Современные накопители информации используемые в вычислительной технике реферат

Обновлено: 07.07.2024

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Кайянен Ирина Александровна, учитель информатики

I РАЗДЕЛ 1. История развития носителей информации ……………….. 5 с.

II РАЗДЕЛ 2. Современные носители информации Современные носители информации …………………………………………………………….. 9 с.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ …………………………………….………. 15 с.

Тема проекта: Современные носители информации, их эволюция, направление развития.

Каждый человек в современном мире постоянно сталкивается с разнообразной информацией. Она меняет форму, объём, но не исчезает. В век компьютерных технологий, файлы оставляют след на жестком диске и могут быть восстановлены. У информации есть два главных качества – содержание и хранение. И если содержание у каждой информации свое, то способов хранения знаний за всю историю человечества выработано не так уж и много, но и не мало.

Наша цивилизация немыслима в её сегодняшнем состоянии без носителей информации. Наша память ненадёжна, поэтому достаточно давно человечество придумало записывать мысли во всех видах.

Носитель информации - это любое устройство, предназначенное для записи и хранения информации.

Примерами носителей могут быть и бумага, или USB-Flash память, также, как и глиняная табличка или человеческая ДНК.
Информация тоже бывает разная - это и текст, и звук, и видео.

Информация в наш суетливый век, несмотря на огромное количество, ценится как никогда раньше. Поэтому качество носителя – это важнейший параметр для любого обладателя информации.

Сменные носители данных для людей, чья деятельность хотя бы как-то связана с компьютерами представляют особую ценность: они позволяют быстро записать или прочитать, а также сохранить на достаточно длительное время различные объёмы информации (для современных носителей эти объёмы весьма велики). Хотя вопросы о скорости чтения и записи, а также ёмкости носителя, вероятно, всегда будут оставаться открытыми. Это связано с тем, что с каждым годом компьютерные технологии претерпевают существенные изменения в лучшую сторону, и возможности носителей, которые несколько лет назад могли нас удивить, сейчас кажутся совершенно обыденными или даже недостаточными.

Носители информации используются не только рядовыми пользователями ПК, но и множеством коммерческих компаний для хранения и продажи ценного контента. Поэтому даже диски еще долго не потеряют своей актуальности.

Цель проекта : изучение эволюции информационных носителей, направлений их развития

· познакомиться с историей возникновения информационных носителей;

· выявить современные виды носителей информации;

· изучить основные направления развития информационных носителей, их функции и значимость в современном обществе;

· создать сравнительную таблицу носителей информации;

· провести опрос пользователей об использовании различных носителей информации.

Этапы работы над проектом:

· Выбор темы проекта

· Постановка цели и задач проекта

· Подбор материала и изучение источников информации

· Анализ информации и оформление результатов работы над проектом

· Подготовка и защита проекта

РАЗДЕЛ I . История развития носителей информации

Древние египтяне и шумеры были куда элегантнее в выборе материала для записи. Они использовали листы растений из семейства осоковых — папирус (Египет) и обожженные глиняные таблички (Шумер и Вавилон). Стоит отметить, что на эти предметы наносились уже не просто рисунки, а подобие алфавита. В Междуречье был изобретен совершенно уникальный способ записи информации – клинопись.

С развитием машиностроения и автоматизации производства стало необходимо программирование станков и машин – задание последовательного набора операций для рационализации производства. Для этого был создан двоичный язык (0/1 – выкл/вкл), а первым носителем информации на двоичном языке стала перфокарта. Лист из плотной бумаги разбивался на определенное количество ячеек, одни из них пробивались, другие оставались целыми. Стандартная перфокарта несла на себе информацию в 80 символов.

Позднее по тому же принципу работы стала использоваться перфолента – рулон бумажной или нитроцеллюлозной ленты с пробитыми отверстиями. Плюсом перфоленты была относительно высокая скорость чтения (до 1500 Б\сек), но низкая прочность ленты и невозможность ручного редактирования информации.

На смену бумажным носителям пришли магнитные. Сначала это была особым образом намагниченная проволока (такой носитель и сейчас используется в черных ящиках самолетов), затем ее сменила гибкая магнитная лента, которая наматывалась в бобины или компакт-кассеты. Принцип записи в чем-то схож с перфорированием. Магнитная лента разделяется по ширине на несколько независимых дорожек; проходя через магнитную записывающую головку, необходимый участок ленты намагничивается (аналогично пробитому участку перфоленты), впоследствии намагниченный участок будет считываться вычислительной техникой как 1, не намагниченный – как 0.

Вслед за магнитной лентой был изобретен гибкий магнитный диск – круг из плотного гибкого пластика с нанесенным на поверхность магнитным слоем. Первые гибкие диски были восьмидюймовыми, позднее им на смену пришли уже более нам привычные 5,25-дюймовые и 3,5-дюймовые. Последние продержались на рынке носителей информации вплоть до середины 2000-х годов.

Параллельно гибким магнитным носителям развивались носители на жестких магнитных дисках (НЖМД, жесткий диск, HDD). Первая рабочая модель HDD была создана в 1956 году компанией IBM (модель IBM 350). Объем IBM 350 был 3,5 Мб, что по тем временам было достаточно много. По размерам первый HDD был как большой холодильник и весил чуть меньше тонны.

За тридцать лет размеры жесткого диска удалось уменьшить до формата 5,25-дюйма (размер оптического привода), еще через десять лет жесткие диски стали привычного нам 3,5-дюймового формата.

Объем в 1 Гбайт был преодолен в середине 1990-х годов, а в 2005 году был достигнут максимальный объем для продольной записи – 500 Гб. В 2006 году был выпущен первый жесткий диск с перпендикулярным методом записи объемом в 500 Гб. В 2007 году пройден рубеж в 1 Тб (модель выпущена компанией Hitachi).

Различают два основных типа флеш-памяти: NOR и NAND.

NOR-память используется в качестве энергонезависимой памяти небольшого объема, требующей быстрого доступа без аппаратных сбоев (кэш микропроцессора, микросхемы POST и BIOS).

NAND-память используется в большинстве электронных устройств в качестве основного носителя информации (сотовые телефоны, телевизоры, медиаплееры, игровые приставки, фоторамки, навигаторы, сетевые маршрутизаторы, точки доступа и т.д.). Так же NAND-память используется в SSD-накопителях, альтернативе жестких магнитных дисков, и в качестве кэш-памяти в гибридных жестких дисках.

Все развитие оптических носителей можно разделить на четыре части:

Первое поколение: лазерные диски, компакт-диски, магнитооптические диски. Основная особенность – относительно дорогие диски небольшого объема, приводы обладают большим энергопотреблением (напрямую связано с технологией записи и чтения дисков).

Второе поколение : DVD, MiniDisc, Digital Multilayer Disk, DataPlay, Fluorescent Multilayer Disc, GD-ROM, Universal Media Disc. Что отличает второе поколение оптических дисков от первого? В первую очередь, высокая плотность записи информации (в 6-10 раз). Кроме DVD, в основном имеют специализированное применение (MD – для аудиозаписей, UMD – для приставок Sony PlayStation). Кроме DVD, всем остальным форматам требуется дорогое оборудование для записи и чтения информации (особенно, DMD и FMD, в которых используется многослойная и многомерная технологии хранения).

Третье поколение: Blu-ray Disc, HD DVD, Forward Versatile Disc, Ultra Density Optical, Professional Disc for DATA, Versatile Multilayer Disc. Данные оптические диски необходимы для хранения видео высокой четкости. Основная особенность - использование сине=фиолетового лазера для записи и чтения информации вместо красного (кроме VMD). Это позволяет еще больше увеличить плотность записи (в 6-10 раз по сравнению со вторым поколением).

Четвертое поколение (ближайшее будущее) : Holographic Versatile Disc. Основной революционной технологией в развитии оптических носителей информации считается технология голографической записи, позволяющая увеличить плотность записи на оптический диск примерно в 60-80 раз. Первые голографические диски были представлен еще в 2006 году, а сам технологический стандарт был окончательно утвержден в 2007 году. В 2010 году было объявлено, что преодолена планка объема носителя в 515 Гб, но данная модель голографического диска не была пущена в производство.

РАЗДЕЛ II . Современные носители информации

В ходе работы над проектом мною были рассмотрены три вида современных носителей информации: жесткие дики, оптические диски и флеш-память.

Жесткие магнитные диски (винчестеры)

Физическая структура винчестера представлена комплектом пластин, которые еще называют дисками. Их покрывает магнитный слой — плоттер. Вращающийся вал — шпиндель — служит соединительной деталью. Есть еще намагниченные головки. Каждая из них движется по одной из пластин, таким образом считывая и записывая информацию.

Обе поверхности пластин задействованы во время записи файлов. Шпиндель крутится на одной и той же скорости.

Данные пишутся по трекам — концентрическим дорожкам. Они поделены на сектора по 512 байт.

В настоящее время выделяют следующие характеристики HDD:

Ёмкость (англ. capacity ) — количество данных, которые могут храниться накопителем. С момента создания первых жестких дисков в результате непрерывного совершенствования технологии записи данных их максимально возможная емкость непрерывно увеличивается. Ёмкость современных жестких дисков достигает нескольких терабайт памяти.

Физический размер (форм-фактор). Почти все современные накопители для персональных компьютеров и серверов имеют ширину либо 3.5, либо 2.5 дюйма — под размер стандартных креплений для них соответственно в настольных компьютерах и ноутбуках. Также получили распространение форматы 1.8 дюйма, 1.3 дюйма, 1 дюйм и 0.85 дюйма.

Время произвольного доступа — время, за которое винчестер гарантированно выполнит операцию чтения или записи на любом участке магнитного диска. Диапазон этого параметра невелик — от 2,5 до 16 мс. Как правило, минимальным временем обладают серверные диски.

Скорость вращения шпинделя (англ. spindle speed ) — количество оборотов шпинделя в минуту. От этого параметра в значительной степени зависят время доступа и средняя скорость передачи данных. В настоящее время выпускаются винчестеры со следующими стандартными скоростями вращения: 4200, 5400 и 7200 (ноутбуки), 5400, 7200 и 10 000 (персональные компьютеры), 10 000 и 15 000 об/мин (серверы и высокопроизводительные рабочие станции).

Большая часть современных жестких дисков поддерживают стандарт SATA, подразумевающий передачу информации на скорости до 6 гигабит в секунду.

Уровень шума, дБ

Когда-то жесткие диски были довольно шумными - при записи и чтении информации они издавали громкий треск. К счастью, к 2015 году шумы HDD почти ввели на нет, а для дальнейшего снижения уровня шума можно пользоваться специальными муфтами. Приемлемым уровнем шума для настольного ПК является 25-30 дБ. Диски для ноутбуков издают еще меньше шума.

Скорость передачи данных при последовательном доступе:

внутренняя зона диска: от 44,2 до 74,5 Мб/с;

внешняя зона диска: от 60,0 до 111,4 Мб/с.

Оптические диски

Компакт-диск имеют в диаметре 12 см и изначально вмещали до 650 Мбайт информации (или 74 минуты звукозаписи). Однако, начиная приблизительно с 2000 года, всё большее распространение получали диски объёмом 700 Мбайт, которые позволяют записать 80 минут аудио, впоследствии полностью вытеснившие диск объёмом 650 Мбайт. Встречаются и носители объёмом 800 мегабайт (90 минут) и больше, однако они могут не читаться на некоторых приводах компакт-дисков.

CD - ROM , созданный промышленным способом, состоит из трех слоев. Основа диска, созданная из прозрачного поликарбоната, занимает основной объем диска. При изготовлении основы методом штамповки или литья под давлением на нее наносится информационный узор, и в результате чего получается прозрачная пластиковая пластина, гладкая с одной стороны, а с другой - содержащая множество микроскопических впадин, глубина которых отсчитывается от поверхности (land ). Далее на основу наносится отражающий металлический слой (чаще всего алюминий), а затем - защитное покрытие из тонкой пленки поликарбоната или специального лака, на котором часто размещается полиграфия - различные рисунки и надписи

CD - R . Тип оптического диска для одноразовой записи. При записи данных физические отметки делаются на поверхности носителя маломощным лазером и так как эти отметки не могут быть стерты, запись осуществляется только однажды.
CD - RW - перезаписываемый CD ( rewritable CD ). Он позволяет пользователю делать запись по старым данным или удалять отдельные файлы.
Принцип работы заключается в том, что лазерный диод излучает маломощный пучок света длиной 730–780 нм, который, проходя через направляющую призму и разделитель луча, попадает на отражающее зеркало. Во время записи мощность лазерного луча значительно возрастает, а при стирании данных уменьшается. Подчиняясь командам микропроцессора, каретка с отражающим зеркалом перемещается к нужной дорожке. Лазерный луч отражается от диска, попадает на зеркало, затем на разделитель луча и далее на направляющую призму. Из призмы луч попадает в фотодатчик, фотодатчик посылает сигналы во встроенный в привод компакт-дисков микропроцессор, где данные обрабатываются и передаются по шлейфу на материнскую плату.

В отличие от компакт-дисков, Стандартной емкостью таких дисков считается 4,7 Гб. DVD -носители могут быть двухслойными или двухсторонними. Емкость двухслойного DVD составляет 8,5 Гбайт, двухстороннего - 9,4 Гбайт. Двухсторонние диски фактически представляют собой два одинаковых носителя, склеенных друг с другом (для считывания второй стороны диск необходимо переворачивать).

Существует пять физических форматов (или книг) DVD:

DVD-ROM - среда хранения данных большой емкости, только для чтения;

DVD-R - однократная запись, многократное чтение; формат, родственный CD-R;

DVD-RAM - перезаписываемый (стираемый) вариант DVD, который первым появился на рынке и впоследствии нашел в качестве конкурентов форматы DVD-RW и DVD+RW. Имея тот же самый размер как стандартный CD (диаметр 120 мм, толщина 1,2 мм), диски DVD обеспечивают до 17 Гбайт памяти со скоростью передачи выше, чем для CD-ROM, временем доступа, подобным CD-ROM, и имеют четыре версии:

DVD-5 - односторонний однослойный диск вместимостью 4,7 Гбайт;

DVD-9 - односторонний двухслойный диск на 8,5 Гбайт;

DVD-10 - двусторонний однослойный диск 9,4 Гбайт;

DVD-18 - вместимость до 17 Гбайт на двустороннем двухслойном диске.

На первый взгляд диск DVD не отличается от CD: пластмассовый диск диаметром 120 мм и толщиной 1,2 мм, оба используют лазеры, чтобы читать данные, записанные во впадинах на спиральной дорожке. Однако семикратное увеличение DVD по вместимости данных сравнительно с CD было в значительной степени достигнуто путем напряжения всех допусков системы-предшественника. Во-первых, дорожки размещены более плотно, шаг дорожки DVD (расстояние между ними) уменьшен до 0,74 мкм, более чем в 2 раза по сравнению с 1,6 мкм для CD. Во-вторых, спецификация DVD позволяет считывать информацию более чем с одного слоя, изменяя фокусировку луча лазера чтения. В-третьих, DVD позволяет использовать двусторонние диски.

В каждой из групп носителей можно выделить три основных типа дисков:

1. диски только для чтения (CD- ROM, DVD- ROM);

2. диски с возможностью однократной записи (CD- R, DVD- R, DVD+ R, DVD- RDL, DVD+ RDL);

3. диски с возможностью многократной записи (CD- RW, DVD- RW, DVD+ RW, DVD- RAM).

Базовое значение скорости составляет 36 864 Кбит/с, что в 27 раз больше, чем у DVD, и в 243 раза превосходит CD. Проигрыватели с двукратной скоростью передачи данных способны превзойти скорость 73 000 Кбит/с.

BD-R/BD-R DL . Сокращение, которое используется для обозначения записываемых Blu-ray-дисков. Носители BD-R имеют один рабочий слой, вмещающий 25 Гб данных.

BD-R DL снабжены двумя рабочими слоями, поэтому их емкость в 2 раза выше.

BD-RE/BD-RE DL. Перезаписываемые Blu-ray-диски рассчитаны на 1000 циклов записи. На них можно разместить столько же данных, как и на не перезаписываемые носители.

Флеш-память (Flash Memory) – твердотельная полупроводниковая энергонезависимая и перезаписываемая память.

Считывать информацию из флэш-памяти можно большое число раз в пределах срока работы накопителя (от 10 лет), но количество процессов записи ограничено (около 100 000 циклов перезаписи).

Флэш-память считается более надежным видом носителя информации, т.к. не содержит подвижных механических частей (как, например, в жестком диске).

Преимущества флэш-памяти: высокая скорость доступа к данным; низкое энергопотребление; устойчивость к вибрациям; удобство подключения к ПК; компактные размеры; дешевизна.

Недостатки флэш-памяти: ограниченное число циклов записи; чувствительность к электростатическому разряду.

USB-флеш-накопители могут использовать интерфейсы USB 2.0 или USB 3.0, а также microUSB и Lightning.

Объем памяти

Главная характеристика любой "флешки". За многие годы развития флеш-памяти максимальный ее объем в USB-накопителях достиг невероятных высот - в кармане теперь можно носить целый терабайт данных.
Наиболее популярными объёмами на данный момент считаются 16 и 32 Гб.

Скорость чтения и записи данных , МБ/с

В случае флэш-накопителями эта характеристика формируется из трех составляющих: скорости чтения, скорости записи и интерфейса подключения. Скорость чтения у всех флэшек всегда выше скорости записи.

Как правило, максимальные показатели скорости влияют на интерфейс подключения флэш-накопителя, который может быть двух видов – USB 2.0 и USB 3.0. В первом случае (2.0) мы имеем дело с максимальной пропускной способностью равной 480 Мбит/с. Таким образом, максимальная скорость чтения или записи флэшки с интерфейсом USB2.0 не может превышать 60 Мб/c.

Что же касается интерфейса USB 3.0, то здесь пропускная способность достигает до 5 Гбит/c, что делает возможным осуществлять передачу данных на скорости 640 Мб/с.

На основании исследования трех видов современных носителей информации мною была сравнительная таблица (Приложение 1).

Цель данного исследования рассмотреть классификацию носителей информации.
Исходя из цели, следует решить такие задачи:
- показать развитие носителей информации: магнитные диски - гибкие и жесткие;
- раскрыть сущность современных носителей информации;
- охарактеризовать устройство носителей информации флэш-памяти;

Содержание

Работа содержит 1 файл

Курсовая информатика.doc

Глава I. Развитие носителей информации.

1.1. Магнитные запоминающие устройства. -----------4

1.3. Устройство дисковых накопителей:--------- ---------6

1.4. Магнитные дисковые накопители - гибкие диски-7

Глава II. Современные носители информации.

Информатика – это наука о информации и её технических средствах сбора, хранения, обработки, передачи.

Информатика относительно молодая наука, ей нет даже 100 лет. И появление первых ЭВМ и зарождение теоретических основ информатики относятся к середине XX века.

в персональных компьютерах Для хранения программ и данных используют различные накопители, их общая емкость, в сотни раз превосходит емкость оперативной памяти. По отношению к компьютеру накопители могут быть встраиваемыми (внутренними) и внешними.. Встраиваемые накопители закрепляются в специальных монтажных отсеках (drive bays), это позволяет создавать компактные системы, которые совмещают в системном блоке все необходимые для работы устройства. Внешние накопители имеют источник питания и собственный корпус, это экономит пространство внутри корпуса компьютера ,а так же уменьшает нагрузку на его блок питания . Накопители бывают двух видов:с несменными носителями и со сменными носителями.

Современный человек не в состоянии жить без информации. Но информации имеет такую особенность - ее надо где-то хранить. Систем хранения информации сейчас довольно много. Ее можно хранить на магнитных носителях, можно хранить на оптических и магнитооптических носителях. Но перед человеком в наше время также стоит довольно важная проблема - перенос информации из одного места в другое, а также не менее важная проблема хранения информации, и как следствие, надежность носителей. Именно поэтому так быстро развивались технологии, связанные с хранением информации.

Но именно здесь встает несколько проблем. Первая - это энергопотребление. Современная техника, такая как карманные компьютеры или MP3-плееры, обладает довольно ограниченными энергетическими ресурсами. Память, которая обычно используется в ОЗУ компьютеров, требует как правило непрерывной подачи напряжения. ДН могут сохранять информацию и без постоянной подачи электричества, но когда считывают и записывают данные тратят его в 3 раза больше. Поэтому требовался носитель, который будет энергонезависимым при хранении и малопотребляющим энергию при записи и считывании информации. И тут хорошим выходом стала флэш-память. Носители на ее основе называются твердотельными, поскольку не имеют движущихся частей. И это еще одно преимущество данного типа памяти.

Изучение классификации носителей информации и посвящена данная курсовая работа.

Цель данного исследования рассмотреть классификацию носителей информации.

Исходя из цели, следует решить такие задачи:

- показать развитие носителей информации: магнитные диски - гибкие и жесткие;

- раскрыть сущность современных носителей информации;

- охарактеризовать устройство носителей информации флэш-памяти;

Глава I. Развитие носителей информации

1.1. Магнитные запоминающие устройства

С функциональной точки зрения гибкие диски разнообразны; дисковод соединяется с контролером дисковода, и данные передаются между дискетой и памятью.

С физической точки зрения, однако, накопители весьма разнообразны. В одних случаях накопитель помещен внутри системного блока, в других - является внешним устройством; в одних компьютерах контроллер находится на плате расширения, в других - является основной частью системной платы. За некоторым исключением, все ПК имеют, по меньшей мере, один дискетный дисковод.

Почти все дискетные дисководы в ПК предназначены для 5,25 или 3,5- дюймовых гибких дисков. (Хотя сегодня дюймовые дисковые накопители используются крайне редко, они входили в состав оригинальных компьютеров РС.). Операционная система определяет формат и расположение данных на дискете. Различные версии DOS поддерживают разные форматы. В табл. 1 перечислены наиболее часто используемые емкости дисков.

Дискеты - это средство резервирования. Они должны быть максимально надежными, поскольку только они смогут помочь, если вы потеряете другие копии своих данных. Чтобы иметь минимум проблем, всегда используйте правильный тип диска.

Работы магнитных запоминающих устройств основаны на способах хранения информации с использованием магнитных свойств материалов. Обычно, магнитные запоминающие устройства состоят из самих устройств записи /чтения информации и магнитного носителя, на который осуществляется запись и в дальнейшем с которого считывается информация. Магнитные запоминающие устройства обычно делят на виды в связи с физико-техническими характеристиками носителя информации , исполнением и т.д. Различают: ленточные устройства и дисковые . Технология МЗУ заключается в намагничивании переменным магнитным полем участков, закодированной как области переменной намагниченности. Дисковые носители, обычно, намагничиваются вдоль концентрических полей - дорожек,которые расположены на всей плоскости круглого носителя. Ленточные носители имеют продольно- расположенные поля. На них запись производится в цифровом коде. Намагничивание происходит за счет создания магнитного поля с помощью головок чтения/записи. Как правило Головки состоят из двух или более магнитных управляемых контуров с сердечниками, и на их обмотки подается переменное напряжение. Когда Измененяется полярность напряжения ,то просходит изменение направления линий этого магнитного поля и, при намагничивании носителя, сменяется значения бита информации с 0 на 1или с 1 на 0.

Чтобы записать информацию, обычно используются различные методы кодирования. Но эти методы предполагают использование в качестве информационного источника не направление линий магнитной индукции, а изменение их направлений в процессе продвижения по носителю. МЗУ часто используются в ПК как средства хранения информации.

1.2. Дисковые устройства

Дисковые устройства, как накопители информации, делят в связи с их техническими св-ми и характером исполнения, а также принципами записи:

магнитооптические дисковые накопители
магнитные дисковые накопители
оптические дисковые накопители

Сейчас, дисковые устройства являются основным видом устройств ,используемых для хранения информации ПК.

1.3. Устройство дисковых накопителей:

Главные элементы дисковода – это шпиндельный двигатель ,дискетная pама, плата электpоники и блок головок с пpиводом. Шпиндельный двигатель – это плоский многополюсный двигатель, имеющий постоянную скоpостью вpащения -300 об/мин. Двигатель пpивода блока головок - шаговый, с зубчатой ,чеpвячной, или ленточной пеpедачей.

Чтобы распознать свойства дискеты на плате электpоники ,возле пеpеднего тоpца дисковода расположены тpи механических нажимных датчика: два – распрлагаются под отвеpстиями, а тpетий - за датчиком , он опpеделяет момент опускания дискеты. Вставленная в щель дискета попадает во внутpь дискетной pамы, затем с нее сдвигается защитная штоpка, а сама pама снимается со стопоpа и опускается . В некотоpых моделях дисководов (Teac, Panasonic, ALPS) присутствует медлитель- микpолифт для плавного опускания pамы. Чтобы пpодлить сpок службы дискет и головок pекомендуется пpи вставлении дискеты пpидеpживать пальцем кнопку дисковода-pама не опустится слишком pезко.

Как правило,дисковод соединяется с контpоллеpом пpи помощи тридцати четырёхпpоводного кабеля, в котоpом четные пpовода это сигнальные, а нечетные - общие. Вся pабота по кодиpованию инфоpмации, синхpонизации ,поиску сектоpов и доpожек , коppекции ошибок выполняется контpоллеpом.

1.4. Магнитные дисковые накопители - гибкие диски

3.5” дискета 5.25” дискета

Гибкие диски (Floppy Disk - FD).

Для обычных гибких дисковых носителей и устройств, обычно применяется метод кодирования информации ,называемый модифицированная частотная модуляция (MFM). Здесь каждый сменный дисковый магнитный носитель перед использованием в какой-нибудь операционной системе нужно подготовить к приему данных,это называется форматированием. Форматирование дискет происходит с помощью специального программного обеспечения . В процессе форматирования на дисковый носитель наносится физическая и логическая разметка, т.е. диск приобретает физическую и логическую структуру. Стандартным числом дорожек для обычных дискет является 40 и 80, однако многие дисководы могут форматировать и использовать 41-ю и 81-ю дорожки. Грубо, что бы получить физический объем диска нужно перемножить эти числа - число дорожек и число секторов на дорожке.

В тот самый момент, когда первый компьютер впервые обработал несколько байт данных моментально встал вопрос: где и как хранить полученные результаты? Как сохранять результаты вычислений, текстовые и графические образы, произвольные наборы данных?

В оперативной памяти данные хранятся до выключения питания. Однако существует информация, которую следует хранить долгое время. Для этого компьютеру необходима дополнительная память.

Прежде всего, должно быть устройство, с помощью которого компьютер будет запоминать информацию, затем требуется носитель информации, на котором ее можно будет переносить с места на место, причем другой компьютер должен также легко прочитать эту информацию. Такого рода устройства называются периферийными или внешними запоминающими устройствами (ВЗУ). Таковыми являются накопители на магнитной ленте (стримеры), накопители на дискетах, винчестеры, CD-ROM, магнитооптические диски, флэш-память.

ВИДЫ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ

1.1. УСТРОЙСТВО ЧТЕНИЯ ПЕРФОКАРТ

Устройство чтения перфокарт: предназначено для хранения программ и наборов данных с помощью перфокарт – картонных карточек с пробитыми в определенной последовательности отверстиями. Перфокарты были изобретены задолго до появления компьютера, с их помощью на ткацких станках получали очень сложные и красивые ткани, потому что они управляли работой механизма. Изменишь набор перфокарт и рисунок ткани будет совсем другим – это зависит от расположения отверстий на карте. Применительно к компьютерам был использован тот же принцип, только вместо рисунка ткани отверстия задавали команды компьютеру или наборы данных. Такой способ хранения информации не лишен недостатков:

– очень низкая скорость доступа к информации;

– большой объем перфокарт для хранения небольшого количества информации;

– низкая надежность хранения информации;

– к тому же от перфоратора постоянно летели маленькие кружочки картона, которые попадали на руки, в карманы, застревали в волосах и уборщицы были страшно недовольны.

Перфокартами люди были вынуждены пользоваться не потому что этот способ как-то особенно нравился им, или он имел какие-то неоспоримые достоинства, вовсе нет, он вообще не имел достоинств, просто в то время ничего другого еще не было, выбирать было не из чего.

1.2. НАКОПИТЕЛИ НА МАГНИТНОЙ ЛЕНТЕ

Для создания резервных копий информации, размещенной на жестких дисках компьютера, широко используются стримеры – устройства для записи информации на кассеты (картриджи) с магнитной лентой. Стримеры просты в использовании и обеспечивают самое дешевое хранение данных.

В стримерах в качестве носителя информации используется магнитная лента. Они могут быть выполнены как в виде внешнего, так и в виде внутреннего устройства. Стримеры в основном используются для архивации и создания резервных копий больших объемов данных на компактном носителе. Их недостатки: малая скорость передачи данных. Она значительно ниже, чем у винчестеров и сменных жестких дисков. Именно поэтому стримеры рекомендуются только для резервного копирования больших объемов информации. Существуют стандарты: QIC, TRAVAN, DDS, DAT и DLT.

У стандарта QIC (Quarter Inch Cartridge) низкое быстродействие, так как подключается к интерфейсу накопителей на гибких дисках. Существуют кассеты объемом от 40 Мб до 13 Гб.

TRAVAN разработан на основе QIC. Он использует контроллер накопителя на магнитных дисках или SCSI-2, в зависимости от объема кассеты.

DSS (Digital Data Storage) и DAT (Digital Audio Tape) стандарты разработаны фирмой Sony для цифровой аудио и видео записи.

Самый современный стандарт DLT (появился в середине 90-х годов. Накопители, созданные на основе этой технологии, хранят от 20 до 40 Гб данных. Общая емкость ленточных библиотек построенных на основе кассет DLT может достигать 5 Гб. Дорогим и редким ВЗУ является массовая память - набор микросхем памяти большого объема поставляемых на одной плате, эмулирующих работу жесткого диска.

Магнитооптические съемные диски. Магнитооптические диски применяются для резервирования данных и для хранения редко используемых данных. Они значительно удобнее

кассет стримера, поскольку пользователь может работать с такими дисками как с обычными жесткими дисками, только съемными и несколько более медленными. Дисководы для магнитооптических дисков выпускаются емкостью от 230 Мбайт до 4,6 Гбайт. Наиболее популярны относительно дешевые модели для дисков размером 3,5 дюйма и емкостью диска 230 или 640 Мбайт. А более дорогие дисководы большой емкости (2,6 и 4,6 Гбайта) лишь немного уступают в быстродействии жестким дискам[1] .

1.3. НАКОПИТЕЛИ НА ГИБКИХ ДИСКАХ

Одни из старейших периферийных устройств ПК - накопители на гибких дисках (Floppy Disk Drive), так называемые флоппи-диски. Носителем информации служат дискеты диаметрами 3,5”, 5,25”и 8”. В наши дни дискеты 5,25” используются крайне редко, 8” не используются совсем. Для всех форматов конструкция дискет одинакова. На пластмассовый диск, расположенный в пластиковом футляре наносится магнитный слой для записи информации.

На дискетах размером 5,25 дюйма имеется прорезь для защиты от записи. Если эту прорезь заклеить, то на дискету нельзя будет произвести запись. А на дискетах размером 3,5 дюйма имеется специальный переключатель – защелка, разрешающая или запрещающая запись на дискету. Запись на дискету разрешена, если отверстие, закрываемое защелкой, закрыто, и запрещена, если это отверстие открыто.

Существует понятие “плотность записи”. От нее зависит объем записываемой информации. Существуют стандарты SS/SD, DS/DD, DS/HD для 5/25” объем записываемой информации от 180 Кб до 1.2 Мб. DD, HD и ED для 3,5” дискет, объем записываемой информации от 720 Кб до 2,88 Мб.

Чаще всего встречаются дискеты 3,5” HD. Как носители информации дискеты почти изжили себя. Малый объем, небольшая скорость чтения/записи, ненадежность делают их применение невыгодным. Однако они обладают большой мобильностью.

1.4. НАКОПИТЕЛИ НА ЖЕСТКИХ ДИСКАХ

Следующий тип носителей – так называемые “винчестеры” или накопители на жестких дисках (Hard Disk Drive). По сравнению с дискетами они имеют некоторые преимущества:

- объем записываемой информации многократно превосходит возможности гибких дисков,

- скорость чтения/записи также намного больше,

- надежность гораздо более высока.

“Винчестеры” выполняются как в виде внутренних и внешних (переносных) устройств. Физические размеры дисков определяются так называемым форм-фактором. HDD с форм-фактором 3,5 имеют стандартные размеры корпуса 41.6х101х146 мм. Также они имеют несколько стандартных значений высоты 2,6”, 1”,3/4”, 0,5”. Чаще всего в компьютерах используются винчестеры 3,5”, 1” в высоту, так называемые Slimline. Винчестеры бывают нескольких типов: MFM, RLL, ESDI, IDE и SCSI. Диски типов MFM, RLL и ESDI уже не устанавливаются в современные машины. Их использовали на ПК типа ХТ и 286АТ.

Одними из первых винчестеров, достигшими емкости 100 Мб были диски типа ESDI. Они использовались на сетевых серверах и высокоскоростных устройствах.

Сегодня используются винчестеры типа IDE (Integrated Drive Electronics). Их главное отличие от предыдущих типов заключается в том, что управляющая электроника расположена не в контроллере, а на винчестере. Данное преимущество проявляется при приеме и передаче информации, так как в таких устройствах оптимально согласованы прием и передача сигналов. IDE HDD обрабатывают данные совместно с шиной ввода/вывода, поэтому частота тактового сигнала шины должна соответствовать быстродействию HDD.

Винчестеры типа SCSI имеют самую высокую скорость обмена данными. Хотя их основные характеристики сопоставимы с IDE-винчестерами, они различаются тем, что SCSI-винчестеры могут хранить большие объемы информации за счет высокой скорости обмена данными, в то время как объем IDE-винчестеров ограничен их производительностью.

Введение
Понятие документ является центральным, фундаментальным в понятийной системе документоведения. Это понятие широко используется во всех сферах общественной деятельности. Почти в каждой отрасли знания имеется одна или несколько версий для его понимания в соответствии со спецификой тех объектов, которым придаётся статус документа.

Понятие документ выступает как родовое для видовых: опубликованный, не опубликованный, кино-, фоно-, фотодокумент и т.п. с этой точки зрения разновидностью документа являются: буклет, чертёж, карта, фильм, магнитная лента, магнитный и оптический диск.

Цель работы: изучить какие бывают современные накопители информации, используемые в вычислительной техники.

Проанализировать теоретический материал по исследуемой теме.
Рассмотреть какие бывают внешние накопители информации.
Узнать плюсы и минусы внешних накопителей информации.

В процессе документирования происходит преобразование социальной информации из одной знаковой формы в другую, т.е. кодирование информации, без которого невозможна реализация основных функций документа – функций закрепления и передачи информации в пространстве и времени.

Информатизация общества, бурное развитие микрографии, компьютерной техники и проникновение её во все сферы деятельности определили появление документов на новейших носителях информации. Наличие обобщающего понятия документ не исключает возможности существования более частных, узкоспециализированных его трактовок применительно к разным сферам общественной деятельности и научным дисциплинам: источниковедению, делопроизводству, дипломатике, информатике, юридической науке.

Я считаю, что выбранная мной тема курсовой работы актуальна в настоящее время, так как знание и умение пользоваться современными носителями информации позволяет идти в ногу со временем и ускорять процесс создания и передачи информации в пространстве и времени, а также улучшить условия хранения документированной информации.

Современные материальные носители

Информатизация общества, бурное развитие компьютерной техники и проникновение её во все сферы человеческой деятельности определили появление документов на современных, нетрадиционных, т.е. не бумажных носителях информации.

Появление современных носителей связано и с тем, что за полвека своего существования сменилось уже пять поколений компьютеров, причём от поколения к поколению на порядок и более возрастали их производительность и ёмкость запоминающих устройств. А также появлялись новые, более совершенные периферийные устройства – принтеры, сканеры, копиры, а в настоящее время всё чаще используются многофункциональные устройства (МФУ), которые облегчают работу офисных служащих, позволяющие получать твёрдую копию документа не только из памяти компьютера, но с современного носителя.

С моей точки зрения к современным носителя документированной информации относятся: магнитные карты, магнитные жёсткие диски, оптические диски, голограммы, носители на базе флэш-памяти. Может быть это не правильное суждение, но данные носители активно используются в настоящее время. Они пришли на смену хорошо всем известным аудио-, видеокассетам, микроформам, гибким дискам или дискетам. Их можно назвать устаревшими. Тоже самое произойдёт и с современными носителями информации, потому что современными они являются в данный момент. Лет через десять на смену современным носителям придут ещё более современные носители, так как человечество не стоит на одном месте, а прогрессирует и развивается бурными темпами. И через лет десять рассматриваемые в данной работе современные материальные носители документированной информации назовут устаревшими.

Классификация современных материальных носителей

· документы на искусственной материальной основе (на полимерных материалах).

В свою очередь, документы на искусственной материальной основе можно отнести к многослойным, в которых имеется как минимум два слоя – специальный рабочий слой и подложка (магнитные носители, оптические диски и др.). При этом основа подложка может быть всякой разной – бумажной, металлической, стеклянной, керамической, деревянной, тканью, плёночной или пластиночной пластмассовой. На основу наносится от одного до нескольких (иногда до 6-8) слоёв. В результате материальный носитель предстаёт порой в виде сложной полимерной системы.

Существуют также энергетические носители.

По форме материального носителя информации документы могут быть:

· карточными (пластиковые карты);

· дисковыми (диск, компакт-диск, CD-ROM, видеодиск). Местом размещения информации являются концентрические дорожки – оптические диски.

В зависимости от возможности транспортировки материальных носителей документы можно разделить на:

· стационарные (жёсткий магнитный диск в компьютере);

· портативные (оптические диски, носители на базе флэш-памяти).

В зависимости от способа документирования документы на современных носителях информации можно разделить на:

· магнитные (магнитные жёсткие диски, магнитные карты);

· оптические (лазерные) – документы, содержащие информацию, записанную с помощью лазерно-оптической головки (оптические, лазерные диски);

· голографические – созданные с использованием лазерного луча и фоторегистрирующего слоя материального носителя (голограммы).

· документы на машинных носителях – электронные документы, созданные с использованием носителей и способов записи, обеспечивающих обработку его информации электронно-вычислительной машиной[1] .

Документы на современных материальных носителях информации, как правило, не поддаются непосредственному восприятию, считыванию. Информация хранится на машинных носителях, а часть документов создаётся и используется непосредственно в машиночитаемой форме.

По предназначенности для восприятия рассматриваемую документы относятся к машиночитаемым. Это документы, предназначенные для автоматического воспроизведения находящейся в них информации. Содержание таких документов полностью или частично выражено знаками (матричное расположение знаков, цифр и т.п.), приспособленным для автоматического считывания. Информация записывается на магнитных лентах, картах, дисках и подобных носителях.

Документы на современных носителя информации относятся к классу технически-кодированных, содержащих запись, доступную для воспроизведения только с помощью технических средств, в том числе звуковоспроизводящей, видеовоспроизводящей аппаратуры или компьютера.

По характеру связи документов с технологическими процессами в автоматизированных системах различают:

· машинно-ориентированный документ, предназначенный для записи считывания части содержащейся в нём информации средствами вычислительной техники (заполненные специальные формы бланков, анкет и т. п.);

· машиночитаемый документ, пригодный для автоматического считывания содержащейся в ней информации с помощью сканера (текстовые, графические);

· документ на машиночитаемом носителе, созданный средствами вычислительной техники, записанный на машиночитаемый носитель: жёсткий магнитный диск, оптический диск, носитель на базе флэш-памяти – и оформленный в установленном порядке;

· документ-машинограмма (распечатка), созданный на бумажном носителе с помощью средств вычислительной техники и оформленный в установленном порядке;

· документ на экране дисплея, созданный средствами вычислительной техники, отражённый на экране дисплея (монитора) и оформленный в установленном порядке;

· электронный документ, содержащий совокупность информации в памяти вычислительной машины, предназначенный для восприятия человеком с помощью соответствующих программных и аппаратных средств.

Характеристик а современных материальных носителе й

Из всех носителей магнитных документов хочу выделить магнитный диск – носитель информации в виде диска с ферромагнитным покрытием для записи. Магнитные диски делятся на жёсткие (винчестеры) и гибкие (дискеты).

Из этой группы в своей работе я буду рассматривать только винчестеры, так как дискеты, их я называю устаревшими носителями информации, практически вытеснены оптическими дисками и носителями на базе флэш-памяти.

Жёсткие диски

Жёсткие магнитные диски, называемые винчестерами, предназначены для постоянного хранения информации, используемой при работе с персональным компьютером и устанавливаются внутри него.

Винчестеры значительно превосходят гибкие диски. Они имеют лучшие характеристики ёмкости, надёжности и скорости доступа к информации. Поэтому их применение обеспечивает скоростные характеристики диалога пользователя и реализуемых программ, расширяет системные возможности по использованию баз данных, организации многозадачного режима работы, обеспечивает эффективную поддержку механизма виртуальной памяти. Однако стоимость винчестеров намного выше стоимости гибких дисков.

Винчестер смонтирован на оси-шпинделе, приводимой в движение специальным двигателем. Он содержит от одного до десяти дисков (platters). Скорость вращения двигателя для обычных моделей может составлять 3600, 4500, 5400, 7200, 10000 или даже 12000 об/мин. Сами диски представляют собой обработанные с высокой точностью керамические или алюминиевые пластины, на которые нанесен магнитный слой.

Внутри любого винчестера обязательно находится электронная плата, которая расшифровывает команды контроллера жесткого диска, стабилизирует скорость вращения двигателя, генерирует сигналы для головок записи и усиливает их от головок чтения.

Различают два вида жёстких магнитных дисков.

Жёсткий диск (hard disk) – встроенный накопитель (дисковод) на жёстком магнитном диске пакет закреплённых один над другим магнитных дисков, извлечение которых в процессе эксплуатации электронных вычислительных машинах является невозможным.

Съёмный жёсткий диск (removable hard disk) – пакет магнитных дисков, заключённых в защитную оболочку, которые в процессе эксплуатации электронных вычислительных машинах могут выниматься из дисковода на сменном жёстком диске и заменяться другим. Использование этих дисков обеспечивает практически неограниченный объём внешней памяти ЭВМ[2] .

В ходе выполнения процедуры так называемого низкоуровневого форматирования (low-level formatting) на жесткий диск записывается информация, которая определяет разметку винчестера на цилиндры и секторы. Структура формата включает в себя различную служебную информацию: байты синхронизации, идентификационные заголовки, байты контроля четности. В современных винчестерах такая информация записывается однократно при изготовлении винчестера. Повреждение этой информации при самостоятельном низкоуровневом форматировании чревато полной неработоспособностью диска и необходимостью восстановления этой информации в заводских условиях.

Емкость винчестера измеряется в мегабайтах. К концу 1990-х годов средняя емкость жестких дисков для настольных систем достигла 15 гигабайт, а в серверах и рабочих станциях с интерфейсом SCSI применяются винчестеры емкостью свыше 50 гигабайт. В большинстве современных персональных компьютеров применяются жесткие диски емкостью 40 гигабайт.

Другой характеристикой винчестера является скорость чтения и записи, но она зависит не только от самого диска, но и его контроллера, шины, быстродействия процессора. У стандартных современных жестких дисков эта скорость составляет 15-17 Мбайт/с.

2. Пластиковые карты

Пластиковые карты представляют собой устройство для магнитного способа хранения информации и управления данными.

Пластиковые карты состоят из трёх слоёв6 полиэфирной основы, на которую наносится тонкий рабочий слой, и защитного слоя. В качестве основы обычно используется поливинилхлорид, который легко обрабатывается, устойчив к температурным, химическим и механическим воздействиям. Однако в целом ряде случаев основой для магнитных карт служит псевдопластик – плотная бумага или картон с двусторонним ламинированием.

Высокоэрцетивные полоски имеют чёрный цвет. Они устойчивы к воздействию магнитных полей. Для их записи нужна более высокая энергия. Используются в качестве кредитных карт, водительских удостоверений, т. е. в тех случаях, когда требуется повышенная износостойкость и защищённость. Низкоэрцетивные магнитные полосы имеют коричневый цвет. Они менее защищены, но зато проще и быстрее записываются. Используются на картах ограниченного срока действия, в частности, для проезда в метрополитене.

Следует заметить, что, кроме магнитного, существуют и другие способы записи информации на пластиковую карту: графическая запись, эмбоссирование (механическое выдавливание), штрих-кодирование, лазерная запись. В частности, в последнее время в пластиковых картах вместо магнитных полосок всё более широко стали применяться электронные чипы. Такие карты, в отличие от простых магнитных, стали называть интеллектуальными или смарт-картами (от англ. smart – умный). Встроенный в них микропроцессор позволяет хранить значительный объём информации, даёт возможность производить необходимые расчёты в системе банковских и торговых платежей, превращая таким образом, пластиковые карты в многофункциональные носители информации.

По способу доступа к микропроцессору (интерфейсу) смарт-карты могут быть:

· с контактным интерфейсом (т. е. при совершении операции карта вставляется в электронный терминал;

· с дуальным интерфейсом (могут действовать как контактно, так и бесконтактно, т. е. обмен данными между картой и внешними устройствами может осуществляться через радиоканал).

Защитный слой магнитных пластиковых карт состоит из прозрачной полиэфирной плёнки. Он призван предохранять рабочий слой от износа. Иногда используются покрытия, предохраняющие от подделки и копирования. Защитный слой обеспечивает до двух десятков тысяч циклов записи и чтения.

Размеры пластиковых карт стандартизированы. В соответствии с международным стандартом ISO-7810 их длина равна 85,595 мм, ширина – 53,975 мм, толщина – 3,18 мм.

Сфера применения пластиковых и псевдопластиковых магнитных карт достаточно обширна. Помимо банковских систем, они используются в качестве компактного носителя информации, идентификатора автоматизированных систем учёта и контроля, удостоверения, пропуска, телефонной и Интернет карты, билета для проезда в транспорте.

3. Оптические носители

Непрерывный научно-технический поиск материальных носителей документированной информации с высокой долговечностью, большой информационной ёмкостью при минимальных физических размерах носителя обусловил появление оптических дисков, получивших в последнее время широкое распространение. Они представляют собой пластиковые или алюминиевые диски, предназначенные для записи или воспроизведения звука, изображения, буквенно-цифровой и другой информации при помощи лазерного луча.

Стандартные компакт-диски выпускаются диаметром 120 мм (4,75 дюйма), толщиной – 1,2 мм (0,05 дюйма), с диаметром центрального отверстия 15 мм (0,6 дюйма). Они имеют жёсткую очень прочную прозрачную, обычно пластиковую (поликарбонатную) основу толщиной 1мм. Однако возможно использование в качестве основы и других материалов, например, оптический носитель с основой из картона.

Рабочий слой оптических дисков на первых порах изготавливался в виде тончайших плёнок легкоплавких материалов (теллур) или сплавов (теллур-селен, теллур-углерод, теллур-свинец и др.), а в последствии – главным образом на основе органических красителей. Информация на CD фиксируется на рабочем слое в виде спиральной дорожки с помощью лазерного луча, выполняющего роль преобразователя сигналов. Дорожка идёт от центра диска к его периферии.

При вращении диска лазерный луч следует вдоль дорожки, ширина которой близка к 1 мкм, а расстояние между двумя соседними дорожками – до 1,6 мкм. Формируемые на диске лазерным лучом метки (питы) имеют глубину около пяти миллиардных долей дюйма, а площадь 1-3 мкм 2 . внутренний диаметр записи составляет 50 мм, наружный – 116 мм. Общая длина всей спиральной дорожки на диске составляет около 5 км. На каждый мм радиуса диска приходится 625 дорожек. Всего на диске располагается 20 тыс. витков спиральной дорожки.

Информационная ёмкость дисков обычно составляет менее 650 Мбайт. На одном диске можно записать несколько сот тысяч страниц машинописного текста. Для сравнения: весь книжный фонд Российской государственной библиотеки, в случае его перевода на компакт-диски, можно уместить в обычной трёхкомнатной квартире. Между тем уже разработаны оптические диски и с гораздо большей ёмкостью – свыше 1 Гбайт.

Поскольку запись и воспроизведение информации на оптических дисках являются бесконтактными, постольку практически исключается возможность механического повреждения таких дисков.

Он также как и магнитный документ относится к современным носителя информации, основанным на оптических способах записи, считывания и воспроизведения. К оптическим документам относятся оптические диски и видеодиски: компакт-диски, CD-ROM, DVD-диск.

В данной работе был собран и обобщен материал, касающийся вопросов, связанных с современными носителями информации.

Создание емких, надежных, быстрых и недорогих носителей - это одна из приоритетных задач компьютерной индустрии. Именно поэтому так много крупных производителей и научных организаций ведут исследования в этой области, исследуя новые технологии.

Материал проекта может быть использован студентами, занятыми в области информационных технологий в целом и работающими с различными носителями информации и устройствами хранения: жесткими дисками в составе аппаратных и программных RAID-массивов, оптических накопителей, устройствах на основе флэш-памяти.

Читайте также: