Реферат: Внешние запоминающие устройства. Внешние запоминающие устройства реферат

Доклад - Внешние запоминающие устройства

Накопители на гибких дисках (Floppy Disk Drive), являются старейшими периферийными устройствами PC. В качестве носителя информации в них применяются дискеты диаметрами 3,5” 5,25”и 8” (на сегодняшний день дискеты 5,25” практически не используются 8” не используются). Конструкция дискет одинакова для всех форматов. В футляре находится пластмассовый диск с нанесенным на него магнитным слоем для записи информации. Объем записываемой информации зависит от плотности записи. 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. Самые распространенные — дискеты 3,5” HD. Как носители информации дискеты почти изжили себя, малый объем, небольшая скорость чтения/записи, ненадежность делают их применение невыгодным.

Накопители на жестких дисках (Hard Disk Drive) так называемые – винчестеры. По сравнению с дискетами имеют несколько преимуществ: объем записываемой информации многократно превосходит возможности гибких дисков. Скорость чтения/записи также намного больше, высокая надежность. HDD существуют в виде внутренних и внешних (переносных) устройств. Физические размеры винчестеров стандартизированы параметром, называемым форм-фактор. 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 (Slimline). Существуют несколько типов винчестеров: MFM, RLL, ESDI, IDE и SCSI.

MFM, RLL, ESDI-винчестеры сегодня уже не устанавливаются в PC. Они использовались на машинах типа ХТ и 286АТ. ESDI принадлежали к первым HDD достигшим емкости 100 Мб, и использовались на сетевых серверах и высокоскоростных устройствах.

IDE (Integrated Drive Electronics) главное отличие от предыдущих типов выражается в том, что управляющая электроника расположена не в контроллере, а на винчестере. Это преимущество проявляется при приеме и передачи информации, 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.

SCSI-винчестеры имеют самую высокую скорость обмена данными. 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.

Емкость винчестера – его основная характеристика. Сегодня объем данных, которые можно записать должен быть не менее 4-5 Гб, но требования программного обеспечения постоянно растут, поэтому жесткий диск придется менять раз в 1-2 года в зависимости от то того насколько интенсивно и с какими целями используется компьютер.

Еще одой характеристикой является время доступа необходимое HDD для поиска любой информации на диске. Среднее время доступа, на сегодняшний день, 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. Главным образом зависит от механизма привода головок, а не от интерфейса. Скорость передачи данных, зависит от количества байт в секторе, количестве секторов на дорожке и от скорости вращения дисков (3000-3600 об./мин. Самые современные HDD – 7200 об./мин.).

Время безотказной работы. Производители дают гарантию надежности устройства, которая обычно составляет 20000-500000 часов. Наработка винчестера за год составит 8760 часов, что делает этот параметр не важным, так как винчестер морально устареет раньше чем физически.

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

Съемные/внешние/переносные жесткие диски. По характеристикам не отличаются от обычных. Альтернативой им служат 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. Не существует производственных стандартов на данный вид ВЗУ, но наиболее распространены накопители серии Jaz и Zip фирмы iOmega.

Приводы CD-ROM. Компакт диски, использовавшиеся для аудиоаппаратуры, были модифицированы для применения в РС и в настоящее время стали неотъемлемой частью современных компьютеров. Является отличным носителем информации, более компактным, удобным и дешевым чем винчестер. Не может использоваться как HDD так как стоимость записи и ее скорость намного выше. Выполняется как внутренне устройство, и имеет размер дисковода 5,25”. Обычно управляются через IDE, SCSI интерфейс или звуковую карту. Диск изготовлен из поликарбоната, который покрыт с одной стороны отражающим слоем (из алюминия или золота). Запись производится с помощью лазерного луча выжигающего чередования углублений в поверхности металлического слоя. Основной характеристикой является скорость передачи данных. За единицу считывания, принята скорость считывания с магнитной ленты. Скорость считывания последующих устройств кратна этой и варьируется от 150 Кб./сек. До 6-7 Мб./сек. Качество считывания характеризуется коэффициентом ошибок и представляет собой оценку вероятности искажения информационного бита при его считывании. Данный параметр отражает способность устройства корректировать ошибки чтения/записи. Среднее время доступа – время, которое требуется приводу для нахождения на носителе нужных данных. Варьируется от 400 до 80 мс. Объем буферной памяти позволяет передавать данные с постоянной скоростью. Различают три типа буферов: статический, динамический и с опережающим чтением. Средняя наработка на отказ составляет 50-125 тысяч часов, что намного опережает сроки морального устаревания устройства.

Накопители CD-RW позволяют производить запись на компакт диск, диск при этом покрыт слоем термочувствительной краски, с такими же отражающими свойствами, как и у алюминиевого покрытия. Является последним достижением в области разработок записываемых компакт дисков.

DVD (Digital Video Disk) – диски, которые сменят CD-ROM, первоначально разрабатывались для домашнего видео. Отличаются тем, что могут хранить объем данных многократно превышающий возможности компакт дисков (от 4,7 до 17 Гб.). Уровень качества звука и изображения хранимого на DVD приближен к студийному качеству. В накопителях DVD используется более узкий луч лазера чем в CD-ROM, поэтому толщина защитного слоя диска была снижена в 2 раза, что привело к появлению двухслойных дисков.

Магнитооптические накопители (Magneto-Optical) представляют собой накопитель информации, в основу которого положен магнитный носитель с оптическим управлением. Поверхность магнитооптического диска покрыта сплавом, свойства которого меняются как под воздействием тепла, так и под воздействием магнитного поля. Если нагреть диск сверх некоторой температуры, то становится возможным изменение магнитной поляризации посредством небольшого магнитного поля, На этом свойстве основаны технологии чтения записи магнитооптических дисков. МО диски могут быть односторонними 3,5” емкости 128, 230, и 640 Мб. Двухсторонними 5,25” емкостью 600 Мб. – 2,6 Гб. 2,5” диски Mini Disk Data фирмы Sony, созданы специально для аудиоустройств, имеют емкость 140 Мб. 12” диски для однократной записи емкостью 3,5 – 7 Гб. Большое распространение получили при построении оптических библиотек.

Накопители на магнитной ленте (стримеры) В качестве носителя информации в них применяется магнитная лента. Они могут быть в виде внешнего и внутреннего устройства. Стримеры в основном используются для архивирования и резервного копирования больших объемов данных на компактном носителе. К их недостаткам относится малая скорость передачи данных, значительно ниже, чем у винчестеров и сменных жестких дисков. Поэтому стримеры можно рекомендовать только для резервного копирования больших объемов информации. Существуют стандарты: QIC, TRAVAN, DDS, DAT и DLT.

QIC (Quarter Inch Cartridge) отличается низким быстродействием, так как подключается к интерфейсу накопителей на гибких дисках. Существуют кассеты объемом от 40 Мб до 13 Гб. TRAVAN разработан на основе QIC, в зависимости от объема информации, на которую рассчитана кассета (400-4000 Мб) использует контроллер накопителя на магнитных дисках или SCSI-2 (для кассет объемом 4000 Мб). DSS (Digital Data Storage) и DAT (Digital Audio Tape) стандарты разработаны фирмой Sony и используются для цифровой аудио и видео записи. DLT – самый современный стандарт, появился в середине 90-х годов. Накопители, использующие эту технологию, могут хранить 20-40 Гб данных. Суммарная емкость ленточных библиотек построенных на основе DLT-кассет может достигать 5 Тб.Редким и дорогим ВЗУ является массовая память. Набор микросхем памяти большого объема поставляемых на одной плате, эмулирующих работу жесткого диска.

В заключении можно сказать, что накопители на жестких магнитных дисках еще долго останутся основными ВЗУ, так как стоимость записи на них намного ниже чем у оптических дисков, которые могут составить конкуренцию по объему записываемой информации. Различные способы хранения и записи информации служат для разных целей, на сегодняшний день не существует универсального ВЗУ, которое может быть использовано как постоянное и переносное одновременно и при этом быть доступным рядовым пользователям. Еще долго нам предстоит слушать скрипение жесткого диска и разгребать стол заваленный компакт дисками, хотя никто не знает что еще может изобрести человек.

Список использованной литературы:

1. О. Колесниченко, И. Шишигин «Аппаратные средства РС» 3-е издание. СПб, БХВ – Санкт-Петербург, 1999.

2. PC Magazine №6 1997

3. PC Magazine №7 1998

Санкт-Петербургский Государственный

Университет Экономики и Финансов.

Реферат

По предмету: Экономическая информатика

и вычислительная техника.

На тему: Внешние

запоминающие устройства.

Студента группы №133

Кан Сергея Анатольевича

Преподаватель:

Ильина Ольга Павловна

1999

www.ronl.ru

Реферат - Внешние запоминающие устройства

Список использованной литературы:

1. О. Колесниченко, И. Шишигин «Аппаратные средства РС» 3-е издание. СПб, БХВ – Санкт-Петербург, 1999.

2. PC Magazine №6 1997

3. PC Magazine №7 1998

Санкт-Петербургский Государственный

Университет Экономики и Финансов.

Реферат

По предмету: Экономическая информатика

и вычислительная техника.

На тему: Внешние

запоминающие устройства.

Студента группы №133

Кан Сергея Анатольевича

Преподаватель:

Ильина Ольга Павловна

1999

www.ronl.ru

Реферат - Внешние запоминающие устройства

Внешние запоминающие устройства

Введение.

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

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.

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.

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 то 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.

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”. Может управляются 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.

Основная характеристика - скорость передачи данных. Единицей считывания является скорость считывания с магнитной ленты. У созданных позже устройств скорость считывания кратна ей и варьируется от 150 Кб/сек до 6-7 Мб/сек. Качество считывания характеризует коэффициент ошибок. Качество является оценкой вероятности искажения информационного бита при его считывании. Этот параметр отражает способность устройства корректировать ошибки чтения/записи.

Среднее время доступа – время, требующееся приводу для поиска необходимых данных на носителе, варьируется от 400 до 80 мс. Буферная память позволяет передавать данные с постоянной скоростью. Существует три типа буферов: динамический, статический и с опережающим чтением. Средняя наработка на отказ составляет 50-125 тысяч часов, что намного опережает сроки морального устаревания устройства.

