Какая часть персонального компьютера предназначена для длительного хранения информации
Обновлено: 06.07.2024
Устройства долговременного хранения информации являются важной составной частью персонального компьютера и представляют собой весьма разнообразный ассортимент. Их можно классифицировать по различным признакам: по конструктивному исполнению, по виду носителя информации, по многоразовости записи данных, по формату записи и способу чтения данных, по типу интерфейса передачи данных и т.д.
Один из вариантов классификации устройств хранения информации (по типу носителя [22]) приведен на рис. 33.
Первый накопитель на магнитной ленте (модель IBM 726) появился в 1953 г. Плотность записи составляла 100 символов на дюйм, скорость 75 дюймов в секунду. Носители информации на магнитной ленте по внешнему виду похожи на магнитофонные кассеты и бобины. Отсюда и их название. Для сохранения данных на персональном компьютере используются кассетные накопители на магнитной ленте (КНМЛ). Устройство, предназначенное для записи и считывания данных с КНМЛ, называется стримером . Сами же КНМЛ принято называть картриджами для стримера . Накопители на магнитной ленте относятся к устройствам с последовательным доступом к данным. Иными словами, поиск начала файла для его считывания или поиск начала свободного места для записи файла осуществляется примерно так же, как и поиск фонограмм на аудио/видео кассете – методом последовательного просмотра. Для описания характеристик ВЗУ в дальнейшем будем использовать следующие понятия:
емкость – максимально возможный объем хранимой информации (Мбайт, Гбайт);
время доступа – средний временной интервал, в течение которого накопитель находит требуемые данные (мс);
скорость обмена данными: передача и запись данных (Кбайт/сек, Мбайт/сек, Гбайт/сек).
Характеристики типичных представителей современных стримеров:
среднее время доступа к данным: 30 – 45 сек;
скорость передачи данных: 165 – 330 Мбайт/мин.
Характеристики одного из современных картриджей для стримеров (модель 24Gb dds-3):
число полных перезаписей – 100;
скорость записи 1 Мбайт/сек (до 2 Мбайт/сек при компрессии 2:1);
вместимость (ёмкость) картриджа – 12 Гбайт данных без использования компрессии или до 24 Гбайт при применении сжатия данных.
Дисковые ВЗУ . В 1956 г. фирмой IBM были разработаны плавающие магнитные головки на воздушной подушке. Изобретение позволило создать новый тип памяти – дисковые запоминающие устройства , которые имеют более разнообразный ряд моделей по сравнению с накопителями на магнитной ленте.
К дисковым ВЗУ, используемым в составе ПК, можно отнести:
накопители на жестких магнитных дисках;
накопители на гибких магнитных дисках;
накопители на оптических компакт-дисках (CD – Compact Disk, DVD – Digital Video Disk);
накопители на магнитооптических дисках.
Практически все представители дисковых запоминающих устройств по конструктивному исполнению разделяются на внутренние (встраиваемые непосредственно в системный блок или в устройства быстрой установки в системный блок – Mobil Rack) и внешние (подключаемые к системному блоку через внешние интерфейсы, например, через порт USB).
Накопитель на жестком диске (HDD – Hard Disk Drive). Первый жесткий диск имел диаметр 24 дюйма, вмещал 5 Мбайт данных и стоил несколько десятков тысяч долларов. Первые ЗУ на дисках появились в машинах IBM 305 и RAMAC-650. Последняя имела пакет, состоящий из 50 металлических дисков с магнитным покрытием, которые вращались со скоростью 1200 об/мин. На поверхности диска размещалось 100 дорожек для записи данных, по 10000 знаков каждая. В 1957 г. в модели IBM 350 RAMAC впервые появилась ЗУ на основе алюминиевых намагниченных дисков диаметром 61 см. В 1962 г. фирма IBM выпустила первые устройства внешней памяти со съемными дисками.
Накопитель на жестком диске (винчестер) предназначен для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером. Первые накопители такого класса рассчитывались на два диска по 30 Мбайт каждый. Емкость таких накопителей обозначалась 30/30, подобно калибру охотничьего ружья «Винчестер». Современные винчестеры для ПК имеют емкость десятки Гбайт. Среднее время доступа к данным: чтение – 8.5 мс, запись – 8.8 мс. Внешний вид встраиваемого различными способами в системный блок винчестера представлен на рис. 35.
