Основной функцией внешней памяти компьютера является способность большой объем информации

Обновлено: 04.07.2024

Основной функцией внешней памяти компьютера является способность долговременно хранить большой объем информации (программы, документы, аудио-и видеоклипы и т. д.). Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется на копателем или дисководом, а хранится информация на носителях (например, дискетах).

Гибкие магнитные диски (НГМД, дискета, floppy disk) – носитель небольшого объёма информации на гибком пластиковом диске в защитной оболочке. Диск покрыт с обеих сторон магнитным окислом. Способ записи – магнитное кодирование. Информация записывается по концентрическим дорожкам – трекам, которые делятся на сектора. Ёмкость сектора постоянна и равна 512 байт. Диаметр дискеты 3,5 дюйма (89 мм). Каждая сторона диска при форматировании разбивается на 80 дорожек и 18 секторов. Поэтому ёмкость дискеты 80*18*512*2=1,4Мб (реально 1,38 Мб). Информация записывается и считывается магнитными головками. Скорость вращения диска медленная - 360 оборотов в минуту (6 в секунду). Диск вращается только при обращении. Скорость считывания данных 50Кбайт в секунду. Гибкие диски необходимо оберегать от магнитных полей и нагревания.

Жёсткие магнитные диски (HDD-hard disk drive, винчестер) – запоминающее устройство большой ёмкости - до 400Гб. Состоит из нескольких десятков металлических дисков, размещённых на одной оси, заключенных в корпус. Скорость записи и считывания – 133Мб в секунду, скорость вращения дисков 7200 оборотов в минуту. Диски вращаются непрерывно всё время работы компьютера. Из-за хрупкости внутренних элементов (головок, пластин и т.д.)винчестер необходимо оберегать от ударов.

Оптические диски (лазерные, CD – компакт-диски, DVD-цифровое видеодиски :

CD-ROM(read only memory)- диск только для чтения, появился в 1986 году, ёмкость 780 Мбайт (500 дискет), прозрачный полимерный диск диаметром 12 см, толщиной 1,2мм. На одну сторону нанесен светоотражающий слой алюминия, покрытый слоем лака. Для создания CD-ROM применяется штамповка металлической матрицей. При штамповке на поверхности пластмассы появляются питы – углубления – это 0, промежутки между питами – 1). Информация записывается на одну спиралевидную дорожку, начинающуюся у оси (на каждом дюйме 2,54 см 16 тысяч витков спирали).

CD-R (recordable) для однократной записи, болванка, 700 Мбайт. Основной пластмассовый слой не содержит информации, а только пустую дорожку для ориентации лазерного луча. Второй слой – плёнка из органических молекул (цианиты), потом – металл и лак. При нагревании мощным лазерным лучом молекулы меняю свои оптические свойства (перестают пропускать свет), образуя питы.

CD-RW (rewritable) для многократной записи, несколько Гб. Вместо органических молекул – плёнка из сплавов редких металлов. При нагревании металл переходит в аморфное состояние и остаётся в нем, образуя питы – участки, плохо отражающие свет. При повторном нагреве того же участка металл возвращается в исходное состояние. (несколько тысяч раз).

DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW. Ёмкость до 17 Гб. Могут быть двухсторонними и двухслойными. Витки спирали чаще, питы меньше, так как для записи и считывания информации используется лазерный луч с меньшей длиной волны.

Для считывания информации используют лазерный луч, который направляется на поверхность и отражается. Отраженные световые импульсы (которые имеют разную интенсивность из-за неоднородности поверхности диска) с помощью фотоэлементов преобразуются в электрические импульсы.

Flash-память –энергонезависимы вид внешней памяти, представляет собой микросхему в корпусе, подключается к USB-порту. Ёмкость - несколько Гб.

В разработкеFMD (fluorescent multilayer dick) – флуоресцентный многослойные диск. Содержит 10 слоёв, диаметр 5 дюймов, ёмкость 140Гб. Совершенно прозрачный, изготовлен из поликарбоната. Состоит из ячеек (питов), заполненных органическим веществом (фотохромом), которое может испускать свет. Будущее – за многослойностью и объёмностью – трёхмерная голография.

Для пользователя имеют существенное значение некоторые технические характеристики различных устройств хранения информации: информационная емкость, скорость обмена информацией, надежность ее хранения.

9. Функциональная схема компьютера. Основные устройства компьютера, их назначение и взаимосвязь.

Процессор. Процессор может обрабатывать различные виды информации: числовую, текстовую, графическую, видео и звуковую. Процессор является электронным устройством, поэтому различные виды информации должны в нем обрабатываться в форме последовательностей электрических импульсов.

Такие последовательности электрических импульсов можно записать в виде последовательностей нулей и единиц (есть импульс — единица, нет импульса — нуль), которые называются машинным языком.

Устройства ввода и вывода информации. Человек не воспринимает электрические импульсы и очень плохо понимает информацию, представленную в форме последовательностей нулей и единиц, следовательно, в составе компьютера требуются специальные устройства ввода и вывода информации.

Устройства ввода «переводят» информацию с языка человека на машинный язык компьютера, а устройства вывода, наоборот, делают информацию, представленную на машинном языке, доступной для человеческого восприятия.

Устройства ввода информации. Ввод числовой и текстовой информации осуществляется с помощью клавиатуры. Для ввода графической информации или работы с графическим интерфейсом программ чаще всего применяют манипуляторы типа мышь (для настольных персональных компьютеров) и трекбол или тачпад (для портативных компьютеров).

Если мы хотим ввести в компьютер фотографию или рисунок, то используем специальное устройство — сканер. В настоящее время все большее распространение получают цифровые камеры (фотоаппараты и видеокамеры), которые формируют изображения уже в компьютерном формате. Для ввода звуковой информации предназначен микрофон, подключенный ко входу специальной звуковой платы, установленной в компьютере.

Управлять компьютерными играми удобнее посредством специальных устройств — игровых манипуляторов (джойстиков).

Устройства вывода информации. Наиболее универсальным устройством вывода является монитор, на экране которого высвечивается числовая, текстовая, графическая и видеоинформация.

Для сохранения информации в виде «твердой копии» на бумаге служит принтер, а для вывода на бумагу сложных чертежей, рисунков и схем большого формата — плоттер (графопостроитель).

Вывод звуковой информации осуществляется с помощью акустических колонок или наушников, подключенных к выходу звуковой платы.

Оперативная и долговременная память. В компьютере информация хранится в оперативной (внутренней) памяти. Однако при выключении компьютера вся информация из оперативной памяти стирается.

Долговременное хранение информации обеспечивается внешней памятью. В качестве устройств внешней памяти обычно выступают накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) и оптические накопители (CD-ROM и DVD-ROM).

Магистраль. Обмен информацией между отдельными устройствами компьютера производится по магистрали (рис. 8).

Подключение компьютера к сети. Человек постоянно обменивается информацией с окружающими его людьми. Компьютер может обмениваться информацией с другими компьютерами с помощью локальных и глобальных компьютерных сетей. Для этого в его состав включают сетевую плату и модем.

Презентация на тему: " Устройства памяти компьютера 8 класс. Внешняя память Основной функцией внешней памяти компьютера является способность долговременно хранить большой объем." — Транскрипт:

1 Устройства памяти компьютера 8 класс

2 Внешняя память Основной функцией внешней памяти компьютера является способность долговременно хранить большой объем информации (программы, документы, аудио- и видеоклипы и т. д.). Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем или дисководом, а хранится информация на носителях (например, дискетах). В накопителях на гибких магнитных дисках (НГМД или дискетах) и накопителях на жестких магнитных дисках (НЖМД или винчестерах), в основу записи, хранения и считывания информации положен магнитный принцип, а в лазерных дисководах оптический принцип.

3 Гибкие магнитные диски Гибкие магнитные диски (floppy disk) помещаются в пластмассовый корпус. Такой носитель информации называется дискетой. Дискета вставляется в дисковод, вращающий диск с постоянной угловой скоростью. Магнитная головка дисковода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска, на которую и записывается (или считывается) информация. Информационная ёмкость дискеты невелика и составляет всего 1.44 Мбайт. Скорость записи и считывания информации также мала (около 50 Кбайт/с) из-за медленного вращения диска (360 об./мин). В целях сохранения информации гибкие магнитные диски следует предохранять от воздействия сильных магнитных полей и нагревания, так как это может привести к размагничиванию носителя и потере информации.

4 Жесткий диск Жесткий диск (HDD Hard Disk Drive) относится к несменным дисковым магнитным накопителям. Первый жесткий диск был разработан фирмой IBM в 1973 г. и имел емкость 16 Кбайт. Жесткие магнитные диски представляют собой один или несколько дисков, покрытых слоем ферромагнитного материала, размещенных на одной оси, заключенных в металлический корпус и вращающихся с высокой угловой скоростью. За счет множества дорожек на каждой стороне дисков и большого количества дисков информационная емкость жестких дисков может в десятки тысяч раз превышать информационную емкость дискет и достигать сотен Гбайт. Скорость записи и считывания информации с жестких дисков достаточно велика (около 300 Мбайт/с) за счет быстрого вращения дисков (7200 об./мин).

5 Основные характеристики жестких дисков: Интерфейс способ, использующийся для передачи данных (IDE или ATA, Serial ATA, SCSI. ). Ёмкость (англ. capacity) количество данных, которые могут храниться накопителем. Ёмкость современных устройств достигает 1024 Гб. 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. Время произвольного доступа. Скорость вращения шпинделя. Надёжность. Уровень шума. и др.

6 Жесткий диск – хрупкий прибор В процессе работы компьютера случаются сбои. Вирусы, перебои энергоснабжения, программные ошибки - все это может послужить причиной повреждения информации, хранящейся на Вашем жестком диске. Повреждение информации далеко не всегда означает ее потерю, так что полезно знать о том, как она хранится на жестком диске, ибо тогда ее можно восстановить. Тогда, например, в случае повреждения вирусом загрузочной области, вовсе не обязательно форматировать весь диск (!), а, восстановив поврежденное место, продолжить нормальную работу с сохранением всех своих бесценных данных. В жестких дисках используются достаточно хрупкие и миниатюрные элементы. Чтобы сохранить информацию и работоспособность жестких дисков, необходимо оберегать их от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.

7 Оптические (лазерные) диски и дисководы Оптические (лазерные) дисководы используют оптический принцип чтения информации. На лазерных дисках CD (CD Compact Disk, компакт диск) и DVD (DVD Digital Video Disk, цифровой видеодиск) информация записана на одну спиралевидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью. Лазерный луч падает на поверхность вращающегося диска, а интенсивность отраженного луча зависит от отражающей способности участка дорожки и приобретает значения 0 или 1.

8 Скорость передачи данных для привода определяется скоростью вращения диска. Для CD-дисков максимальная скорость вращения диска, а значит скорость обмена информации ровняется 7800 Кбайт/с. Для DVD-дисков скорость обмена информации ровняется 1,2 Мбайт/с. Оптические (лазерные) диски и дисководы

9 На CD-диски может быть записано до 700 Мбайт информации. DVD-диски имеют значительно большую информационную емкость (4,7 Гбайт и более). Оптические диски следует оберегать от загрязнений и царапин, которые могут привести к изменению отражающей способности отдельных участков поверхности. Оптические (лазерные) диски и дисководы

10 Устройства на основе flash-памяти Flash-память - это энергонезависимый тип памяти, позволяющий записывать и хранить данные в микросхемах. Устройства на основе flash- памяти не имеют в своём составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах. Флеш-память была открыта Фудзи Масуока, когда он работал в Toshiba в В последнее время устройства на основе флеш- памяти (флеш-карты, флеш-накопители) вытеснили из употребления дискеты. USB Flash Drive(флэшка или флеш-накопитель) носитель информации, подключаемый к компьютеру или иному считывающему устройству через стандартный разъём USB.

11 Информационная емкость современных flash-карт может достигать 16 Гбайт, скорость обмена информации – до 480 Мбайт/с. Использовать flash-память для перезаписи можно около 10 тыс. раз, а читать сколько угодно. Flash-память необходимо оберегать от неправильного отключения от компьютера. Устройства на основе flash-памяти

12 Вопросы В чем разница между магнитным и оптическим диском? В чем разница между CD-R и CD-RW, DVD-R и DVD-RW? Можно ли перезаписать записанный на заводе CD или DVD? Какое из устройств внешней памяти, на ваш взгляд, наиболее удобное?

13 Винчестер Часто жесткий диск называют винчестер. Бытует легенда, объясняющая, почему за жесткими дисками повелось такое причудливое название. Первый жесткий диск, выпущенный в Америке в начале 70-х годов, имел емкость по 30 Мб информации на каждой рабочей поверхности. При его разработке инженеры использовали краткое внутреннее название «30-30». В то же время, широко известная в той же Америке магазинная винтовка О. Ф. Винчестера «Winchester 30-30» имела калибр ; может грохотал при своей работе первый винчестер как автомат или порохом от него пахло - не ясно, но с той поры стали называть жесткие диски винчестерами. В Европе и США название «винчестер» вышло из употребления в 1990-х годах, в российском же компьютерном сленге название «винчестер» сохранилось, сократившись до слова «винт».

14 Емкость жестких дисков Основным параметром является емкость, измеряемая в гигабайтах. Средний размер домашнего современного жесткого диска составляет Гбайт, причем этот параметр неуклонно растет продажа первого коммерческого жёсткого диска, IBM 350 RAMAC, 5 Мб. Он весил около тонны, занимал два ящика каждый размером с большой холодильник 1991 Максимальная ёмкость 100 Мб 1995 Максимальная ёмкость 2 Гб 1997 Максимальная ёмкость 10 Гб 1999 IBM выпускает Microdrive ёмкостью 170 и 340 Мб 2002 Взят барьер адресного пространства выше 137 Гб 2005 Максимальная ёмкость 500 Гб 2007 Hitachi представляет накопитель емкостью 1000 Гб

15 Дополнительные задачи: 1. Определите, сколько дискет потребуется, чтобы разместить информацию с одной flash-карты, объемом 1 Гбайт. 2. Определите объем памяти, необходимый для хранения 2 млн. символов (для хранения 1 символа необходим 1 байт памяти). Сколько дискет понадобиться для записи этой информации?

Ячейка памяти, хранящая один двоичный знак, называется «бит».

Бит – наименьшая частица памяти компьютера.

Следовательно, у слова «бит» есть два смысла: это единица измерения количества информации и частица памяти компьютера. Оба эти понятия связаны между собой следующим образом: В одном бите памяти хранится один бит информации.

Свойства внутренней памяти
• Дискретность;
Дискретные объекты состоят из отдельных частиц. Например, песок дискретен, т.к. состоит из песчинок. Память состоит из отдельных ячеек – битов.
• Адресуемость.
Во внутренней памяти компьютера все байты пронумерованы. Нумерация начинается с нуля. Порядковый номер байта называется его адресом. Занесение информации в память, а также извлечение ее из памяти, проводится по адресам.

Память можно представить как и многоквартирный дом, в котором каждая квартира – это байт, а номер квартиры – это адрес. Для того, чтобы почта дошла по назначению, необходимо указать правильный адрес. Именно так, по адресам, обращается к внутренней памяти процессор компьютера.

Внешняя память
Основной функцией внешней памяти компьютера является способность долговременно хранить большой объем информации (программы, документы, аудио- и видеоклипы и т. д.). Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем или дисководом, а хранится информация на носителях (например, дискетах).

В накопителях на гибких магнитных дисках (НГМД или дискетах) и накопителях на жестких магнитных дисках (НЖМД или винчестерах), в основу записи, хранения и считывания информации положен магнитный принцип, а в лазерных дисководах — оптический принцип.
Гибкие магнитные диски.

Гибкие магнитные диски помещаются в пластмассовый корпус. Такой носитель информации называется дискетой. Дискета вставляется в дисковод, вращающий диск с постоянной угловой скоростью. Магнитная головка дисковода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска, на которую и записывается (или считывается) информация.

Информационная ёмкость дискеты невелика и составляет всего 1.44 Мбайт. Скорость записи и считывания информации также мала (около 50 Кбайт/с) из-за медленного вращения диска (360 об./мин).

В целях сохранения информации гибкие магнитные диски следует предохранять от воздействия сильных магнитных полей и нагревания, так как это может привести к размагничиванию носителя и потере информации.

Жесткие магнитные диски.

Жесткий диск (HDD — Hard Disk Drive) относится к несменным дисковым магнитным накопителям. Первый жесткий диск был разработан фирмой IBM в 1973 г. и имел емкость 16 Кбайт.

Жесткие магнитные диски представляют собой несколько десятков дисков, размещенных на одной оси, заключенных в металлический корпус и вращающихся с высокой угловой скоростью. За счет множества дорожек на каждой стороне дисков и большого количества дисков информационная емкость жестких дисков может в десятки тысяч раз превышать информационную емкость дискет и достигать сотен Гбайт. Скорость записи и считывания информации с жестких дисков достаточно велика (около 133 Мбайт/с) за счет быстрого вращения дисков (7200 об./мин).

Часто жесткий диск называют винчестер. Бытует легенда, объясняющая, почему за жесткими дисками повелось такое причудливое название. Первый жесткий диск, выпущенный в Америке в начале 70-х годов, имел емкость по 30 Мб информации на каждой рабочей поверхности. В то же время, широко известная в той же Америке магазинная винтовка О. Ф. Винчестера имела калибр - 0.30; может грохотал при своей работе первый винчестер как автомат или порохом от него пахло - не ясно, но с той поры стали называть жесткие диски винчестерами.
В процессе работы компьютера случаются сбои. Вирусы, перебои энергоснабжения, программные ошибки - все это может послужить причиной повреждения информации, хранящейся на Вашем жестком диске. Повреждение информации далеко не всегда означает ее потерю, так что полезно знать о том, как она хранится на жестком диске, ибо тогда ее можно восстановить. Тогда, например, в случае повреждения вирусом загрузочной области, вовсе не обязательно форматировать весь диск (!), а, восстановив поврежденное место, продолжить нормальную работу с сохранением всех своих бесценных данных.

В жестких дисках используются достаточно хрупкие и миниатюрные элементы. Чтобы сохранить информацию и работоспособность жестких дисков, необходимо оберегать их от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.
Лазерные дисководы и диски.

В начале 80-х годов голландская фирма «Philips» объявила о совершенной ею революцией в области звуковоспроизведения. Ее инженеры придумали то, что сейчас пользуется огромной популярностью - Это лазерные диски и проигрыватели.
За последние несколько лет компьютерные устройства для чтения компакт-дисков (CD), называемые CD-ROM, стали практически необходимой частью любого компьютера. Это произошло потому, что разнообразные программные продукты стали занимать значительное количество места, и поставка их на дискетах оказалась чрезмерно дорогостоящей и ненадёжной. Поэтому их стали поставлять на CD (таких же, как и обычные музыкальные).

Лазерные дисководы используют оптический принцип чтения информации. На лазерных дисках CD (CD — Compact Disk, компакт диск) и DVD (DVD — Digital Video Disk, цифровой видеодиск) информация записана на одну спиралевидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью. Лазерный луч падает на поверхность вращающегося диска, а интенсивность отраженного луча зависит от отражающей способности участка дорожки и приобретает значения 0 или 1.

Для сохранности информации лазерные диски надо предохранять от механических повреждений (царапин), а также от загрязнения.
На лазерных дисках хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна. Производятся такие диски путем штамповки. Существуют CD-R и DVD-R диски информация на которые может быть записана только один раз. На дисках CD-RW и DVD-RW информация может быть записана/перезаписана многократно. Диски разных видов можно отличить не только по маркировки, но и по цвету отражающей поверхности.

Запись на CD и DVD при помощи обычных CD-ROM и DVD-ROM невозможна. Для этого необходимы устройства CD-RW и DVD-RW с помощью которых возможны чтение-однократная запись и чтение-запись-перезапись. Эти устройства обладают достаточно мощным лазером, позволяющем менять отражающую способность участков поверхности в процессе записи диска.

Информационная ёмкость CD-ROM достигает 700 Мбайт, а скорость считывания информации (до 7.8 Мбайт/с) зависит от скорости вращения диска. DVD-диски имеют гораздо большую информационную ёмкость (однослойный односторонний диск - 4.7 Гбайт) по сравнению с CD-дисками, т.к. используются лазеры с меньшей длинной волны, что позволяет размещать оптические дорожки более плотно. Так же существуют двухслойные DVD-диски и двухсторонние DVD-диски. В настоящее время скорости считывания 16-скоростных DVD-дисководов достигает 21 Мбайт/с.

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

Flash-память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный корпус. Для записи или считывания информации накопители подключаются к компьютеру через USB-порт. Информационная емкость карт памяти достигает 1024 Мбайт.

Тип носителя	Емкость носителя	Скорость обмена данными (Мбайт / с)	Опасные воздействия
Гибкие магнитные диски	1,44 Мб	0,05	Магнитные поля, нагревание, физическое воздействие
Жесткие магнитные диски	сотни Гбайт	около 133	Удары, изменение пространственной ориентации в процессе работы
CD-ROM	650-800 Мбайт	до 7,8	Царапины, загрязнение
DVD-ROM	до 17 Гбайт	до 21	Царапины, загрязнение
Устройства на основе flash-памяти	до 1024 Мбайт	USB 1.0 - 1,5 USB 1.1 - 12 USB 2.0 - 480	Перенапряжение питания

Информация на внешних носителях имеет файловую организацию.

Файлом называется информация, хранящаяся на внешнем носителе и имеющее собственное имя.