Существуют также накопители CD-RW, позволяющие производить запись на компакт-диск. При этом диск покрыт слоем термочувствительной краски, с такими же отражающими свойствами, как и у алюминиевого покрытия. Этот привод считается последним достижением в области разработок записываемых компакт дисков.

В DVD лазерный луч уже, что позволяет снизить толщину защитного слоя диска в 2 раза. Это привело к появлению двухслойных дисков.

Магнитооптические накопители (Magneto-Optical) являются накопителем информации, в основе которого лежит магнитный носитель с оптическим управлением. Сплав, которым покрыта поверхность такого магнитооптического диска, меняет свои свойства как под воздействием тепла, так и под воздействием магнитного поля. Если происходит нагревание диска сверх некоторой температуры, то становится возможным изменение магнитной поляризации с помощью небольшого магнитного поля. На этом свойстве основываются технологии чтения записи магнитооптических дисков. Такие диски могут быть односторонними 3,5” емкости 128, 230, и 640 Мб. Двухсторонними 5,25” емкостью 600 Мб. – 2,6 Гб. 2,5” диски Mini Disk Data фирмы Sony, созданы специально для аудиоустройств и имеют емкость 140 Мб. 12” диски для однократной записи емкостью 3,5 – 7 Гб получили большое распространение при построении оптических библиотек.

Накопители на магнитной ленте (стримеры).

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.

Заключение.

Таким образом, можно сказать, что жесткие диски еще долго будут сохранять лидирующие позиции на рынке ВЗУ. Это связано с низкой стоимостью записи по сравнению с CD, которые являются достойными конкурентами по объему записываемой информации. Различные способы хранения и записи информации соответствуют различным целям. На текущий момент не существует универсального ВЗУ, которое может быть использовано как постоянное и переносное одновременно и быть при этом доступным обычным пользователям. По всей видимости, в ближайшие годы нам придется так же пользоваться винчестерами в качестве основного носителя хотя мысль не стоит на месте, и никто не знает, что еще может изобрести человек в скором времени.

referat.store

Реферат - Внешние запоминающие устройства

Внешние запоминающие устройства.

Помимо оперативной памяти, компьютеру необходима дополнительная память для долговременного размещения данных. Такие устройства называются ВЗУ (внешние запоминающие устройства). К ним относятся накопители на магнитной ленте, накопители на дискетах, винчестеры, CD-ROM, магнитооптические диски. Накопители на гибких дисках (Floppy Disk Drive), являются старейшими периферийными устройствами PC. В качестве носителя информации в них применяются дискеты диаметрами 3,5” 5,25”и 8” (на сегодняшний день дискеты 5,25” практически не используются 8” не используются). Конструкция дискет одинакова для всех форматов. В футляре находится пластмассовый диск с нанесенным на него магнитным слоем для записи информации. Объем записываемой информации зависит от плотности записи. 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. Самые распространенные - дискеты 3,5” HD. Как носители информации дискеты почти изжили себя, малый объем, небольшая скорость чтения/записи, ненадежность делают их применение невыгодным. Накопители на жестких дисках (Hard Disk Drive) так называемые – винчестеры. По сравнению с дискетами имеют несколько преимуществ: объем записываемой информации многократно превосходит возможности гибких дисков. Скорость чтения/записи также намного больше, высокая надежность. HDD существуют в виде внутренних и внешних (переносных) устройств. Физические размеры винчестеров стандартизированы параметром, называемым форм-фактор. 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 (Slimline). Существуют несколько типов винчестеров: MFM, RLL, ESDI, IDE и SCSI. MFM, RLL, ESDI-винчестеры сегодня уже не устанавливаются в PC. Они использовались на машинах типа ХТ и 286АТ. ESDI принадлежали к первым HDD достигшим емкости 100 Мб, и использовались на сетевых серверах и высокоскоростных устройствах. IDE (Integrated Drive Electronics) главное отличие от предыдущих типов выражается в том, что управляющая электроника расположена не в контроллере, а на винчестере. Это преимущество проявляется при приеме и передачи информации, 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. SCSI-винчестеры имеют самую высокую скорость обмена данными. 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. Емкость винчестера – его основная характеристика. Сегодня объем данных, которые можно записать должен быть не менее 4-5 Гб, но требования программного обеспечения постоянно растут, поэтому жесткий диск придется менять раз в 1-2 года в зависимости от то того насколько интенсивно и с какими целями используется компьютер. Еще одой характеристикой является время доступа необходимое HDD для поиска любой информации на диске. Среднее время доступа, на сегодняшний день, 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. Главным образом зависит от механизма привода головок, а не от интерфейса. Скорость передачи данных, зависит от количества байт в секторе, количестве секторов на дорожке и от скорости вращения дисков (3000-3600 об./мин. Самые современные HDD – 7200 об./мин.). Время безотказной работы. Производители дают гарантию надежности устройства, которая обычно составляет 20000-500000 часов. Наработка винчестера за год составит 8760 часов, что делает этот параметр не важным, так как винчестер морально устареет раньше чем физически. Кэш-память винчестера – ячейки памяти, размещенные на контроллере винчестера, существенно влияет на скорость работы винчестера, работает по принципу кэш памяти 2-го уровня. Типичная величина может варьироваться от 64 Кб. до 1024 Кб. Съемные/внешние/переносные жесткие диски. По характеристикам не отличаются от обычных. Альтернативой им служат 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. Не существует производственных стандартов на данный вид ВЗУ, но наиболее распространены накопители серии Jaz и Zip фирмы iOmega. Приводы CD-ROM. Компакт диски, использовавшиеся для аудиоаппаратуры, были модифицированы для применения в РС и в настоящее время стали неотъемлемой частью современных компьютеров. Является отличным носителем информации, более компактным, удобным и дешевым чем винчестер. Не может использоваться как HDD так как стоимость записи и ее скорость намного выше. Выполняется как внутренне устройство, и имеет размер дисковода 5,25”. Обычно управляются через IDE, SCSI интерфейс или звуковую карту. Диск изготовлен из поликарбоната, который покрыт с одной стороны отражающим слоем (из алюминия или золота). Запись производится с помощью лазерного луча выжигающего чередования углублений в поверхности металлического слоя. Основной характеристикой является скорость передачи данных. За единицу считывания, принята скорость считывания с магнитной ленты. Скорость считывания последующих устройств кратна этой и варьируется от 150 Кб./сек. До 6-7 Мб./сек. Качество считывания характеризуется коэффициентом ошибок и представляет собой оценку вероятности искажения информационного бита при его считывании. Данный параметр отражает способность устройства корректировать ошибки чтения/записи. Среднее время доступа – время, которое требуется приводу для нахождения на носителе нужных данных. Варьируется от 400 до 80 мс. Объем буферной памяти позволяет передавать данные с постоянной скоростью. Различают три типа буферов: статический, динамический и с опережающим чтением. Средняя наработка на отказ составляет 50-125 тысяч часов, что намного опережает сроки морального устаревания устройства. Накопители CD-RW позволяют производить запись на компакт диск, диск при этом покрыт слоем термочувствительной краски, с такими же отражающими свойствами, как и у алюминиевого покрытия. Является последним достижением в области разработок записываемых компакт дисков. DVD (Digital Video Disk) – диски, которые сменят CD-ROM, первоначально разрабатывались для домашнего видео. Отличаются тем, что могут хранить объем данных многократно превышающий возможности компакт дисков (от 4,7 до 17 Гб.). Уровень качества звука и изображения хранимого на DVD приближен к студийному качеству. В накопителях DVD используется более узкий луч лазера чем в CD-ROM, поэтому толщина защитного слоя диска была снижена в 2 раза, что привело к появлению двухслойных дисков. Магнитооптические накопители (Magneto-Optical) представляют собой накопитель информации, в основу которого положен магнитный носитель с оптическим управлением. Поверхность магнитооптического диска покрыта сплавом, свойства которого меняются как под воздействием тепла, так и под воздействием магнитного поля. Если нагреть диск сверх некоторой температуры, то становится возможным изменение магнитной поляризации посредством небольшого магнитного поля, На этом свойстве основаны технологии чтения записи магнитооптических дисков. МО диски могут быть односторонними 3,5” емкости 128, 230, и 640 Мб. Двухсторонними 5,25” емкостью 600 Мб. – 2,6 Гб. 2,5” диски Mini Disk Data фирмы Sony, созданы специально для аудиоустройств, имеют емкость 140 Мб. 12” диски для однократной записи емкостью 3,5 – 7 Гб. Большое распространение получили при построении оптических библиотек. Накопители на магнитной ленте (стримеры) В качестве носителя информации в них применяется магнитная лента. Они могут быть в виде внешнего и внутреннего устройства. Стримеры в основном используются для архивирования и резервного копирования больших объемов данных на компактном носителе. К их недостаткам относится малая скорость передачи данных, значительно ниже, чем у винчестеров и сменных жестких дисков. Поэтому стримеры можно рекомендовать только для резервного копирования больших объемов информации. Существуют стандарты: QIC, TRAVAN, DDS, DAT и DLT. QIC (Quarter Inch Cartridge) отличается низким быстродействием, так как подключается к интерфейсу накопителей на гибких дисках. Существуют кассеты объемом от 40 Мб до 13 Гб. TRAVAN разработан на основе QIC, в зависимости от объема информации, на которую рассчитана кассета (400-4000 Мб) использует контроллер накопителя на магнитных дисках или SCSI-2 (для кассет объемом 4000 Мб). DSS (Digital Data Storage) и DAT (Digital Audio Tape) стандарты разработаны фирмой Sony и используются для цифровой аудио и видео записи. DLT – самый современный стандарт, появился в середине 90-х годов. Накопители, использующие эту технологию, могут хранить 20-40 Гб данных. Суммарная емкость ленточных библиотек построенных на основе DLT-кассет может достигать 5 Тб.Редким и дорогим ВЗУ является массовая память. Набор микросхем памяти большого объема поставляемых на одной плате, эмулирующих работу жесткого диска. В заключении можно сказать, что накопители на жестких магнитных дисках еще долго останутся основными ВЗУ, так как стоимость записи на них намного ниже чем у оптических дисков, которые могут составить конкуренцию по объему записываемой информации. Различные способы хранения и записи информации служат для разных целей, на сегодняшний день не существует универсального ВЗУ, которое может быть использовано как постоянное и переносное одновременно и при этом быть доступным рядовым пользователям. Еще долго нам предстоит слушать скрипение жесткого диска и разгребать стол заваленный компакт дисками, хотя никто не знает что еще может изобрести человек.