Накопители на дискетах (FDD – Floppy Disk Drive). В 1971 г. коллектив фирмы IBM под руководством Алана Шугарта выпускает первый восьмидюймовый гибкий магнитный диск емкостью 80 Кбайт. Дискета диаметром 5,25 дюйма появилась в 1976 г. Говорят, что ее размеры соответствуют размерам салфеток для коктейля, которыми пользовались разработчики, обсуждавшие детали нового проекта в одном из бостонских баров. В настоящее время наиболее распространены дискеты размером 3,5 дюйма (89 мм), имеющие емкость 1,44 Мбайт. Среднее время доступа к данным – 84 мс. Скорость вращения диска – 300 об/мин. Скорость передачи данных – 63 Кбайт/сек. Дискеты позволяют переносить документы и программы с одного компьютера на другой, хранить информацию, не используемую постоянно на ПК, делать архивные копии информации, содержащейся на жестком диске [3]. Для работы с данными на дискетах переназначено специальное устройство часто называемое дисковод (рис. 36). Перед первым использованием дискеты необходимо форматировать (разметить).
Оптические запоминающие устройства. В настоящее время растущей популярностью у владельцев персональных компьютеров пользуются накопители на оптических дисках. В 1982 г. появились музыкальные оптические компакт-диски, которые пришли на смену виниловым пластинкам. Фирмы Sony и Philips сыграли ведущую роль при разработке первой спецификации цифровых компакт-дисков и устройств CD - ROM – Compact Disk Read Only Memory для чтения больших объемов информации с оптических (лазерных) дисков, изготовляемых методом литья под давлением со специального шаблона, называемого «мастер–диском». Скорость считывания информации в современных CD-ROM составляет 24х и выше (х – 150 Кбайт/сек). Емкость оптического диска – 650 (700) Мбайт. Усилиями альянса этих же фирм в 1990 г. появилась возможность записывать CD непосредственно на ПК. Современные компьютеры все чаще комплектуются устройствами для DVD ( Digital Versatile Disk , рис. 38). Емкость DVD-дисков измеряется в Гбайт. В 1997 г. появились однократно записываемые диски DVD - R , а в 1998 г. разработан первый стандарт перезаписываемых DVD дисков. Обратите внимание, что аббревиатура для оптических носителей схожа с названием обслуживающих их устройств (приводов).
В том случае, если устройство позволяет не только читать, но и записывать информацию на оптический диск, оно обозначается одним из следующих способов:
CD-R, DVD - R ( R – Recordable) – возможность однократной записи или дозаписи (мультисессия);
CD-RW, DVD - RW ( RW – ReWritable) – возможность многократной перезаписи.
Накопители на магнитооптических дисках . Магнитооптические накопители CD - MO ( Compact Disk - Magneto Optical ) сохраняют информацию на специальных носителях, сочетающих свойства магнитного и оптического дисков, с помощью переменного магнитного поля и луча лазера [10]. В настоящее время выпускаются дисководы для МО носителей размером 3,5 и 5,25 дюймов. Эти диски могут быть одно – либо двусторонними. Двухсторонние диски позволяют хранить до 5,2 Гбайт данных.
Магнитооптические носители отличаются высокими скоростью и степенью надежности: срок хранения информации на них достигает 100 лет. Производителями магнитооптических дисководов являются такие известные фирмы, как Fujitsu , Olympus , Sony и др. МО-накопители достаточно дороги, поэтому применяются, главным образом, на предприятиях, занимающихся обработкой графики, монтажом видео, издательской деятельностью и т.д. Магнитооптические дисководы также могут служить средством для резервного копирования данных. Ниже представлены характеристики одного из современных магнитооптических накопителей MO 1.3 Gb Fujitsu (рис. 39):
время доступа 23 мс;
носители – диски 3.5 дюйма емкостью 1.3 Гбайт, 640, 540, 230 и 128 Мбайт;
скорость вращения при использовании дисков – от 3214 до 4558 об/мин.;
скорость передачи данных до 5.92 Мбайт/сек, записи данных – до 1.5 Мбайт/сек, чтения данных – до 4.5 Мбайт/сек;
время загрузки/выгрузки диска: загрузка дисков – от 8 до 12 сек, выгрузка дисков – 4 сек (для всех дисков);
корректно работает под управлением операционных систем: DOS 6.x, Windows 3.1/3.11, 95/98, NT 4.0, OS/2.
