: «Мастер по обработке цифровой информации »
Тема: «Запись информации на съемные носители»
I. Описательная часть
Введение.
1. Основные термины и понятия
2. Обзор носителей информации, их достоинства и недостатки, принципы работы, характеристики.
4. Выбор программы для записи информации на носитель
Заключение.
Список литературы.
Приложения.
II. Практическое задание
1. Создать инструкцию по записи информации на выбранный съемный носитель информации
2. Создать тест по работе
3. Создать презентацию по работе
Задание выдал мастер п/о О.С. Кряк
Задание получил учащийся А.А. Романов
Министерство образования и науки Удмуртской республики
Автономное профессиональное образовательное учреждение
Удмуртской республики
«Техникум радиоэлектроники и информационных технологий»
Выпускная письменная квалификационная работа
по профессии «Мастер по обработки цифровой информации»
учащегося группы № 35
Тема: «Запись информации на съемные носители»
Ижевск, 2015
Введение
Носитель информации (информационный носитель) - любой материальный объект или среда, содержащий (несущий) информацию, могущий достаточно длительное время сохранять в своей структуре занесённую в/на него информацию. Изначально, объём информации, помещавшийся на носителях, был мал (от 128 Мб до 5,2Гб). Постепенно на носители стало помещаться гораздо больше информации (до 3Тбт).
Основные носители информации: НГМД (дискеты), НЖМД (винчестеры), CD, DVD (и про Blu-ray в том числе), flash-memory (флэшки, карты памяти).
CD и DVD прочно вошли в нашу жизнь. Сложно представить, где бы мы хранили гигабайты музыки, кино и фотографий, если бы кто-то в свое время не придумал эти круглые пластинки с зеркальной поверхностью.
На данный момент эта тема актуальна, потому что современный человек не в состоянии жить без информации. Но информации имеет такую особенность - ее надо где–то хранить. Систем хранения информации сейчас довольно много. Ее можно хранить на магнитных носителях, можно хранить на оптических и магнитооптических носителях. Но перед человеком в наше время также стоит довольно важная проблема - перенос информации из одного места в другое, а также не менее важная проблема хранения информации, и как следствие, надежность носителей. Именно поэтому так быстро развивались технологии, связанные с хранением информации.
Целью данной выпускной квалификационной письменной работы является:
1. Создать инструкцию по записи информации на выбранный съемный носитель информации.
Исходя из данной цели поставлены следующие задачи:
1. Сделать обзор съемныйх носителей, выявить их достоинства и недостатки
2. Выбрать программу для записи на съемные носители
Основные термины и определения
Информация - сведения, воспринимаемые человеком или специальными устройствами как отражение фактов материального мира в процессе коммуникации.
Запись информации - это способ фиксирования информации на материальном носителе.
Съемный носитель информации
- носитель информации, предназначенный для ее автономного хранения и независимого от места записи использования.
Обзор носителей информации
НГМД (Носитель на Гибких Магнитных Дисках) или Дискета (англ. Floppy Disk Drive) – портативный носитель информации, используемый для многократной записи и хранения данных, представляющий собой помещённый в защитный пластиковый корпус гибкий магнитный диск (диск диаметром 3,5″ имеет более жёсткий футляр, чем диск диаметром 5,25″, тогда как диск диметром 8″ заключен в очень гибкий футляр), покрытый ферромагнитным слоем. Дискеты обычно имеют функцию защиты от записи, посредством которой можно предоставить доступ к данным только в режиме чтения. Дискеты были массово распространены с 1970-х и до конца 1990-х годов, в начале XXI века уступив более ёмким и удобным CD и флеш-накопителям.
Достоинства :
1. Огромная плотность записи при небольших размерах носителя.
2. Низкое энергопотребление по сравнению с аналогичными носителями большой емкости.
3. Высокая надежность и стабильность работы.
Недостатки :
1. Малая емкость для записи (по сути, на диск нельзя записать даже одну песню).
2. Ненадежность хранения информации, дискета размагничивается под действием больших магнитных полей.
НЖМД (Носители на Жёстких Магнитных Дисках) или Винчестер или Жёсткий Диск (англ. HDD – Hard Disc Drive) – устройство хранения информации, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров. Совмещён с накопителем, приводом и блоком электроники и (в персональных компьютерах в подавляющем количестве случаев) обычно установлен внутри системного блока компьютера, но так же бывают и подключаемые извне.
Информация записывается на жёсткие (алюминиевые или стеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома. В НЖМД используется одна или несколько пластин на одной оси. Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке набегающего потока воздуха, образующейся у поверхности при быстром вращении. Расстояние между головкой и диском составляет несколько нанометров (в современных дисках около 10 нм), а отсутствие механического контакта обеспечивает долгий срок службы устройства. При отсутствии вращения дисков головки находятся у шпинделя или за пределами диска в безопасной зоне, где исключён их нештатный контакт с поверхностью дисков.
Принцип работы жёстких дисков похож на работу магнитофонов. Рабочая поверхность диска движется относительно считывающей головки (например, в виде катушки индуктивности с зазором в магнитопроводе). При подаче переменного электрического тока (при записи) на катушку головки возникающее переменное магнитное поле из зазора головки воздействует на ферромагнетик поверхности диска и изменяет направление вектора намагниченности доменов в зависимости от величины сигнала. При считывании перемещение доменов у зазора головки приводит к изменению магнитного потока в магнитопроводе головки, что приводит к возникновению переменного электрического сигнала в катушке из-за эффекта электромагнитной индукции.
В последнее время для считывания применяют магниторезистивный эффект и используют в дисках магниторезистивные головки. В них изменение магнитного поля приводит к изменению сопротивления, в зависимости от изменения напряжённости магнитного поля. Подобные головки позволяют увеличить вероятность достоверности считывания информации (особенно при больших плотностях записи информации).
Достоинства :
1. Позволяют записывать и прочитывать информацию много раз.
2. При выключении компьютера информация, оставленная на винчестере, сохраняется.
3. Большой объем хранимой информации.
4. Высокая надежность хранения данных. Среднее время наработки на отказ составляет около 300000 часов, т.е. порядка 30 лет.
Недостатки:
1. Невозможность его переноски, так как он стационарно крепится к системному блоку.
2. Относительно маленькое быстродействие, особенно по сравнению с оперативной памятью.
Методы записи
На данный момент существует несколько методов записи:
· Метод продольной записи.
· Метод перпендикулярной записи.
· Метод тепловой магнитной записи.
Компакт-диск или CD (англ. Compact Disc) - оптический носитель информации в виде пластикового диска с отверстием в центре, процесс записи и считывания информации которого осуществляется при помощи лазера. Дальнейшим развитием компакт-дисков стали DVD (о них чуть позже).
Изначально компакт-диск был создан для хранения аудиозаписей в цифровом виде, однако в дальнейшем стал широко использоваться как носитель для хранения любых данных в двоичном виде.
CD-ROM (англ. Compact Disc Read-Only Memory, читается: «сиди́-ром») - разновидность компакт-дисков с записанными на них данными, доступными только для чтения (read-only memory - память «только для чтения»). CD-ROM - доработанная версия CD-DA (диска для хранения аудиозаписей), позволяющая хранить на нём прочие цифровые данные (физически от первого ничем не отличается, изменён только формат записываемых данных). Позже были разработаны версии с возможностью как однократной записи (CD-R), так и многократной перезаписи (CD-RW) информации на диск. Дальнейшим развитием CD-ROM-дисков стали диски DVD-ROM.
Диски CD-ROM - популярное и самое дешёвое средство для распространения программного обеспечения, компьютерных игр, мультимедиа и прочих данных. CD-ROM (а позднее и DVD-ROM) стал основным носителем для переноса информации между компьютерами, вытеснив с этой роли флоппи-диск (сейчас он уступает эту роль более перспективным твердотельным носителям).
Формат записи на CD-ROM также предусматривает запись на один диск информации смешанного содержания - одновременно как компьютерных данных (файлы, ПО, чтение доступно только на компьютере), так и аудиозаписей (воспроизводимых на обычном проигрывателе аудио компакт-дисков), видео, текстов и картинок. Такие диски, в зависимости от порядка следования данных, называются усовершенствованными (англ. Enhanced CD) либо Mixed-Mode CD.
CD-R (Compact Disc-Recordable, Записываемый Компакт-Диск) - разновидность компакт-диска (CD), разработанная компаниями Philips и Sony для однократной записи информации. CD-R поддерживает все возможности стандарта «Red Book» и плюс к этому позволяет записать данные.
Обычный CD-R представляет собой тонкий диск из прозрачного пластика (поликарбоната) толщиной 1,2мм, диаметром 120мм (стандартный), вес 16-18гр. или 80мм (мини). Ёмкость стандартного CD-R составляет 74 минуты аудио или 650МБ данных. Однако, на данный момент стандартной ёмкостью CD-R можно считать 702МБ данных или 79 минут 59 секунд и 74 фрейма.
Поликарбонатный диск имеет спиральную дорожку для направления луча лазера при записи и считывании информации. Со стороны со спиральной дорожкой диск покрыт записывающим слоем, состоящего из очень тонкого слоя органического красителя, затем отражающим слоем из серебра, его сплава или золота. Уже этот слой покрывается защитным фотополимеризуемым лаком и отверждается ультрафиолетовым излучением. И уже на этот защитный слой наносятся различные надписи краской.
На CD-R всегда есть служебная дорожка с сервометками ATIP - Absolute Time In Pregroove - абсолютное время в служебной дорожке. Эта служебная дорожка нужна для системы слежения, которая удерживает луч лазера при записи на дорожке и следит за скоростью записи. Помимо функций синхронизации, служебная дорожка также содержит информацию об изготовителе этого диска, сведения о материале записывающего слоя, длине дорожки для записи и т. п. Служебная дорожка не разрушается при записи данных на диск, и многие системы защиты от копирования используют её для того, чтобы отличить оригинал от копии.
CD-RW (англ. Compact Disc-ReWritable, Перезаписываемый компакт-диск) - разновидность компакт-диска (CD), разработанный в 1997 году для многократной записи информации
CD-RW является логическим развитием CD-R, однако, в отличие от него, позволяет многократно перезаписывать данные. Этот формат был представлен в 1997 году и в процессе разработки назывался CD-Erasable (CD-E, Стираемый Компакт-Диск). CD-RW во многом похож на CD-R, но его записывающий слой изготавливается из специального сплава халькогенидов, который при нагреве выше температуры плавления переходит из кристаллического агрегатного состояния в аморфное.
DVD (англ. Digital Versatile (Video) Disc - цифровой многоцелевой (видео-) диск) - носитель информации, выполненный в форме диска, имеющего размер компакт-диска, но с более плотной структурой рабочей поверхности, что позволяет хранить и считывать больший объём информации за счёт использования лазера с меньшей длиной волны и линзы с большей числовой апертурой.
Первые диски и проигрыватели DVD появились в ноябре 1996 года в Японии и в марте 1997 года в США.
В начале 1990-х годов разрабатывалось два стандарта для оптических информационных носителей высокой плотности. Один из них назывался Multimedia Compact Disc (MMCD) и разрабатывался компаниями Philips и Sony, второй - Super Disc - поддерживали 8 крупных корпораций, в числе которых были Toshiba и Time Warner. Позже усилия разработчиков стандартов были объединены под началом IBM, которая не хотела повторения войны форматов, как было со стандартами кассет VHS и Betamax в 1970-х. Официально DVD был анонсирован в сентябре 1995 года, тогда же была опубликована первая версия спецификаций DVD. Изменения и дополнения в спецификации вносит организация DVD Forum (ранее называвшаяся DVD Consortium), членами которой являются 10 компаний-основателей и более 220 частных лиц.
Стандарт записи DVD-R(W) был разработан в 1997 году японской компанией Pioneer и группой компаний, примкнувших к ней и вошедших в DVD Forum, как официальная спецификация записываемых (впоследствии и перезаписываемых) дисков.
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.CD-ROM является односторонним носителем информации.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).
26-27.устройство ввода-вы́вода - компонент типовой архитектуры ЭВМ, предоставляющий компьютеру возможность взаимодействия с внешним миром и, в частности, с пользователями и другими компьютерами.
Подразделяются на:
---Устройство ввода :-Устройства ввода графической информации Сканер,Видео- и Веб-камера,Цифровой фотоаппарат, Плата видеозахвата, Микрофон, Цифровой диктофон
Устройства ввода текстовой информации:Клавиатура
Указательные (координатные) устройства:Мышь,Трекбол,Трекпоинт,Тачпад,Джойстик,Roller Mousе,Графический планшет,Световое перо,Аналоговый джойстик,Тачскрин
Игровые устройства ввода:Джойстик,Педаль,Геймпад,Руль,Рычаг для симуляторов полёта (штурвал, Ручка управления самолётом),Танцевальная платформа
---Устройство вывода -Устройства для вывода визуальной информации:Монитор (дисплей),Проектор,Принтер, Графопостроитель,Оптический привод с функцией маркировки дисков,Светодиоды (на системном блоке или ноутбуке, например информирующие о чтении/записи диска)
Устройства для вывода звуковой информации:Встроенный динамик,Колонки,Наушники
---Устройства ввода/вывода: Магнитный барабан, Стример, Дисковод, Жёсткий диск, Различные порты, Различные сетевые интерфейсы.
Каналы ввода-вывода (англ. IOC - input-output channel), далее КВВ, и интерфейсы обеспечивают взаимодействие центральных устройств машины и периферийных устройств .
КВВ - самостоятельные в логическом отношении устройства, которые работают под управлением собственных программ, находящихся в памяти.
КВВ и интерфейсы выполняют следующие функции
Позволяют иметь машины с переменным составом периферийных устройств.
Обеспечивают параллельную работу периферийных устройств как между собой, так и по отношению к процессору.
Обеспечивают автоматическое распознавание и реакцию процессора на различные ситуации, возникающие в периферийных устройствах.
Мультиплексный канал
Сам канал быстродействующий, но обслуживает медленное периферийное устройство. При этом, подключившись к одному устройству, подаёт одно машинное слово, и после этого подключается к другому.
Селекторный канал
Канал быстродействующий и обслуживает быстрые устройства. При этом подключившись к одному устройству, передаёт всю информацию, и после этого подключается к другому устройству.
28. Клавиатура, назнач.клавиш - компьютерное устройство, которое располагается перед экраном дисплея и служит для набора текстов и управления компьютером с помощью клавиш, находящихся на клавиатуре.
Все клавиши можно условно разделить на несколько групп:
алфавитно-цифровые клавиши; функциональные клавиши; управляющие клавиши; клавиши управления курсором;
цифровые клавиши. В центре расположены алфавитно-цифровые клавиши, очень похожие на клавиши обычной пишущей машинки. На них нанесены цифры, специальные символы («!», «:», «*» и т.д.), буквы русского алфавита, латинские буквы. С помощью этих клавиш вы будете набирать всевозможные тексты, арифметические выражения, записывать свои программы. В нижней части клавиатуры находится большая клавиша без символов на ней – «Пробел». «Пробел» используется для отделения слов и выражений друг от друга. Русские клавиатуры двуязычные, поэтому на их клавишах нарисованы символы как русского, так и английского алфавитов. В режиме русского языка набираются тексты на русском языке, английского - на английском. Алфавитно-цифровая клавиатура - основная часть клавиатуры с алфавитно-цифровыми клавишами, на которых нарисованы символы, вместе со всеми тесно прилегающими управляющими клавишами. Функциональные клавиши F1 – F12, размещенные в верхней части клавиатуры, запрограммированы на выполнение определенных действий (функций). Так, очень часто клавиша F1 служит для вызова справки.
Для перемещения курсора служат клавиши управления курсором, на них изображены стрелки, направленные вверх, вниз, влево и вправо. Эти клавиши перемещают курсор на одну позицию в соответствующем направлении. Клавиши PageUp и PageDown позволяют «листать» документ вверх и вниз, а клавиши Home и End переводят курсор в начало и конец строки.
Клавиша Esc расположена в верхнем углу клавиатуры. Обычно служит для отказа от только что выполненного действия.
Клавиши Shift, Ctrl, alt корректируют действия других клавиш.
Цифровые клавиши – при включенном индикаторе Num Lock удобная клавишная панель с цифрами и знаками арифметических операций. Расположенными, как на калькуляторе. Если индикатор Num Lock выключен, то работает режим управления курсором
29, Запоминающее устройства эвм.классиф.,принцип работы,осн.хар-ки . запом.устр. - носитель информации, предназначенный для записи и хранения данных. В основе работы запоминающего устройства может лежать любой физический эффект, обеспечивающий приведение системы к двум или более устойчивым состояниям.
Классификация запоминающих устройств
По устойчивости записи и возможности перезаписи ЗУ делятся на:-- Постоянные ЗУ (ПЗУ), содержание которых не может быть изменено конечным пользователем (например, BIOS). ПЗУ в рабочем режиме допускает только считывание информации. ---Записываемые ЗУ (ППЗУ), в которые конечный пользователь может записать информацию только один раз (например, CD-R).---Многократно перезаписываемые ЗУ (ПППЗУ) (например, CD-RW).--Оперативные ЗУ (ОЗУ) обеспечивают режим записи, хранения и считывания информации в процессе её обработки. Быстрые, но дорогие ОЗУ (SRAM) строят на триггерах, более медленные, но дешёвые разновидности ОЗУ - динамические ЗУ (DRAM) строят на конденсаторах. В обоих видах ЗУ информация исчезает после отключения от источника питания (например, тока).
По типу доступа ЗУ делятся на:--Устройства с последовательным доступом (например, магнитные ленты).--Устройства с произвольным доступом (RAM) (например, оперативная память).---Устройства с прямым доступом (например, жесткие магнитные диски).---Устройства с ассоциативным доступом (специальные устройства, для повышения производительности БД) По геометрическому исполнению:--дисковые (магнитные диски, оптические, магнитооптические);---ленточные (магнитные ленты, перфоленты);--барабанные (магнитные барабаны);--карточные (магнитные карты, перфокарты, флэш-карты, и др.)---печатные платы (карты DRAM, картриджи).
По физическому принципу:--перфорационные (с отверстиями или вырезами) –перфокарта===перфолента==с магнитной записью ==ферритовые сердечники==магнитные диски ==Жёсткий магнитный диск==Гибкий магнитный диск==магнитные ленты==магнитные карты=оптические ==CD==DVD==HD-DVD==Blu-ray Disc
Основные характеристики ЗУ
Важнейшими характеристиками ЗУ являются информационная емкость и быстродействие.
Информационная емкость ЗУ определяется количеством единиц информации, которое может храниться в нем. Как правило, информационной емкостью называется только полезный объем хранимой информации, в нее не включается размер памяти, занятый служебной информацией, например резервные области, синхродорожки, инженерные цилиндры и пр. Быстродействие ЗУ характеризуется его временными характеристиками, к которым относятся:
Время обращения (время цикла) характеризуем максимальную частоту обращения к данному ЗУ при считывании или записи информации. Время считывания (выборки) информации - интервал времени обращения к ЗУ от подачи сигнала считывания и до получения выходного сигнала. Время записи информации - интервал времени от момента подачи сигнала обращения к ЗУ до момента готовности ЗУ к приему следующей порции информации. Важными характеристиками ЗУ являются также надежность, масса устройства, габариты, потребляемая мощность и стоимость.
30, Микропроцессоры ,их хар-ки,конроллеры . Микропроце́ссор - процессор (устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических операций и операций управления, записанных в машинном коде), реализованный в виде одной микросхемы или комплекта из нескольких специализированных микросхем (в отличие от реализации процессора в виде электрической схемы на элементной базе общего назначения или в виде программной модели). Первые микропроцессоры появились в 1970-х и применялись в электронных калькуляторах. Вскоре их стали встраивать и в другие устройства, например терминалы, принтеры и различную автоматику. Доступные 8-битные микропроцессоры с 16-битной адресацией позволили в середине 1970-х создать первые бытовые микрокомпьютеры. Микропроцессоры характеризуется: 1) тактовой частотой, определяющей максимальное время выполнения переключения элементов в ЭВМ;
2) разрядностью, т.е. максимальным числом одновременно обрабатываемых двоичных разрядов. 3) архитектурой. Понятие архитектуры микропроцессора включает в себя систему команд и способы адресации, возможность совмещения выполнения команд во времени, наличие дополнительных устройств в составе микропроцессора, принципы и режимы его работы.Микроконтро́ллер (англ. Micro Controller Unit, MCU) - микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами. Типичный микроконтроллер сочетает в себе функции процессора и периферийных устройств, содержит ОЗУ или ПЗУ. По сути, это однокристальный компьютер, способный выполнять простые задачи. Важнейшими характеристиками микропроцессора являются:
31. МикроЭВМ и их клас-я. Компьютеры данного класса доступны многим предприятиям. Организации, использующие микро-ЭВМ, обычно не создают вычислительные центры. Для обслуживания такого компьютера им достаточно небольшой вычислительной лаборатории в составе нескольких человек. В число сотрудников вычислительной лаборатории обязательно входят программисты, хотя напрямую разработкой программ они не занимаются. Необходимые системные программы обычно покупают вместе с микроЭВМ, а разработку нужных прикладных программ заказывают более крупным вычислительным центрам или специализированным организациям. Можно привести следующую классификацию микроЭВМ: -- Универсальные -- Многопользовательские микроЭВМ – это мощные микроЭВМ, оборудованные несколькими видеотерминалами и функционирующие в режиме разделения времени, что позволяет эффективно работать на них сразу нескольким пользователям. -- Персональные компьютеры(ПК) – однопользовательские микроЭВМ удовлетворяющие требованиям общедоступности и универсальности применения, рассчитанные на одного пользователя и управляемые одним человеком--Портативные компьютеры обычно нужны руководителям предприятий, менеджерам, учёным, журналистам, которым приходится работать вне офиса - дома, на презентациях или во время командировок.
Основные разновидности портативных компьютеров:
Laptop. По размерам близок к обычному портфелю. По основным характеристикам (быстродействие, память) примерно соответствует настольным ПК. Сейчас компьютеры этого типа уступают место ещё меньшим.
Notebook. По размерам он ближе к книге крупного формата. Имеет вес около 3 кг. Помещается в портфель-дипломат. Для связи с офисом его обычно комплектуют модемом. Ноутбуки зачастую снабжают приводами CD-ROM. Многие современные ноутбуки включают взаимозаменяемые блоки со стандартными разъёмами . В одно и то же гнездо можно по мере надобности вставлять привод компакт-дисков, накопитель на магнитных дисках, запасную батарею или съёмный винчестер. Ноутбук устойчив к сбоям в энергопитании. Даже если он получает энергию от обычной электросети, в случае какого-либо сбоя он мгновенно переходит на питание от аккумуляторов.
Palmtop (наладонник) - самые маленькие современные персональные компьютеры . Умещаются на ладони. Магнитные диски в них заменяет энергонезависимая электронная память. Нет и накопителей на дисках - обмен информацией с обычными компьютерами идет линиям связи.
Несмотря на относительно невысокую производительность по сравнению с большими ЭВМ, микро-ЭВМ находят применение и в крупных вычислительных центрах. Там им поручают вспомогательные операции, для которых нет смысла использовать дорогие суперкомпьютеры. К таким задачам, например, относится предварительная подготовка данных.
Серверы – многопользовательские мощные микроЭВМ в вычислительных сетях, выделенные для обработки запросов от всех станций сети. Серверы обычно относят к микроЭВМ.Сервер – выделенный для обработки запросов от всех станций вычислительной сети
Образовательные: · Способствовать формированию системы знаний, умений и навыков в сфере информационных и коммуникационных технологий используемых в образовании. · Познакомить с современными...
В эпоху становления человеческого общества людям хватало стен пещеры, чтобы зафиксировать нужную им информацию. Такая «база данных» целиком уместилась бы да флэш-карте размером в мегабайт. Однако за последние несколько десятков тысяч лет объем информации, которой вынужден оперировать человек, существенно возрос. Теперь для хранения данных широко используются дисковые накопители и облачные хранилища данных.
Считается, что история записи информации и ее хранения началась около 40 тыс. лет назад. Поверхности скал и стены пещер сохранили изображения представителей животного мира позднего палеолита. Гораздо позже в обиход вошли пластинки из глины. На поверхности такого древнего «планшета» человек мог наносить изображения и делать записи посредством заостренной палочки. Когда глиняный состав высыхал, запись фиксировалась на носителе. Недостаток глиняной формы хранения информации очевиден: такие таблички отличались хрупкостью и недолговечностью.
Примерно пять тысяч лет назад в Египте стали использовать более совершенный носитель информации - папирус. Сведения заносили на особые листы, которые изготовлялись из специально обработанных стеблей растения. Этот вид хранения данных был более совершенным: листы папируса легче глиняных табличек, писать на них гораздо удобнее. Данный вид хранения информации дожил в Европе до XI века новой эры.
В другой части света - в Южной Америке - хитроумные инки изобрели тем временем узелковое письмо. Информация в данном случае закреплялась при помощи узлов, которые в определенной последовательности завязывали на нити или веревке. Существовали целые «книги» из узелков, где фиксировались сведения о численности населения империи инков, о налоговых сборах, хозяйственной деятельности индейцев.
Впоследствии основным носителем информации на планете на несколько веков стала бумага. Ее применяли для печатания книг и средств массовой информации. В начале XIX века стали появляться первые перфокарты. Их делали из плотного картона. Эти примитивные машинные носители информации стали широко использовать для механического счета. Они нашли применение, в частности, при проведении переписей населения, их использовали и для управления ткацкими станками. Человечество вплотную приблизилось к технологическому прорыву, который произошел в XX веке. На смену механическим устройствам пришла электронная техника.
Что такое носители информации
Все материальные объекты способны нести в себе какую-либо информацию. Принято считать, что носители информации наделены вещественными свойствами и отражают определенные отношения между объектами действительности. Материальные свойства объектов определяются характеристиками веществ, из которых выполнены носители. Свойства отношений находятся в зависимости от качественных особенностей процессов и полей, посредством которых носители информации проявляются в материальном мире.
В теории информационных систем принято подразделять носители информации по происхождению, форме и размеру. В самом простом случае носители информации делят на:
- локальные (к примеру, жесткий диск персонального компьютера);
- отчуждаемые (съемные дискеты и диски);
- распределенные (ими могут считаться линии связи).
Последний вид (каналы связи) можно при определенных условиях считать как носителями информации, так и средой для ее передачи.
В самом общем смысле носителями информации могут считаться разные по своей форме объекты:
- бумага (книги);
- пластинки (фотопластинки, граммофонные пластинки);
- пленки (фото-, кинопленка);
- аудиокассеты;
- микроформы (микрофильм, микрофиша);
- видеокассеты;
- компакт-диски.
Многие носители информации известны с древних времен. Это каменные плиты с нанесенными на них изображениями; глиняные таблички; папирус; пергамент; береста. Гораздо позже появились иные искусственные носители информации: бумага, различные виды пластмассы, фотографические, оптические и магнитные материалы.
Информация заносится на носитель посредством изменения каких-либо физических, механических или химических свойств рабочей среды.
Общие сведения об информации и способах ее хранения
Любое природное явление так или иначе связано с сохранением, преобразованием и передачей информации. Она может быть дискретной или непрерывной.
В самом общем смысле носитель информации - это некая физическая среда, которую можно использовать для регистрации изменений и накопления информации.
Требования к искусственным носителям информации:
- высокая плотность записи;
- возможность неоднократного использования;
- большая скорость считывания информации;
- надежность и долговечность хранения данных;
- компактность.
Отдельная классификация разработана для носителей информации, применяемых в электронно-вычислительных комплексах. К таким носителям информации относят:
- ленточные носители;
- дисковые носители (магнитные, оптические, магнитооптические);
- флэш-носители.
Такое деление носит условный характер и не является исчерпывающим. При помощи особых устройств на компьютерной технике можно работать с традиционными аудио- и видеокассетами.
Характеристики отдельных носителей информации
В свое время наибольшую популярность получили магнитные носители информации. Данные в них представлены в виде участков магнитного слоя, который наносится на поверхность физического носителя. Сам носитель может иметь вид ленты, карты, барабана или диска.
Информация на магнитном носителе сгруппирована в зоны с промежутками между ними: они необходимы для качественной записи и считывания данных.
Носители информации ленточного типа используются для резервного копирования и хранения данных. Они представляют собой магнитную ленту объемом до 60 Гб. Иногда такие носители имеют вид ленточных картриджей значительно большего объема.
Дисковые носители информации могут быть жесткими и гибкими, сменными и стационарными, магнитными и оптическими. Они имеют обычно форму дисков или дискет.
Магнитный диск имеет вид пластмассового или алюминиевого плоского круга, который покрыт магнитным слоем. Фиксация данных на таком объекте осуществляется путем магнитной записи. Магнитные диски бывают переносными (сменными) или несменными.
Гибкие магнитные диски (флоппи-диски) имеют объем 1,44 Мб. Они упакованы с особые пластмассовые корпуса. Иначе такие носители информации именуют дискетами. Назначение их - временное хранение информации и перенос данных с одного компьютера на другой.
Жесткий магнитный диск нужен для постоянного хранения данных, которые часто используются в работе. Такой носитель представляет собой пакет их сцепленных между собой нескольких дисков, заключенных в прочный герметичный корпус. В обиходе жесткий диск часто называют «винчестером». Емкость такого накопителя может достигать нескольких сотен Гб.
Магнитооптический диск - это носитель информации, помещенный в особый пластиковый конверт, называемый картриджем. Это универсальное и очень надежное вместилище данных. Его отличительная черта - высокая плотность хранимой информации.
Принцип записи информации на магнитный носитель
Принцип записи данных на магнитный носитель основан на использовании свойств ферромагнетиков: они способны сохранять намагниченность после снятия действующего на них магнитного поля.
Магнитное поле создает соответствующая магнитная головка. В ходе записи двоичный код принимает форму электрического сигнала и подается на обмотку головки. Когда ток протекает через магнитную головку, вокруг нее формируется магнитное поле определенной напряженности. Под действием такого поля в сердечнике образуется магнитный поток. Его силовые линии замыкаются.
Магнитное поле взаимодействует с носителем информации и создает в нем состояние, которое характеризуется некоторой магнитной индукцией. Когда импульс тока прекращается, носитель сохраняет свое состояние намагниченности.
Чтобы воспроизвести запись, используют считывающую головку. Магнитное поле носителя замыкается через сердечник головки. Если носитель перемещается, изменяется магнитный поток. В считывающую головку поступает сигнал воспроизведения.
Одна из важных характеристик магнитного носителя информации - плотность записи. Она находится в прямой зависимости от свойств магнитного носителя, типа магнитной головки и ее конструкции.
ВНИМАНИЕ!Здесь приводится очень сокращённый текст реферата. Полную версию реферат по информатике можно скачать бесплатно по указанной выше ссылке.
Виды носителей информации
Носитель информации – физическая среда, непосредственно хранящая информацию. Основным носителем информации для человека является его собственная биологическая память (мозг человека). Собственную память человека можно назвать оперативной памятью. Здесь слово “оперативный” является синонимом слова “быстрый”. Заученные знания воспроизводятся человеком мгновенно. Собственную память мы еще можем назвать внутренней памятью, поскольку ее носитель – мозг – находится внутри нас.
Носитель информации - строго определённая часть конкретной информационной системы, служащая для промежуточного хранения или передачи информации.
Основа современных информационных технологий – это ЭВМ. Когда речь идет об ЭВМ, то можно говорить о носителях информации, как о внешних запоминающих устройствах (внешней памяти). Эти носители информации можно классифицировать по различным признакам, например, по типу исполнения, материалу, из которого изготовлен носитель и т.п. Один из вариантов классификация носителей информации представлен на рис. 1.1.
Список носителей информации на рис. 1.1 не является исчерпывающим. Некоторые носители информации мы рассмотрим более подробно в следующих разделах.
Ленточные носители информации
Магнитная лента - носитель магнитной записи, представляющий собой тонкую гибкую ленту, состоящую из основы и магнитного рабочего слоя. Рабочие свойства магнитной ленты характеризуются её чувствительностью при записи и искажениями сигнала в процессе записи и воспроизведения. Наиболее широко применяется многослойная магнитная лента с рабочим слоем из игольчатых частиц магнитно-твёрдых порошков гамма-окиси железа (у-Fе2О3), двуокиси хрома (СrО2) и гамма-окиси железа, модифицированной кобальтом, ориентированных обычно в направлении намагничивания при записи.
Дисковые носители информации
Дисковые носители информации относятся к машинным носителям с прямым доступом. Понятие прямой доступ означает, что ПК может «обратиться» к дорожке, на которой начинается участок с искомой информацией или куда нужно записать новую информацию .
Накопители на дисках наиболее разнообразны:
- Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), они же флоппи-диски, они же дискеты
- Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД), они же винчестеры (в народе просто «винты»)
- Накопители на оптических компакт-дисках:
- CD-ROM (Compact Disk ROM)
- DVD-ROM
Накопители на гибких магнитных дисках
Некоторое время назад дискеты были самым популярным средством передачи информации с компьютера на компьютер, так как интернет в те времена был большой редкостью, компьютерные сети тоже, а устройства для чтения-записи компакт дисков стоили очень дорого. Дискеты и сейчас используются, но уже достаточно редко. В основном для хранения различных ключей (например, при работе с системой клиент-банк) и для передачи различной отчетной информации государственным надзорным службам.
Дискета - портативный магнитный носитель информации, используемый для многократной записи и хранения данных сравнительно небольшого объема. Этот вид носителя был особенно распространён в 1970-х - начале 2000-х годов. Вместо термина «дискета» иногда используется аббревиатура ГМД - «гибкий магнитный диск» (соответственно, устройство для работы с дискетами называется НГМД - «накопитель на гибких магнитных дисках», жаргонный вариант - флоповод, флопик, флопарь от английского floppy-disk или вообще "печенюшка"). Обычно дискета представляет собой гибкую пластиковую пластинку, покрытую ферромагнитным слоем, отсюда английское название «floppy disk» («гибкий диск»). Эта пластинка помещается в пластмассовый корпус, защищающий магнитный слой от физических повреждений. Оболочка бывает гибкой или прочной. Запись и считывание дискет осуществляется с помощью специального устройства - дисковод (флоппи-дисковод). Дискета обычно имеет функцию защиты от записи, посредством которой можно предоставить доступ к данным только в режиме чтения. Внешний вид 3,5” дискеты представлен на рис. 1.2.
Накопители на жестких магнитных дисках
В качестве накопителей на жестких магнитных дисках широкое распространение в ПК получили накопители типа «винчестер».
Термин винчестер возник из жаргонного названия первой модели жесткого диска емкостью 16 КВ (IBM, 1973 г.), имевшего 30 дорожек по 30 секторов, что случайно совпало с калибром 30/30 известного охотничьего ружья «Винчестер».
Накопители на оптических дисках
Компакт-диск («CD», «Shape CD», «CD-ROM», «КД ПЗУ») - оптический носитель информации в виде диска с отверстием в центре, информация с которого считывается с помощью лазера. Изначально компакт-диск был создан для цифрового хранения аудио (т. н. Audio-CD), однако в настоящее время широко используется как устройство хранения данных широкого назначения (т. н. CD-ROM). Аудио-компакт-диски по формату отличаются от компакт-дисков с данными, и CD-плееры обычно могут воспроизводить только их (на компьютере, конечно, можно прочитать оба вида дисков). Встречаются диски, содержащие как аудиоинформацию, так и данные - их можно и послушать на CD-плеере, и прочитать на компьютере.
Оптические диски имеют обычно поликарбонатную или стеклянную термообработанную основу. Рабочий слой оптических дисков изготавливают в виде тончайших плёнок легкоплавких металлов (теллур) или сплавов (теллур-селен, теллур-углерод, теллур-селен-свинец и др.), органических красителей. Информационная поверхность оптических дисков покрыта миллиметровым слоем прочного прозрачного пластика (поликарбоната). В процессе записи и воспроизведения на оптических дисках роль преобразователя сигналов выполняет лазерный луч, сфокусированный на рабочем слое диска в пятно диаметром около 1 мкм. При вращении диска лазерный луч следует вдоль дорожки диска, ширина которой также близка к 1 мкм. Возможность фокусировки луча в пятно малого размера позволяет формировать на диске метки площадью 1-3 мкм. В качестве источника света используются лазеры (аргоновые, гелий-кадмиевые и др.). В результате плотность записи оказывается на несколько порядков выше предела, обеспечиваемого магнитным способом записи. Информационная ёмкость оптического диска достигает 1 Гбайт (при диаметре диска 130 мм) и 2-4 Гбайт (при диаметре 300 мм).
Широкое применение в качестве носителя информации получили также магнитооптические компакт-диски типа RW (Re Writeble). На них запись информации осуществляется магнитной головкой с одновременным использованием лазерного луча. Лазерный луч нагревает точку на диске, а электромагнит изменяет магнитную ориентацию этой точки. Считывание же производится лазерным лучом меньшей мощности.
Во второй половине 1990-х годов появились новые, весьма перспективные носители документированной информации - цифровые универсальные видеодиски DVD (Digital Versatile Disk) типа DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R с большой ёмкостью (до 17 Гбайт).
По технологии применения оптические, магнитооптические и цифровые компакт-диски делятся на 3 основных класса:
- Диски с постоянной (нестираемой) информацией (CD-ROM). Это пластиковые компакт-диски диаметром 4,72 дюйма и толщиной 0,05 дюйма. Они изготавливаются с помощью стеклянного диска-оригинала, на который наносится фоторегистрирующий слой. В этом слое лазерная система записи формирует систему питов (меток в виде микроскопических впадин), которая затем переносится на тиражируемые диски-копии. Считывание информации осуществляется также лазерным лучом в оптическом дисководе персонального компьютера. CD-ROM обычно обладают ёмкостью 650 Мбайт и используются для записи цифровых звуковых программ, программного обеспечения для ЭВМ и т.п.;
- Диски, допускающие однократную запись и многократное воспроизведение сигналов без возможности их стирания (CD-R; CD-WORM - Write-Once, Read-Many - один раз записал, много раз считал). Используются в электронных архивах и банках данных, во внешних накопителях ЭВМ. Они представляют собой основу из прозрачного материала, на которую нанесён рабочий слой;
- Реверсивные оптические диски, позволяющие многократно записывать, воспроизводить и стирать сигналы (CD-RW; CD-E). Это наиболее универсальные диски, способные заменить магнитные носители практически во всех областях применения. Они аналогичны дискам для однократной записи, но содержат рабочий слой, в котором физические процессы записи являются обратимыми. Технология изготовления таких дисков сложнее, поэтому они стоят дороже дисков для однократной записи.
Электронные носители информации
Вообще говоря, все рассмотренные ранее носители тоже косвенно связаны с электроникой. Однако имеется вид носителей, где информации хранится не на магнитных/оптических дисках, а в микросхемах памяти. Эти микросхемы выполнены по FLASH-технологии, поэтому такие устройства иногда называют FLASH-дисками (в народе просто «флэшка»). Микросхема, как можно догадаться, диском не является. Однако операционные системы носители информации с FLASH-памятью определяют как диск (для удобства пользователя), поэтому название «диск» имеет право на существование.
Флэш-память (англ. Flash-Memory) - разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти. Флэш-память может быть прочитана сколько угодно раз, но писать в такую память можно лишь ограниченное число раз (обычно около 10 тысяч раз). Несмотря на то, что такое ограничение есть, 10 тысяч циклов перезаписи - это намного больше, чем способна выдержать дискета или CD-RW. Стирание происходит участками, поэтому нельзя изменить один бит или байт без перезаписи всего участка (это ограничение относится к самому популярному на сегодня типу флэш-памяти - NAND). Преимуществом флэш-памяти над обычной является её энергонезависимость - при выключении энергии содержимое памяти сохраняется. Преимуществом флэш-памяти над жёсткими дисками, CD-ROM-ами, DVD является отсутствие движущихся частей. Поэтому флэш-память более компактна, дешева (с учётом стоимости устройств чтения-записи) и обеспечивает более быстрый доступ.
Хранение информации
Хранение информации - это способ распространения информации в пространстве и времени. Способ хранения информации зависит от ее носителя (книга - библиотека, картина - музей, фотография - альбом). Этот процесс такой же древний, как и жизнь человеческой цивилизации. Уже в древности человек столкнулся с необходимостью хранения информации: зарубки на деревьях, чтобы не заблудиться во время охоты; счет предметов с помощью камешков, узелков; изображение животных и эпизодов охоты на стенах пещер.
ЭВМ предназначена для компактного хранения информации с возможностью быстрого доступа к ней.
Информационная система - это хранилище информации, снабженное процедурами ввода, поиска и размещения и выдачи информации. Наличие таких процедур - главная особенность информационных систем, отличающих их от простых скоплений информационных материалов.
От информации к данным
Человек по-разному подходит к хранению информации. Все зависит от того сколько ее и как долго ее нужно хранить. Если информации немного ее можно запомнить в уме. Нетрудно запомнить имя своего друга и его фамилию. А если нужно запомнить его номер телефона и домашний адрес мы пользуемся записной книжкой. Когда информация запомнена (сохранена) ее называют данные.
Данные в компьютере имеют различное назначение. Некоторые из них нужны только в течение короткого периода, другие должны храниться длительное время. Вообще говоря, в компьютере есть довольно много «хитрых» устройств, которые предназначены для хранения информации. Например, регистры процессора, регистровая КЭШ-память и т.п. Но большинство «простых смертных» даже не слышали таких «страшных» слов. Поэтому мы ограничимся рассмотрением оперативной памяти (ОЗУ) и постоянной памяти, к которой относятся уже рассмотренные нами носители информации.
Оперативная память компьютера
Как уже было сказано, в компьютере тоже есть несколько средств для хранения информации. Самый быстрый способ запомнить данные - это записать их в электронные микросхемы. Такая память называется оперативной памятью. Оперативная память состоит из ячеек. В каждой ячейке может храниться один байт данных.
У каждой ячейки есть свои адрес. Можно считать, что это как бы номер ячейки, поэтому такие ячейки еще называют адресными ячейками. Когда компьютер отправляет данные на хранение в оперативную память, он запоминает адреса, в которые эти данные помещены. Обращаясь к адресной ячейке, компьютер находит в ней байт данных.
Регенерация оперативной памяти
Адресная ячейка оперативной памяти хранит один байт, а поскольку байт состоит из восьми битов, то в ней есть восемь битовых ячеек. Каждая битовая ячейка микросхемы оперативной памяти хранит электрический заряд.
Заряды не могут храниться в ячейках долго - они «стекают». Всего за несколько десятых долей секунды заряд в ячейке уменьшается настолько, что данные утрачиваются.
Дисковая память
Для постоянного хранения данных используют носители информации (см. раздел «Виды носителей информации»). Компакт диски и дискеты имеют относительно небольшое быстродействие, поэтому большая часть информации, к которой необходим постоянный доступ, хранится на жестком диске. Вся информация на диске хранится в виде файлов. Для управления доступом к информации существует файловая система. Имеется несколько типов файловых систем.
Структура данных на диске
Чтобы данные можно было не только записать на жесткий диск, а потом еще и прочитать, надо точно знать, что и куда было записано. У всех данных должен быть адрес. У каждой книги в библиотеке есть свой зал, стеллаж, полка и инвентарный номер - это как бы ее адрес. По такому адресу книгу можно найти. Все данные, которые записываются на жесткий диск, тоже должны иметь адрес, иначе их не разыскать.
Файловые системы
Стоит отметить, что структура данных на диске зависит от типа файловой системы. Все файловые системы состоят из структур, необходимых для хранения и управления данными. Эти структуры обычно включают загрузочную запись операционной системы, каталоги и файлы. Файловая система также исполняет три главных функции:
- Отслеживание занятого и свободного места
- Поддержка имен каталогов и файлов
- Отслеживание физического местоположения каждого файла на диске.
- FAT (File Allocation Table)
- FAT32 (File Allocation Table 32)
- NTFS (New Technology File System)
- HPFS (High Performance File System)
- NetWare File System
- Linux Ext2 и Linux Swap
FAT
Файловая система FAT используется DOS, Windows 3.x и Windows 95. Файловая система FAT также доступна в Windows 98/Me/NT/2000 и OS/2.
Файловая система FAT реализуется при помощи File Allocation Table (FAT - Таблицы Распределения Файлов) и кластеров. FAT - сердце файловой системы. Для безопасности FAT имеет дубликат, чтобы защитить ее данные от случайного стирания или неисправности. Кластер - самая маленькая единица системы FAT для хранения данных. Один кластер состоит из фиксированного числа секторов диска. В FAT записано, какие кластеры используются, какие являются свободными, и где файлы расположены в пределах кластеров.
FAT-32
FAT32 - файловая система, которая может использоваться Windows 95 OEM Service Release 2 (версия 4.00.950B), Windows 98, Windows Me и Windows 2000. Однако, DOS, Windows 3.x, Windows NT 3.51/4.0, более ранние версии Windows 95 и OS/2 не распознают FAT32 и не могут загружать или использовать файлы на диске или разделе FAT32.
FAT32 - развитие файловой системы FAT. Она основана на 32-битовой таблице распределения файлов, более быстрой, чем 16-битовые таблицы, используемые системой FAT. В результате, FAT32 поддерживает диски или разделы намного большего размера (до 2 ТБ).
NTFS
NTFS (Новая Технология Файловой Системы) доступна только Windows NT/2000. NTFS не рекомендуется использовать на дисках размером менее 400 МБ, потому что она требует много места для структур системы.
Центральная структура файловой системы NTFS - это MFT (Master File Table). NTFS сохраняет множество копий критической части таблицы для защиты от неполадок и потери данных.
HPFS
HPFS (Файловая система с высокой производительностью) - привилегированная файловая система для OS/2, которая также поддерживается старшими версиями Windows NT.
В отличие от файловых систем FAT, HPFS сортирует свои каталоги, основываясь на именах файлов. HPFS также использует более эффективную структуру для организации каталога. В результате доступ к файлу часто быстрее и место используется более эффективно, чем с файловой системой FAT.
HPFS распределяет данные файла в секторах, а не в кластерах. Чтобы сохранить дорожку, которая имеет секторы или не используется, HPFS организовывает диск или раздел в виде групп по 8 МБ. Такое группирование улучшает производительность, потому что головки чтения/записи не должны возвращаться на нулевую дорожку каждый раз, когда ОС нуждается в доступе к информации о доступном месте или местоположении необходимого файла.
NetWare File System
Операционная система Novell NetWare использует файловую систему NetWare, которая была разработана специально для использования службами NetWare.
Linux Ext2 и Linux Swap
Файловые системы Linux Ext2 и Linux были разработаны для ОС Linux OS (Версия UNIX для свободно распространения). Файловая система Linux Ext2 поддерживает диск или раздел с максимальным размером 4 ТБ.
Каталоги и путь к файлу
Рассмотрим для примера структуру дискового пространства системы FAT, как самой простой.
Информационная структура дискового пространства - это внешнее представление дискового пространства, ориентированное на пользователя и определяемое такими элементами, как том (логический диск), каталог (папка, директория) и файл. Эти элементы используются при общении пользователя с операционной системой. Общение осуществляется с помощью команд, выполняющих операции доступа к файлам и каталогам.
Источники информации
- Информатика: Учебник. – 3-е перераб. изд. / Под ред. Н.В. Макаровой. – М.: Финансы и статистика, 2002. – 768 с.: ил.
- Волк В.К. Исследование функциональной структуры памяти персонального компьютера. Лабораторный практикум. Учебное пособие. Издательство Курганского государственного университета, 2004 г. – 72 с.