Основные устройства хранения информации

 

 

Содержание

Введение…………………………………………………………………………………………...

1. Основные характеристики устройств хранения информации……………………………….

1.1. Устройство  чтения перфокарт

1.2. Накопители на магнитной ленте.

1.3. Накопители на гибких дисках……………………………………………………………….

1.4. Накопители на жестких дисках

1.5. Приводы CD-ROM……………………………………………………………………………

1.6. Флэш-память………………………………………………………………………………….

1.7. Другие устройства накопления и хранения информации………………………………….

2. Магнитные  диски……………………………………………………………………………….

3.Оптические  диски……………………………………………………………………………….

4. flash-диски………………………………………………………………………………………

Заключение………………………………………………………………………………………...

Список  использованной литературы……………………………………………………………. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

     В тот самый момент, когда первый компьютер впервые обработал  несколько байт данных моментально  встал вопрос: где и как хранить  полученные результаты? Как сохранять  результаты вычислений, текстовые и  графические образы, произвольные наборы данных?

     В оперативной памяти данные хранятся до выключения питания. Однако существует информация, которую следует хранить  долгое время. Для этого компьютеру необходима дополнительная память.

     Прежде  всего, должно быть устройство, с помощью  которого компьютер будет запоминать информацию, затем требуется носитель информации, на котором ее можно  будет переносить с места на место, причем другой компьютер должен также  легко прочитать эту информацию. Такого рода устройства называются периферийными  или внешними запоминающими устройствами (ВЗУ). Таковыми являются накопители на магнитной ленте (стримеры), накопители на дискетах, винчестеры, CD-ROM, магнитооптические  диски, флэш-память. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Основные  характеристики устройств хранения информации.

1.1. Устройство чтения перфокарт

     Устройство  чтения перфокарт: предназначено для  хранения программ и наборов данных с помощью перфокарт - картонных  карточек с пробитыми в определенной последовательности отверстиями. Перфокарты были изобретены задолго до появления  компьютера, с их помощью на ткацких  станках получали очень сложные  и красивые ткани, потому что они  управляли работой механизма. Изменишь набор перфокарт и рисунок ткани будет совсем другим - это зависит от расположения отверстий на карте. Применительно к компьютерам был использован тот же принцип, только вместо рисунка ткани отверстия задавали команды компьютеру или наборы данных. Такой способ хранения информации не лишен недостатков:

- очень  низкая скорость доступа к  информации;

- большой  объем перфокарт для хранения  небольшого количества информации;

- низкая  надежность хранения информации;

- к тому  же от перфоратора постоянно  летели маленькие кружочки картона,  которые попадали на руки, в  карманы, застревали в волосах  и уборщицы были страшно недовольны.

     Перфокартами  люди были вынуждены пользоваться не потому что этот способ как-то особенно нравился им, или он имел какие-то неоспоримые достоинства, вовсе нет, он вообще не имел достоинств, просто в то время ничего другого еще не было, выбирать было не из чего.

1.2. Накопители на магнитной ленте

     Для создания резервных копий информации, размещенной на жестких дисках компьютера, широко используются стримеры - устройства для записи информации на кассеты (картриджи) с магнитной лентой. Стримеры просты в использовании и обеспечивают самое дешевое хранение данных.

     В стримерах в качестве носителя информации используется магнитная лента. Они  могут быть выполнены как в  виде внешнего, так и в виде внутреннего  устройства. Стримеры в основном используются для архивации и создания резервных  копий больших объемов данных на компактном носителе. Их недостатки: малая скорость передачи данных. Она  значительно ниже, чем у винчестеров  и сменных жестких дисков. Именно поэтому стримеры рекомендуются  только для резервного копирования  больших объемов информации. Существуют стандарты: QIC, TRAVAN, DDS, DAT и DLT.

     У стандарта QIC (Quarter Inch Cartridge) низкое быстродействие, так как подключается к интерфейсу накопителей на гибких дисках. Существуют кассеты объемом от 40 Мб до 13 Гб.