Особо следует остановиться на устройствах хранения информации, использующих в качестве носителя данных Flash память . Флэш-память — разновидность электростатического программируемого постоянного запоминающего устройства. Ее полное название Flash Erase EEPROM ( Electronically Erasable Programmable ROM ) можно перевести как «быстро электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство». Другими словами, флэш-память – это энергонезависимая (т.е. не потребляющая энергии при хранении данных) перезаписываемая (т.е . данные можно стереть и записать заново при помощи электрического тока) память, содержимое которой можно быстро стереть ( Flash Erase ). Первые образцы флэш-памяти были разработаны компанией Toshiba еще в 1984 г. [18]. Наибольшей популярностью флэш-память начала пользоваться только в последние годы с появлением цифровых фото и видео камер. Сейчас флэш-память с каждым годом все активнее применяется для хранения и переноса данных, и, несомненно, этот рынок будет активно развиваться в ближайшее время. Сегодня производители выпускают накопители на флэш-памяти двух основных типов: карты Compact Flash ( CF ), SmartMedia ( SM ), MultiMedia Card ( MMC ), SecureDigital ( SD ), Memory Stick PRO ( MS PRO ), Memory Stick ( MS ) и xD - Picture ( xD ), для работы с которыми необходим соответствующий флэш-накопитель (картридер) и USB -флэш-память (так называемые USB -«ключи»). Последняя «самодостаточна» и не требует применения дополнительных устройств (рис. 40).
Основными характеристиками перечисленных устройств являются быстродействие и емкость флэш-памяти. Проведенные тесты [18] продемонстрировали, что быстродействие флэш-памяти сильно варьируется и зависит от ее типа – разница может достигать 10 раз!
В табл. 9 устройства Flash -памяти распределены по убыванию характеристик быстродействия.
Сравнительная характеристика Flash- карт
В этом разделе рассмотрены основные носители данных и устройства долговременного хранения информации наряду с которыми пользователи персональных компьютеров могут применять и другие ВЗУ: Jaz Drive, ORB Drive, CLIK! PC Card Drive и т.п.
Долговременная (внешняя) память — это энергонезависимая память, предназначенная для длительного хранения информации.
Процессор не имеет прямого доступа к содержимому внешней памяти. Чтобы процессор мог обработать данные из долговременной памяти, они должны быть сначала загружены в оперативную память. В настоящее время к основным устройствам долговременной памяти относятся жесткие магнитные диски, накопители на оптических дисках, устройства флеш-памяти. Ранее для длительного хранения информации использовались также магнитные ленты, дискеты, магнито-оптические диски.
Основным устройством внешней памяти является жесткий магнитный диск (рисунок 1). Внутри жесткого диска находятся одна или несколько пластин, насаженных на общий шпиндель. Данные обычно записываются на обеих сторонах каждой пластины, хотя в некоторых жестких дисках производители наряду с двухсторонними пластинами могут использовать и односторонние. Запись и чтение информации осуществляются с помощью головок чтения/записи. Под пластинами располагается двигатель, который вращает их с достаточно большой скоростью. Скорость вращения пластин измеряется в оборотах в минуту (rpm). Первые жесткие диски имели скорость вращения 3600 rpm. В современных жестких дисках скорость вращения возросла до 7200, 10 000 и 15 000 оборотов в минуту.
Рисунок 1 - Жесткий диск
В процессе записи цифровая информация, хранящаяся в оперативной памяти, преобразуется в переменный электрический ток, который поступает на магнитную головку, а затем передается на магнитный диск, но уже в виде магнитного поля. После прекращения действия внешнего поля на поверхности диска образуются зоны остаточной намагниченности. Перед использованием жесткого диска необходимо выполнить операцию его форматирования.
Форматирование включает в себя три этапа.
1. Низкоуровневое форматирование диска. При этом процессе на жестком диске создаются физические структуры: дорожки, секторы, управляющая информация. Этот процесс выполняется заводом-изготовителем на пластинах, которые не содержат еще никакой информации.
2. Разбиение на разделы. Этот процесс разбивает жесткий диск на логические диски (С:, D: и т. д.). Эту функцию выполняет операционная система.
3. Высокоуровневое форматирование. Этот процесс также выполняется операционной системой и зависит от ее типа. При высокоуровневом форматировании создаются логические структуры, ответственные за правильное хранение файлов, а также, в некоторых случаях, системные загрузочные файлы в начале диска.
Жесткие диски изначально создавались в качестве внутренних устройств и не были предназначены для резервного копирования и переноса информации с одного компьютера на другой. Около 20 лет назад самым распространенным устройством, предназначенным для этих целей, были дискеты (гибкие магнитные диски). Однако их емкость по современным меркам была очень мала (1,44 Мбайт), поэтому на смену им пришли оптические диски CD (компакт-диски), позволяющие хранить достаточно большие объемы информации (650-800 Мбайт) и намного превосходящие дискеты по степени надежности. Для работы с компакт-дисками на компьютере необходимо наличие специального привода (оптического накопителя).
Обзор жесткого диска представлен на видео 1:
Обзор жесткого диска.MTS
Различают диски «только для чтения» (CD-ROM), изготавливаемые промышленным способом, для однократной записи (CD-R) и для многократной записи (CD-RW). Диски последних двух типов предназначены для записи на специальных пишущих оптических накопителях. Все типы дисков имеют одинаковую структуру хранения информации. Данные с помощью луча красного лазера записываются на спиральную дорожку, идущую от центра диска к его периферии. Вдоль дорожки располагаются углубления, называемые питами (pit — «углубление»). На записываемых дисках питы имитируются темными пятнами специального регистрирующего слоя, получившимися в результате нагрева нужного участка лазером. Чередованием углублений и промежутков между ними и кодируется любая информация.
Диски DVD имеют более высокую плотность записи данных, чем CD-диски. Существуют диски, на которых запись информации производится в два слоя. В зависимости от указанных выше параметров DVD-диски могут иметь объем 4,7 Гб или 8,5 Гб. Все компакт-диски (и CD, и DVD) имеют одинаковую структуру хранения информации. Скорость чтения/записи оптических приводов измеряется в единицах, кратных базовой скорости (обозначается 16х, 24х, 48х и т. д.). Для приводов CD базовая скорость равна 150 Кб/с, для DVD — 1,385 Мб/с.
Blu-ray (Blu-ray Disc) является названием формата оптического диска следующего поколения. В Blu-Ray для записи и чтения данных вместо красного лазера, который используется в DVD и CD-ROM, применен синий лазер. У синего лазера длина волны значительно меньше длины волны красного лазера. Это позволяет сделать толщину дорожки данных тоньше, что приводит к значительному увеличению емкости носителя. Формат был разработан для обеспечения возможности записи, перезаписи и воспроизведения видео высокого разрешения (HD-video), а также для хранения больших объемов данных. Емкость нового формата — от 25 до 50 Гб.
По устройству флеш-память (flash-память) напоминает микросхему динамической энергозависимой памяти, в которой вместо конденсаторов в ячейках памяти установлены транзисторы. При подаче напряжения транзистор принимает одно из фиксированных положений — закрытое или открытое. Он остается в этом положении до тех пор, пока на него не будет подан новый электрический заряд, изменяющий его состояние. Таким образом, последовательность логических нулей и единиц формируется в этом типе памяти подобно статической памяти: закрытые для прохождения электрического тока ячейки распознаются как логические единицы, открытые — как логические нули.
USB flash drive (флеш-накопитель, рисунок 2) — устройство на основе флеш-памяти для хранения и переноса данных с одного компьютера на другой.
В оперативной памяти компьютера любая информация хранится только до выключения компьютера. Если вам нужно сохранить документ и вернуться к работе над ним завтра, его нужно записать на долговременное устройство хранения, обычно – на диск. Вот самые распространенные типы дисков и устройств хранения.
1. Дискеты: 3,5-дюймовые дискеты емкостью 1,44 Мбайт когда-то были «вездесущим» средством хранения информации, но сейчас они безнадежно устарели. Можете считать, что дисковод для них в вашем компьютере необязателен. Вот так она выглядела.
3. Жесткие диски, или винчестеры: купите самый емкий жесткий диск, какой сможете себе позволить. Цифровые фотографии всегда занимают больше места, чем вы рассчитывали, а музыкальная коллекция вашего сына наверняка занимает больше, чем весь архив ЦРУ. Хотя в целом считается, что более дорогие жесткие диски надежнее дешевых, индивидуальные результаты бывают разными, и трудно утверждать что-то наверняка.
Быстродействие, т.е. скорость, с которой жесткий диск записывает и считывает данные, менее важно, чем емкость. Быстродействие станет более важным, если вы будете регулярно работать с большими объемами данных, например с видеозаписями. Однако стоит подумать о том, чтобы за несколько дополнительных долларов купить винчестер с новым интерфейсом SATA этот интерфейс быстро приходит на смену устаревшему и более медленному IDE (также известному как ATA или PATA). Кроме того, кабели SATA уже и гибче, чем широкие и неудобные кабели IDE.
Также обратите внимание на внешние жесткие диски, которые обычно подключаются к компьютеру через USB-кабель(внешние жесткие диски). Они работают почти так же быстро, как внутренние жесткие диски, и их можно подключать к компьютеру и отключать по мере необходимости. Кроме того, они не вносят своего вклада в нагрев, что находится в корпусе компьютера.
Если вы покупаете новый винчестер, пусть его установит в компьютер продавец. При установке жесткого диска нужно обращать внимание на ряд мелочей, малопонятных неспециалисту.
4. Приводы CD и DVD: эти приводы позволяют читать и записывать диски с различной информацией (от текстовых документов до музыки и видео) на обычные компакт-диски (CD) помещается порядка 700 Мбайт данных; на DVD помещается порядка 4,5 Гбайт, а на двухслойные DVD – около 8 Гбайт. Не жадничайте – купите себе привод, поддерживающий двухслойные DVD (DVD+RW DL), даже если двухслойные диски дорого стоят. Если вы не знаете, как установить этот привод, купите себе внешний USB-вариант – Windows отлично работает с такими приводами.
Приведенный выше список отнюдь не является исчерпывающим – существует множество более экзотических устройств хранения информации: магнитооптические, ленточные накопители и т.д.
А ведь многие пользователи уже не знают, что это такое – стример (по-английски – «tape drive», а не «streamer», кстати). Опять-таки, в девяностых годах прошлого века такой способ хранения считался практически вечным – кассеты с магнитными лентами не подходили для ежедневного чтения информации, но для долговременного более чем.
Как и сегодня; лентам дают минимум двадцать пять лет жизни, а то и больше. И не теоретической: вспомните, сколько уже десятков лет исполнилось данному способу хранения информации.
реклама
Большой минус стримеров и расходников к ним – цена. И да, их все еще выпускают. Стоимость стримера на Амазоне составляет от 100 евро, еще пару десятков нужно выложить за многотерабайтные кассеты (объемом от 320 Гбайт до 50 Тбайт) – в общем, такой способ бэкапирования данных и создания файлопомоек подойдет лишь организациям или людям, которым не очень жалко денег.
Да и организациям-то не самым маленьким, потому что фирмы поменьше подумают и выложат деньги за что-нибудь подоступнее, поскольку в их случае объем информации уместится на одну кассету.
В принципе, стримеры являются практически идеальным долговременным хранилищем, если не брать в расчет стоимость мегабайта. Потому как она запредельная. И, кстати, желательно помнить о том, что кассеты можно размагнитить. Но лучше не нужно.
MSI RTX 3070 сливают дешевле любой другой, это за копейки Дешевая 3070 Gigabyte Gaming - успей пока не началосьЖесткие диски (HDD)
Жесткие диски сегодня являются самым дешевым устройством для хранения данных при учете фактора «цена за мегабайт». Легко можно купить трехтерабайтный «винчестер» менее чем за 100 евро, и он будет служить верой и правдой, пока у него не «полетят головки» (худший вариант) или же он просто однажды не посыплется «бэдами». В таких случаях пользователи обычно нецензурно выражаются – да так, что грузчики в порту позавидуют. Потому что накопленные за долгие годы данные могут умереть в момент.
Технологии в производстве HDD кардинально не развиваются уже лет пятнадцать, за исключением повышения оборотов шпинделей; а различные многобуквенные сочетания надежности по большому счету не добавляют, разве что информированности. Кроме того, восстановление данных с жесткого диска в случае безвременной кончины последнего – весьма дорогостоящая процедура, а если модель еще и десятилетней давности или более, сумма возрастает совершенно непропорционально.
Да, трава раньше была зеленее, а «винчестеры» – надежнее. Потому что, к примеру, восстановление «голов» может вам обойтись далеко не в один десяток тысяч рублей, и критическая информация станет поистине золотой.
реклама
Выходом из этого может служить вышеупомянутый способ зеркалирования. Это значит, вы покупаете два HDD одинакового объема, но разных производителей, и проводите ежедневное автоматическое копирование данных с одного на другой. Такой способ можно назвать максимально бюджетным и при этом достаточно надежным (да и найти бесплатное приложение для зеркалирования не проблема). Можно, конечно, и в RAID их запихать – только вот развалится массив, и плакали ваши данные. Поэтому рекомендую проверенный годами способ.
Твердотельные накопители (SSD)
Твердотельные накопители – это новый и очень удобный способ хранения информации на рабочем компьютере, поскольку при большей раз в десять скорости (если говорить о нормальных SDD) относительно HDD они уже не стоят заоблачных многих сотен долларов. Но у них по-прежнему остается проблема ограниченного числа часов работы и циклов записи/чтения, и это всего лишь несколько лет.
Поэтому SSD можно рассматривать как прекрасное средство для работы, но в качестве средства для хранения данных о них нужно вспоминать в последнюю очередь. Как минимум потому, что цена за мегабайт у них значительно выше, чем в случае HDD.
С другой стороны, умирают такие накопители гораздо медленнее и с уведомлениями (в зависимости от модели) об этом. Можно успеть и купить новый, и переписать на него все данные, и даже устроить грандиозную вечеринку, и не раз – прежде чем твердотельный отдаст концы. Кроме того, восстановить информацию с SSD бывает проще, чем с HDD, из-за более простой структуры и отсутствия движущихся частей.
Наконец, никто не заставляет вас пользоваться таким способом хранения данных постоянно: то есть записали – отключили и забыли. По идее, если SSD не дергать, он проживет долгие декады. Хотя никто пока еще не знает, как и в случае с CD.
Резюмирую: хранить данные на них можно, если вас не смущает высокая цена за мегабайт, сильно превосходящая таковую для HDD. В крайнем случае, успеете спасти.
Кстати, в качестве экзотического варианта можно рассмотреть хранение данных на флэшках. У которых ровно те же проблемы, разве что скорость ниже, чем у SSD как таковых. Впрочем, возиться с такими крошечными объемами никто не захочет, так ведь?
Муки выбора
Если у вас после прочтения так и не появилось ясности, попробую ее внести. В случае если необходим наиболее выгодный вариант цены за мегабайт – выбирайте жесткие диски и/или DVD. Последние выглядят предпочтительнее в плане надежности, поскольку HDD достаточно капризны и могут умереть, даже лежа на диване круглые сутки; в отличие от них, диски DVD обладают более устойчивой психикой.
реклама
К тому же, пишущий привод сегодня стоит менее тысячи рублей, а набор из десяти «болванок» 4.37 Гбайт так и вообще пару сотен. Ну а не самый дешевый жесткий диск объемом три терабайта будет стоить от шести тысяч, причем о надежности можно думать очень долго.
Если же финансовый вопрос не стоит остро – присмотритесь к SSD-драйвам. Да, они дороги, но, если не использовать SSD с сенситивными данными в постоянном режиме, то он может прожить долго и счастливо. Если же у вас денег куры не клюют – выбирайте стримеры. С другой стороны, можно купить какой-нибудь отремонтированный или бывший в употреблении экземпляр – например, один такой производства HP в комплекте с пятью трехтерабайтными кассетами формата LTO5 продается в момент написания этой статьи на eBay всего за 150 евро. Нетрудно подсчитать, что это будет даже выгоднее HDD.
В случае «а мне забить на все» можно воспользоваться облачным хранилищем. Но желательно каким-нибудь надежным – тем же Google или его вечным конкурентом Microsoft. А если хочется почувствовать себя совсем крутым – купить за неразумные деньги терабайта два на Dropbox. А еще лучше не ограничиться двумя, и сделать одну половинку зеркалом второй.
Заключение
Одним словом, выхода нет только из гроба. А найти идеальные для себя способы хранения и бэкапирования информации можно достаточно легко, если воспользоваться рекомендациями выше. Главное – делать это в принципе. Ибо надежность превыше всего.
В основе функционирования любого типа компьютера лежит запоминающее устройство, способное сохранять информацию, использовать ее для расчетов и выдавать по первому требованию оператора.
Определение
Устройство хранения информации представляет собой приспособление, связанное с остальными элементами компьютера и способное воспринимать внешнее воздействие. В современных ЭВМ применяется сразу несколько типов подобных изделий, каждое из которых обладает собственной функциональностью и особенностями работы. Устройства хранения ключевой информации классифицируются по своим принципам работы, требованиям к энергообеспечению и по многим другим параметрам.
Действия с памятью
Главная задача любого записывающего приспособления заключается в возможностях работы с ним оператора. Все действия разделяются на три типа:
- Хранение. Вся информация, попавшая на записывающее устройство, обязана находиться там до удаления оператором или компьютером. Бывают изделия, способные хранить данные долгое время даже при выключенной ЭВМ. Именно так функционируют стандартные жесткие диски. Другие схожие изделия (оперативная память) содержат только часть данных, чтобы оператор получил к ним доступ максимально быстро.
- Ввод. Информация должна каким-то образом попадать на записывающее устройство. В данном случае разделение может идти по этому принципу. Одни модели работают напрямую с оператором. Другие связаны с иными запоминающими элементами, ускоряя их работу.
- Вывод. Полученные данные выводятся на интерфейс взаимодействия с пользователем или предоставляются для расчетов другим запоминающим приспособлениям.
Все устройства хранения, ввода и вывода информации тем или иным образом связаны в единую сеть в рамках одного компьютера. Все вместе они обеспечивают его работоспособность.
Форма
Классификация устройств хранения информации по форме записи разделяет их все на две категории: аналоговые и цифровые. Первые в современном мире практически не используются. Ближайшим примером аналогового записывающего устройство является кассета для магнитофона, которая уже давно устарела. Тем не менее некоторые разработки ведутся и в этом направлении. На данный момент уже есть несколько прототипов неплохих по емкости и скорости работы изделий такого типа, однако сравнительно с цифровыми устройствами они значительно проигрывают по стоимости производства. Стандартный жесткий диск для компьютера хранит информацию в виде единиц и нулей. Это цифровое записывающее устройство, как и подавляющее большинство современных изделий такого типа. В основе их функционирования лежит принцип сохранения физического состояния носителя в одной из двух возможных форм (для двоичной системы). Сейчас применяются и более современные варианты, способные использовать троичный или даже десятичный вид записи. Это стало возможно благодаря использованию уникальных свойств разных материалов и появлению новых технологий записи данных на накопители. Человечество постепенно увеличивает объем возможной для сохранения информации с одновременным уменьшеним размера носителя.
Устойчивость записи
Классификация по этому показателю разделяет все устройства хранения и обработки информации на четыре группы:
- Оперативные записывающие (ОЗУ). Оператор получает возможность вносить новую информацию, считывать уже имеющуюся и работать с ней прямо в процессе функционирования. Пример – оперативная память компьютера. В ней хранится большая часть постоянно запрашиваемых данных, благодаря чему не требуется постоянно обращаться к основному жесткому диску. В большинстве случаев вся информация стирается с таких носителей после отключения подачи энергии.
- Перезаписываемые (ПППЗУ). Такие изделия позволяют записывать, стирать и вновь вносить данные практически неограниченное количество раз. Пример – CD-RW и стандартные жесткие диски. В любом компьютере такой памяти больше всего, и именно на ней хранится практически вся информация пользователя.
- Записываемые (ППЗУ). На таких устройствах данные можно сохранить только один раз. Невозможно перезаписать или удалить информацию, что и является самым главным минусом подобных изделий. Пример – диски CD-R. В современном мире используется крайне редко.
- Постоянные (ПЗУ). Этот тип устройств сохраняет единожды записанную информацию и не позволяет как-либо ее удалять или изменять. Пример – BIOS компьютера. В нем все данные остаются без изменений и пользовать получает возможность выбрать только другие настройки из перечня существующих. В отличие от ППЗУ, на такие носители все же можно вносить новые данные, но, как правило, это требует полного удаления старых. То есть BIOS можно переустановить, но не дополнить или обновить.
Энергонезависимость
Для работы компьютеру требуется электроэнергия, без которой выполнение всех действий было бы невозможным. Однако если бы каждый раз после выключения ПК данные обо всей проделанной работе стирались, то значение ЭВМ в нашей жизни было бы значительно меньшим. Так какие устройства хранения информации по потребности в питании существуют?
- Энергозависимые. Эти изделия работают только тогда, когда есть к ним подано электричество. К такому типу относят стандартные модули оперативной памяти DRAM или SRAM.
- Энергонезависимые. Для сохранения информации записывающие устройства не требуют питания. Пример – жесткий диск компьютера.
Тип доступа
Устройства хранения информации разделяются также и по этому показателю. По типу доступа память бывает:
- Ассоциативной. Используется редко. К таким изделиям можно отнести специальные устройства, которые используются с целью повышения скорости работы обширных массивов данных.
- Прямой. Полный и неограниченный доступ предлагается жесткими дисками, которые относятся к этому типу доступа.
- Последовательной. Сейчас практически не используется. Ранее применялся в магнитных лентах.
- Произвольной. По такому принципу работает оперативная память, предоставляющая пользователю возможность в произвольной форме получить доступ к последней информации, с которой работала система. Применяется для ускорения работы компьютера.
Исполнение
Устройства, предназначенные для хранения информации, имеют классификацию по типу исполнения.
- Печатные платы. К такому виду относятся модули оперативной памяти и картриджи для старых приставок. Работают очень быстро, однако нуждаются в постоянной подаче энергии, из-за чего их текущее применение носит вспомогательную роль.
- Дисковые. Бывают магнитными и оптическими. Самым популярным представителем считается жесткий диск компьютера. Используются в качестве основного носителя информации.
- Карточные. Вариантов исполнения много. Из последних можно отметить флеш-карты. Ранее этот тип применялся для изготовления перфокарт и их магнитных аналогов.
- Барабанные. Пример – магнитный барабан. Практически не используется.
- Ленточные. Пример – перфорированные или магнитные ленты. В современном мире почти не встречается.
Физический принцип
По физическому принципу работы устройства ввода, вывода, хранения и обработки информации разделяются на:
- Магнитные. Выполняются в виде сердечников, дисков, лент или карт. Пример – жесткий диск. Это не самый быстрый способ обработки информации, однако он позволяет долгое время хранить данные без подачи энергии, что и обеспечивает их текущую популярность.
- Перфорационные. Изготавливаются как ленты или карты. Пример – старинная перфокарта, используемая для записи информации в первых моделях ЭВМ. Из-за сложности изготовления и небольшого количества хранимых данных сейчас такой принцип практически не используется.
- Оптические. CD-диски любого вида. Все они работают на принципе отражения света от своей поверхности. Лазер прожигает дорожки, образуя участки, отличающиеся от общей массы, что позволяет использовать все ту же систему двоичного кода, в которой одно состояние диска обозначается единицей, а другое – нулем.
- Магнитооптические. Диски типа MO. Используются редко, но сочетают в себе преимущества обеих систем.
- Электростатические. Работают по принципу накопления заряда электричества. Примеры – ЭЛТ, конденсаторные запоминающие устройства.
- Полупроводниковые. Используют особенности одноименных материалов для сбора и хранения данных. Так работает флеш-накопитель.
Помимо всего прочего, существуют запоминающие устройства, работающие по другим физическим принципам. Например, на сверхпроводимости или звуке.
Количество состояний
Последним вариантом классификации устройства долговременного хранения информации является то, сколько состояний оно может поддерживать. Как уже было сказано выше, цифровые носители работают за счет изменения своей физической части на основе поданной электроэнергии. Самый простой пример: если магнитится, значит, это равно цифре 1, если нет, значит – 0. Это принцип работа двоичных систем, которые способны поддерживать только два варианта состояния. Сейчас также используются устройства, работающие в трех и более формах. Это открывает очень широкие перспективы использования носителей данных, позволяет уменьшать их размер, одновременно с увеличением общего объема хранимой информации.
Итоги
Старые накопители были очень большими. Самые первые компьютеры требовали помещения, сравнимого с современными спортивными залами, да еще при этом работали очень медленно. Прогресс не стоит на месте и сейчас устройства хранения информации, даже самые объемные, можно просто положить в карман. Дальнейшее развитие может пойти как по пути поиска новых материалов или способов взаимодействия со старыми, так и по направлению создания постоянной и стабильной связи по всему миру. В таком случае емкие накопители будут расположены в специальных серверных, а все данные пользователь будет получать по «облачной» технологии.
Читайте также: