Внешняя память компьютера, Внешние запоминающие устройства
Внешняя память компьютера или ВЗУ — важная составная часть электронно-вычислительной машины, обеспечивающая долговременное хранение программ и данных на различных носителях информации. Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) — можно классифицировать по целому ряду признаков : по виду носителя, по типу конструкции, по принципу записи и считывания информации, по методу доступа и т.д. При этом под носителем понимается материальный объект, способный хранить информацию.
Свойства внешней памяти :
ВЗУ энергонезависима, целостность её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер .
В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором.
В состав внешней памяти включаются :
НЖМД – накопители на жёстких магнитных дисках.
НГМД – накопители на гибких магнитных дисках.
НОД – накопители на оптических дисках (компакт-дисках CD-R, CD-RW, DVD).
НМЛ – накопители на магнитной ленте (стримеры).
Накопители – это запоминающие устройства, предназначенные для длительного (то есть не зависящего от электропитания) хранения больших объемов информации.
Кроме основной своей характеристики – информационной емкости – дисковые накопители характеризуются и двумя другими показателями : временем доступа и скоростью считывания последовательно расположенных байтов.
Накопители на жестких дисках.
Накопитель на жёстких магнитных дисках (HDD – Hard Disk Drive, винчестер) — это запоминающее устройство большой ёмкости, в котором носителями информации являются круглые алюминиевые пластины, обе поверхности, которых покрыты слоем магнитного материала. Используется для постоянного хранения информации — программ и данных. HDD обычно называют «винчестером» – так в свое время стали называть одну из первых моделей Накопителя на жёстких магнитных дисках, которая имела обозначение «30/30» и этим напоминала маркировку известного оружия. Возможно, также, что название происходит от места первоначальной разработки – филиала фирмы IBM в г. Винчестере (Великобритания), где впервые была применена технология создания винчестеров.
Поверхность диска рассматривается как последовательность точечных позиций, каждая из которых считается битом и может быть установлена в 0 или 1. Так как расположения точечных позиций определяется неточно, то для записи требуются заранее нанесенные метки, которые помогают записывающему устройству находить позиции записи. Процесс нанесения таких меток называется физическим форматированием и является обязательным перед первым использованием накопителя. Винчестеры имеют очень большую ёмкость : от сотен Мегабайт (самые старые) до десятков терабайт.
Структурные элементы винчестера.
На каждой стороне каждой пластины размечены тонкие концентрические окружности (по ним располагаются синхронизирующиеся метки). Каждая концентрическая окружность называется дорожкой. Группы дорожек (треков) одного радиуса, расположенных на поверхностях магнитных дисков, называются цилиндрами.
Номер цилиндра совпадает с номером образующей дорожки. HDD могут иметь по несколько десятков тысяч цилиндров.
Каждая дорожка разбивается на секторы. Сектор – наименьшая адресуемая единица обмена данными дискового устройства с оперативной памятью. Нумерация секторов начинается с 1. Для того чтобы контроллер диска мог найти на диске нужный сектор, необходимо задать ему все составляющие адреса сектора : номер цилиндра, номер поверхности, номер сектора ([c-h-s]).
Операционная система при работе с диском использует, как правило, собственную единицу дискового пространства, называемую кластером. Кластер (ячейка размещения данных) — объем дискового пространства, участвующий в единичной операции чтения/записи, осуществляемой операционной системой.
Накопитель на гибких магнитных дисках — Гибкий диск, дискета (англ. floppy disk) – устройство для хранения небольших объёмов информации, представляющее собой гибкий пластиковый диск в защитной оболочке. Наиболее распространены – «трехдюймовые дискеты». Дискета 3,5 имеет 2 рабочие поверхности, 80 дорожек на каждой стороне, 18 секторов на каждой дорожке (512 байт – каждый сектор).
Устройство дискеты : Принцип записи на магнитных носителях основан на намагниченности отдельных участков магнитного слоя носителя. Информация записывается по концентрическим дорожкам (трекам), которые делятся на секторы. Количество дорожек и секторов зависит от типа и формата дискеты. Сектор хранит минимальную порцию информации, которая может быть записана на диск или считана. Емкость сектора постоянна и составляет 512 байтов.
На сегодняшний день дискеты устарели, на смену им «пришли» более надежные, быстродействующие и более емкие носители – оптические диски и карты памяти.
Накопители на магнитной ленте (стримеры).
Стример (англ. tape streamer) – устройство для резервного копирования больших объёмов информации. В качестве носителя здесь применяются кассеты с магнитной лентой ёмкостью 1 — 2 Гбайта и больше. Недостатком стримеров является их сравнительно низкая скорость записи, поиска и считывания информации.
На сегодняшний день стримеры устарели и практически не применяются.
ЖК
-ЖК (жидкие кристалы – матрица подает Г на ячейку по адресу строки и столбца тем самым изменяя оптические свойтва кристала (поляризация/приломление) лампы/диоды подсветки светят на кристалы и свет проходя через кристалы выдает цвет
Плюсы –потребление, габариты, стоимость
Минусы – время отклика, срок службы
ЭЛТ
-ЭЛТ (эл. Луч. Пушка выстреливает электронами в направлении внутренней поврхности экрана, катушки вертикальные и горизонтальные корректруют попадание электрона в нужное место на поверхности экрана, на врутренней поверхности есть люминофор, при попадании на экран электрона люминофор начинает свечение
Это аналоговый монитор)
Плюсы – качество изображения
Минусы – эл. Потребление, размер физический и излучение
Дигитайзеры
Графические планшеты применяются как для создания изображений на компьютере способом, максимально приближённым к тому, как создаются изображения на бумаге, так и для обычной работы с интерфейсами, не требующими относительного ввода (хотя ввод относительных перемещений с помощью планшета и возможен, он зачастую неудобен).
Кроме того, их удобно использовать для переноса (отрисовки) уже готовых изображений в компьютер.
-электростатические-регистрируется локальное изменение электрического сетки под пером.
-электромагнитные — перо излучает электромагнитные волны, а сетка служит приёмником. В обоих случаях на перо быть подано питание.
-электромагнитный резонанс — перо, в свою очередь, посылает ответный сигнал, являющийся не просто отражением исходного, а заново сформированным, который, как правило, несёт дополнительную информацию, идентифицирующую конкретное перо, а также данные о силе нажатия, фиксации/положении органов управления на указателе, о том, используется ли рабочий кончик пера или его «ластик»
-число линий на дюйм
-интерфейсы подкл (DVI HDMI USB)
-наличие пера и его свойства
-Ультразвуковые (система передатчиков, жестко закрепленных на стенах и потолке. Строятся посредством звуковых волн)
-Электромагнитные (Как ультразвуковые только вместо звуковых волн – электромагнитные)
-Лазерные (Невозможность участия художника в процессе оцифровки, достаточно дорогие)
-Механические (контуры оцифровываемого объекта обводятся прецизионным щупом, положение которого замеряется механическими датчиками)
Внутренние интерфейсы
Socket – гнездо под процессор имеющий систему притягивания и ключи
Разъем под оперативную память – зависит от оперативной памяти, может иметь 1 и более ключей
PCI –дополнительный разъем расширения который подключается в звуковые адаптеры
PCI 64 разрядный, частота работы 66 Гц скорость 533 мб/сек
PCI 64 разрядный, частота работы 33 Гц скорость 256 мб/сек
PCI 32 разрядный, частота работы 66 Гц скорость 256 мб/сек
PCI 32 разрядный, частота работы 33 Гц скорость 128 мб/сек
PCI express X1 512мб/сек
PCI express X2 1гб/сек
PCI express X4 2гб/сек серверный
PCI express X8 4гб/сек серверный
PCI express X16 8гб/сек Видеоадаптеры
SATA Имеет 7 контактов 3 модификации
Sata 1 1500Мг 150 мб/сек
Sata 2 3000Мг 300 мб/сек
Sata 3 6000Мг 600 мб/сек
К одному контроллеру подключается 1 устройство
IDE интерфейс подключения оптических дисков
40 контактов скорость 133 мб/сек
К одному контроллеру подключается 2 устройства в режимах Slide, Master
SCSI подключение жестких дисков, сканеров, плоттеров
SCSI 3 Ultra 2 40 мб/сек
SCSI 3 Ultra 3 80 мб/сек
SCSI 3 Ultra 4 160 мб/сек
SCSI 3 Ultra 5 320 мб/сек
SCSI 3 Ultra 6 640 мб/сек
К одному контроллеру подключается до 15 устройств
Деление очередности жестких дисков происходит в программных обеспечениях платы или в автоматических и ручных контроллерах
Источник
Внешние запоминающие устройства. Внешняя память компьютера. Магнитные накопители. Накопители на жестких дисках. Винчестер.
На этой страничке мы поговорим на такие темы, как : Внешние запоминающие устройства, Внешняя память компьютера, Магнитные накопители, Накопители на жестких дисках, Винчестер.
Внешняя память компьютера, Внешние запоминающие устройства.
Внешняя память компьютера или ВЗУ — важная составная часть электронно-вычислительной машины, обеспечивающая долговременное хранение программ и данных на различных носителях информации. Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) — можно классифицировать по целому ряду признаков : по виду носителя, по типу конструкции, по принципу записи и считывания информации, по методу доступа и т.д. При этом под носителем понимается материальный объект, способный хранить информацию.
Свойства внешней памяти :
- ВЗУ энергонезависима, целостность её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер .
- В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором.
В состав внешней памяти включаются :
- НЖМД – накопители на жёстких магнитных дисках.
- НГМД – накопители на гибких магнитных дисках.
- НОД – накопители на оптических дисках (компакт-дисках CD-R, CD-RW, DVD).
- НМЛ – накопители на магнитной ленте (стримеры).
- Карты памяти.
Накопители – это запоминающие устройства, предназначенные для длительного (то есть не зависящего от электропитания) хранения больших объемов информации.
Кроме основной своей характеристики – информационной емкости – дисковые накопителихарактеризуются и двумя другими показателями : временем доступа и скоростью считывания последовательно расположенных байтов.
Накопители на жестких дисках.
Накопитель на жёстких магнитных дисках (HDD – Hard Disk Drive, винчестер) — это запоминающее устройство большой ёмкости, в котором носителями информации являются круглые алюминиевые пластины, обе поверхности которых покрыты слоем магнитного материала. Используется для постоянного хранения информации — программ и данных. HDD обычно называют «винчестером» – так в свое время стали называть одну из первых моделей Накопителя на жёстких магнитных дисках, которая имела обозначение «30/30» и этим напоминала маркировку известного оружия.
Примечание
Возможно, также, что название происходит от места первоначальной разработки – филиала фирмы IBM в г. Винчестере (Великобритания), где впервые была применена технология создания винчестеров…
Винчестер.
Поверхность диска рассматривается как последовательность точечных позиций, каждая из которых считается битом и может быть установлена в 0 или 1. Так как расположения точечных позиций определяется неточно, то для записи требуются заранее нанесенные метки, которые помогают записывающему устройству находить позиции записи. Процесс нанесения таких меток называется физическим форматированием и является обязательным перед первым использованием накопителя. Винчестеры имеют очень большую ёмкость : от сотен Мегабайт (самые старые) до десятков терабайт.
Структурные элементы винчестера.
На каждой стороне каждой пластины размечены тонкие концентрические окружности (по ним располагаются синхронизирующиеся метки). Каждая концентрическая окружность называется дорожкой. Группы дорожек (треков) одного радиуса, расположенных на поверхностях магнитных дисков, называются цилиндрами.
Номер цилиндра совпадает с номером образующей дорожки. HDD могут иметь по несколько десятков тысяч цилиндров.
Каждая дорожка разбивается на секторы. Сектор – наименьшая адресуемая единица обмена данными дискового устройства с оперативной памятью. Нумерация секторов начинается с 1. Для того чтобы контроллер диска мог найти на диске нужный сектор, необходимо задать ему все составляющие адреса сектора : номер цилиндра, номер поверхности, номер сектора ([c-h-s]).
Операционная система при работе с диском использует, как правило, собственную единицу дискового пространства, называемую кластером. Кластер (ячейка размещения данных) — объем дискового пространства, участвующий в единичной операции чтения/записи, осуществляемой операционной системой.
Магнитные накопители.
Накопитель на гибких магнитных дисках — Гибкий диск, дискета (англ. floppy disk) – устройство для хранения небольших объёмов информации, представляющее собой гибкий пластиковый диск в защитной оболочке. Наиболее распространены – «трехдюймовые дискеты». Дискета 3,5 имеет 2 рабочие поверхности, 80 дорожек на каждой стороне, 18 секторов на каждой дорожке (512 байт – каждый сектор).
Устройство дискеты : Принцип записи на магнитных носителяхоснован на намагниченности отдельных участков магнитного слоя носителя. Информация записывается по концентрическим дорожкам (трекам), которые делятся на секторы. Количество дорожек и секторов зависит от типа и формата дискеты. Сектор хранит минимальную порцию информации, которая может быть записана на диск или считана. Емкость сектора постоянна и составляет 512 байтов.
Примечание
На сегодняшний день дискеты устарели, на смену им «пришли» более надежные, быстродействующие и более емкие носители – оптические диски и карты памяти…
Накопители на магнитной ленте (стримеры).
Стример (англ. tape streamer) – устройство для резервного копирования больших объёмов информации. В качестве носителя здесь применяются кассеты с магнитной лентой ёмкостью 1 — 2 Гбайта и больше. Недостатком стримеров является их сравнительно низкая скорость записи, поиска и считывания информации.
Примечание
На сегодняшний день стримеры устарели и практически не применяются…
На этом данную статью я заканчиваю, надеюсь, вы полностью разобрались с темами : Внешние запоминающие устройства, Внешняя память компьютера, Магнитные накопители, Накопители на жестких дисках, Винчестер.
Источник
Внешние запоминающие устройства
Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) предназначены для долговременного хранения информации. Когда пользователь записывает какую-либо информацию, потом находит ее , редактирует или удаляет, то он пользуется именно ВЗУ. Внешняя память работает значительно медленнее внутренней, но имеет гораздо больший объем. Целостность информации, записанной на ВЗУ не зависит от того включен или выключен компьютер.
К ВЗУ относятся:
- жесткие магнитные диски (винчестеры);
- оптические диски (CD и DVD);
- стримеры (ленточные накопители);
- флеш-память.
Жесткие магнитные диски
Жесткий диск — это устройство для хранения информации, использующее принцип магнитной записи. Для большинства моделей компьютеров является основным внешним запоминающим устройством. Жесткий диск состоит из жестких алюминиевых, керамических или стеклянных пластин, покрытых слоем ферромагнетика. Пластинки нанизываются на ось, которая называется шпинделем. Шпиндель вращается со скоростью более тысячи оборотов в минуту. Вращение создает воздушный поток, благодаря которому считывающие головки проходят на расстоянии нескольких нанометров над пластиной, не касаясь пластины, и считывают с нее информацию.
Рисунок 1. Жесткий диск
Выбирая жесткий диск, нужно обращать внимание на следующие параметры:
- Интерфейс – линии связи, по которым устройство соединяется с компьютером. Стандартные интерфейсы жестких дисков: IDE, SATA, SCSI SAS, USB.
- Емкость – объем данных, которые могут храниться на диске. Современные жесткие диски имеют емкость до нескольких терабайт (нескольких тысяч гигабайт).
- Физический размер – большинство винчестеров имеют ширину $3.54 или $2.5$ дюйма. дюйма.
- Время произвольного доступа – время, которое нужно, чтобы винчестер гарантированно выполнил операцию чтения или записи на диск. Этот параметр может находиться в пределах от $2.5$ до $16$ миллисекунд.
- Потребление энергии – фактор, имеющий значение, для ноутбуков и других переносных устройств.
- Уровень шума – громкость звука, издаваемого при вращении и позиционировании. Этот параметр измеряется в децибелах. При уровне шума ниже 26дБ устройство считается тихим.
Готовые работы на аналогичную тему
Оптические диски
Оптический диск – это накопитель, чтение с которого производится при помощи оптического излучения. Основа диска изготавливается из поликарбоната, на который нанесен специальный слой. Информация записывается в виде углублений в поликарбонатной основе. На диск направляется луч лазера, он отражается, потом отраженный сигнал декодируется. Таким образом, производится считывание с диска.
К оптическим дискам относятся следующие разновидности:
- CD (Compact Disc) – компакт диски;
- DVD (Digital Versatile Disc)-цифровой многоцелевой диск;
- BD (Blu-ray Disc) – «синий луч».
CD бывают двух разновидностей: CD-R — для однократной записи и последующего многократного чтения и CD-RW – для многократной перезаписи. Объем информации, записываемой на CD может быть равен $650$Мб, $700$Мб, $800$Мб или $900$Мб.
Дальнейшим развитием этой технологии стали DVD-диски. Внешне DVD-диски мало отличаются от CD-дисков, но они используют лазер с меньшей длиной волны. Это позволяет увеличить объем памяти на диске до 17Гб. Аналогично компакт дискам также бывают DVD-R только для однократной записи и DVD-RW для многократной записи и чтения.
BD — это формат оптического диска, используемый для записи и хранения видео высокой чёткости и высокой плотности. Этот вид носителя получил свое название «синий луч» из-за того, что для его записи и чтения используется специальный коротковолновой лазер синего цвета. Однослойный диск Blu-ray может хранить $23,3$Гб,$25$Гб, $27$Гб или $33$ Гб, двухслойный диск может хранить $46,6$Гб, $50$Гб, $54$Гб или $66$ Гб.
Флеш-память
Флеш-память относится к разновидности твердотельных накопителей. Это энергонезависимые запоминающие устройства, предназначенные для многократной перезаписи. Флеш-память может быть прочитана неограниченное число раз, но записывать в нее можно максимум около 100 тысяч раз.
В сравнении с жестким диском флеш-память имеет следующие достоинства:
- меньшее время загрузки системы;
- нет движущихся частей;
- низкое потребление энергии;
- полное отсутствие шума;
- высокая механическая устойчивость;
- малый размер и вес;
- удобное подключения к компьютеру;
На основе флэш-памяти работают самые популярные и востребованные USB флэш-накопители и сменные карты памяти для электронных устройств, такие как SD, MMC, miniSD.
Стримеры
Стример (ленточный накопитель) — это запоминающее устройство, основанное на магнитной записи на магнитной ленте. Доступ к данным в этом случае будет не произвольным, а последовательным.
Рисунок 2. Ленточный стример
Стримеры предназначены для записи и воспроизведения информации, а также для архивации и резервного копирования данных. Современные стримеры имеют следующие отличительные качества.
Достоинства:
- большой объем картриджа (от $200$ Гб до $3$ Тб);
- низкая стоимость и отсутствие специальных условий хранения информационного носителя;
- стабильность работы;
- надёжность (при условии, что речь идет о стримерах, сделанных на основе современного стандарта LTО, время жизни такого накопителя до $30$ лет.);
- низкое энергопотребление.
Недостатки:
- низкая скорость организации произвольного доступа к данным (магнитная лента должна прокрутиться к нужному месту);
- сравнительно высокая стоимость устройства записи.
Чаще всего стримеры используются для архивации больших объемов данных. Например, суперкомпьютер Blue Waters центра суперкомпьютерных вычислений (в США) использует ленточную библиотеку Spectra $380$B в качестве хранилища с постоянным доступом. Библиотека обеспечивает скорости чтения и записи около $2.2$ Пб/ч и может хранить $380$ Пб данных.
Национальный институт здоровья (в США) использует магнитную библиотеку Oracle для архивирования данных и долгосрочного хранения. Огромные объёмы данных остаются доступны для прямого доступа и анализа исследователями в области медицины по всему миру. Многие поставщики облачных сервисов, в том числе и Google, используют для хранения облачных данных магнитные накопители.
Источник
Внешние запоминающие устройства, виды взу и физические принципы работы.
Запоминающее устройство большой емкости с относительно низким быстродействием.
Целостность содержимого ВЗУ не зависит от того, включен или выключен компьютер.
Внешними запоминающими устройствами являются:
- накопители на жестких магнитных дисках;
- накопители на гибких магнитных дисках;
- накопители на компакт-дисках;
- накопители на магнитооптических компакт-дисках;
- накопители на магнитной ленте (стримеры) и др.
Внешняя (долговременная) память — это место длительного хранения данных (программ, результатов расчётов, текстов и т.д.), не используемых в данный момент в оперативной памяти компьютера. Внешняя память, в отличие от оперативной, является энергонезависимой. Носители внешней памяти, кроме того, обеспечивают транспортировку данных в тех случаях, когда компьютеры не объединены в сети (локальные или глобальные). Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя (устройства, обеспечивающего запись и (или) считывание информации) и устройства хранения носителя.
18. Внутренняя память ПК: назначение, типы, параметры.
В состав внутренней памяти входят оперативная память, кэш-память и специальная память.
Оперативная память — это быстрое запоминающее устройство не очень большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами.
Оперативная память используется только для временного хранения данных и программ, так как, когда машина выключается, все, что находилось в ОЗУ, пропадает.
Объем ОЗУ обычно составляет от 32 до 512 Мбайт. Для несложных административных задач бывает достаточно и 32 Мбайт ОЗУ, но сложные задачи компьютерного дизайна могут потребовать от 512 Мбайт до 2 Гбайт ОЗУ.
Модули памяти характеризуются такими параметрами, как объем —(16, 32, 64, 128, 256 или 512 Мбайт), число микросхем, паспортная частота(100 или 133 МГц), время доступа к данным (6 или 7 наносекунд) и число контактов (72, 168 или 184).
Кэш (англ. cache), или сверхоперативная память — очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации процессором и несколько менее быстродействующей оперативной памятью.
Кэш-памятью управляет специальное устройство — контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память. При этом возможны как попадания, так и промахи. В случае попадания, то есть, если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэше отсутствует, то процессор считывает её непосредственно из оперативной памяти. размером 8, 16 или 32 Кбайт. Кроме того, на системной плате компьютера может быть установлен кэш второго уровня ёмкостью 256, 512 Кбайт и выше.
К устройствам специальной памяти относятся постоянная память (ROM), перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory), память CMOS RAM, питаемая от батарейки, видеопамять и некоторые другие виды памяти.
Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory — память только для чтения) — энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержание памяти специальным образом зашивается в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать.
Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) — энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого с дискеты.
Прежде всего в постоянную память записывают программу управления работой самого процессора. В ПЗУ находятся программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью, программы запуска и остановки компьютера, тестирования устройств.
Важнейшая микросхема постоянной или Flash-памяти — модуль BIOS. Роль BIOS двоякая: с одной стороны это неотъемлемый элемент аппаратуры, а с другой строны — важный модуль любой операционной системы.
BIOS (Basic Input/Output System — базовая система ввода-вывода) — совокупность программ, предназначенных для автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера и загрузки операционной системы в оперативную память.
Для хранения графической информации используется видеопамять.
Видеопамять (VRAM) — разновидность оперативного ЗУ, в котором хранятся закодированные изображения. Это ЗУ организовано так, что его содержимое доступно сразу двум устройствам — процессору и дисплею. Поэтому изображение на экране меняется одновременно с обновлением видеоданных в памяти.
Статьи к прочтению:
Как выбрать внешний жесткий диск? Какой лучше купить?
Похожие статьи:
2.3.1. Параметры и основные характеристики запоминающих устройств Информация в ПК хранится в электронной памяти. Запоминающие устройства (ЗУ) ЭВМ – это…
ВВЕДЕНИЕ Помимо оперативной памяти, компьютеру необходима дополнительная память для долговременного размещения данных. Такие устройства называются…
Источник