Экзаменационные билеты. Информатика. Гр.161

Вопрос 28. Внешние устройства хранения информации

Устройства внешней памяти или, иначе, внешние запоминающие устройства весьма разнообразны. Их можно классифицировать по целому ряду признаков: по виду носителя, типу конструкции, по принципу записи и считывания информации, методу доступа и т.д.

Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) – это электромеханические запоминающие устройства, которые характеризуются большим объемом хранимой информации и низким (по сравнению с электронной памятью) быстродействием. К ВЗУ относятся накопители на магнитной ленте (НМЛ), накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД), накопители на оптических дисках (НОД) и др.

Смирнов Д.Ф.

●Носитель информации – это материальный объект, способный хранить информацию. Например, в первых ЭВМ носителями информации являлись бумажные ленты и карты, на которых были пробиты (перфорированы) отверстия.

●Дискета – гибкий пластиковый диск с нанесенным на обе стороны магнитным покрытием, заключенный в достаточно твердый пластиковый конверт для предохранения от механических повреждений. Информация на диск наносится вдоль концентрических окружностей. Каждая дорожка разбита на несколько секторов (обычно 18) – минимально возможных адресуемых участков. Основная идея такого накопителя заключается в следующем: воздушные потоки, возникающие вследствие вращения гибкого диска, вызывают изгиб части поверхности диска, находящейся под головкой. Однако диск не соприкасается с головкой, и между ними остается небольшой, достаточно стабильный зазор, который обеспечивается потоками воздуха. Этот эффект позволяет использовать более плотную запись информации.

●Жесткий магнитный диск (винчестер, HDD – Hard Disk Drive) –накопитель, предназначенный для долговременного хранения всей имеющейся в компьютере информации. Операционная система, постоянно используемые программы загружаются с жесткого диска, на нем хранится большинство документов. Жесткий диск является не сменным носителем. Жесткий диск представляет собой герметичную коробочку, внутри которой спрятано несколько дисков, покрытых магнитным слоем. Над ними очень быстро движутся несколько головок чтения-записи.

●Устройства, основанные на кристаллах электрически перепрограммируемой памяти, не имеющие подвижных частей, называются флэш-память. Физический принцип организации ячеек флэш-памяти можно считать одинаковым для всех выпускаемых устройств, как бы они ни назывались. Различаются такие устройства по интерфейсу и применяемому контроллеру, что обусловливает разницу в емкости, скорости передачи данных и энергопотреблении.

Смирнов Д.Ф.

Основными характеристиками всех внешних устройств хранения информации являются:

1.Главная характеристика устройств - емкость хранения (capacity) - максимально возможный объем хранимой информации. измеряется в килобайтах, мегабайтах, гигабайтах и терабайтах. "Двоичные" кило-, мега-, гига-, тераболее "увесисты", поэтому емкость устройства, выраженная в десятичных единицах, будет выглядеть внушительнее. Устройства внешней памяти могут иметь сменные или фиксированные носители информации. Применение сменных носителей (removable media) позволяет хранить неограниченный объем информации, а если носитель и формат записи стандартизованы, то они позволяют и обмениваться информацией между компьютерами. Существуют устройства с автоматической сменой носителя - ленточные карусели, дисковые устройства JukeBox.

2.Время доступа к информации – временной интервал между моментом, когда процессор запрашивает с диска данные, и моментом их выдачи. Измеряется в миллисекундах (мс). Наибольшее время доступа к информации у накопителей на гибких магнитных дисках (дискетах), а наименьшее – у винчестеров.

3.Скорость чтения и записи информации – определяется как отношение объема записываемых или считываемых данных ко времени, затрачиваемому на эту операцию. В затраты времени входит и время доступа, и время, затрачиваемое на передачу данных. При этом оговаривается характер запросов - линейный или случайный. При определении скорости линейного чтения/записи производится обращение к длинной цепочке блоков с последовательным нарастанием адреса. При определении скорости случайных запросов чтения/записи соседние запросы разбросаны по всему носителю.

Смирнов Д.Ф.

Основные характеристики:

●Интерфейс — техническое средство взаимодействия 2-х разнородных устройств, что в случае с жёсткими дисками является совокупностью линий связи, сигналов, посылаемых по этим линиям, технических средств, поддерживающих эти линии.

●Ёмкость — количество данных, которые могут храниться накопителем.

●Физический размер —накопители для персональных компьютеров и серверов имеют ширину под размер стандартных креплений в настольных компьютерах и ноутбуках.

●Время произвольного доступа — среднее время, за которое винчестер выполняет операцию позиционирования головки чтения/записи на произвольный участок магнитного диска.

●Скорость вращения шпинделя — количество оборотов шпинделя в минуту.

●Надёжность — определяется как среднее время наработки на отказ.

●Количество операций ввода-вывода в секунду.

●Потребление энергии.

●Сопротивляемость ударам — сопротивляемость накопителя резким скачкам давления или ударам.

●Скорость передачи данных.

●Объём буфера — буфером называется промежуточная память, предназначенная для сглаживания различий скорости чтения/записи и передачи по интерфейсу.

Суслова А. Д.

Вопрос 30. “ Магнитные диски”

Накопитель на жёстких магнитных дисках или НЖМД, жёсткий диск, в компьютерном сленге “винчестер”-

запоминающее устройство (устройство хранения информации) произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров.

Информация в НЖМД записывается на жёсткие (алюминиевые или стеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома-магнитные диски. В НЖМД используется одна или несколько пластин на одной оси.

Также,носитель информации обычно совмещают с накопителем,приводом и блоком электроники. Такие жёсткие диски часто используются в качестве несъёмного носителя информации.

Топка А.А

Устройство магнитного диска и носителя на нём.

Запись информации на диск ведётся по строго определённым местам - концентрическим дорожкам (трекам). Дорожки делятся на сектора. В одном секторе 512 байт информации. Обмен данными между ОЗУ(оперативное запоминающее устройство) и НМД (накопители на магнитных дисках) осуществляется последовательно целым числом (кластером).

Кластер- цепочки последовательных секторов (1,2,3,4,...)

Специальный двигатель с помощью кронштейна позиционирует головку чтения/записи над заданной дорожкой (перемещает её в радиальном направлении).При повороте диска головка располагается над нужным сектором.Все головки перемещаются одновременно и считывают информацию с одинаковых дорожек разных дисков.

Дорожки винчестера с одинаковым порядковым номером на разных дисках винчестера называются цилиндрами.

Топка А.А

Хранение информации на жёстких дисках.

Информация на поверхностях накопителя хранится в виде последовательности мест с переменной намагниченностью, обеспечивающих непрерывный поток данных при считывании их при помощи последовательного чтения. Вся информация и места ее хранения делятся на служебную и пользовательскую информацию. Служебная и пользовательская информация хранится в областях дорожек называемых секторами. Каждый сектор содержит область пользовательских данных - место, куда можно записать информацию, доступную в последующем для чтения и зону серво-данных, записываемых один раз при физическом форматировании и однозначно идентифицирующих сектор и его параметры (используется или нет, физический адрес сектора, ЕСС код и т.п.). Вся серво-информация не доступна обычным процедурам чтения/записи и носит абсолютно уникальный характер в зависимости от модели и производителя накопителя.

Топка А.А

Вопрос 31. Накопители на оптических дисках.

Внакопителях на оптических дисках в качестве носителяиспользуется диск, покрытый отражающим веществом со специальными оптическими свойствами. Наиболее

распространенным видом оптических накопителей является компакт-диск CD (CD - Compact Disk, компакт диск).

Стандартный компакт-диск состоит из основы, отражающего и защитного слоев. Основа выполнена из прозрачного поликарбоната, на котором методом прессования сформирован информационный рельеф. Поверх рельефа напыляется металлический отражающий слой. Отражающий слой покрывается сверху защитным слоем лака — так, чтобы вся металлическая поверхность была защищена от контакта с внешней средой. Информация записана на диске в виде спиральной дорожки, идущей от центра к краю диска, на которой расположены углубления (так называемые питы, pit — «ямка», «углубление»). Информация кодируется чередованием питов (условно — логической единицей) и промежутков между ними (условно логических нулей). Лазерный луч головки привода проходит по дорожке и по характеру отраженного луча считывает информацию.

Впроцессе записи информации на оптические диски применяются различные технологии: от простой штамповки до изменения отражающей способности участков поверхности диска с помощью мощного лазера.

На CD-диски может быть записано до 700 Мбайт информации.

Тяллева М.С.

DVD-диски (DVD - Digital Versatile Disk, цифровой универсальный диск), имеют значительно большую информационную емкость (4,7 Гбайт), так как оптические дорожки на них имеют меньшую толщину и размещены более плотно.

DVD-диски могут быть двухслойными (емкость 8,5 Гбайт).

Кроме того, информационная емкость DVD-дисков может быть еще удвоена (до 17 Гбайт), так как информация может быть записана на двух сторонах.

В 2006 году на рынок поступили оптические диски HP DVD (High-Definition/Density DVD — «DVD высокой чёткости/ёмкости) и Blu-Ray (blue ray — синий луч), информационная емкость которых в 3-5 раз превосходит информационную емкость DVD-дисков за счет использования синего лазера с длиной волны 405 нанометров.

Тяллева М.С