Хранение информации в персональном компьютере (стр. 1 из 2)
Компьютер – это прибор, который специально создан для работы с информацией.
Оперативная память – память, предназначенная для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций. Оперативная память изготавливается в виде модулей памяти (плоских пластин с электрическими контактами, по бокам которых размещаются большие интегральные схемы памяти). У модулей оперативной памяти большое количество показателей (тип, вид, тайминги, частота), которые существенно влияют на работу памяти.
При работе память компьютера обращается к одному из двух типов так называемых «хранилищ» информации. Энергозависимая память компьютера – ОЗУ (Оперативное Запоминающее Устройство) – это такое хранилище информации, которое должно быть постоянно обновлено, чтобы в нем хранилась разная информация, необходимая в данный момент для работы компьютера. Она автоматически очищается при отключении компьютера от электропитания.
Статическая память компьютера – ПЗУ (Постоянное Запоминающее Устройство) – это хранилище информации, рассчитанное на неизменное и долговременное хранение файлов, которые должны находиться в памяти компьютера, после того как компьютер будет отключен от электропитания.
Внешняя (долговременная) память – это место длительного хранения данных (программ, результатов расчётов, текстов и т.д.), не используемых в данный момент в оперативной памяти компьютера. Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя (дисковода – устройства, обеспечивающего запись и считывание информации) и устройства хранения – носителя. Устройства принято делить на виды и категории в связи с их принципами функционирования, эксплуатационно-техническими, физическими, программными и др. характеристиками.
Гибкие магнитные диски.Съемные магнитные диски (дискеты) вставляют в компьютер через специальную щель системного блока – дисковод. На самом деле это не один диск, а группа дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью. Основными параметрами гибких дисков являются: технологический размер (измеряется в дюймах), плотность записи (измеряется в кратных единицах) и полная емкость.
Жёсткие магнитные диски или НЖМД, винчестер, – основное хранилище информации больших объёмов, основанное на принципе магнитной записи, скрыт внутри корпуса системного блока. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров. Информация в НЖМД записывается на жёсткие пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала. Носитель информации совмещён с накопителем, приводами блоком электроники и обычно установлен внутри системного блока компьютера.
Внешние жесткие диски – динамичные системы хранения данных. Они удобны при ведении бизнеса, предоставляют свободу творчества, взаимодействия в любое время, в любом месте.
Внешний жесткий диск прост в использовании благодаря своей портативности, поддерживают высокоскоростной интерфейс для быстрой передачи данных.
Оптические дисководы и диски.Собирательное название для носителей информации, выполненных в виде дисков, чтение с которых ведётся с помощью оптического излучения. Диски обычно плоские, их основа сделана из поликарбоната, на который нанесён специальный слой для хранения информации. Для считывания информации используется обычно луч лазера, который направляется на специальный слой и отражается от него.
Лазерные дисководы и диски. Лазерные дисководы (CD-ROM и DVD-ROM) используют оптический принцип чтения информации. На лазерных CD-ROM (CD – CompactDisk, компакт-диск) и DVD-ROM (DVD – Digital Video Disk, цифровой видеодиск) дисках хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна, что отражено во второй части их названий: ROM (ReadOnlyMemory – только чтение). Производятся такие диски путем штамповки и имеют серебристый цвет. На дисках CD-RW и DVD-RW (RW – ReWntable, перезаписываемый), которые имеют «платиновый» оттенок, информация может быть записана многократно.
Первое поколение оптических дисков: лазерный диск, компакт-диск, магнитооптический диск.
Второепоколениеоптическихдисков: DVD, MiniDisc, Digital Multilayer Disk, DataPlay, Fluorescent Multilayer Disc, GD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory), Universal Media Disc.
Третьепоколениеоптическихдисков: Blu-rayDisc, HDDVD, Forward Versatile Disc, Ultra Density Optical, Professional Disc for DATA, Versatile Multilayer Disc.
Четвертоепоколениеоптическихдисков: HolographicVersatileDisc, SuperRensDisc.
Flash-память. Flash-память – это энергонезависимый тип памяти. Она представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный плоский корпус. Для считывания или записи информации карта памяти вставляется в специальные накопители, встроенные в мобильные устройства или подключаемые к компьютеру через USB-порт. Карты flash-памяти не имеют в своем составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах (портативных компьютерах, цифровых камерах и др.). Их существует огромное множество: SD, MMC, CompactFlashType I и II, MemoryStick, MemoryStickDuo, TransFlash, miniSD, microSD, RS-MMC, SmartMedia, MiniDisk и др.
CompactFlash – пожалуй, самая древняя флеш-память: первый экземпляр был выпущен еще в далеком 1994 году компанией SanDisk. Всего существует два типа карт CompactFlash: CF Type I, CF Type II, причем отличаются они лишь толщиной корпуса.
SD (SecureDigital) – также был создан усилиями компаний SanDisk, Panasonic и Toshiba. В этих картах используются криптограммы (шифрование данных), что обеспечивает защиту данных от несанкционированного копирования или перезаписи.
MMC (MultiMediaCard) – является плодом работы компаний SanDisk и Siemens. В каждой MMC есть собственный контроллер памяти. При этом толщина мультимедийных карт почти на треть меньше, чем у «шпионского» брата, что позволяет использовать MMC-накопители в различных миниатюрных устройствах.
RS-MMС (ReducedSize MMC) – также известны как MMCmobile. Они отличаются от MMC лишь уменьшенными размерами и используются в основном в мобильных телефонах.
Memory Stick Duo – являетсяэволюциейсамих Memory Stick. Уменьшились размеры и энергопотребление карт, но вместе с тем уменьшилась и максимальная емкость. В остальном полностью аналогична обычной MS.
SmartMedia – стандарт, который был разработан Toshiba в далеком 1995 году. Особенностями данного стандарта можно считать очень низкое энергопотребление и отсутствие собственного контроллера, скорость работы крайне низка и максимальный объем памяти составляет всего-навсего 256 Мб, что ничтожно мало по сегодняшним меркам, особенно учитывая размеры карты
ХDPicture (ExtremeDigital) – были созданы компаниями FujiFilm и Olympus для замены порядком устаревшего формата SmartMedia. Применяются данные карты преимущественно в цифровых фотоаппаратах этих компаний.
Также в последнее время широкое распространение получили USB флеш-накопители («флешка», USB-драйв, USB-диск), практически вытеснившие дискеты и CD.
Хранение информации в Интернете
Интернет – это объединение компьютеров по всему миру в единую информационную сеть. По-другому Интернет называют мировой компьютерной сетью.
Для соединения компьютеров используют обычные телефонные линии и прибор модем. Модем преобразует информацию к виду, пригодному для передачи по телефону.
Таким образом, информация, хранящаяся по всему миру, становится доступна каждому, кто имеет компьютер, телефон и модем.
Телефонная связь не является единственным способом соединения компьютеров. Гораздо быстрее информация передается по оптическим кабелям и с помощью радиосвязи. Эти каналы постепенно вытесняют в Интернет телефонные соединения.
В Интернете можно найти ответ практически на любой вопрос. Прочитать свежую газету, заглянуть в библиотеку, заказать билеты на самолет, купить товары, завести друзей по переписке.
Мы знаем, что программы и данные в компьютере хранятся на жестком диске в виде файлов.
Файл – это определенное количество информации, имеющее имя и хранящееся в долговременной (внешней) памяти.
Имя файла – последовательность символов, позволяющая пользователю ориентироваться в файловой системе. Имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой: собственное имя файла и расширение, определяющее его тип. Собственное имя файла может содержать от 1 до 255 символов. Кроме латинского допускается применение русского алфавита.
Расширение – это сочетание букв и чисел длиной от одного до трёх символов, который дополняет само имя, но чаще указывает на формат и тип хранящихся в файле данных. От собственно имени файла оно отделяется точкой и является его необязательной частью. Расширения служат для идентификации типа (формата) файла. С их помощью пользователь и программное обеспечение компьютера может определить тип данных, хранящихся в файле.
Расширение принято указывать в виде *.rar, т.е. перед символами расширения добавляют звездочку и точку, где звездочка символизирует любое имя файла.
Расширение может указывать не только на тип информации, которая хранится в файле (изображение, медиа файл, текстовый файл), но и на способ кодирования этой информации. Например, *.gif, *.jpg, *.bmp, *.raw, *.png и др. – это расширения файлов изображений, но способы кодирования изображения в таких файлах разный, и не каждая программа, открывающая один тип, сможет открыть другой.
Существуют файлы, не имеющие расширения, обычно это системные файлы.
Файл открывается той программой, в которой был создан, или универсальной программой.
Примеры расширений файлов разных типов:
*doc, *, xdoc, *.rtf, *.txt, *.pdf – текстовые документы (содержимое таких файлов текст и открываются они в программе для работы с текстом – Письмо.doc, Каталог.xls, текст.txt).
*.jpg, *.gif, *.jpeg, *.bmp, *.raw, *.png, *.emf, *.ico, *tif, *.tiff, *.jp2, *.pcx, *.tga, *.wbmp – графическое изображение (фотографии и картинки – Рисунок.gif, Природа.tif, Фото.jpg, Рисунок.bmp).
Выполни
- Нарисуй в рабочей тетради таблицу по образцу. Пронумеруй все столбцы и дополни коды — каждая буква должна быть закодирована трёхзначным неповторяющимся кодом, каждый знак которого — это 0 или 1. Например: 100.
- В верхней строке написаны буквы — допиши любую букву.
- Придумай четыре слова, которые состоят из этих букв (буквы могут повторяться), напиши и закодируй их по образцу.
- Как узнать, сколько букв в закодированном слове?
- Создай такую таблицу в текстовом редакторе.
- Сохрани документ под именем «Двоичное кодирование» в папке «Моё портфолио».
Устройства для хранения информации
Для долговременного хранения информации и переноса данных с одного компьютера на другой используются накопители на жестких дисках, CD-, DVD-приводы, дисководы гибких дисков, флэш-накопители.
Накопитель на жестких дисках, или винчестер HDD (Hard Disk Driver, рис. 1.7), — основное средство постоянного хранения данных и программ в компьютере.
Рис. 1.7. Винчестер Samsung
Если сравнивать оперативную память с рабочим канцелярским столом (чем больше, тем лучше), то для винчестера подходит сравнение с книжным шкафом. Все, что не нужно в данную минуту, поставим в шкаф!
И так же как и видеокарта, винчестер является тоже специализированным компьютером. Контроллер винчестера сам определяет, какие данные могут потребоваться процессору в данный момент времени, и с помощью специальных микропрограмм постоянно контролирует состояние механических узлов винчестера.
При необходимости данные автоматически перезаписываются в другие места диска, такое происходит в случае, если данным грозит уничтожение, а в случае возможного отказа механики программы защиты вовремя вам об этом сообщат. Главной, хотя и не единственной, характеристикой винчестера является емкость, т.е. количество данных, которые на него можно записать.
Винчестеры емкостью 20-80 Гбайт уже сняты с производства. Исключение составляют специальные модели для портативных компьютеров. Сейчас наиболее распространены жесткие диски емкостью от 250 до 1500 Гбайт.
Кроме того, винчестеры различаются по скоростным характеристикам (время поиска и скорость передачи данных) и по типу интерфейса (способа связи) с компьютером. Важны также производитель и конкретная модель винчестера. .
Надо отметить, что слово «винчестер» прижилось только в странах бывшего СССР. На Западе оно практически не употребляется. Откуда же взялось само название «винчестер» и причем тут оружие?
Дело в том, что в 1973 году компания IBM представила устройства хранения данных IBM model 3340 disk drive — прообраз современных жестких дисков. В этой модели имелись два раздельных шпинделя.
Совокупная емкость дисков на каждом шпинделе составляла 30 Мбайт, поэтому этот диск очень часто назывался «30-30». Это наименование и послужило причиной названия «винчестер», по ассоциации со знаменитой маркой винтовки «Винчестер 30-30».
Кроме внутренних винчестеров, существуют также внешние винчестеры (рис. 1.8) — очень удобное мобильное средство для хранения больших объемов информации.
Они подключаются к системному блоку через USB-кабель. В настоящее время наиболее распространены внешние винчестеры объемом от 120 до 250 Гбайт.
Рис. 1.8. Внешний винчестер Transcend
До недавнего времени стандартом для современного компьютера являлось наличие трехдюймового флоппи-дисковода, или FDD-дисковода (рис. 1.9). Эти устройства предназначались для работы с гибкими дисками (также называемыми флоппи-дисками, или дискетами). В настоящее время эти устройства являются устаревшими и почти не используются.
Официально уже объявлено, что заводы-изготовители дискет прекратили их выпуск, и в настоящее время производится распродажа остатков со складов. Тем более последние модели материнских плат ведущих производителей вообще не содержат контроллера флоппи-дисков.
Кстати, при обновлении версии BIOS дисковод необходим, поскольку обновленная версия все-таки загружается с дискеты в режиме эмуляции DOS, о чем подробнее рассказано в III части этой книги. Также следует заметить, что во многих учебных заведениях дискеты до сих пор используются как мобильные носители информации.
Рис. 1.9. Дискета и устройство для ее чтения (FDD-дисковод)
На смену дискетам пришли малогабаритные устройства для хранения данных, так называемая флэш-память (рис. 1.10). Действительно, зачем носить с собой дискету на 1,4 Мбайт, если стоимость современного устройства флэш-памяти на 1 Гбайт порядка 10 $. Кроме того, срок службы флэш-памяти не идет ни в какое сравнение со сроком эксплуатации дискеты.
Если дискета не предназначена для долговременного хранения информации, то флэш-память обычно служит несколько лет (теоретически она может выдержать десятки миллионов перезаписей). Подключение флэш-памяти к соответствующему разъему компьютера может осуществляться и с помощью специального USB-кабеля.
Рис. 1.10. Флэш-память фирмы Transcend
Скорость чтения и записи данных с флэш-памяти зависит от версии шины USB. В настоящее время все производимые флэшки имеют версию USB 2.0. Скорость передачи данных между флэш-памятью и ПК может составлять от 6 до 20 Мбайт/с (в зависимости от модели, причем скорость записи ниже скорости чтения).
Существует множество моделей, имеющих оригинальный дизайн. На рис. 1.11 представлена флэшка, выполненная в виде элегантного металлического брелока для ключей.
В последнее время все большее применение находят комбинированные устройства, совмещающие в себе несколько функций, например МРЗ-плеер и FM-тюнер, которые имеют разъем USB, что позволяет их использовать в качестве флэш-диска. На рис. 1.12 представлен медиаплеер MSI Mega Stick 520 с поддержкой USB 2.0, что делает его весьма удобным инструментом для переноса информации.
Рис. 1.11. Флэш-память Transcend в виде брелока
Рис. 1.12. Медиаплеер MSI
Более 10 назад прочное место среди комплектующих занял привод CD-ROM (рис. 1.13), т.е. устройство для чтения компакт-дисков (CD).
Рис. 1.13. Приводы CD-RW ASUS и DVD-RW LG
Этому способствовало много факторов. В первую очередь, малая стоимость и простота в изготовлении. Да и цена на приводы компакт-дисков в настоящее время всего в два раза превышает стоимость флоппи-дисковода.
Привод CD-ROM можно использовать как для прослушивания звуковых дисков, хотя и с худшим качеством, чем на обычных CD-плеерах, так и для считывания данных с компьютерных CD. Стандартная емкость одного CD-диска обычно составляет 700 Мбайт, однако существуют и нестандартные диски большей емкости (до 900 Мбайт), поэтому они широко используются для поставки программного обеспечения и баз данных (многие программные пакеты поставляются только на CD).
В настоящее время основным стандартом является новый стандарт лазерных дисков — DVD. Сегодня CD/DVD-приводы устанавливаются на все компьютеры, кроме тех случаев, когда компьютер входит в сеть и можно использовать CD-привод сервера или другого компьютера сети.
Привод CD-ROM характеризуется скоростью, которая выражается целым числом. Это число показывает, во сколько раз скорость привода больше скорости считывания данных с аудиодиска (единичная скорость — 150 Кбит/с, двойная — 300 Кбит/с и т.д.).
Чем число больше, тем быстрее CD-ROM считывает данные — сами скорости стандартны, и поддержка наибольшей подразумевает поддержку всех более медленных. В настоящее время достигнут практический предел повышения скорости — 56х, так как даже на скорости 48х существует опасность разрушения некачественного диска и повреждения его осколками внутренних деталей дисковода. Стандартными на сегодняшний день считаются устройства со скоростями от 32х до 52х.
Привод CD-ROM предназначен только для чтения информации с компакт-дисков. Записывать CD (с использованием специальных заготовок, нередко называемых «болванками») позволяют более дорогостоящие устройства под названием CD-RW, используемые обычно при необходимости распространения относительно большого количества копий.
В последнее время устройства CD-ROM не производятся. Вместо них были созданы CD-RW. Они исполняют функции CD-ROM, а также позволяют не просто записывать информацию на CD, но и стирать ее и записывать на ее место новую.
Для этого используются другие, более дорогие «болванки» CD-RW, и такие диски читаются только современными моделями CD-ROM (ни одна модель CD-ROM со скоростью от 16х и меньше не прочтет CD-RW). Устройства CD-RW могут также производить запись и на диски стандарта CD-R, при этом получаются обычные CD (читаемые практически любыми приводами CD-ROM).
На приводах CD-RW вместо одной скорости указывается комбинация из трех чисел, например 32x10x40. Обозначает она следующее: скорость записи диска CD-R, скорость записи диска CD-RW, скорость чтения диска.
Диски DVD используются, прежде всего, для распространения видеофильмов, хотя в настоящее время на них все больше предлагаются и данные для компьютеров; емкость DVD-диска варьируется от 4 до 9 Гбайт (в зависимости от стандарта). В последнее время появились двухсторонние двухслойные диски емкостью 18 Гбайт. Привод DVD позволяет проигрывать на компьютере фильмы DVD.
Надо отметить, что привод DVD-ROM позволяет считывать не только DVD, но и CD-диски (т.е. выполняют функции — устройства CD-ROM). Одно время предлагались устройства, совмещающие функции DVD-ROM и CD-RW (так называемое устройство COMBO, которое позволяет читать и записывать обычные диски CD-R, а DVD-диски только читать).
В настоящее время применяется единый стандарт привода — DVD+/-R/RW, позволяющий полноценно использовать любые диски как для хранения данных, так и для записи информации. Приводы этого стандарта рекомендуется приобретать, в отличие от всех других, устаревших вариантов (включая «DVD-RW»), тем более, что цена на них каждые полгода существенно падает.
Хранение информации. Носители информации
Человек может хранить в уме информацию, которая требуется ему постоянно. Ты помнишь свой адрес, номер телефона, как зовут твоих родных и близких, друзей. Такую память можно назвать оперативной .
Но есть информация, которую трудно запомнить. Её человек записывает в записную книжку, ищет в справочнике, словаре, энциклопедии. Это внешняя память. Её можно назвать долговременной.
Оперативная память — предназначена для временного хранения информации, т. е. на момент, когда компьютер работает (после выключения компьютера информация удаляется из оперативной памяти).
Долговременная память (внешняя) — для долгого хранения информации (при выключении компьютера информация не удаляется).
В (1826) году Жозеф Нисефор Ньепс сделал первую в мире фотографию и называлась она «Вид из окна». Позже в (1838) году была сделана фотография, на которой были запечатлены люди.
В (1888) году в Париже был продемонстрирован первый в мире фильм — «Сцены в саду Раундхэй», длительность которого составила (1,66) секунды. Позже в (1895) году братьями Люмьер был снят первый фильм, показанный зрителям на большом экране. Назывался этот фильм «Выход рабочих с фабрики» и его длительность была (42) секунды.
Благодаря этим изобретениям у человечества появилась возможность сохранять для будущих поколений лица людей, явления природы, значимые исторические события и т.д.
Звуковую информацию люди научились сохранять намного раньше, чем фото и видео информацию, используя для этого ноты. С помощью нот из поколения в поколение передаются музыкальные произведения великих композиторов.
В середине прошлого столетия в Японии было налажено производство магнитофонов. До сих пор магнитофоны применяются для записи и воспроизведения звуковой информации.
Информация на компьютере может быть разной: текст, изображения, звук, видео и т.п. Для хранения этой информации используются специальные носители.
Объём перфокарты составлял (80) байт. Для сравнения, одна книга в (300) страниц и (2000) символов на каждой странице имеет информационный объём (600) (000) байтов, или (586) Кб. Сейчас перфокарты практически не используются.
Ферромагнитная лента использовалась как носитель для ЭВМ первого и второго поколения. Её объём был (500) Кб. Появилась возможность записи звуковой и видеоинформации.
Компакт-диск (англ. Compact Disc) — оптический носитель информации в виде пластикового диска с отверстием в центре, процесс записи и считывания информации с которого осуществляется при помощи лазера.