Список использованной литературы:

1. О. Колесниченко, И. Шишигин «Аппаратные средства РС» 3-е издание. СПб, БХВ – Санкт-Петербург, 1999. 2. PC Magazine №6 1997 3. PC Magazine №7 1998 4. Санкт-Петербургский Государственный Университет Экономики и Финансов.

Реферат

По предмету: Экономическая информатика и вычислительная техника. На тему: Внешние запоминающие устройства.

Студента группы №133 Кан Сергея Анатольевича

Преподаватель: Ильина Ольга Павловна

1999

www.ronl.ru

Реферат - Внешние запоминающие устройства

Оглавление

Введение

1. Внешние магнитные носители

1.1 Накопители на магнитной ленте

1.2 Накопители прямого доступа

1.3 Принципы работы накопителя на сменных магнитных дисках

1.4 Накопитель на гибких магнитных дисках

1.5 Накопитель на жестком магнитном диске (винчестер)

2. Современные внешние запоминающие устройства

2.1 Устройство чтения компакт-дисков (CD-ROM)

2.2 DVD

2.3 Blu-ray Disc

2.4 Картыпамяти

2.5 Другие устройства накопления и хранения информации

Заключение

Список используемых источников

Введение

Внешняя память предназначена для долговременного хранения программ и данных. Устройства внешней памяти (накопители) являются энергонезависимыми, выключение питания не приводит к потере данных. Они могут быть встроены в системный блок или выполнены в виде самостоятельных блоков, связанных с системным через его порты. Одной из определяющих характеристикой внешней памяти является ее объем. Объем внешней памяти можно увеличивать, добавляя новые накопители. Не менее важными характеристиками внешней памяти являются время доступа к информации и скорость обмена информацией. Эти параметры зависят от устройства считывания информации и организации типа доступа к ней.

Актуальность темы исследования обоснована эволюционным переходом к информационному обществу.

Целью предпринятого исследования является исследование организации памяти, возможностей по увеличению ее объемов, скорости обмена информацией.

Для реализации поставленной цели необходимо решить ряд взаимообусловленных задач:

— исследовать основные технологии организации систем долговременного хранения информации.

— провести анализ технических характеристик устройств

Объектом исследования являются внешние запоминающие устройства.

По типу доступа к информации устройства внешней памяти делятся на два класса: устройства прямого (произвольного) доступа и устройства последовательного доступа. При прямом (произвольном) доступе время доступа к информации не зависит от ее места расположения на носителе. При последовательном доступе время доступа зависит от местоположения информации.

Скорость обмена информацией зависит от скорости ее считывания или записи на носитель, что определяется, в свою очередь, скоростью вращения или перемещения этого носителя в устройстве.

Внешняя (долговременная) память — это место хранения данных, не используемых в данный момент в памяти компьютера.

Устройства внешней памяти — это, прежде всего, магнитные устройства для хранения информации.

По способу записи и чтения накопители делятся, в зависимости от вида носителя, на магнитные, оптические и магнитооптические.

1. ВНЕШНИЕ МАГНИТНЫЕ НОСИТЕЛИ

1.1 Накопители на магнитной ленте

Магнитные ленты хранили и использовали намотанными на катушки. В ЭВМ унифицированы катушки двух видов: подающие и принимающие. Ленты поставлялись пользователям на подающих катушках и не требовали дополнительной перемотки при установке их в накопители. Лента на катушку наматывалась рабочим слоем внутрь.

Основные размеры одинаковы как для подающих, так и для принимающих катушек. Запись информации на магнитную ленту осуществлялась по девяти дорожкам.

В накопителях ЭВМ информация записывалась с продольной плотностью 8 бит/мм, 32 бит/мм, или 63 бит/мм. На девяти дорожках параллельно записывалось 8 информационных битов и 1 контрольный бит, которые составляли 1 байт. Для записи контрольного разряда отводилась четвертая дорожка. Группа байтов, записываемая по одному КСК или по связанной цепочкой данных последовательности КСК, образовывала зону.

При плотности записи 32 бит/мм в конце зоны записывались две контрольные строки: строка циклического контроля (ЦКС) и строка продольного контроля (ПКС). ЦКС записывалась на ленте за последним байтом данных с промежутком в 4 байта. Для формирования ПКС велся подсчет единиц на каждой дорожке зоны. Их общее число на любой дорожке должно было быть четным. Это делалось путем записи нуля или единицы в соответствующий разряд ПКС. Строка ПКС записывалась после ЦКС с промежутком в 4 байта. При плотности записи 8 и 63 бит/мм, размещение данных на ленте такое же, как и при плотности записи 32 бит/мм, но в конце зоны записывался только ПКС с промежутком в 4 байта от последнего байта данных. Строка ПКС одновременно являлся признаком конца зоны. Начало зоны определялось по появлению первого байта данных.

Для записи информации с плотностью 8 и 32 бит/мм использовался потенциальный метод без возвращения к нулю с модификацией по единице называемый методом «без возвращения к нулю» (БВН-1). В зарубежной литературе этот метод сокращенно называют также NRZ-1.

При плотности 63 бит/мм использовался другой метод записи — метод фазовой модуляции или фазового кодирования (ФК). В каждом такте записи изменялась полярность тока в записывающей головке и, следовательно, изменялось магнитное состояние носителя. Полярность тока изменялась с отрицательной на положительную при записи нуля и с положительной на отрицательную при записи единицы. Происходило как бы изменение фазы тока записи. Логическая схема тракта записи анализировала значение следующей записываемой двоичной цифры: если должна была быть записана та же цифра, что и впредыдущем такте, то ток в головке записи предварительно реверсировался. Метод ФК позволял значительно повысить достоверность выделения сигналов присчитывании информации в условиях наложения соседних магнитных отпечатков на носителе. Объяснялось это тем, что при изменении частоты в широких пределах фазе искажения сигналов оставались малыми, что проще идентифицировать считываемые сигналы и поэтому реализовать более высокую плотность записи 63 бит/мм. При использовании метода фазового кодирования строка ЦКС не записывалась.

1.2 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.

1.3 Принципы работы накопителя на сменных магнитных дисках

Пакет магнитных дисков ЕС-5053 состоит из шести алюминиевых дисков, внешний диаметр которых равен 336,4 мм. Поверхности дисков покрыты ферролаком толщиной 4-5 мкм или кобальто-вольфрамовым сплавом толщиной 0,25-0,30 мкм. В последнем случае магнитный слой наносится гальваническим методом на медную подложку. К дискам предъявляются высокие требования по однородности магнитных свойств и по таким геометрическим характеристикам, как плоскостность, толщина, шероховатость поверхности и т. д. Для записи информации используются десять внутренних поверхностей дисков, внешние поверхности верхнего и нижнего дисков не используются.

Магнитные слои иногда наносится гальваническим методом на равном расстоянии по внешнему диаметру, причем в одном месте сделана двойная прорезь, которая служитначалом отсчета для каждого рабочего диска и называется индексом или маркером.

Информация записывается на рабочих поверхностях дисков по концентрическим окружностям — дорожкам. Если в процессе эксплуатации пакета появляется дефект в покрытии на какой-либо из рабочих дорожек, то вся эта дорожка не употребляется, а вместо нее используется одна из запасных дорожек.

На одной дорожке может быть записано последовательно бит за битом 3625 байтов. Поскольку на каждой дорожке располагается одинаковое число байтов, то плотность записи изменяется от дорожки к дорожке: на внешней дорожке — 30 бит/мм, на внутренней — 44 бит/мм. Десять дорожек, расположенных друг под другом на всех десяти рабочих поверхностях дисков, образуют так называемый цилиндр. Емкость одного цилиндра составляет 36250 байт, а емкость всего пакета — 7,25 Мбайт.

В рабочем состоянии пакет дисков постоянно вращается в накопителе с угловой скоростью 255 рад/с (2400 об/мин). Для записи и считывания информации накопитель имеет десять магнитных головок: по одной головке на каждую рабочую поверхность. Магнитная головка состоит из универсальной головки (для записи и воспроизведения информации) и головки стирания, размещенных в одном корпусе. Магнитные головки располагаются друг под другом и укреплены на каретке, которая может перемещать их в радиальном направлении по отношению к дискам. Каретка может фиксироваться в одном из 203 положений, располагая, таким образом, головки на одном из цилиндров. Запись и считывание информации в пределах одного цилиндра осуществляется без механического перемещения каретки с магнитными головками. Одновременно работает только одна головка из десяти. Она поразрядно записывает или считывает информацию на одной дорожке. Выбор дорожки в цилиндре осуществляется электронной коммутацией головки. Выбранная головка подключается к единому тракту записи — воспроизведения.

Головки нумеруются снизу вверх от 0 до 9. Таким образом, адрес каждой дорожки в пакете определяется адресом цилиндра и номером головки.

В отличие от накопителя на магнитных лентах в накопителях прямого доступа используется бесконтактный метод записи и считывания информации. Это обусловлено тем, что диски неэластичны и контакт их с головками может привести к механическому повреждению магнитного слоя дисков. С другой стороны, нежелательно жестко фиксировать головки в пространстве над поверхностями дисков, так как практически невозможно изготовить диски абсолютно плоскими, а, следовательно, из-за неровности их поверхностей при вращении дисков расстояние между головками и магнитным слоем постоянно изменялось бы. Это, во-первых, не позволяет обеспечить высокую плотность записи и, во-вторых, отражается на амплитуде считываемых сигналов. Компенсировать некоторые дефекты можно, используя в накопителях прямого доступа так называемых «плавающих» магнитных головок.

С уменьшением частоты вращения дисков головки автоматически отводятся от поверхностей дисков на расстояние 0,4-1,5 мм и выводятся из пакета (в некоторых накопителях, не поднимаясь над поверхностью).

В накопителях прямого доступа применяется двухчастотный последовательный способ записи информации с самосинхронизацией при воспроизведении. Способ этот состоит в том, что байты записывают последовательно бит за битом на одну дорожку. Во время записи в накопитель постоянно поступают синхронизирующие импульсы. Для записи единицы в интервале между СИ подается дополнительный импульс, при записи нуля дополнительный импульс отсутствует.

Таким образом, если записываются единицы, то частота импульсов, поступающих в накопитель, удваивается по сравнению с частотой синхроимпульсов или, что-то же самое, с частотой импульсов при записи нулей. Поэтому данный способ записи получил название двухчастотного.

Применение в накопителях со сменными пакетами магнитных дисков двухчастотного способа записи предусмотрено рекомендациями ISO. Структура записи информации по дорожкам (адреса, наборы данных и др.).

1.4 Накопитель на гибких магнитных дисках (НГМД — дисковод)

Это устройство использовали в качестве носителя информации гибкие магнитные диски — дискеты, которые могут быть 5-ти или 3-х дюймовыми. Дискета — это магнитный диск вроде пластинки, помещенный в картонный конверт. В зависимости от размера дискеты изменяется ее емкость в байтах. Если на стандартную дискету размером 5’25 дюйма помещается до 720 Кбайт информации, то на дискету 3’5 дюйма уже 1,44 Мбайта. Дискеты универсальны, подходят на любой компьютер того же класса оснащенный дисководом, могут служить для хранения, накопления, распространения и обработки информации. Дисковод — устройство параллельного доступа, поэтому все файлы одинаково легко доступны. Ранее дискеты применялись в основном для резервирования небольших объемов данных и для распространения информации. В настоящее время не используются. Дискеты морально устарели. Наибольшим распространением из накопителей на гибких магнитных дисках пользовалась дискета 3’5 дюйма или флоппи-диски (floppy disk).

Диск покрывался сверху специальным магнитным слоем, который обеспечивал хранение данных. Информация записывалась с двух сторон диска по дорожкам, которые представляли собой концентрические окружности. Каждая дорожка разделялась на секторы. Плотность записи данных зависит от плотности нанесения дорожек на поверхность, т. е. числа дорожек на поверхности диска, а также от плотности записи информации вдоль дорожки.

Если при покупке на поверхность диска не нанесены дорожки и секторы, то его нужно было подготовить для записи данных, отформатировать. Для этого в состав системного программного обеспечения включена специальная программа, которая производит форматирование диска.

К недостаткам относятся маленькая емкость, что делает практически невозможным долгосрочное хранение больших объемов информации, и не очень высокая надежность самих дискет.

1.5 Накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД — винчестер). История развития накопителей на жестком магнитном диске

— 1956 — продажа первого коммерческого жёсткого диска, IBM 350 RAMAC, 5 Мб. Он весил около тонны, занимал два ящика — каждый размером с большой холодильник, а общий объем памяти 50 вращавшихся в нем покрытых чистым железом тонких дисков диаметром с большую пиццу составлял 5 мегабайт

— 1980 — первый 5,25-дюймовый Winchester, Shugart ST-506, 5 Мб

— 1986— Стандарт SCSI

— 1991 — Максимальная ёмкость 100 Мб

— 1995 — Максимальная ёмкость 2 Гб

— 1997 — Максимальная ёмкость 10 Гб

— 1998 — Стандарты UDMA/33 и ATAPI

— 1999 — IBM выпускает Microdrive ёмкостью 170 и 340 Мб

— 2002 — Взят барьер адресного пространства выше 137 Гб (проблема 48-bit LBA)

— 2003 — Появление SATA

— 2005 — Максимальная ёмкость 500 Гб

— 2005 — Стандарт Serial ATA 3G

— 2005 — Появление SAS (Serial Attached SCSI)

— 2006 — Применение перпендикулярного метода записи в коммерческих накопителях

— 2006 — Появление «гибридных» жёстких дисков, содержащих дополнительный блок флэш-памяти

— 2007 — Hitachi представляет накопитель ёмкостью 1 Тб

— 2008 — WD VelociRaptor 300GB: самый быстрый HDD с интерфейсом SATA

— 2009 — Hitachi к 2009 году создаст HDD объемом 4 терабайта

Накопи́тель на жёстких магни́тных ди́сках, жёсткий диск, хард, харддиск, HDD, HMDD или винче́стер, (англ. Hard ( Magnetic ) Disk Drive , HDD , HMDD ) — энергонезависимое, перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство. Является основным накопителем данных практически во всех современных компьютерах.

В отличие от «гибкого» диска (дискеты), информация в НЖМД записывается на жёсткие (алюминиевые или стеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома. В некоторых НЖМД используется одна пластина, в других — несколько на одной оси. Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке набегающего потока воздуха, образуемого у поверхности при быстром вращении. Расстояние между головкой и диском составляет несколько нанометров (в современных дисках 5-10 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.

Ёмкость современных устройств достигает 1000 Гб. В отличие от принятой в информатике (случайно) системе приставок, обозначающих кратную 1024 величину, производителями при обозначении ёмкости жёстких дисков используются кратные 1000 величины. Так, напр., «настоящая» ёмкость жёсткого диска, маркированного как «200 Гб», составляет 186,2 ГиБ. Кроме того, часть производителей указывают неформатированную ёмкость (вместе со служебной информацией), что делает ещё большим «зазор» между заявленными «200 Гб» и реальными 160 ГиБ.

Физический размер (форм-фактор) — почти все современные накопители для персональных компьютеров и серверов имеют размер либо 3,5, либо 2,5 дюйма. Последние чаще применяются в ноутбуках. Получили распространение форматы — 1,8 дюйма, 1,3 дюйма и 0,85 дюйма. Прекращено производство накопителей в формфакторе 5,25 дюймов.

Время произвольного доступа — от 3 до 15 мс, как правило, минимальным временем обладают серверные диски (например, у Hitachi Ultrastar 15K147 — 3,7 мс), самым большим из актуальных — диски для портативных устройств (Seagate Momentus 5400.3 — 12,5).

Надёжность определяется как среднее время наработки на отказ (Mean Time Between Failures, MTBF). Технология SMART(S.M.A.R.T. (англ. Self Monitoring Analysing and Reporting Technology ) — технология оценки состояния жёсткого диска встроенной аппаратурой самодиагностики, а также механизм предсказания времени выхода его из строя.)

Количество операций ввода-вывода в секунду — у современных дисков это около 50 оп./сек при произвольном доступе к накопителю и около 100 оп./сек при последовательном доступе.

Уровень шума — шум, который производит механика накопителя при его работе. Указывается в децибеллах. Тихими накопителями считаются устройства с уровнем шума около 26 дБ и ниже. Шум состоит из шума вращения шпинделя (в том числе аэродинамического) и шума позиционирования.

Сопротивляемость ударам (англ. G - shock rating ) — сопротивляемость накопителя резким скачкам давления или ударам, измеряется в единицах допустимой перегрузки во включённом и выключенном состоянии.

Скорость передачи данных (англ. Transfer Rate ):

· Внутренняя зона диска: от 44,2 до 74,5 Мб/с

· Внешняя зона диска: от 60,0 до 111,4 Мб/с

Жёсткий диск состоит из следующих основных узлов: корпус из прочного сплава, собственно жесткие диски (пластины) с магнитным покрытием, блок головок с устройством позиционирования, электропривод шпинделя и блок электроники.

Вопреки расхожему мнению, жесткие диски не герметичны, внутренняя полость жесткого диска сообщается с атмосферой через фильтр, способный задерживать очень мелкие (несколько мкм) частицы. Это необходимо для поддержания постоянного давления внутри диска при колебаниях температуры корпуса.

Пылинки, оказавшиеся при сборке в жёстком диске и попавшие на поверхность диска, при вращении сносятся на ещё один фильтр — пылеуловитель.

Блок электроники

В ранних жёстких дисках управляющая логика была вынесена на MFM или RLL контроллер компьютера, а плата электроники содержала только модули аналоговой обработки и управление шпиндельным двигателем, позиционером и коммутатором головок. Увеличение скоростей передачи данных вынудило разработчиков уменьшить до предела длину аналогового тракта, и в современных жёстких дисках блок электроники обычно содержит: управляющий блок, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), буферную память, интерфейсный блок и блок цифровой обработки сигнала.

Интерфейсный блок обеспечивает сопряжение электроники жесткого диска с остальной системой.

Блок ПЗУ хранит управляющие программы для блоков управления и цифровой обработки сигнала, а также служебную информацию винчестера.

Буферная память сглаживает разницу скоростей интерфейсной части и накопителя (используется быстродействующая статическая память). Увеличение размера буферной памяти позволяет увеличить скорость работы накопителя.

Интерфейс — набор, состоящий из линий связи, сигналов, посылаемых по этим линиям, технических средств, поддерживающих эти линии, и правил обмена. Современные накопители могут использовать интерфейсы АТА (AT Attachment, он же IDE — Integrated Drive Electronic, он же Parallel ATA), (EIDE), Serial; ATA, SCSI (Small Computer System Interface), SAS, FireWire, USB, SDIO и FibreChannel.

Проблема увеличения объема диска

Для того, чтобы при сохранении физического размера диска (еще лучше — его уменьшения) на него записывать больше информации необходимо увеличивать плотность записи данных на диск.

С 1997 года в среднем производители жестких дисков увеличивали плотность записи вдвое каждый год.

До сих пор покрытие дисков состояло из сплава кобальта, платины, хрома и бора. Это ферромагнитный сплав, который состоит из частиц, способных под воздействием внешнего магнитного поля записывающей головки менять свои магнитные свойства, например, магнитные полюса. Для увеличения плотности записи эти частицы должны становиться мельче, а магнитный слой — тоньше. Но физическая природа этих частиц не позволяет уменьшать их размер бесконечно, т.к. на магнитные свойства малых частиц уже влияет не только магнитное поле, но и температура — при нагревании диска с него может теряться информация.

Эту проблему пытались решать двумя способами — создавали технологии обработки и улучшения качества сигнала, полученного магнитными головками и создавали сплавы более устойчивые к внешним воздействиям на частицы. Но такие сплавы требуют более мощные головки записи, что приводит к увеличению энергозатрат и нагреванию диска.

2. Современные внешние запоминающие устройства

2.1 Устройство чтения компакт-дисков (CD-ROM)

Компакт-диски имеют в диаметре 12 см и изначально вмещали до 650 мегабайт информации (или 74 минуты аудио). Однако, начиная приблизительно с 2000 года, всё большее распространение получали диски объёмом 700 мегабайт, которые позволяют записать 80 минут аудио, впоследствии полностью вытеснившие диск объемом 650 мегабайт. Встречаются и носители объёмом 800 мегабайт (90 минут) и даже больше, однако они могут не читаться на некоторых приводах компакт-дисков. Бывают также мини-CD диаметром 8 см, на которые вмещается около 140 или 210 Мб данных или 21 минута аудио, и CD, формой напоминающие кредитные карточки (т. н. диски-визитки).

Информация на диске записывается в виде спиральной дорожки так называемых питов (углублений), выдавленных на алюминиевом слое (в отличие от технологии записи CD-ROM’ов где информация записывается цилиндрически).

Компакт-диски бывают CD-ROM, CD-R для однократной записи, CD-RW для многократной записи. Диски последних двух типов предназначены для записи в домашних условиях на специальных пишущих приводах. В некоторых CD-плеерах и музыкальных центрах такие диски могут не читаться (в последнее время все производители бытовых музыкальных центров и CD-плееров включают в свои устройства поддержку чтения CD-R/RW).

Скорость чтения/записи CD указывается кратной 150 KБ/с (то есть 153 600 байт/с). Например, 48-скоростной привод обеспечивает максимальную скорость чтения (или записи) CD дисков, равную 48 x 150 = 7200 KБ/с (7,03 MБ/с).

2.2 DVD . Отличия DVD от обычных CD-ROM

Самое основное отличие — это, естественно, объем записываемой информации. Если на обычный CD-диск можно записать 640 Мб, то на один DVD-диск помещается от 4,7 до 17 Гб.

В DVD используется лазер с меньшей длиной волны, что позволило существенно увеличить плотность записи, а кроме того, DVD подразумевает возможность двухслойной записи информации, то есть на поверхности компакта находится один слой, поверх которого наносится еще один, полупрозрачный, и первый считывается сквозь второй параллельно. В самих носителях тоже отличий больше, чем кажется на первый взгляд.

Из-за того, что плотность записи существенно возросла, а длина волны стала меньше, изменились и требования к защитному слою — для DVD он составляет 0,6 мм против 1,2 мм у обычных CD. Естественно, что диск такой толщины будет значительно более хрупким, по сравнению с классической болванкой.

Поэтому еще 0,6 мм обычно заливаются пластиком с двух сторон, чтобы получились те же 1,2 мм. Но самое главное преимущество такого защитного слоя в том, что благодаря его малому размеру на одном компакте стало возможным записывать информацию с двух сторон, то есть удваивать его емкость, при этом оставляя размеры практически прежними.

Емкость DVD

Существует пять разновидностей DVD-дисков:

1. DVD5 — однослойный односторонний диск, 4,7 Гб, или два часа видео;

2. DVD9 — двухслойный односторонний диск, 8,5 Гб, или четыре часа видео;

3. DVD10 — однослойный двухсторонний диск, 9,4 Гб, или 4,5 часа видео;

4. DVD14 — двухсторонний диск, два слоя на одной и один на другой стороне, 13,24 Гб, или 6,5 часов видео;

5. DVD18 — двухслойный двухсторонний диск, 17 Гб, или более восьми часов видео.

Последний вариант, DVD18, из-за слишком дорогой и сложной технологии производства в природе встречается очень редко. Самые популярные стандарты — DVD5 и DVD9.

Возможности

Ситуация с DVD-носителями сейчас напоминает аналогичную с CD, на которых долгое время тоже хранили только музыку. Сейчас можно встретить не только фильмы, но и музыку (так называемые DVD-Audio) и сборники софта (в основном, демонстрационные версии, которые занимают на болванке совсем небольшой кусочек места и выпускаются на DVD только из соображений престижа). Естественно, что основной областью использования является кинопродукция.

Разработчикам софта и игр пока что не нужны все возможности DVD, но в скором будущем ситуация будет меняться.

Механические повреждения

К механическим повреждениям диски CD и DVD одинаково чувствительны. Однако из-за гораздо более высокой плотности записи потери на DVD-диске будут более значительными (плотность данных намного больше).

Защита от копирования

Кроме региональной защиты, есть еще одна — все содержимое DVD-диска шифруется, чтобы его нельзя было воспроизвести после копирования. А ключ состоит из двух частей: первая часть — это ключ, хранящийся на самом диске (всего их хранится около 400, и только один является подходящим), а вторая находится в памяти своего проигрывателя

И сейчас есть программы, которые позволяют расшифровывать содержимое DVD. Есть и программы, позволяющие сразу создавать образ диска для его дальнейшего копирования.

2.3 Blu - ray Disc

Однослойный диск Blu-ray (BD) может хранить 23.3, 25, 27 или 33 Гб, двухслойный диск может вместить 46,6, 50, или 54 Гб. Также в разработке находятся диски вместимостью 100 Гб и 200 Гб с использованием соответственно четырёх и шести слоёв. В дополнение к стандартным дискам размером 120 мм, выпущены варианты дисков размером 80 мм для использования в цифровых фото- и видеокамерах. Планируется, что их объём будет достигать 15 Гб для двухслойного варианта.

Физический размер	Однослойная вместимость	Двухслойная вместимость
120 мм	23.3/25/27 Гб	46.6/50/54 Гб
80 мм	7.8 Гб	15.6 Гб

Технические детали

Лазер и оптика

В технологии Blu-ray для чтения и записи используется сине-фиолетовый лазер с длиной волны 405 нм. Обычные DVDи CD используют красный и инфракрасный лазеры с длиной волны 650 нм и 780 нм соответственно.

Такое уменьшение позволило сузить дорожку вдвое по сравнению с обычным DVD-диском — до 0,32 микрон — и увеличить плотность записи данных.

Более короткая длина волны сине-фиолетового лазера позволяет хранить больше информации на 12 см дисках того же размера, что и у CD/DVD, скорость считывания до 432 Мбит/c.

Из-за того, что на дисках Blu-Ray данные расположены слишком близко к поверхности, первые версии дисков были крайне чувствительны к царапинам и прочим внешним механическим воздействиям из-за чего они были заключены в пластиковые картриджи. Этот недостаток вызывал большие сомнения относительно того, сможет ли формат Blu-ray противостоять стандарту HDDVD— своему основному конкуренту. HDDVD помимо своей более низкой стоимости может нормально существовать без картриджей, также как форматы DVD и CD, что делает его более понятным для покупателей, а также более интересным для производителей и дистрибьюторов, которые могут быть обеспокоены дополнительными затратами из-за картриджей.

В формате Blu-ray применен экспериментальный элемент защиты под названием BD+, который позволяет динамически изменять схему шифрования. Стоит шифрованию быть сломанным производители могут обновить схему шифрования, и все последующие копии будут защищены уже новой схемой. Таким образом, единичный взлом шифра не позволит скомпрометировать всю спецификацию на весь период её жизни. Все Blu-ray проигрыватели смогут выдавать полноценный видеосигнал только через защищённый шифрованием интерфейс.

2.4 Карты памяти

Наиболее распространенные типы карт памяти: CompactFlash (CF), MultiMedaCard, SDCard, MemoryStick, SmartMedia, xD-PictureCard, 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 (parallel) и с последовательным (serial) 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 PCCard (ранее этот тип карт назывался PCMCIA [PersonalComputerMemoryCardInternationalAssociation]). 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 (в более толстом разъеме всегда можно использовать более тонкую карту, поскольку толщина разъема у всех типов одинакова – 3,3 мм). Питание карт — 3,3В и 5В. ATA-flash как правило относится к форм фактору PCMCIA Type I.

Тип	Длина	Ширина	Толщина	Использование
Type I	85,6 мм	54 мм	3,3 мм	Память (SRAM, DRAM, Flash и т. д)
Type II	85,6 мм	54 мм	5 мм	Память, устройства ввода-вывода (модемы, сетевые карты и т. д)
Type III	85,6 мм	54 мм	10,5 мм	Устройства хранения данных, жёсткие диски

Конструкция карт CompactFlash обеспечивает эмуляцию жёсткого диска с АТА интерфейсом. Разъёмы Compact Flash расположены на торце карты, электрически и функционально повторяя назначение контактов PCMCIA. Карты Compact Flash поддерживают два напряжения: 3.3В и 5В, любая карта

SmartMedia (SSFDC — SolidStateFloppyDiskCard) 8 из 22-х контактов карты используются для передачи данных, остальные используются для питания микросхемы, управления и несут на себе другие вспомогательные функции.

Толщина карты всего лишь 0,76мм.

SmartMedia — единственный формат флэш-карт, не имеющий встроенного контроллера.

На карте имеется специальное углубление (в форме кружочка). Если в это место приклеить соответствующей формы токопроводящий стикер, то карта будет защищена от записи.

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. xD-Picture Card — XD следует расшифровывать как eX treme D igital. Теоретически емкость карт xD может достигать 8ГБ.

Сообщается, что скорость записи данных на xD будет достигать 3 Мбайт/с, а скорость чтения — 5 Мбайт/с.

Размеры карты: 20 х 25 х 1,7 мм. Контакты у XD расположены, так же как и у SmartMedia, на лицевой части карты. Карта разработана в качестве замены SmartMedia и продается по сравнимой со SmartMedia цене (возможно, из-за отсутствия встроенного контроллера), благо чипы для xD-Picture Card производятся Toshiba. Теоретический предел емкости – 8GB.

Карты MMC содержат 7 контактов, реально из которых используется 6, а седьмой формально считается зарезервированным на будущее. По стандарту MMC способна работать на частотах до 20МГц. Карточка состоит из пластиковой оболочки и печатной платы, на которой расположена микросхема памяти, микроконтроллер и разведены контакты.

MultiMedia Card работает с напряжением 2.0В — 3.6В, однако спецификацией предусматриваются карты с пониженным энергопотреблением — Low Voltage MMC (напряжение 1.6В — 3.6В).

Стандарт SPI определяет только разводку, а не весь протокол передачи данных. По этой причине в MMC SPI используется подмножество команд протокола MMC. Режим SPI предназначен для использования в устройствах, которые используют небольшое количество карт памяти (обычно одну). преимущество использования режима SPI состоит в возможности использования уже готовых решений, уменьшая затраты на разработку до минимума. Недостаток состоит в потере производительности на SPI системах, по сравнению с MMC.

SD-Card работает с напряжением 2,0В — 3,6В, однако спецификацией предусматриваются SDLV-карты (SD Low Voltage) с пониженным энергопотреблением (напряжение 1,6В — 3,6В), кроме того, спецификацией предусмотрены карты толщиной 1,4мм, без переключателя защиты от записи.

Фактически карточки SD являются дальнейшим развитием стандарта MMC. Флэш-карты SD обратно совместимы с MMC (в устройство с разъемом SD можно вставить MMC, но не наоборот).

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. Карта работает в полудуплексном режиме. 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 (Disk On Module (DOM)-накопители). 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.

Флэш-память наиболее известна применением в USBфлэш-носителях. В основном применяется NAND тип памяти, которая подключается через USB по интерфейсу USB. Данный интерфейс поддерживается всеми ОС современных версий.

Благодаря большой скорости, объёму и компактным размерам USB флэш-носители полностью вытеснили с рынка дискеты.

Они компактны, лёгко перезаписывают файлы и имеют большой объём памяти (от 32 Мб до 128 Гб).

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.

2.5 Другие устройства накопления и хранения информации

Кроме вышеперечисленных основных устройств накопления и хранения информации существуют некоторые другие, по разным причинам менее популярные.

К таким устройствам относятся:

— магнитооптические диски;

— бернулли-диски;

— устройства резервирования данных;

— некоторые другие устройства.

Все эти устройства имеют разные емкости, скорости доступа к информации, свои минусы и плюсы, а также разную цену. У них есть свои ограничения, но есть и несомненные достоинства. Одно у них всех есть общее — эти устройства были созданы для хранения, накопления и резервирования данных.

Заключение

Таким образом в ходе работы удалось:

1. исследовать основные технологии организации систем долговременного хранения информации.

2. провести анализ технических характеристик устройств

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-rayDisc, 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.

Список используемых источников:

1. www.5ballov.ru.

2. www.Wikipedia.org

3.Журнал “Хакер” №10(70) за окт. 2004г.

4. Журнал «MegaPlus», 2007 г.

5. Журнал «CHIP», январь 2008 г.

6. Журнал «КомпьютерПресс», март 2008 г.

7. Журнал «КомпьютерПресс», апрель 2008 г.

8. Журнал «PCWorld» №4, 2008 г.

9. Леонтьев В.П. Новейшая энциклопедия персонального компьютера 2003. – М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2003

10. Глушаков С.В. «Персональный компьютер» 2007. – Издательство «АСТ»

11. «Энциклопедия персонального компьютера», 2008 г.

www.ronl.ru

Реферат - Внешние запоминающие устройства

Внешние запоминающие устройства. Помимо оперативной памяти, компьютеру необходима дополнительная память для долговременного размещения данных. Такие устройства называются ВЗУ (внешние запоминающие устройства). К ним относятся накопители на магнитной ленте, накопители на дискетах, винчестеры, CD-ROM, магнитооптические диски. Накопители на гибких дисках (Floppy Disk Drive), являются старейшими периферийными устройствами PC. В качестве носителя информации в них применяются дискеты диаметрами 3,5” 5,25”и 8” (на сегодняшний день дискеты 5,25” практически не используются 8” не используются). Конструкция дискет одинакова для всех форматов. В футляре находится пластмассовый диск с нанесенным на него магнитным слоем для записи информации. Объем записываемой информации зависит от плотности записи. 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. Самые распространенные - дискеты 3,5” HD. Как носители информации дискеты почти изжили себя, малый объем, небольшая скорость чтения/записи, ненадежность делают их применение невыгодным. Накопители на жестких дисках (Hard Disk Drive) так называемые – винчестеры. По сравнению с дискетами имеют несколько преимуществ: объем записываемой информации многократно превосходит возможности гибких дисков. Скорость чтения/записи также намного больше, высокая надежность. HDD существуют в виде внутренних и внешних (переносных) устройств. Физические размеры винчестеров стандартизированы параметром, называемым форм-фактор. 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 (Slimline). Существуют несколько типов винчестеров: MFM, RLL, ESDI, IDE и SCSI. MFM, RLL, ESDI-винчестеры сегодня уже не устанавливаются в PC. Они использовались на машинах типа ХТ и 286АТ. ESDI принадлежали к первым HDD достигшим емкости 100 Мб, и использовались на сетевых серверах и высокоскоростных устройствах. IDE (Integrated Drive Electronics) главное отличие от предыдущих типов выражается в том, что управляющая электроника расположена не в контроллере, а на винчестере. Это преимущество проявляется при приеме и передачи информации, 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. SCSI-винчестеры имеют самую высокую скорость обмена данными. 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. Емкость винчестера – его основная характеристика. Сегодня объем данных, которые можно записать должен быть не менее 4-5 Гб, но требования программного обеспечения постоянно растут, поэтому жесткий диск придется менять раз в 1-2 года в зависимости от то того насколько интенсивно и с какими целями используется компьютер. Еще одой характеристикой является время доступа необходимое HDD для поиска любой информации на диске. Среднее время доступа, на сегодняшний день, 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. Главным образом зависит от механизма привода головок, а не от интерфейса. Скорость передачи данных, зависит от количества байт в секторе, количестве секторов на дорожке и от скорости вращения дисков (3000-3600 об./мин. Самые современные HDD – 7200 об./мин.). Время безотказной работы. Производители дают гарантию надежности устройства, которая обычно составляет 20000-500000 часов. Наработка винчестера за год составит 8760 часов, что делает этот параметр не важным, так как винчестер морально устареет раньше чем физически. Кэш-память винчестера – ячейки памяти, размещенные на контроллере винчестера, существенно влияет на скорость работы винчестера, работает по принципу кэш памяти 2-го уровня. Типичная величина может варьироваться от 64 Кб. до 1024 Кб. Съемные/внешние/переносные жесткие диски. По характеристикам не отличаются от обычных. Альтернативой им служат 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. Не существует производственных стандартов на данный вид ВЗУ, но наиболее распространены накопители серии Jaz и Zip фирмы iOmega. Приводы CD-ROM. Компакт диски, использовавшиеся для аудиоаппаратуры, были модифицированы для применения в РС и в настоящее время стали неотъемлемой частью современных компьютеров. Является отличным носителем информации, более компактным, удобным и дешевым чем винчестер. Не может использоваться как HDD так как стоимость записи и ее скорость намного выше. Выполняется как внутренне устройство, и имеет размер дисковода 5,25”. Обычно управляются через IDE, SCSI интерфейс или звуковую карту. Диск изготовлен из поликарбоната, который покрыт с одной стороны отражающим слоем (из алюминия или золота). Запись производится с помощью лазерного луча выжигающего чередования углублений в поверхности металлического слоя. Основной характеристикой является скорость передачи данных. За единицу считывания, принята скорость считывания с магнитной ленты. Скорость считывания последующих устройств кратна этой и варьируется от 150 Кб./сек. До 6-7 Мб./сек. Качество считывания характеризуется коэффициентом ошибок и представляет собой оценку вероятности искажения информационного бита при его считывании. Данный параметр отражает способность устройства корректировать ошибки чтения/записи. Среднее время доступа – время, которое требуется приводу для нахождения на носителе нужных данных. Варьируется от 400 до 80 мс. Объем буферной памяти позволяет передавать данные с постоянной скоростью. Различают три типа буферов: статический, динамический и с опережающим чтением. Средняя наработка на отказ составляет 50-125 тысяч часов, что намного опережает сроки морального устаревания устройства. Накопители CD-RW позволяют производить запись на компакт диск, диск при этом покрыт слоем термочувствительной краски, с такими же отражающими свойствами, как и у алюминиевого покрытия. Является последним достижением в области разработок записываемых компакт дисков. DVD (Digital Video Disk) – диски, которые сменят CD-ROM, первоначально разрабатывались для домашнего видео. Отличаются тем, что могут хранить объем данных многократно превышающий возможности компакт дисков (от 4,7 до 17 Гб.). Уровень качества звука и изображения хранимого на DVD приближен к студийному качеству. В накопителях DVD используется более узкий луч лазера чем в CD-ROM, поэтому толщина защитного слоя диска была снижена в 2 раза, что привело к появлению двухслойных дисков. Магнитооптические накопители (Magneto-Optical) представляют собой накопитель информации, в основу которого положен магнитный носитель с оптическим управлением. Поверхность магнитооптического диска покрыта сплавом, свойства которого меняются как под воздействием тепла, так и под воздействием магнитного поля. Если нагреть диск сверх некоторой температуры, то становится возможным изменение магнитной поляризации посредством небольшого магнитного поля, На этом свойстве основаны технологии чтения записи магнитооптических дисков. МО диски могут быть односторонними 3,5” емкости 128, 230, и 640 Мб. Двухсторонними 5,25” емкостью 600 Мб. – 2,6 Гб. 2,5” диски Mini Disk Data фирмы Sony, созданы специально для аудиоустройств, имеют емкость 140 Мб. 12” диски для однократной записи емкостью 3,5 – 7 Гб. Большое распространение получили при построении оптических библиотек. Накопители на магнитной ленте (стримеры) В качестве носителя информации в них применяется магнитная лента. Они могут быть в виде внешнего и внутреннего устройства. Стримеры в основном используются для архивирования и резервного копирования больших объемов данных на компактном носителе. К их недостаткам относится малая скорость передачи данных, значительно ниже, чем у винчестеров и сменных жестких дисков. Поэтому стримеры можно рекомендовать только для резервного копирования больших объемов информации. Существуют стандарты: QIC, TRAVAN, DDS, DAT и DLT. QIC (Quarter Inch Cartridge) отличается низким быстродействием, так как подключается к интерфейсу накопителей на гибких дисках. Существуют кассеты объемом от 40 Мб до 13 Гб. TRAVAN разработан на основе QIC, в зависимости от объема информации, на которую рассчитана кассета (400-4000 Мб) использует контроллер накопителя на магнитных дисках или SCSI-2 (для кассет объемом 4000 Мб). DSS (Digital Data Storage) и DAT (Digital Audio Tape) стандарты разработаны фирмой Sony и используются для цифровой аудио и видео записи. DLT – самый современный стандарт, появился в середине 90-х годов. Накопители, использующие эту технологию, могут хранить 20-40 Гб данных. Суммарная емкость ленточных библиотек построенных на основе DLT-кассет может достигать 5 Тб.Редким и дорогим ВЗУ является массовая память. Набор микросхем памяти большого объема поставляемых на одной плате, эмулирующих работу жесткого диска. В заключении можно сказать, что накопители на жестких магнитных дисках еще долго останутся основными ВЗУ, так как стоимость записи на них намного ниже чем у оптических дисков, которые могут составить конкуренцию по объему записываемой информации. Различные способы хранения и записи информации служат для разных целей, на сегодняшний день не существует универсального ВЗУ, которое может быть использовано как постоянное и переносное одновременно и при этом быть доступным рядовым пользователям. Еще долго нам предстоит слушать скрипение жесткого диска и разгребать стол заваленный компакт дисками, хотя никто не знает что еще может изобрести человек.

www.ronl.ru

Доклад - Внешние запоминающие устройства

Южно-УральскийГосударственный университет.

Реферат

По предмету: информатика.

На тему: Внешние

запоминающие устройства.

Студентки группы № ЭиУ-129

Кочеровой Евгении Ивановны

Преподаватель:

Елисеева Елена Альбертовна

Челябинск.

2005

Помимо оперативной памяти, компьютеру необходимадополнительная память для долговременного размещения данных. Такие устройстваназываются ВЗУ (внешние запоминающие устройства). Различные способы хранения изаписи информации служат для разных целей, на сегодняшний день не существует универсального ВЗУ, которое может бытьиспользовано как постоянное и переносное одновременно, и при этом бытьдоступным рядовым пользователям. Информацию необходимо сохранять на носителях,не зависящих от наличия напряжения, и таких размеров, которые превышаютвозможности всех современных видов первичной памяти. Сравнительнодолговременное хранилище данных, расположенное вне системной платы компьютера,называется вторичным хранилищем данных (secondary storage). Внешняя (долговременная) память — этоместо длительного хранения данных (программ, результатов расчётов, текстов ит.д.), не используемых в данный момент в оперативной памяти компьютера. Внешняяпамять, в отличие от оперативной, является энергонезависимой. Носители внешнейпамяти, кроме того, обеспечивают транспортировку данных в тех случаях, когда компьютерыне объединены в сети (локальные или глобальные). Для работы с внешней памятьюнеобходимо наличие накопителя(устройства, обеспечивающего запись и (или) считывание информации) и устройствахранения — носителя.

В своей работе я рассмотрю следующие запоминающиеустройства: винчестеры, дискеты, стримеры, флэш-карты памяти, MO-накопители,оптические:CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW, и новейшие запоминающие устройства.

Накопители на жёстких дисках (винчестеры).

Накопители на жёстком диске (винчестеры) предназначеныдля постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером: программоперационной системы, часто используемых пакетов программ, редакторовдокументов, трансляторов с языков программирования и т.д. Наличие жёсткогодиска значительно повышает удобство работы с компьютером.

С точки зрения операционной системы элементарнойединицей размещения данных на диске является кластер. Он представляет собойгруппу секторов, с точностью до которой происходит размещение файлов на диске.Сектор представляет собой зону дорожки, в которой собственно и хранятсяразряды данных.Количество секторов на дорожке зависит от многих переменных,но в основном определяются суммарной длиной поля данных и служебного поля,образующих сектор (горизонтальная плотность). размер сектора.

Емкость винчестера – его основная характеристика.Сегодня объем данных, которые можно записать должен быть не менее 10-15 Гб, нотребования программного обеспечения постоянно растут, поэтому жесткий дискпридется менять раз в 1-2 года в зависимости от то того насколько интенсивно ис какими целями используется компьютер.

Еще одой характеристикой является время доступанеобходимое HDD для поиска любой информации на диске. Среднее время доступа, насегодняшний день, для лучших IDE и SCSI дисков — это значение меньше 2 мс. Среднеевремя поиска – время, в течение которого магнитные головки перемещаются отодного цилиндра к другому главным образом зависит от механизма привода головок, а не от интерфейса. Скорость передачи данных, зависит от количествабайт в секторе, количестве секторов на дорожке и от скорости вращения дисков(3000-3600 об./мин. Самые современные HDD – 7200 об./мин.). Производители даютгарантию надежности устройства, которая обычно составляет 20000-500000 часов.Наработка винчестера за год составит 8760 часов, что делает этот параметр неважным, так как винчестер морально устареет раньше, чем физически.

Дискеты.

Дискетапредставляет собой круглый кусок гибкого пластика, покрытый магнитным окислом.Магнитные диски, использующиеся на больших компьютерах, изготавливаются изжестких металлических пластин, а для дискет используются гибкие пластиковыекружки, что и дало им популярное название «гибкие» или«флоппи» — диски. То, что эти диски были сделаны гибкими, значительноуменьшило вероятность их повреждения при обращении с ними и это в значительноймере определило их успех. Сейчас в компьютерах используются накопители длядискет размером 3,5 дюйма (89 мм) и ёмкостью 1,44 Мбайт. Эти дискеты заключеныв жёсткий пластмассовый конверт, что значительно повышает их надёжность идолговечность. На дискетах 3,5 дюйма имеется специальный переключатель — защёлка, разрешающая или запрещающая запись на дискету.

Магнитооптика.

Это, так называемые магнитооптические дисководы.МО-привод представляет собой накопитель информации, в основу которого положенмагнитный носитель с оптическим (лазерным) управлением. Существуют следующиеформаты магнитооптических дисков: Односторонние 3,5”, Двусторонние 5,25”, 2.5”диски MD Data, разработанные фирмой Sony,1.2” диски фирмы Maxell

Конечно,оптические накопители значительно опережают магнитооптические в скорости записии объемах хранимых данных но, увы, значительно проигрывают им в надежностихранения данных. Для примера, испортить данные на магнитооптическом дискедовольно трудно; во-первых, диск заключен в картридж, предохраняющий отцарапин; во-вторых — для того, чтобы стереть данные на магнитооптическом диске,необходимо нагреть его до очень высокой температуры Сегодня в продаже встречаютсяMOD 5,25”емкостью 4,6 Гб. Главное их преимущество, этовозможность перезаписи информации. Тем не менее, эти устройства имеют слишкомвысокую цену.

Стримеры.

Стримеры(TapeDrive)-Устройства хранения данных на магнитной ленте, являются распространеннымсредством архивации данных. Они относятся к категории устройств храненияOff-Line, для них характерно очень большое время доступа, обусловленноепоследовательным методом доступа, средняя скорость обмена и большая емкостьносителя — от сотен мегабайт до нескольких гигабайт. Существуют стандарты: QIC,TRAVAN, DDS, DAT и DLT. Существуют стандарты: QIC, TRAVAN, DDS, DAT и DLT.

QIC (Quarter Inch Cartridge) отличается низкимбыстродействием, так как подключается к интерфейсу накопителей на гибкихдисках. Существуют кассеты объемом от 40 Мб до 13 Гб. TRAVAN разработан наоснове QIC, в зависимости от объема информации, на которую рассчитана кассета(400-4000 Мб) использует контроллер накопителя на магнитных дисках или SCSI-2(для кассет объемом 4000 Мб). DSS (Digital Data Storage) и DAT (Digital AudioTape) стандарты разработаны фирмой Sony и используются для цифровой аудио ивидео записи. DLT – самый современный стандарт, появился в середине 90-х годов.Накопители, использующие эту технологию, могут хранить 20-40 Гб данных.Суммарная емкость ленточных библиотек построенных на основе DLT-кассет можетдостигать 5 Тб.

Флэш-память.

Споявлением флэш-памяти производители электроники получили возможность безособых проблем и затрат оснастить свои устройства новым типом накопителей.Налицо были выгоды – низкое энергопотребление, высокая надежность (из-заотсутствия движущихся деталей) и устойчивость к внешним воздействиям инагрузкам.

USBFlash Drive — портативное устройство для хранения и переноса данных с одногокомпьютера на другой. Компактный, легкий, удобный и удивительно простой вэксплуатации. Для его работы не нужны ни соединительные кабели, ни источникипитания (включая батарейки), ни дополнительное программное обеспечение.Особенности USB Flash Drive: высокая скорость обмена данными по USB, защита отзаписи переключателем на корпусе, защита данных паролем, не требуются драйверыи внешнее питание, может быть отформатирован как загрузочный диск, хранениеданных до 10 лет.

В1994 году корпорация SanDisk представила первую ревизию спецификацийCompactFlash. Теоретический предел емкости накопителей на базе CompactFlash –137 Гбайт. На данный момент на рынке доступны модели емкостью от 16 Мбайт(которые потихоньку становятся архаизмами) до 12 Гбайт. Но самыераспространенные – на 1 и 2 Гбайта. CompactFash – самый популярный формат нацифровых фотокамерах профессионального уровня. В 2000 году компаниями SanDisk,Matsushita Electric и Toshiba был создан союз, названный SecureDigital CardAssociation До 2003-2004 года на рынке карт памяти существовал ярко выраженныйлидер CompactFlash. Этому способствовали несколько обстоятельств: емкость CFдостигла 4 Гбайт, в то время как SD остановились на отметке 1 Гбайт; скоростьработы CF значительно превышала возможности конкурента; целый легион компанийпроизводил всевозможные контроллеры в формате CF. Однако с 2004 года сталозаметно, что SecureDigital очень сильно укрепил позиции и догоняет более«старого» конкурента. Если раньше CF был де-факто единственный открытый стандарт,пригодный для использования в мобильных устройствах, то теперь производителиновой портативной техники стали массово переходить на SD из-за их меньшегоразмера.

Оптическая технология.

Самымраспространенным представителем этого семейства является СD-ROM.Его характерезуют следующие показатели:

— По сравнению с винчестером оннадежнее в транспортировке

— CD-ROM имеет большую емкость, порядка 700Мб

— CD-ROM практически не изнашивается

Минимальная скорость передачи данных у CD-ROMсоставляет 150Кбайт/с и возрастает в зависимости от модели привода, т.е. 52-хскоростной CD-ROM, будет иметь 52*150 = 7,8Мб/с.

CD-ROMявляются, в основном, адаптацией компакт-дисков цифровых аудиозаписывающихсистем. Цифровые данные записываются на диск, используя специальноезаписывающее устройство, которое наносит микроскопические ямки на поверхностидиска. Информация, закодированная с помощью этих ямок, может быть прочитанапросто путем регистрации изменения отраженности (ямки будут темнее, чем фонблестящего серебристого диска). Как только CD-ROMбудет отштампован с помощью прессов, данные уже не могут быть изменены,углубления будут вечны.

В противоположность неизменяемым дискам(CD-R),Перезаписываемые оптические устройства(CD-RW)выполняют именно то, что следует из их названия. Данные могут быть записаны натакие диски в форме, которая позволяет их оптическое считывание. Идеяоптических перезаписываемых носителей заставила различных производителей начатьразвитие, по крайней мере, трех технологий — красящих полимеров, фазовыхизменений и магнитооптики, две из которых позволили обеспечить высокуюплотность хранения, возможную только на оптических носителях, а третья далапотенциальную возможность развивать эти носители в направлении обеспеченияперезаписи хранимых данных. В системах с красящим полимером подкрашенныйвнутренний слой обесцвечивается от нагрева лазером. В системах с изменениемфазы, материал, используемый для записи, может быть в виде правильнойкристаллической решетки или в виде хаотично расположенных молекул, при этом егоотражательная система изменяется. Недостаток перезаписываемых дисков,основанных на первых двух принципах — старение рабочего материала, третьего — невысокая скорость записи.

DVD-ROM.

Дальнейшее развитие в области оптической записи привело кпоявлению стандарта DVD. Компакт-диск этого формата имееттакие же размеры (4,75”), как и CD, ноимеет большую емкость. Для того чтобы достичь шести-семикратного увеличенияплотности хранения данных по сравнению с CD-R(RW), нужно было изменить две ключевых характеристикизаписывающих устройств: длину волны записывающего лазера и относительноеотверстие объектива, который его фокусирует. В технологии CD-R применяетсяинфракрасный лазер с длиной волны 780 нанометров (нм), в то время как DVD-R(RW) использует красный лазер с длинойволны либо 635, либо 650 нм. В то же время, относительное отверстие объективатипичного устройства CD-R(RW)равно 0,5, а устройства DVD-R(RW) — 0,6. Такие характеристики аппаратуры позволяют наносить на диски DVD-R(RW) метки размером всего лишь 0,40 мкм,что гораздо меньше минимального размера метки CD-R(RW) — 0,834 мкм.

DVD является носителем, который может содержать любой типинформации, который обычно размещается на массово выпускаемых дисках DVD:видео, аудио, изображения, файлы данных, мультимедийные приложения и так далее.В зависимости от типа записанной информации диски DVD-R и DVD-RW можно использовать на стандартных устройствах воспроизведенияDVD, включая большинство дисководов DVD-ROM и проигрывателей DVD-Video.

Характеристикинекоторых форматов DVD.

Параметры DVD-5 DVD-9 DVD-10 DVD-18

Объем

(Гб)

4,7 8,54 9,4 17,08

Расположение

информации

Одностороннее

одноуровневое

Одностороннее

двухуровневое

Двухстороннее

одноуровневое

Двухстороннее

двухуровневое

Новейшие запоминающие устройства.

Голографические устройства.

В своё время 650 мегабайт,помещавшиеся на оптическом диске, казались не таким уж и малым объёмом. Ноинформации становится всё больше, и зачастую оказывается, что хранить её простонегде. Выходом из сложившейся ситуации могут стать новые технологии, вчастности — голографическая запись. Почему именно она? Дело в том, что напоявившиеся в стандарты Blu-Ray, Blue-Laser и HD-DVD («идейно» ониочень похожи на обычный DVD) надежды мало. Пока закончатся ожесточённые«войны стандартов», 20 или 50 гигабайт, которые возможно записать наподобные носители, покажутся нам не слишком большими числами.А вотголографическая запись, анонсированная ещё в 2001 году компанией InPhaseTechnologies, позволяет записать на диск стандартного размера до 1,6 терабайтаданных. Суть ноу-хау достаточно проста. Для записи луч лазера разделяется наопорный и сигнальный потоки, последний обрабатывается с помощьюпространственного светового модулятора (Spatial Light Modulator — SLM).Это устройство преобразует предназначенные для хранения данные, состоящие изпоследовательностей 0 и 1, в «шахматное поле» светлых и тёмныхточек — каждое такое поле содержит около миллиона бит информации.

После пересечения опорноголуча и проекции «шахматной доски» образуется голограмма, и наноситель производится запись интерференционной картины. Изменяя угол наклонаопорного луча, а также длину его волны или положение носителя, на одну и ту жеплощадь можно записать несколько различных голограмм одновременно — этотпроцесс называется мультиплексированием. Для чтения данных достаточно осветитьдиск соответствующим опорным лучом и «прочитать» получившийся срезголограммы, фактически – ту самую «шахматную доску» — с помощью сенсора.Так и восстанавливаются исходные биты информации. Кроме объёмов хранения, втехнологии впечатляют и остальные характеристики. Так, например, заявленнаяскорость передачи данных составляет 960 мегабит в секунду.

Конечно же, Maxel и InPhaseTechnologies — далеко не единственные компании, работающие на нивеголографической записи данных. В Японии подобные устройства собираетсявыпускать фирма OptWare. Кстати, обитатели Страны Восходящего Солнца дажесформировали для продвижения этого стандарта альянс (HVD Aliance), в составкоторого входят такие гиганты, как FujiFilm. Их технологическое решениевыглядит даже несколько более привлекательным: во-первых, никаких громоздкихкартриджей, напоминающих о пятидюймовых дискетах, а во-вторых, конструкторыобещают сделать так, чтобы в новом дисководе можно было проигрывать истандартные CD и DVD-диски.

MODS-диски.

Физики из Имперского колледжа в Лондоне (Imperial College) разработали оптическийдиск размером с CD или DVD, в котором помещается 1 терабайт данных (или 472часа высококачественного видео), что на порядки больше не только по сравнению сDVD-ROM, но и перспективным диском формата Blu-Ray. Новый формат назван MODS(Multiplexed Optical Data Storage). Его секрет заключается не только в размерах одногопита (это углубления, которые считывает луч лазера) или их плотной упаковке.Главное новшество — один пит в MODS кодирует не один бит (1 или 0, как увсех прежних систем записи), а десятки бит.Дело в том, что каждый пит в новомформате не симметричен. Он содержит небольшую дополнительную впадинку,наклонённую вглубь под одним из 332 углов. Они создали аппаратуру и специальноепрограммное обеспечение, позволяющее точно идентифицировать тонкие различия вотражении света от таких питов. По прогнозу физиков, серийные диски MODS идисководы для них могут прийти на рынок между 2010 и 2015 годами, при условиифинансирования дальнейшей работы группы. Интересно, что эти приводы будутобратно совместимыми с DVD и CD, хотя, разумеется, нынешние дисководыMODS-диски прочитать не смогут.

Перпендикулярная запись.

Согласнопрогнозам консультационной компании TrendFocus, жёсткие диски обычногонастольного компьютера к 2007 году достигнут объёма 500-600 гигабайт. Наноутбуки будут устанавливать диски поменьше — 300 гигабайт, а в КПК иразных мелких мобильных устройствах обычным делом будут объёмы около 20гигабайт. Уже на подходе новая технология «перпендикулярной записиданных», основанная на ориентации магнитных частиц перпендикулярноповерхности диска, которая позволит записывать до 1 Тб в стандартном3,5-дюймовом форм-факторе. Упрощённо, биты (намагниченные участки) не лежат«навзничь» на поверхности диска, как это имеет место в обычной(продольной) записи, а стоят вертикально, перпендикулярно плоскости диска.Компания Maxtor, например, объявила о создании работающего прототипа такогодиска, с объёмом записи до 175 Гб на пластину, ещё в прошлом году, и к 2005году большинство производителей начнёт промышленное производство по этойтехнологии.

www.ronl.ru

Реферат: Внешние запоминающие устройства. Внешние запоминающие устройства реферат

Доклад - Внешние запоминающие устройства

Реферат - Внешние запоминающие устройства

Реферат - Внешние запоминающие устройства

Внешние запоминающие устройства

Реферат - Внешние запоминающие устройства

Реферат - Внешние запоминающие устройства

1. ВНЕШНИЕ МАГНИТНЫЕ НОСИТЕЛИ

1.1 Накопители на магнитной ленте

1.4 Накопитель на гибких магнитных дисках (НГМД — дисковод)

— 2008 — WD VelociRaptor 300GB: самый быстрый HDD с интерфейсом SATA

Блок электроники

Проблема увеличения объема диска

2.1 Устройство чтения компакт-дисков (CD-ROM)

Реферат - Внешние запоминающие устройства

Доклад - Внешние запоминающие устройства

Смотрите также