Дискета для компьютера объем памяти

Билет № 4
Внешняя память компьютера.
Носители информации (гибкие диски, жесткие диски, диски CD-ROM, магнитооптические диски и пр.) и их основные характеристики

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 .

Основные виды накопителей:

• накопители на гибких магнитных дисках (НГМД);
• накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД);
• накопители на магнитной ленте (НМЛ);
• накопители CD-ROM, CD-RW, DVD.

Им соответствуют основные виды носителей:

• гибкие магнитные диски ( Floppy Disk ) (диаметром 3,5’’ и ёмкостью 1,44 Мб; диаметром 5,25’’ и ёмкостью 1,2 Мб (в настоящее время устарели и практически не используются, выпуск накопителей, предназначенных для дисков диаметром 5,25’’, тоже прекращён)), диски для сменных носителей;
• жёсткие магнитные диски ( Hard Disk );
• кассеты для стримеров и других НМЛ;
• диски CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD.

Запоминающие устройства принято делить на виды и категории в связи с их принципами функционирования, эксплуатационно-техническими, физическими, программными и др. характеристиками. Так, например, по принципам функционирования различают следующие виды устройств: электронные, магнитные, оптические и смешанные – магнитооптические. Каждый тип устройств организован на основе соответствующей технологии хранения/воспроизведения/записи цифровой информации. Поэтому, в связи с видом и техническим исполнением носителя информации, различают: электронные, дисковые и ленточные устройства.

Основные характеристики накопителей и носителей:

• информационная ёмкость;
• скорость обмена информацией;
• надёжность хранения информации;
• стоимость.

Остановимся подробнее на рассмотрении вышеперечисленных накопителей и носителей.

Принцип работы магнитных запоминающих устройств основан на способах хранения информации с использованием магнитных свойств материалов. Как правило, магнитные запоминающие устройства состоят из собственно устройств чтения/записи информации и магнитного носителя , на который, непосредственно осуществляется запись и с которого считывается информация. Магнитные запоминающие устройства принято делить на виды в связи с исполнением, физико-техническими характеристиками носителя информации и т.д. Наиболее часто различают: дисковые и ленточные устройства. Общая технология магнитных запоминающих устройств состоит в намагничивании переменным магнитным полем участков носителя и считывания информации, закодированной как области переменной намагниченности. Дисковые носители, как правило, намагничиваются вдоль концентрических полей – дорожек, расположенных по всей плоскости дискоидального вращающегося носителя. Запись производится в цифровом коде. Намагничивание достигается за счет создания переменного магнитного поля при помощи головок чтения/записи. Головки представляют собой два или более магнитных управляемых контура с сердечниками, на обмотки которых подается переменное напряжение. Изменение величины напряжения вызывает изменение направления линий магнитной индукции магнитного поля и, при намагничивании носителя, означает смену значения бита информации с 1 на 0 или с 0 на 1.

Дисковые устройства делят на гибкие ( Floppy Disk ) и жесткие ( Hard Disk ) накопители и носители. Основным свойством дисковых магнитных устройств является запись информации на носитель на концентрические замкнутые дорожки с использованием физического и логического цифрового кодирования информации. Плоский дисковый носитель вращается в процессе чтения/записи, чем и обеспечивается обслуживание всей концентрической дорожки, чтение и запись осуществляется при помощи магнитных головок чтения/записи, которые позиционируют по радиусу носителя с одной дорожки на другую.

Для операционной системы данные на дисках организованы в дорожки и секторы. Дорожки (40 или 80) представляют собой узкие концентрические кольца на диске. Каждая дорожка разделена на части, называемые секторами . При чтении или записи устройство всегда считывает или записывает целое число секторов независимо от объёма запрашиваемой информации. Размер сектора на дискете равен 512 байт. Цилиндр — это общее количество дорожек, с которых можно считать информацию, не перемещая головок. Поскольку гибкий диск имеет только две стороны, а дисковод для гибких дисков — только две головки, в гибком диске на один цилиндр приходится две дорожки. В жестком диске может быть много дисковых пластин, каждая из которых имеет две (или больше) головки, поэтому одному цилиндру соответствует множество дорожек. Кластер (или ячейка размещения данных) — наименьшая область диска, которую операционная система использует при записи файла. Обычно кластер — один или несколько секторов.

Перед использованием дискета должна быть форматирована, т.е. должна быть создана её логическая и физическая структура.

Дискеты требуют аккуратного обращения. Они могут быть повреждены, если

• дотрагиваться до записывающей поверхности;
• писать на этикетке дискеты карандашом или шариковой ручкой;
• сгибать дискету;
• перегревать дискету (оставлять на солнце или около батареи отопления);
• подвергать дискету воздействию магнитных полей.

Накопители на жестких дисках объединяют в одном корпусе носитель (носители) и устройство чтения/записи , а также, нередко, и интерфейсную часть , называемую контроллером жесткого диска . Типичной конструкцией жесткого диска является исполнение в виде одного устройства — камеры, внутри которой находится один или более дисковых носителей, помещённых на один ось, и блок головок чтения/записи с их общим приводящим механизмом. Обычно, рядом с камерой носителей и головок располагаются схемы управления головками, дисками и, часто, интерфейсная часть и (или) контроллер. На интерфейсной карте устройства располагается собственно интерфейс дискового устройства, а контроллер с его интерфейсом располагается на самом устройстве. С интерфейсным адаптером схемы накопителя соединяются при помощи комплекта шлейфов.

Принцип функционирования жёстких дисков аналогичен этому принципу для ГМД.

Основные физические и логические параметры ЖД.

• Диаметр дисков . Наиболее распространены накопители с диаметром дисков 2.2, 2.3, 3.14 и 5.25 дюймов.
• Число поверхностей — определяет количество физических дисков, нанизанных на ось.
• Число цилиндров — определяет, сколько дорожек будет располагаться на одной поверхности.
• Число секторов — общее число секторов на всех дорожках всех поверхностей накопителя.
• Число секторов на дорожке — общее число секторов на одной дорожке. Для современных накопителей показатель условный, т.к. они имеют неравное число секторов на внешних и внутренних дорожках, скрытое от системы и пользователя интерфейсом устройства.
• Время перехода от одной дорожки к другой обычно составляет от 3.5 до 5 миллисекунд, а у самых быстрых моделей может быть от 0.6 до 1 миллисекунды. Этот показатель является одним из определяющих быстродействие накопителя, т.к. именно переход с дорожки на дорожку является самым длительным процессом в серии процессов произвольного чтения/записи на дисковом устройстве.
• Время установки или время поиска — время, затрачиваемое устройством на перемещение головок чтения/записи к нужному цилиндру из произвольного положения.
• Скорость передачи данных , называемая также пропускной способностью , определяет скорость, с которой данные считываются или записываются на диск после того, как головки займут необходимое положение. Измеряется в мегабайтах в секунду (MBps) или мегабитах в секунду (Mbps) и является характеристикой контроллера и интерфейса.

В настоящее время используются в основном жёсткие диски ёмкостью от 10 Гб до 80 Гб. Наиболее популярными являются диски ёмкостью 20, 30, 40 Гб.

Кроме НГМД и НГМД довольно часто используют сменные носители. Довольно популярным накопителем является Zip. Он выпускается в виде встроенных или автономных блоков, подключаемых к параллельному порту. Эти накопители могут хранить 100 и 250 Мб данных на картриджах, напоминающих дискету формата 3,5’’, обеспечивают время доступа, равное 29 мс, и скорость передачи данных до 1 Мб/с. Если устройство подключается к системе через параллельный порт, то скорость передачи данных ограничена скорость параллельного порта.

К типу накопителей на сменных жёстких дисках относится накопитель Jaz. Ёмкость используемого картриджа — 1 или 2 Гб. Недостаток — высокая стоимость картриджа. Основное применение — резервное копирование данных.

В накопителях на магнитных лентах (чаще всего в качестве таких устройств выступают стримеры ) запись производится на мини-кассеты. Ёмкость таких кассет — от 40 Мб до 13 Гб, скорость передачи данных — от 2 до 9 Мб в минуту, длина ленты — от 63,5 до 230 м, количество дорожек — от 20 до 144.

CD-ROM — это оптический носитель информации, предназначенный только для чтения, на котором может храниться до 650 Мб данных. Доступ к данным на CD-ROM осуществляется быстрее, чем к данным на дискетах, но медленнее, чем на жёстких дисках.

Компакт-диск диаметром 120 мм (около 4,75’’) изготовлен из полимера и покрыт металлической плёнкой. Информация считывается именно с этой металлической плёнки, которая покрывается полимером, защищающим данные от повреждения. CD-ROM является односторонним носителем информации.

Считывание информации с диска происходит за счёт регистрации изменений интенсивности отражённого от алюминиевого слоя излучения маломощного лазера. Приёмник или фотодатчик определяет, отразился ли луч от гладкой поверхности, был рассеян или поглощён. Рассеивание или поглощение луча происходит в местах, где в процессе записи были нанесены углубления. Фотодатчик воспринимает рассеянный луч, и эта информация в виде электрических сигналов поступает на микропроцессор, который преобразует эти сигналы в двоичные данные или звук.

Скорость считывания информации с CD-ROM сравнивают со скоростью считывания информации с музыкального диска (150 Кб/с), которую принимают за единицу. На сегодняшний день наиболее распространенными являются 52х-скоростные накопители CD-ROM (скорость считывания 7500 Кб/с).

Накопители CD-R (CD-Recordable) позволяют записывать собственные компакт-диски.

Более популярными являются накопители CD-RW, которые позволяют записывать и перезаписывать диски CD-RW, записывать диски CD-R, читать диски CD-ROM, т.е. являются в определённом смысле универсальными.

Аббревиатура DVD расшифровывается как Digital Versatile Disk , т.е. универсальный цифровой диск . Имея те же габариты, что обычный компакт-диск, и весьма похожий принцип работы, он вмещает чрезвычайно много информации — от 4,7 до 17 Гбайт. Воз-можно, именно из-за большой емкости он и называется универсальным. Правда, на сего-дня реально применяется DVD-диск лишь в двух областях: для хранения видеофильмов (DVD-Video или просто DVD) и сверхбольших баз данных (DVD-ROM, DVD-R).

Разброс ёмкостей возникает так: в отличие от CD-ROM, диски DVD записываются с обеих сторон. Более того, с каждой стороны могут быть нанесены один или два слоя информации. Таким образом, односторонние однослойные диски имеют объем 4,7 Гбайт (их часто называют DVD-5, т.е. диски емкостью около 5 Гбайт), двусторонние однослойные — 9,4 Гбайт (DVD-10), односторонние двухслойные — 8,5 Гбайт (DVD-9), а двусторонние двухслойные — 17 Гбайт (DVD-18). В зависимости от объема требующих хранения данных и выбирается тип DVD-диска. Если речь идет о фильмах, то на двусторонних дисках часто хранят две версии одной картины — одна широкоэкранная, вторая в классическом телевизионном формате.

Таким образом, здесь приведён обзор основных устройств внешней памяти с указанием их характеристик.

Дискета для компьютера объем памяти

ДИСКЕТЫ

Магнитная лента (англ. мagnetic tape) — портативный носитель информации, используемый для многократной записи и хранения данных, представляющий собой помещенный в защитный пластиковый корпус диск, покрытый ферромагнитным слоем. Для считывания дискет используется дисковод.

В отечественных разработках существовала аббревиатура — ГМД, соответствующая термину «гибкий магнитный диск». (Википедия, дискета)

Краткая история

1967 год

В 1967 году компания IBM представила первую дискету. Гибкие диски IBM стала разрабатывать после создания своего первого жесткого диска в 1960 году. С этого момента началась эра дисковых накопителей. Однако в 1967 году была разработана лишь опытная модель. Эта работа велась группой инженеров под руководством Алана Шугарта (Alan Shugart, 27.09.1930 — 12.12.2006), а идею использования гибкого диска (прообраз дискеты диаметром 8 дюймов) и защитный кожух с тканевой прокладкой предложил Дэвид Нобль (David Noble).

1971 год

После многочисленных тестов и дополнений в 1971 году компания IBM поставила на рынок 8-дюймовые гибкие диски, которые состояли из простого пластмассового круга, покрытого окисью железа и помещенного в картонный конверт. Однако в первых дискетах были довольно серьезные ограничения. Это было связано с тем, что первоначально накопители были созданы как устройство только для чтения, для хранения микропрограмм и программ диагностики для больших компьютерных систем. Использование записанных программ позволяло операторам ЭВМ быстро производить простые действия с системой, всего лишь загрузив нужный набор команд с гибкого диска. К тому же область данных на первых гибких дисках была только на одной стороне. Количество хранимой информации на них было меньше 100 Кб.

8-дюймовый гибкий диск

1976 год

В 1976 году ассоциацией Shugart были представлены новые накопители на гибких дисках, которые являлись аналогами 8-дюймовых дискет, но их размер составлял 5.25 дюйма. Первоначально эти дискеты были разработаны только в формате низкой плотности записи на одну сторону, и вмещали в себя около 100 Кб информации. В совместном усилии с корпорацией Dysan, основываясь на уже освоенных технологиях компании IBM, ассоциация выпускает 5.25-дюймовые дискеты с двусторонней записью, а также носители с удвоенной плотностью записи. Это позволило достичь объема записываемой информации порядка 1.2 Мб. За их продвижение активно выступала компания IBM, и вскоре эти гибкие диски стали неотъемлемой частью IBM AT совместимых персональных компьютеров.

Существовало три вида гибких дисков формата 5.25: SS (Single Side, односторонние) емкостью 160 Кб, DS (Double Side, двусторонние) емкостью 360 Кб и DH (Double Side High Density, двусторонние высокой плотности) емкостью 1.2 Мб.

Дискеты 8-дюймовая, 5.25-дюймовая и 3.5-дюймовая

1981 год

Современные дискеты формата 3.5 дюйма были представлены компанией Sony в начале 1980 года. После этого началась большая война форматов, все понимали, что если именно их формат примут стандартным, то экономического господство обеспечено. От различных компаний поступали 2.0, 2.5, 2.8, 3.0, 3.25 и 4.0–дюймовые форматы. Однако дискеты 3.5 полностью дублировали технологию своих предшественников, если точнее, они использовали технологию второго поколения 8-дюймовых дискет, что сыграло свою роль, и уже в 1984 году фирма IBM выпускает на рынок доработанное изобретение и устанавливает стандарт на гибкие диски.

Принципиальным отличием дискеты 3.5-дюймовой дискеты является жесткий пластмассовый корпус, окно для считывающих головок дискеты закрыто сдвижной металлической заслонкой, которая открывается при установке ее в дисковод.

В последующие два десятка лет никаких изменений в этом поколении дискет не происходило.

2011 год

Фирма Sony в марте 2011 года официально прекратила производство и продажу дискет.

Жесткие диски (HDD)

Механический носитель

HDD по-прежнему распространенная и простая форма хранения данных.

Как правило, на привод будут ссылаться его мощность и скорость вращения. Приводы большей емкости имеют тенденцию работать лучше, чем более мелкие. Более быстрые вращающиеся приводы, по сравнению с аналогичной мощностью чувствительней, чем более медленные.

Традиционные механические носители работающие на меньших оборотах, увеличивают время работы ноутбука, потому что потребляют меньше энергии.

Стандартно ноутбуки имеют размер 2,5 дюйма. Размер достигает от 160 ГБ до более 2 ТБ. В большинстве систем будет храниться от 500 ГБ до 1 ТБ, это достаточно для мобильного компьютера.

Если ищете ноутбук, который будет работать в качестве основной системы, где будут храниться все документы, видео, программы и т.д. Подумайте о том, чтобы он был оснащен HDD носителем объемом 750 ГБ или больше. Но имейте ввиду что такие диски чувствительны к вибрации и ударам по устройству, в следствие чего HDD шумит.

Floppy disk (флоппи — диск) — что это такое?

Floppy disk (флоппи — диск) — это небольшая дискета для переноса информации. А фактически это был небольшой гибкий намагниченный пластиковый диск, который сверху защищался твердым пластиковым корпусом. В этом корпусе была «открытая область» , через котор ую у компьютера был доступ к гибкому диску ; эта «открытая область» прикрывалась специальной металлической «шторкой». «Шторка» защищала гибкий диск от повреждений. Ну а информация, как вы поняли, записывалась на сам гибкий диск. Вся эта совместная конструкция и называлась «фло п иком». И в свое время все компьютеры были оснащены специальным слотом для считывания «фло п иков». То есть слот, он же привод гибких дисков , — это устройство, которое ушло в небытие и практически не встречается на современных компьютерах.

Сам по себе слот имел специальный «моторчик», который «сцеплялся» с центром дискеты и «раскручивал» гибкий диск до 300-360 оборотов в минуту. В момент раскрутки в работу подключалась магнитная головка (а иногда даже 2, чтобы обрабатывать обе стороны гибкого диска) и помогала взаимодействовать с «фло п иком».

На сегодняшний день «фло п ика» можно встретить во многих приложениях только в качестве иконки к кнопке «Сохранить».

Характеристики флоппи — дисков

• первые диски были размеро м 8 дюймов, что примерно равня е тся 20 сантиметр ам , они были разных форматов, от этого и «плясал» их объем: 80, 256, 800 Кб;

• следующее поколение «фло п иков» был о поменьше в размерах, их размер составлял 5.25 дюймов, они тоже были разных форматов, поэтому их объем также «плясал»: 110, 360, 720, 1200 Кб; помимо форматов , они были еще одно- и двухсторонними;

• третье поколение «фло п иков» имел о 3.5 дюймов, именно эти дискеты оказались самыми популярными и дожили до времен своего исчезновения, они были самыми «объемными» среди своих предшественников: 720 Кб, 1.44 Мб и максимальный 2.88 Мб.

Достоинства и недостатки floppy disk

• простая технология и алгоритм записи;

• очень дешевые;

• доступные и универсальные, как современные «флешки»;

• для того времени это был оптимальный объем переносимой информации;

• многоразовое использование.

• даже для того времени иногда не хватало объема для переноса программного обеспечения или изображений;

• очень шумная работа дисковода;

• невысокая скорость записи;

• низкая надежность: повреждение приводило к тому, что он не читался ; было опасно «размагничивание», при котором терялась записанная информация;

• небольшой срок эксплуатации.

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.