На дисках также есть директорий (справочник, указатель) диска, содержащий имена хранимых файлов, их размеры, время создания и т.д.
Для пояснения смысла этого понятия удобно воспользоваться следующей аналогией: сам носитель информации (диск) подобен книге. Книга состоит из глав (рассказов, разделов и пр.), каждая из которых имеет свое название. Так же и файлы имеют свое название, их называют именами файлов. В начале или конце книги обычно присутствует оглавление – список названий глав. На диске тоже есть такой список, содержащий имена хранимых файлов. Название этого списка – директорий диска (от англ. directory – справочник, указатель). В директории кроме имен файлов указываются их размены в байтах, время создания, а также другая полезная информация.

Вопросы:
• В чем заключается дискретность внутренней памяти?
• Какие два смысла имеет слово «бит»? Как они связаны?
• В чем заключается свойство адресуемости внутренней памяти?
• В чем разница между магнитным, оптическим и магнитооптическим диском?
• Что такое файл?
• Каково назначение устройств хранение информации в компьютере?
• В чем суть считывания и записи информации в компьютере?
• Сколько страниц текста (37 строк, 50 символов в строке) можно сохранить на обычную дискету?
• Что такое CD, CD-ROM, CD-R, DVD-RW?
• Во сколько раз информационная емкость DVD больше CD?

III. Практическая часть.

Сегодня на практической части мы устроим соревнование. Вам необходимо поделиться на несколько групп. Задание для всех групп одно – составить кроссворд по теме «устройство компьютера». Победит та команда, которая использует большее число терминов (названий устройств) при большем пересечении слов в кроссворде.

Желательно, чтобы вопросы и ответы были набраны на компьютере в любом текстовом редакторе (мы уже знаем блокнот), а сетка кроссворда была нарисована в графическом редакторе Paint.

IV. Д/з
Знать принцип организации компьютерной памяти, основные носители информации, их характеристики и свойства. Учащимся, имеющим компьютеры дома, продолжить осваивать «слепой десятипальцевый метод печати».
Дополнительное задание: найти информацию о тех носителях информации о которых не было сказано в классе.

V. Вопросы учеников.
Ответы на вопросы учащихся.

VI. Итог урока.
Подведение итога урока. Выставление оценок.
На уроке мы узнали принцип организации компьютерной памяти, обсудили основные носители информации, их характеристики и свойства. Так же мы попробовали применить знания о работе в текстовом и графическом редакторе для создания кроссворда.

Следует отметить, что монитор или другое средство отображения видеоинформации необходимы только для пользователя, поскольку компьютер может работать и без них. Перечень устройств, без которых он не сможет функционировать, следующий: блок питания, CPU, материнская плата, видеоадаптер, оперативная память и контроллер жестких дисков.

Назначение основных узлов

Микропроцессор — устройство, которое предназначено для обработки информации, управления сопряжением и обменом между другими устройствами. Выполнен на одной интегральной микросхеме, состоящей из множества полупроводниковых элементов (транзисторов). Следует отметить, что CPU работает только с логическими устройствами.

Материнская плата — важный элемент любого компьютера, ноутбука, нетбука и прочих smart-устройств. Логической единицей являются чипсеты, которые называются северным и южным мостами. К первому подключаются только быстродействующие устройства: CPU, оперативная память, видеокарта и внутренняя шина для сопряжения с южным мостом. К последнему подключены все остальные девайсы. Необходимо отметить, что на материнской плате есть микросхема, отвечающая за связь устройств. Она «конвертирует» физические девайсы в логические — дает соответствующие прерывания, по которым и происходит сопряжение.

Следующим элементом является внутренняя память. Она предназначена для непосредственной обработки данных и выдачи конечного результата. Иными словами, это память, с которой работает микропроцессор. Ее можно классифицировать следующим образом: энергозависимый и энергонезависимый виды. К первому можно отнести оперативную память или оперативное запоминающее устройство, а также кеш-память. В некоторой литературе можно встретить и сокращение RAM, которое расшифровывается Random Access Memory. При выключении питания ее содержимое уничтожается.

Кеш-память бывает первого и второго уровней. Находится она в микросхеме CPU. В некоторых источниках можно найти информацию о кеше третьего уровня. Однако этот тип получен программным путем из RAM. Необходимо отметить, что кеш-память работает быстрее RAM. Именно с ней и взаимодействует микропроцессор. Постоянная память или CMOS в BIOS предназначена для постоянного хранения информации. Она запитана от автономного источника питания. Видеоадаптер предназначен для кодирования и декодирования графической информации.

Другие девайсы

Основной функцией внешней памяти компьютера является способность к автономному и долговременному хранению данных на разнообразных носителях, которые являются энергонезависимыми. Основным отличием от внутренней памяти является быстродействие. Звуковая карта позволяет получать сигналы слышимого диапазона, т. е. можно слушать музыку, смотреть фильмы и играть в игры.

Сетевой адаптер позволяет осуществлять обмен информацией между другими компьютерами. Блок питания подает электрическую энергию на основные узлы. Внешние устройства расширяют возможности ЭВМ. К ним относятся следующие девайсы: мышь, клавиатура, монитор, веб-камера, принтер и т. д. Корпус предназначен для защиты устройств от механических повреждений, воды и перегрева (обеспечивает вентиляцию).

Внешняя память

Устройства внешней памяти состоят из двух элементов — носителей и накопителей. С помощью первых осуществляется перенос данных с одного компьютера на другой. Вторые используются для считывания информации с первых. Какие носители информации относятся к внешней памяти, зависит от установленных накопителей на компьютере.

Другое определение ВЗУ, которое можно найти в учебниках по информатике, — область для хранения данных, неиспользуемых в RAM. Микропроцессор не работает напрямую с ВЗУ, поскольку оно является очень медленным. Информация загружается в ОЗУ, а затем в кеш-память, и обрабатывается. Затем результат попадает в RAM. После этого информация записывается на носитель.

Накопители отличаются конструктивной особенностью, емкостью поддерживаемых носителей, скоростью считывания и записи данных. Специалисты выделяют виды внешней памяти компьютера на следующих магнитных и оптических носителях:

Гибкие.
Жесткие.
Оптические.
Flash (флешки).

Первый тип не используется на современных компьютерах, поскольку дискеты обладают очень маленьким объемом. Второй тип предназначен для подключения винчестера. Он еще называется контроллером жестких дисков. Информация передается через специальный шлейф, с помощью которого осуществляется управление девайсом.

Дисковод для компакт-дисков предназначен для чтения и записи информации. Процедура осуществляется с помощью головки со специальным лазером. Четвертый накопитель является универсальным портом (USB). Он необходим для подключения разнообразных устройств, поддерживающих его. На южном мосте есть специальная микросхема. Она осуществляет опознавание flash-носителя, «превращая» его в логический диск для дальнейшей работы. Последний накопитель предназначен для чтения и записи данных на оптический диск большой емкости (от 25 до максимальной в 128 ГБ).

Жесткий диск

Винчестер или накопитель на жестких магнитных дисках — сложное устройство с записью магнитного типа для хранения данных и произвольного доступа к ним. Им оснащены практически все компьютеры. Запись происходит на жесткие стеклянные или алюминиевые пластины. Они покрыты слоем материала, имеющего ферромагнитные свойства. Диск может содержать одну или две пластины, размещенные на одной оси или шпинделе. Между ними размещены считывающие головки.

При быстром вращении шпинделя образуется поток воздуха. Следовательно, головки не касаются поверхности ферромагнетика. Расстояние между ними равно 10 нм (10^(-9) = 0,00000001 м.). Если диск не работает, то они находятся у шпинделя и не касаются магнитной поверхности. При аварийном отключении электроэнергии устройство считывания, благодаря использованию конденсаторных блоков, отводится на безопасное расстояние. Конденсаторы служат для накопления электрического заряда определенной емкости, которой хватает для правильного завершения работы винчестера.

Носитель информации находится внутри компьютера. Он совмещен с накопителем и электронной платой, которая называется вспомогательным контроллером.

Конструктивная особенность

Основными частями винчестера являются гермозона и электрическая плата (блок электроники). Первая часть состоит из корпуса (прочный сплав), считывающего механизма (головки и устройство позиционирования), дисков и двигателя шпинделя. Внутри нее отсутствует вакуумное пространство, поскольку производители наполняют область очищенным воздухом без примесей воды или азотом.

Давление выравнивается при помощи специального фильтра с мембраной для избежания деформации во время полета в самолете или перегрева. Если в гермозону попали мелкие частички, то при вращении они попадают в пылеулавливатель. Головки состоят из сплава на основе алюминия. Диски покрыты ферромагнетиком (сплав окиси железа, марганца и т. д. ) и изготавливаются из прочного металлического сплава. Фирма IBM делала их также из пластика и стекла, но модели оказались недолговечными. Количество пластин зависит от емкости устройства.

Закрепляются магнитные диски на оси, которая называется шпинделем. Она вращается со скоростью от 5200 до 15000 об/мин. Если диски еще не набрали соответствующих оборотов, то головки находятся в парковочной зоне. Вращение происходит при помощи вентильного электродвигателя. Между магнитными пластинами находится сепаратор в виде диска из пластика или алюминия. Он применяется для стабилизации потока воздуха или газа.