     TRAVAN разработан на основе QIC. Он использует контроллер накопителя на магнитных дисках или SCSI-2, в зависимости от объема кассеты.

     DSS (Digital Data Storage) и DAT (Digital Audio Tape) стандарты разработаны фирмой Sony для цифровой аудио и видео записи.

     Самый современный стандарт DLT ( появился в середине 90-х годов). Накопители, созданные на основе этой технологии, хранят от 20 до 40 Гб данных. Общая емкость ленточных библиотек построенных на основе кассет DLT может достигать 5 Гб. Дорогим и редким ВЗУ является массовая память - набор микросхем памяти большого объема поставляемых на одной плате, эмулирующих работу жесткого диска.

     Магнитооптические съемные диски. Магнитооптические  диски применяются для резервирования данных и для хранения редко используемых данных. Они значительно удобнее кассет стримера, поскольку пользователь может работать с такими дисками как с обычными жесткими дисками, только съемными и несколько более медленными. Дисководы для магнитооптических дисков выпускаются емкостью от 230 Мбайт до 4,6 Гбайт. Наиболее популярны относительно дешевые модели для дисков размером 3,5 дюйма и емкостью диска 230 или 640 Мбайт. А более дорогие дисководы большой емкости (2,6 и 4,6 Гбайта) лишь немного уступают в быстродействии жестким дискам Фигурнов В.Э. - «IBM PC для пользователя. Краткий курс» - М.: ИНФРА-М, 1998 . 
 

1.3. Накопители на гибких дисках

     Одни  из старейших периферийных устройств  ПК - накопители на гибких дисках (Floppy Disk Drive), так называемые флоппи-диски. Носителем информации служат дискеты диаметрами 3,5”, 5,25”и 8”. В наши дни дискеты 5,25” используются крайне редко, 8” не используются совсем. Для всех форматов конструкция дискет одинакова. На пластмассовый диск, расположенный в пластиковом футляре наносится магнитный слой для записи информации.

     На  дискетах размером 5,25 дюйма имеется  прорезь для защиты от записи. Если эту прорезь заклеить, то на дискету  нельзя будет произвести запись. А  на дискетах размером 3,5 дюйма имеется  специальный переключатель - защелка, разрешающая или запрещающая  запись на дискету. Запись на дискету  разрешена, если отверстие, закрываемое  защелкой, закрыто, и запрещена, если это отверстие открыто.

Существует  понятие “плотность записи”. От нее  зависит объем записываемой информации. Существуют стандарты SS/SD, DS/DD, DS/HD для 5/25”  объем записываемой информации от 180 Кб до 1.2 Мб. DD, HD и ED для 3,5” дискет, объем  записываемой информации от 720 Кб до 2,88 Мб.

     Чаще  всего встречаются дискеты 3,5” HD. Как носители информации дискеты  почти изжили себя. Малый объем, небольшая  скорость чтения/записи, ненадежность делают их применение невыгодным. Однако они обладают большой мобильностью. 
 

1.4. Накопители на жестких дисках

     Следующий тип носителей - так называемые “винчестеры” или накопители на жестких дисках (Hard Disk Drive). По сравнению с дискетами они имеют некоторые преимущества:

- объем  записываемой информации многократно  превосходит возможности гибких  дисков,

- скорость  чтения/записи также намного больше,

- надежность  гораздо более высока.

     “Винчестеры”  выполняются как в виде внутренних и внешних (переносных) устройств. Физические размеры дисков определяются так  называемым форм-фактором. HDD с форм-фактором 3,5 имеют стандартные размеры  корпуса 41.6х101х146 мм. Также они имеют  несколько стандартных значений высоты 2,6”, 1”,3/4”, 0,5”. Чаще всего в  компьютерах используются винчестеры 3,5”, 1” в высоту, так называемые Slimline. Винчестеры бывают нескольких типов: MFM, RLL, ESDI, IDE и SCSI. Диски типов MFM, RLL и ESDI уже не устанавливаются в современные машины. Их использовали на ПК типа ХТ и 286АТ.

     Одними  из первых винчестеров, достигшими емкости 100 Мб были диски типа ESDI. Они использовались на сетевых серверах и высокоскоростных устройствах.

Сегодня используются винчестеры типа IDE (Integrated Drive Electronics). Их главное отличие от предыдущих типов заключается в том, что управляющая электроника расположена не в контроллере, а на винчестере. Данное преимущество проявляется при приеме и передаче информации, так как в таких устройствах оптимально согласованы прием и передача сигналов. IDE HDD обрабатывают данные совместно с шиной ввода/вывода, поэтому частота тактового сигнала шины должна соответствовать быстродействию HDD.

     Винчестеры  типа SCSI имеют самую высокую скорость обмена данными. Хотя их основные характеристики сопоставимы с IDE-винчестерами, они различаются тем, что SCSI-винчестеры могут хранить большие объемы информации за счет высокой скорости обмена данными, в то время как объем IDE-винчестеров ограничен их производительностью.

     Основной  характеристикой винчестера является его емкость. Сегодня объем данных, которые можно записать должен быть не менее 4-5 Гб. Однако требования постоянно  растут, поэтому жесткий диск приходится менять раз в 1-2 года. Частота смены  зависит от того насколько интенсивно и с какими целями используется компьютер.

Следующая важная характеристика - время доступа  необходимое HDD для поиска информации на диске. Сегодня среднее время  доступа для лучших IDE и SCSI дисков - это значение меньше 10 мс.

     Среднее время поиска - время в течение которого магнитные головки перемещаются от одного цилиндра к другому. Эта характеристика зависит, в основном, от механизма привода головок, а не от интерфейса диска.

Скорость  передачи данных, зависит от числа  байт в секторе, количестве секторов на дорожке и от скорости вращения дисков (3000-3600 об./мин). У самых современных HDD скорость достигает 7200 об/мин.

     Гарантированное производителями время безотказной  работы обычно составляет 20000-500000 часов. Однако наработка винчестера за год  составит 8760 часов, что делает этот параметр не столь важным, так как  винчестер устареет раньше, чем испортится.

На скорость работы винчестера существенно влияет кэш-память - ячейки памяти, размещенные  на контроллере винчестера. Она работает по принципу кэш памяти 2-го уровня. Типичная величина может варьироваться  от 64 Кб до 1024 Кб.

Съемные/внешние/переносные жесткие диски по своим характеристикам  не отличаются от обычных. Альтернативой являются накопители со сменными дисками, в отличии от съемных винчестеров подвижным является лишь непосредственно носитель информации, функционально напоминают накопители на жестких дисках, но существенно превосходят их по характеристикам. Объем записываемой информации варьируется от 100 Мб, до 1 Гб, среднее время доступа 10-30 мс, средняя скорость обмена 4-6 Мб/сек. Производственных стандартов на данный вид ВЗУ не существует, однако наиболее распространены накопители серии Zip и Jaz фирмы iOmega Ефимова О., Морозов В., Шафрин Ю. - «Информатика и вычислительная техника» - М.: АБФ, 1998. 
 
 

1.5. Приводы CD-ROM

     Ранее использовавшиеся для аудиоаппаратуры  компакт-диски были модифицированы для применения в РС и теперь стали  неотъемлемой частью современных компьютеров. СD являются отличным носителем информации. Они более компактны, удобны и дешевы чем винчестер, однако, не могут использоваться как HDD, так как стоимость записи и ее скорость намного выше. Привод выполняется как внутренне устройство, и имеет размер дисковода 5,25”. Могут управляться через IDE-, SCSI-интерфейс или звуковую карту. Диск изготавливается из поликарбоната, с одной стороны его покрывают отражающим слоем (из алюминия или золота). Запись осуществляется путем выжигания чередований углублений в металлическом слое лазерным лучом.