52. Устройства вывода информации из эвм.

К устройствам вывода информации относятся:

• видеомониторы (дисплеи) - устройства для отображения вводимой и выводимой из ПК информации (с электронно-лучевыми трубками ЭЛТ и на основе жидких кристаллов ЖК);

• принтеры - печатающие устройства для регистрации информации на бумажный носитель;

• графопостроители (плоттеры) - для вывода графической информации (графиков, чертежей, рисунков) из ПК на бумажный носитель. Плоттеры бывают векторные с вычерчиванием изображения с помощью пера и растровые (термографические, электростатические, струйные, лазерные). По конструкции плоттеры подразделяются на планшетные и барабанные.

• устройства речевого вывода - это различные синтезаторы звука, выполняющие преобразование цифровых кодов в буквы и слова, воспроизводимые через встроенный динамик или звуковые колонки, подсоединенные к компьютеру;

• высококачественные акустические и видеовоспроизводящие системы с усилителями, звуковыми колонками, большими видеоэкранами.

Одной из важнейших характеристик монитора является его разрешающая способность.

Разрешающая способность, или разрешение, означает плотность отображаемого на экране изображения. Она определяется количеством точек или элементов изображения (пикселей) вдоль одной строки и количеством горизонтальных строк. Экран SVGA с разрешением 800x600 точек имеет 800 точек вдоль строки и 600 строк, развернутых на экране. Чем выше разрешающая способность, тем больше информации выводится на экран.

Оптимальное разрешение жестко связано с размерами экрана монитора. Для мониторов с диагональю 15" это 800x600,  17" -  1024x768, 19" - 1280x1024.

По технологии печати (механизму выполнения печати) принтеры можно разделить на

• матричные

• струйно-чернильные

• лазерные

Главной характеристикой принтера является качество печати. Оно определяется максимальной разрешающей способностью принтера. Разрешение измеряется количеством точек напечатанных на одном дюйме (dpi – dots per inch).

Для качественной повседневной печати можно использовать струйный принтер с характеристикой в 1200 dpi, для лазерных будет приемлемо и 600 dpi. Если же требуется фотографическое качество печати, то понадобится принтер с характеристикой в 2880 dpi.

53. Классификация внешней памяти эвм. Основные параметры внешней памяти эвм.

Внешняя память (ВЗУ) предназначена для долговременного хранения больших объемов данных и программного обеспечения и обмена ими с оперативной памятью. В настоящее время структура и технические характеристики ВЗУ во многом определяют основные количественные и качественные показатели ЭВМ и информационно-вычислительных систем.

Для построения внешней памяти используются энергонезависимые носители информации (диски и ленты), которые к тому же часто являются переносимыми. Емкость этой памяти практически не имеет ограничений, но для обращения к ней требуется больше времени, чем к внутренней

Внешние запоминающие устройства конструктивно отделены от центральных устройств ЭВМ (процессора и внутренней памяти), имеют собственное управление и выполняют запросы процессора без его непосредственного вмешательства.

Информация в ВЗУ располагается в виде блоков, которые становятся доступными для обработки в центральном процессоре в результате выполнения операции ввода (или загрузки) их из внешней памяти в оперативную. Передача блоков из оперативной памяти во внешнюю осуществляется операцией вывода. Эти операции обмена требуют ВЗУ с высокой скоростью передачи данных и быстрым доступом к ней.

По способу регистрации информации различают ВЗУ с магнитной, оптической и магнитооптической записью. По типу носителя информации различают ВЗУ с гибким или жестким носителем.

Носителем информации называют некоторое тело, на поверхности которого с помощью той или иной технологии реализуют размещение блоков информации.

ВЗУ по способам доступа к информации разделяются на

• устройства прямого доступа (накопители на магнитных и оптических дисках, твердотельные накопители);

• устройства последовательного доступа (накопители на кассетной магнитной ленте).

Расположение блоков памяти на поверхности носителя можно представить в виде линейного или двумерного массива (матрицы). В первом случае для нахождения требуемого блока просматриваются последовательно все блоки. ВЗУ, реализующие такой просмотр, называют накопителями с последовательным доступом.

При расположении блоков информации на носителе в виде двумерного массива организуется независимый поиск по каждому направлению. Если задан номер строки (или дорожки) Y_i, где расположен искомый блок (ij), то время поиска определяется временем просмотра блоков только на этой дорожке. Поиск в направлении Y здесь производится за счет переключения или перемещения органов считывания (например, магнитных головок), а просмотр в направлении X – за счет перемещения носителя (например, магнитного диска).

Устройства прямого доступа обладают большим быстродействием, поэтому они являются основными внешними запоминающими устройствами, постоянно используемыми в процессе функционирования ЭВМ. Устройства последовательного доступа используются в основном для резервирования информации.

Ниже приведены основные типы ВЗУ:

• накопители на жестких магнитных дисках (в том числе на сменных жестких дисках IDE, SATA, SCSI, SAS );

• накопители на гибких магнитных дисках (FDD);

• картриджные накопители на магнитной ленте (streamer);

• накопители на оптических дисках (CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD, DVD-R, DVD-RAM);

• твердотельные накопители (SSD - Solid State Drive);

• карты памяти (SD, SDHC, Memory Stick Duo, CompactFlash)

• брелки флеш-памяти (USB flash drive)

В качестве запоминающей среды магнитных дисков (МД) используются магнитные материалы со специальными свойствами (с прямоугольной петлей гистерезиса), позволяющими фиксировать два магнитных состояния - два направления намагниченности. Каждому из этих состояний ставятся в соответствие двоичные цифры: 0 и 1.

Диски бывают жесткими и гибкими, сменными и встроенными в ПК. Устройство для чтения и записи информации на магнитном диске называется дисководом (или накопителем на МД -НМД).

Все диски: и магнитные, и оптические характеризуются своим диаметром или, иначе, форм-фактором. Наибольшее распространение получили магнитные диски с форм-фактором 3,5" (89 мм) и оптические диски с форм-фактором 5,25" (133 мм).

Информация на МД записывается и считывается магнитными головками вдоль концентрических окружностей - дорожек (tracks). Количество дорожек на МД и их информационная емкость зависят от типа МД, конструкции накопителя на МД, качества магнитных головок и магнитного покрытия.

Каждая дорожка МД разбита на сектора. В одном секторе дорожки наряду со служебной информацией может быть помещено обычно 512 байт данных. Обмен данными между НМД и оперативной памятью осуществляется последовательно целым числом секторов.

Каждую новый диск (дискету) в начале работы с ним следует отформатировать. Форматирование диска - это создание структуры записи информации на ее поверхности: разметка дорожек, секторов, маркировку дефектных участков и запись служебной информации.

Кластер - это минимальная единица размещения информации на диске, состоящая из одного или нескольких смежных секторов дорожки.

Данные на дисках хранятся в файлах, которые обычно отождествляют с участком (областью, полем) памяти на этих носителях информации.

Файл - это именованная совокупность данных, размещенная на внешнем запоминающем устройстве и хранимая, пересылаемая и обрабатываемая как единое целое.

Область памяти выделяется создаваемому файлу кратным определенному количеству кластеров. Кластеры, выделяемые одному файлу, могут находиться в любом свободном месте дисковой памяти и необязательно являются смежными. Файлы, хранящиеся в разбросанных по диску кластерах, называются фрагментированными.

Наибольшее влияние на производительность ЭВМ оказывают следующие информационные (функциональные) параметры:

• Емкость. Если носитель сменный, то под емкостью понимают объем одного тома, который доступен без смены носителя. Для НМД

Характерные емкости современных устройств внешней памяти:

DVD – 4,7 Гбайт, 2-ухслойный – 8,5 Гбайт

Blu-fay – 25 Гбайт, 4-ехслойный – 100 Гбайт

HDD – до 1 Тбайта

SDD – до 128 Гбайтов

VНаибольшее влияние на производительность ЭВМ оказывают следующие информационные (функциональные) параметры :

• Емкость. Если носитель сменный, то под емкостью понимают объем одного тома, который доступен без смены носителя.

• Номинальная скорость передачи данных (пропускная способность, скорость записи-считывания, внутренняя скорость передачи – internal transfer rate). Для НМД

где t_об= 60/n_об – время одного оборота диска, с; n_об – частота вращения, об/мин (rpm – rotation per minutes).

Для HDD с интерфейсом SATA и SATA II F_HDD = 150-320 Мбайт/с, (n_об = 7200-10000 rpm). Для FDD F_FDD ≈ 80 Кбайт/с (n_об = 300 rpm)

• Среднее время доступа (average seek time). Время доступа – это интервал времени от момента запроса до момента выдачи блока. Оно не постоянно и зависит от множества факторов: скорости перемещения носителя, скорости перемещения головок, способа доступа, расстояния между текущим положением головки и положением запрашиваемого блока. Для НМД

где t_поз – среднее время перемещения (позиционирования) головки на требуемую дорожку (или по-другому среднее время поиска дорожки – track to track seek), с; t_ож – среднее время ожидания блока (сектора) на дорожке, пока он не окажется под головкой. Принимается

Для HDD T_HDD = 8,5-12 мс, для FDD T_FDD= 100 мс.