Устройство позиционирования — соленоидный электродвигатель малоинерционного типа. Блок электроники состоит из таких элементов: постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), буфера (памяти), блоков управляющего сигнала, интерфейса и цифровой обработки сигнала. В ПЗУ находятся информация о модели и программы, которые управляют работой блоков.

Буферная память предназначена для увеличения быстродействия. Блок управляющего сигнала принимает и обрабатывает информацию от различных датчиков (скорость вращения, противоударный акселерометр, давления, температуры, свободных падений и угловых ускорений).

Блок интерфейса осуществляет сопряжение между элементами винчестера и компьютером. Кодирование и декодирование информации осуществляется узлом цифровой обработки.

Технические характеристики

При покупке винчестера нужно обратить внимание на его характеристики, поскольку от них зависит производительность всего компьютера. К ним относятся следующие:

Интерфейс — взаимодействие двух независимых устройств. Бывают следующих типов: ATA, eSATA, SАТА, SCSI, SAS, FireWirе, SDIО и Fibrе СНАNNЕL.
Емкость — важный параметр, указывающий на количество информации, которую можно записать на носитель.
Геометрические параметры — размер устройства, измеряемый в дюймах.
Random Access Time — параметр, характеризующий время доступа к данным.
Частота вращения шпинделя — скорость, с которой вращается ось.
Средняя продолжительность наработки на отказ — параметр, показывающий время работы устройства до первого отказа.
Число опросов в секунду (IOPS) показывает максимальную величину элементарных операций в секунду во время записи и чтения.
Мощность — параметр, показывающий количество потребляемой энергии за единицу времени.
Скорость передачи данных — величина передачи или приема максимального блока информации за 1 секунду.
Объем буфера — количество памяти для уменьшения различий между операциями чтения и записи, а также последующей передачи данных по интерфейсу в RAM.

Однако следует обратить внимание на все характеристики, кроме 3, 4, 6, 7 и 9, поскольку у современных дорогих моделей они оптимальны.

Оптические диски и flash-устройства

Одним из распространенных информационных носителей являются сменные оптические диски (название получили из-за принципа записи и чтения). Они отличаются по емкости и производительности. К ним можно отнести следующие:

CD-R и CD-RW.
DVD-R и DVD-RW (DVD-5).
DVD-RAM.
Blu-ray.

СD-R и CD-RW являются дисками, емкость которых составляет 700 МБайт. На первый можно записать информацию только 1 раз, а второй поддерживает многократную запись. На DVD-R и DVD-RW можно записывать данные объемом до 4,45 ГБ (фирма-производитель указывает емкость 4,7 ГБ). Второй поддерживает многократную запись. Оптические DVD бывают следующих модификаций:

DVD-9: двухслойный односторонний (8,5 ГБ).
DVD-10: двухсторонний (9,4 ГБ).
DVD-14: двухсторонний с тремя информационными слоями (на одной — один, а на второй — два слоя). Его емкость составляет 13,2 ГБ.
DVD-18: две стороны и два слоя (17 ГБ).

DVD-RAM — отдельная группа носителей (4,7 и 9,4 ГБ), позволяющая просто копировать информацию с помощью обыкновенного проводника. Диски типа Blu-ray классифицируются следующим образом:

HD DVD-R: записывается только 1 раз. Бывают однослойными и двухслойными (15 ГБ и 30 ГБ соответственно).
HD DVD-RW поддерживает многократную запись (15 ГБ и 30 ГБ).
ВD-R: одноразовый (25 и 50 ГБ).
ВD-RЕ: многократная запись (25 и 50 ГБ).

Флеш-память (карта памяти) — носитель информации, позволяющий хранить некоторые данные в микросхемах. Они не имеют в своем составе частей, которые двигаются. Такая конструктивная особенность обеспечивает высокую степень надежности хранения. Применяется в мобильных устройствах и в автономном виде (пример — обыкновенная «флешка»).

Карта памяти вставляется в специальное устройство для считывания или USB-порт. Они поддерживают такие объемы информации: 2, 4, 8, 16, 32, 48 и 64 ГБ. Недостатком является отсутствие единого стандарта, подходящего не под все порты и накопители.

Таким образом, внешняя применяется для расширения внутренней памяти. Она позволяет сохранять данные и переносить на другие ЭВМ.

Читайте также: