Какие аппаратные средства применяются для хранения информации кратко

Обновлено: 03.07.2024

Такие устройства называются накопителями. В основе их работы лежат разные принципы (в основном это магнитные или оптические устройства), но используются они для одной цели - для хранения информации для последующего многократного использования. Этот вид памяти, в отличие от оперативной памяти, является энергонезависимым. Объем носителей, используемых в этих устройствах, значительно превосходит объем оперативной памяти. Стоимость хранения единицы информации существенно ниже. Накопители бывают внешними (собственный корпус и источник питания) и внутренними (встраиваются в корпус компьютера), со сменными и несменными носителями, с носителями разной формы (диски, ленты). Накопители имеют разные характеристики: максимально возможный объем хранимой информации, время доступа. Немаловажное значение имеет стоимость хранения информации. Для интеграции накопителей в компьютер разработаны специальные интерфейсы.

Устройства хранения информации — любые аппаратные средства, способные к хранению информации или временно или постоянно.

Есть два типа устройств хранения, используемых в компьютерах: первичные устройства памяти, такие как RAM и вторичные устройства хранения, такие как жесткий диск. Вторичные устройства хранения информации могут быть съемными, внутренними, или внешними.

Без устройства хранения информации Ваш компьютер был бы не в состоянии сохранять любые настройки или информацию считался бы простым терминалом.

Примеры устройств хранения информации.

Магнитные устройства хранения информации.

Сегодня, магнитное хранение — один из наиболее распространенных типов хранения, используемый с компьютерами, и является технологией, которую используют компьютерные жесткие диски.

Дискета
SuperDisk
Кассеты с лентой
Дискеты zip

Оптические устройства хранения информации.

Еще одним из основных методов хранения информации является оптическое хранение, которое использует лазеры и световые сигналы как метод чтения и записи данных.

Диски Blu-ray
Диски CD-ROM
Диски CD-R и CD-RW
DVD-R, DVD+R, DVD-RW и диски DVD+RW

Устройства флэш-памяти.

USB флэш накопитель

Флэш-память начинает заменять магнитные носители, поскольку эта технология становится более дешевой, более эффективной и надежно.
Флэш накопители
Карты памяти
Memory stick

Онлайн и облако.

Бумажное хранение

На заре своего развития компьютеры не имели вышеупомянутых технологий для того, чтобы хранить информацию и должны были полагаться на бумагу. Сегодня, эти формы хранения редко встречаются или используются.

При сохранении чего-либо на компьютере он может спросить у Вас, куда сохранить информацию. По умолчанию большая часть информации сохраняется на Вашем компьютерном жестком диске. Если Вы захотите переместить информацию на другой компьютер, сохраните ее на съемное устройство хранения, такое как карта флэш-памяти.

Следует иметь в виду, что, несмотря на то, что эти устройства действительно отправляют и получают информацию, их не считают устройствами ввода данных или устройствами вывода.

Добавить комментарий Отменить ответ

Здравствуйте, меня зовут Евгений, я много лет занимаюсь ремонтом компьютеров и уже накопил немалый опыт в этом деле. И этим опытом я решил поделиться с Вами. На моем сайте представлены различные советы и хитрости по использованию тех или иных операционных систем, история компьютеров и вообще любая информация, которая хоть как то связана с компьютерами.

Я не претендую на истину в первой инстанции, я просто человек и могу ошибаться, а так же иметь свой собственный взгляд на какие либо вещи, который может отличаться от общепринятого.

Я постараюсь излагать информацию на моем сайте максимально просто и доступно, не перегружать ее техническими терминами, для того чтобы она была доступна и понятна максимальному количеству пользователей, в первую очередь, конечно, для начинающих.

Желаю приятной навигации по сайту. Читайте, комментируйте, и конечно указывайте мне на мои ошибки, которые наверняка будут встречаться, вместе мы сделаем сайт лучше.

Система хранения данных (СХД) — это комплекс аппаратных и программных структур, необходимых для содержания информации, которая, как правило, поставляется в значительном объеме. Объекты, помещаемые внутрь подобной конфигурации, могут обладать самым разным форматом: от классических медиа файлов до объемных баз. В качестве основных носителей используются всевозможные гибридные решения, состоящие из SSD и HDD. Главные отличия СХД от обыкновенной компьютерной памяти — это внушительная архитектура, возможность объединения контейнеров для транспортировки в сеть, присутствие отладочного управленческого ПО, а также техники копирования, архивирования и виртуализации.

Сфера разработки систем для содержания и обработки данных предоставляет возможному пользователю внушительный выбор, позволяя ему выбирать нужные классы устройств, предназначенных для решения конкретных задач по индивидуальным характеристикам. Однако подобное разнообразие ассортимента конструкций существовало не всегда: отрасль развивалась постепенно, претерпевая огромное количество модернизаций, изменяясь под тот объем работы, который требовался человеку в определенное время.

Однако несмотря на наличие глобальных модификаций, сам принцип содержания остался неизменным. Физика полупроводниковых инноваций в конечном счете сводится к поиску новых научных достижений, обеспечивающих увеличение плотности транзисторов, размещенных на подложке. Схемы и микропроцессоры, взаимодействующие между собой, создают стройную систему, которая, кстати, пришла на смену модулям прошлого, состоящих из вакуумных ламп и отдельных электропроводящих элементов.

Как хранили данные раньше

Огромный технологический скачок рассматриваемая сфера совершила в течение последних 60-70 лет. За указанное время люди успели придумать, разработать и выпустить многочисленное количество устройств, применяемых для аккумулирования информации в рамках единого носителя. К их числу относились:

магнитные и перфорированные ленты;
барабаны;
диски;
оптические винты;
перфокарты.

Каждый прибор характеризовался собственным набором преимуществ и недостатков. Создание любого из них постепенно приближало исследователей к успешно используемой современной аппаратуре.

Носители данных, использующие перфорацию

Самый первый модуль, являющийся прообразом всех нынешних систем, предназначенных для сбора и обработки информационных контейнеров. Их главная особенность – наличие значительного числа отверстий правильной формы, расположенных прямиком на листовом материале. В качестве подложки может приобретаться буквально все, вплоть до специального тонкого картона. Наиболее широко они применялись во второй половине XX века. С течением времени были заменены новыми конструкциями, представленными в виде компактных, быстрых и удобных полупроводниковых, магнитных или оптических носителей.

Перфокарты

Перфорированные элементы – это оборудование, применяемое людьми задолго до изобретения первого компьютера. Они задействовались, например, в ткацких станках, часах-карильонах, обыкновенных шарманках и пр. Первый человек, задумавшийся об использовании таких аппаратов для хранения данных – Герман Холлерит. Он реализовал свою идею для обработки статистики, полученной во время переписи населения. Позже ему удалось перенести информацию на другие приложения – это открытие привело современную группу компаний IBM к периоду благополучия, длящемуся до сих пор.

Перфоленты

На первый взгляд, более практичные носители, которые, к сожалению, в бизнесе и на крупных предприятиях практически не применялись. Основные проблемы устройства (последовательный доступ, небольшая емкость и низкая скорость ввода/вывода) сильно мешали дальнейшему распространению. Узкие 5-колонные ленточки с 1857 года можно было найти на телеграфах, а их широкие аналоги на 24 колонки задействовались в электромеханическом калькуляторе, изобретенном порядка 80 лет назад.

Магнитные ленты

Виды и средства хранения данных начали преобразовываться в 1924 г., с момента создания катушечных магнитных носителей. Такое оборудование обладало сильными преимуществами, выгодно отличаясь от устаревших перфокарт практически по всем фронтам. Побуждением к совершенствованию технологии стало то, что уже в середине восьмидесятых годов прошлого столетия, емкости дисков измерялись гигабайтами, а работать с такими величинами могли исключительно накопители нового формата. За три десятка лет исследователи разработали огромное количество подобных модулей, однако самым распространенным стандартом стал LTO. Именно на такой основе выпускают многие современные картриджи.

Магнитный барабан

Промежуточный вариант способ решения спора между регламентом пошаговой записи и нуждой обеспечения доступа к данным, расположенным во внешнем устройстве. Произведен в 1932 г, а его создателем считается Густав Тучек. Такие конструкции эксплуатировались до 1980 г: ими комплектовались машины ЭВМ БЭСМ-6, а также ее современники.

Гибкие диски

Организация хранения данных: почему возникла необходимость в СХД

По результатам опросов бренда IDC Perspectives, до 23% от расходов в сфере IT уходит на операции по аккумулированию информационных контейнеров. Упомянутое положение дел обеспечивается чрезвычайно высокими темпами роста современного бизнеса: предприятия нуждаются в надстройках, способных сохранять и обрабатывать огромные потоки цифровых структур. Безвозвратная потеря каких-либо важных записей – это настоящая катастрофа, способная привести к краху даже самую успешную, и, казалось бы, непоколебимую корпорацию.

Факторы, способствующие развитию

Перед тем как начать разбираться с большим вопросом о том, что такое система хранения данных (СХД) в нынешнем формате, следует уточнить перечень причин, позволяющих говорить о чрезвычайной необходимости модернизации в целом:

Развитие конкурентоспособности многих фирм, а также сложные характеры внутри рыночного противостояния
Появление брендов, предлагающих решения для обустройства сеток предпринимательских учреждений.
Пользовательская нужда в адаптивных платформах, способных работать с аналитикой в различных формах.

Все перечисленные факторы сыграли чрезвычайно важную роль во всем процессе становления отрасли.

Сферы применения СХД

В 2021 году рассматриваемые классы устройств используются в максимально широком ассортименте самых различных сфер:

формирование отчетности;
выработка прогнозов;
бизнес-аналитика;
переход на электронный документооборот в правительственном масштабе и пр.

На самом деле, намного проще перечислить отрасли, в которых подобные конструкции использованы не были.

Требования

В 2008 г., компания ТИМ выполнила исследование, основной целью которого стало получение данных от пользователей о приоритетных характеристиках аппаратуры, применяемой для аккумулирования информации. Исходя из результатов сотен опросов, можно сделать вывод о том, что люди, приобретающие рассматриваемые структуры, выделяют следующий набор их претенциозных качеств:

функциональность;
совокупная стоимость;
прямые затраты;
объем потерь на издержках при содержании;
наличие рисков в плане обслуживания;
присутствие гарантийного пакета и пр.

Все указанные факторы подталкивают предпринимателей к приобретению новых, более удобных, качественных и надежных модулей.

Из чего состоит

Обозреваемые структуры всевозможного класса создаются из определенного и стандартизированного числа элементов:

носитель, выступающий в роли хранителя;
инфраструктура обеспечения доступа;
внутренняя группа дополнительной архивации и восстановления;
ПО для настройки и отладки;
сервис взаимодействия и диагностики.

Практически во всех случаях модели монтируются в классический шкаф (размером 19 дюймов), а их внешняя часть комплектуется наружными интерфейсами, отверстиями для коммутации портов, аккумуляторными батареями и пр.

Дисковые массивы

В конце 1990 года был создан уникальный коммерческий накопитель, полученный в результате объединения научных баз RAID и выпускаемых тиражом винчестеров. Незамысловатая логика устройств полностью соответствовала их физической конфигурации, а размеры одного такого контейнера могли варьироваться до 64 терабайт (конечно же, на современных аналогах). Впоследствии идея получила продолжение: дорогие и примитивные модули были заменены на легендарные версии 4200-ICDA, работа которых обеспечивалась мощностями 32-разрядного процессора.

Ключевые требования к СХД

Все системы обозреваемых классов предполагаются для использования в реальных, и достаточно непростых эксплуатационных условиях. Коммутацию к ним на практике осуществляют десятки и сотни серверов – этот фактор диктует основные условия, выдвигаемые к подобным интерфейсам:

надежность и отказоустойчивость;
доступность информации;
наличие средств настройки и управления;
производительность;
масштабируемость.

Конечно, существуют и другие качества, однако представлять их следует именно в таком перечне.

Типы СХД

Комплект из достаточно сложных технических устройств функционирует по собственным регламентам, отладкой которого первоначально занимается разработчик, а затем – пользователь.

Дисковые

Модули применяются для оперативного взаимодействия с информационными контейнерами и формирования промежуточных копий. В 2021 году практикуется использование таких версий:

для рабочих файлов;
для резервного копирования;
для долговременной архивации.

Все перечисленные виды storage-аппаратов обладают чрезвычайно широким набором сфер возможного применения.

Ленточные

Используются для создания вторичных дубликатов и архивированных структур. Как правило, поставляются в формате следующих категорий:

отдельные полноформатные накопители;
автоматические загрузчики;
ленточные библиотеки.

Аналогичным образом применяются практически повсеместно.

Варианты подключений СХД

Для коммутации жестких дисков, пребывающих в составе единого хранилища, задействуются все возможные внутренние интерфейсы:

Также оборудование подобного профиля комплектуется и внешними средами:

Еще есть узел взаимодействия между кластерами – Infiniband, также применяемый для получения доступа к рассматриваемым конструкциям.

Возможные топологии

Каждое стандартизированное хранилище состоит из набора некоторых активных элементов, обеспечивающих непосредственную функциональность всей аппаратуры:

модуль коммутации серверов;
емкости для хранения;
компоненты сейфовых сетей и пр.

Такая архитектура была разработана в середине девяностых годов прошлого столетия. Она обладает некоторым перечнем неотъемлемых преимуществ: сниженные затраты, простое управление, уменьшенный трафик локальных сеток, высокая степень готовности и отличная протекция.

Системы прямого подключения (DAS)

Модели Direct Attached Storage, коммутация которых выполняется непосредственно к серверной части всего построения. По сути, представляют собой разумный способ дискового расширения отдельно взятой ячейки, позволяющей пользователям взаимодействовать с конструкцией через сеть, в дистанционном, удаленном формате.

Устройства хранения данных, подключаемые к NAS

Накопитель, подключенный к сетевым настройкам, обеспечивающий файловый доступ к информации для сред LAN/WAN. Главные преимущества – высокая скорость развертывания, отлично организованные операции взаимодействия с контейнерами и возможность использования в узконаправленных секторах.

Структура блочного формата – отдельная сеть, служащая для организации доступа со стороны серверов и рабочих станций, отвечающих за мероприятия по обработке внутренних аккумулированных единиц. Благодаря наличию такого интерфейса, оборудование получает отличную готовность и хорошие параметры, связанные с интенсивностью осуществления запросов.

Решётка

Дополнительный вариант соединения, посредством которого создается архитектура с узлами, образующими регулярный одномерный решетчатый сервис. При этом каждое ребро полученного построения расположено параллельно наличествующей оси, и объединяет две смежных точки.

Кольцо

Сеть с такой топологией единообразно формирует все элементы, выстраивая их в окружность, коммутируемую каналами связи. Выход одного компьютера подключается к входу другого, а начав движение из одного места, сведения в итоге возвращаются в начало.

Центрально-распределенная система обработки и хранения данных

Каскадная решетка, основным предметным отличием которой являются элементы, с числом включений, варьирующимся в зависимости от топологических параметров всей конструкции. Используется в качестве принципиального модуля для создания распределительных структур, в формате сложных программируемых объектов.

Многоуровневая топология

Понятие Data multi tiering – наверное, один из самых классических аспектов процесса виртуализации. Первоначальный термин получил огласку в 1959 году, выступая в качестве обозначения виртуальной внешней памяти на дисках, расширяющих внутреннее контейнерное устройство, собираемое из магнитных сердечников. В рамках прогресса специалисты сумели создать сеть, состоящую из четырех отдельных уровней, на нулевом цикле которой монтируется классическая версия SSD. Далее идут быстрые узлы SAS, а затем – ленты.

Программный и аппаратный RAID

Все комплексы СХД, существующие и активно использующиеся в 2021 году, подразделяются на два класса:

Использование отдельного RAID-контроллера с собственным процессором и кэшируемой памятью.
Специализированное создание обеспечения, применяемого для расчета RAID.

Наиболее современным и качественным видом ПО считается именно программируемая структура. Например, в российском прайс-листе брендов, занимающихся поставками рассматриваемых архитектур, системы занимают до 20-30% от общей стоимости всей разработки.

Системы хранения информации на мировом рынке

Для того чтобы понять, что СХД – это элемент, обладающий по-настоящему весомой важностью во всемирном масштабе, можно просмотреть некоторые статистические показатели. Уже в 2018 году объем сектора составил порядка 5,9 млрд долларов, а, по прогнозам экспертов, ежегодный прирост отрасли колеблется в районе 24,53%. Таким образом, уже через несколько лет общая операционная прибыль сегмента достигнет планки в $17,8 – невероятные величины, даже в условиях повальной цифровизации абсолютно любых аспектов жизнедеятельности. Основными потребителями подобной продукции остаются классические дата-центры.

Российский рынок

По аналогичным показателям формируется и отрасль разработки и продажи систем хранения данных в Российской Федерации. Наша страна не отстает от мировых тенденций: объем профильного рынка еще в 2010 году достиг величины в 65 млн долларов.

Чрезвычайная динамика развития обусловлена молодостью большинства крупных фирм – отечественные создатели ПО и архитектур стремятся наверстать упущенные годы, постепенно зарабатывая авторитет на европейских и американских площадках. Сегодня подобными модулями пользуются не только традиционно крупные организации, но и бренды, представляющие различные отрасли малого и среднего бизнеса.

Основные этапы проектов создания хранилищ данных

Чтобы понять, что такое СХД на самом деле, следует просмотреть небольшую карту построения формаций:

Выбор носителя.
Создание технологии для оборудования ХД.
Построение логической модели.
Размещение информации из подобранных источников.

Конечно, каждый этап делится на огромное количество подкатегорий, обладающих различными нюансами. Мероприятия по формированию подобной конструкции отнимают множество времени, а проведением изысканий, как правило, занимаются специалисты с внушительным опытом практической деятельности.

Тенденции и перспективы

Компания Western Digital провела обширное исследование, основная цель которого – определение того, как именно будет развиваться вся отрасль СХД в обозримом будущем. Результаты, опубликованные в апреле 2020 года, выглядят приблизительно так:

увеличение численности ЦОД;
появление новых архитектур;
стандартизация ИИ;
способы простого развертывания периферийных устройств;
деление базовых компонентов структуры на дополнительные уровни;
появление инноваций в областях создания носителей;
формирование решений для унификации доступа к контейнерам и пр.

Конечно, представленные идеи – это всего лишь прогнозы, которые, однако, могут с высокой вероятностью перейти в реальную жизнь.

Сравнение технологий обмена данными

Понять прогресс всего рынка в целом можно, например, благодаря сравнительному анализу прошлых, базисных устройств, используемых для компиляции классических сеток, с нынешними веяниями и аппаратами отрасли. Нетрудно догадаться, что новые серверные базы, а также совершенные комплексы, достигли невероятных высот как в плане технических характеристик, так и в функциональности. Прошлые перфокарты и решетчатые сервисы все еще существуют на отдельных порталах, однако до их полной замены осталось совсем небольшое количество времени.

Система обработки и хранения данных: отказоустойчивость

Один из самых главных показателей, влияющих как на стоимость, так и на привлекательность модуля в глазах потребителя. Оценить его можно по двум основным коэффициентам.

RPO (recovery point objective)

Максимальный период, за который может быть потеряна сохраняемая информация в результате какого-либо катастрофического и неприятного инцидента. Грубо говоря, представляет собой границу, в рамках которой специалисты могут действовать для проведения восстановительных работ.

RTO (recovery time objective)

Промежуток времени, в течение которого конструкция остается недоступной после аварийной деактивации. Чем меньше показатель, тем больше ресурсов требуется на финансовое обеспечение всей сетки.

Резервное копирование

Возможность создавать вторичные копии и дубликаты с определенной частотой. Такими модулями комплектуются практически все современные структуры, так что его важность уходит на второй план.

Как выбрать

Хранение данных – это отрасль, характеризующаяся по-настоящему широким ассортиментом решений, каждое из которых подходит под индивидуальные параметры конкретной задачи. Чтобы подобрать качественную и эффективную в заданных условиях конструкцию, потребитель должен обратить внимание на некоторый перечень показателей: число серверов, наличие блочного и файлового доступа, количество контроллеров, форм-фактор дисков, планируемый годовой рост архитектуры и требуемый рабочий объем. Учитывая все величины, пользователь без труда совершит нужную и действительно стоящую своих денег покупку.

Каким бы образом ни передавалась информация, она не сразу поступает на обработку - сначала необходимо ее накопить, поэтому возникает потребность организации хранения данных. Потребность хранения данных вызвана также необходимостью обеспечения сохранности данных.

К хранению информации предъявляют следующие требования:

надежность и долговечность хранения;
быстрый доступ к информации;
возможность обновления и накопления информации;
минимальное время поиска нужных данных;
простота обслуживания;
компактность хранилища.

Для хранения информации используют в основном те же носители, что и для ее регистрации. В зависимости от длительности хранения информации различают средства кратковременного и долговременного хранения.

К кратковременным средствам хранения информации относятся оперативная и буферная память ЭВМ. Роль долговременных средств хранения выполняют внешние запоминающие устройства и соответствующие им носители информации, а также различные виды документов.

В зависимости от назначения и конструктивного выполнения технические средства хранения и поиска документов делятся на два вида, представленных на рис. 3.9.

Простые средства хранения и поиска используются для хранения информации, зафиксированной на документационных носителях. К ним относятся папки, футляры, шкафы, картотеки.

Папки обычно применяются для хранения документов стандартных форматов. Они имеют различные приспособления для укрепления документов и небольшое поле на лицевой стороне для указания наименования и краткого содержания папки.

Футляры удобно использовать для хранения чертежей, схем и карт. Футляры изготовляют прозрачные и непрозрачные.

Шкафы применяют для хранения папок, конвертов, футляров и др. По конструкции различают шкафы для горизонтального хранения документов, для подвесного вертикального хранения документов, секционные, с вращающимися полками. Шкафы для подвесного вертикального хранения документов по сравнению с шкафами для горизонтального хранения обеспечивают лучший обзор папок, что значительно сокращает время поиска документов. В секционных шкафах обычно хранят сброшюрованные материалы. Шкафы с вращающимися полками удобно использовать для документов, которые неоднократно используются для получения информации.

Картотека - это массив информации, где каждый документ (карта) является единицей хранения и имеет свой постоянный адрес. Набор слов или составленная из них фраза определяет адрес документа и называется поисковым кодом документа. Для облегчения поиска в картотеках применяют разделители, таб-карты, рейтеры (индикаторы), надсечки, карты с краевой перфорацией.

По конструктивному исполнению картотеки бывают следующих видов:

Автоматизированные средства хранения и поиска информации включают различные информационно-поисковые системы (ИПС), ориентированные на поиск информации по ключевым словам или фразам.

При использовании вычислительной техники средства хранения и поиска информации могут быть организованы как автоматизированные банки данных. АБД служит для централизованного хранения и коллективного использования информации пользователями путем подключения их к АБД посредством каналов связи. В качестве автоматизированного банка данных в широкомасштабных вычислительных сетях используются специализированные информационные центры. В локальных вычислительных сетях (ЛВС) в качестве АБД используются мощные серверы (специализированные ПЭВМ).

IV. Средства обработки информации

В информационных технологиях в качестве средств для автоматической обработки информации используются электронно-вычислительные машины (ЭВМ) различных классов и типов.

Классификация основных видов ЭВМ представлена в табл. 3.2.

В настоящее время во всех классах и типах электронно-вычислительных машин используются микропроцессорные устройства. Однако класс микроЭВМ в настоящее время превалирует на рынке средств вычислительной техники и используется практически во всех отраслях человеческой деятельности. Как правило, микроЭВМ является основой технической базы построения автоматизированных информационных технологий.

В свою очередь, микроЭВМ можно разделить на две основные группы:

К многопользовательским ЭВМ относятся, прежде всего, серверы, которые используются в вычислительных сетях. Серверы в сети часто специализируются и используются для выполнения различных обслуживающих функций:

В качестве однопользовательских микроЭВМ в локальных вычислительных сетях автоматизированных информационных технологий используются персональные компьютеры различной архитектуры, которые могут выступать в качестве АРМ или рабочих станций.

В основе функционирования любого типа компьютера лежит запоминающее устройство, способное сохранять информацию, использовать ее для расчетов и выдавать по первому требованию оператора.

Определение

Устройство хранения информации представляет собой приспособление, связанное с остальными элементами компьютера и способное воспринимать внешнее воздействие. В современных ЭВМ применяется сразу несколько типов подобных изделий, каждое из которых обладает собственной функциональностью и особенностями работы. Устройства хранения ключевой информации классифицируются по своим принципам работы, требованиям к энергообеспечению и по многим другим параметрам.

Действия с памятью

Главная задача любого записывающего приспособления заключается в возможностях работы с ним оператора. Все действия разделяются на три типа:

Хранение. Вся информация, попавшая на записывающее устройство, обязана находиться там до удаления оператором или компьютером. Бывают изделия, способные хранить данные долгое время даже при выключенной ЭВМ. Именно так функционируют стандартные жесткие диски. Другие схожие изделия (оперативная память) содержат только часть данных, чтобы оператор получил к ним доступ максимально быстро.
Ввод. Информация должна каким-то образом попадать на записывающее устройство. В данном случае разделение может идти по этому принципу. Одни модели работают напрямую с оператором. Другие связаны с иными запоминающими элементами, ускоряя их работу.
Вывод. Полученные данные выводятся на интерфейс взаимодействия с пользователем или предоставляются для расчетов другим запоминающим приспособлениям.

Все устройства хранения, ввода и вывода информации тем или иным образом связаны в единую сеть в рамках одного компьютера. Все вместе они обеспечивают его работоспособность.

Форма

Классификация устройств хранения информации по форме записи разделяет их все на две категории: аналоговые и цифровые. Первые в современном мире практически не используются. Ближайшим примером аналогового записывающего устройство является кассета для магнитофона, которая уже давно устарела. Тем не менее некоторые разработки ведутся и в этом направлении. На данный момент уже есть несколько прототипов неплохих по емкости и скорости работы изделий такого типа, однако сравнительно с цифровыми устройствами они значительно проигрывают по стоимости производства. Стандартный жесткий диск для компьютера хранит информацию в виде единиц и нулей. Это цифровое записывающее устройство, как и подавляющее большинство современных изделий такого типа. В основе их функционирования лежит принцип сохранения физического состояния носителя в одной из двух возможных форм (для двоичной системы). Сейчас применяются и более современные варианты, способные использовать троичный или даже десятичный вид записи. Это стало возможно благодаря использованию уникальных свойств разных материалов и появлению новых технологий записи данных на накопители. Человечество постепенно увеличивает объем возможной для сохранения информации с одновременным уменьшеним размера носителя.

Устойчивость записи

Классификация по этому показателю разделяет все устройства хранения и обработки информации на четыре группы:

Оперативные записывающие (ОЗУ). Оператор получает возможность вносить новую информацию, считывать уже имеющуюся и работать с ней прямо в процессе функционирования. Пример – оперативная память компьютера. В ней хранится большая часть постоянно запрашиваемых данных, благодаря чему не требуется постоянно обращаться к основному жесткому диску. В большинстве случаев вся информация стирается с таких носителей после отключения подачи энергии.
Перезаписываемые (ПППЗУ). Такие изделия позволяют записывать, стирать и вновь вносить данные практически неограниченное количество раз. Пример – CD-RW и стандартные жесткие диски. В любом компьютере такой памяти больше всего, и именно на ней хранится практически вся информация пользователя.
Записываемые (ППЗУ). На таких устройствах данные можно сохранить только один раз. Невозможно перезаписать или удалить информацию, что и является самым главным минусом подобных изделий. Пример – диски CD-R. В современном мире используется крайне редко.
Постоянные (ПЗУ). Этот тип устройств сохраняет единожды записанную информацию и не позволяет как-либо ее удалять или изменять. Пример – BIOS компьютера. В нем все данные остаются без изменений и пользовать получает возможность выбрать только другие настройки из перечня существующих. В отличие от ППЗУ, на такие носители все же можно вносить новые данные, но, как правило, это требует полного удаления старых. То есть BIOS можно переустановить, но не дополнить или обновить.

Энергонезависимость

Для работы компьютеру требуется электроэнергия, без которой выполнение всех действий было бы невозможным. Однако если бы каждый раз после выключения ПК данные обо всей проделанной работе стирались, то значение ЭВМ в нашей жизни было бы значительно меньшим. Так какие устройства хранения информации по потребности в питании существуют?

Энергозависимые. Эти изделия работают только тогда, когда есть к ним подано электричество. К такому типу относят стандартные модули оперативной памяти DRAM или SRAM.
Энергонезависимые. Для сохранения информации записывающие устройства не требуют питания. Пример – жесткий диск компьютера.

Тип доступа

Устройства хранения информации разделяются также и по этому показателю. По типу доступа память бывает:

Ассоциативной. Используется редко. К таким изделиям можно отнести специальные устройства, которые используются с целью повышения скорости работы обширных массивов данных.
Прямой. Полный и неограниченный доступ предлагается жесткими дисками, которые относятся к этому типу доступа.
Последовательной. Сейчас практически не используется. Ранее применялся в магнитных лентах.
Произвольной. По такому принципу работает оперативная память, предоставляющая пользователю возможность в произвольной форме получить доступ к последней информации, с которой работала система. Применяется для ускорения работы компьютера.

Исполнение

Устройства, предназначенные для хранения информации, имеют классификацию по типу исполнения.

Печатные платы. К такому виду относятся модули оперативной памяти и картриджи для старых приставок. Работают очень быстро, однако нуждаются в постоянной подаче энергии, из-за чего их текущее применение носит вспомогательную роль.
Дисковые. Бывают магнитными и оптическими. Самым популярным представителем считается жесткий диск компьютера. Используются в качестве основного носителя информации.
Карточные. Вариантов исполнения много. Из последних можно отметить флеш-карты. Ранее этот тип применялся для изготовления перфокарт и их магнитных аналогов.
Барабанные. Пример – магнитный барабан. Практически не используется.
Ленточные. Пример – перфорированные или магнитные ленты. В современном мире почти не встречается.

Физический принцип

По физическому принципу работы устройства ввода, вывода, хранения и обработки информации разделяются на:

Магнитные. Выполняются в виде сердечников, дисков, лент или карт. Пример – жесткий диск. Это не самый быстрый способ обработки информации, однако он позволяет долгое время хранить данные без подачи энергии, что и обеспечивает их текущую популярность.
Перфорационные. Изготавливаются как ленты или карты. Пример – старинная перфокарта, используемая для записи информации в первых моделях ЭВМ. Из-за сложности изготовления и небольшого количества хранимых данных сейчас такой принцип практически не используется.
Оптические. CD-диски любого вида. Все они работают на принципе отражения света от своей поверхности. Лазер прожигает дорожки, образуя участки, отличающиеся от общей массы, что позволяет использовать все ту же систему двоичного кода, в которой одно состояние диска обозначается единицей, а другое – нулем.
Магнитооптические. Диски типа MO. Используются редко, но сочетают в себе преимущества обеих систем.
Электростатические. Работают по принципу накопления заряда электричества. Примеры – ЭЛТ, конденсаторные запоминающие устройства.
Полупроводниковые. Используют особенности одноименных материалов для сбора и хранения данных. Так работает флеш-накопитель.

Помимо всего прочего, существуют запоминающие устройства, работающие по другим физическим принципам. Например, на сверхпроводимости или звуке.

Количество состояний

Последним вариантом классификации устройства долговременного хранения информации является то, сколько состояний оно может поддерживать. Как уже было сказано выше, цифровые носители работают за счет изменения своей физической части на основе поданной электроэнергии. Самый простой пример: если магнитится, значит, это равно цифре 1, если нет, значит – 0. Это принцип работа двоичных систем, которые способны поддерживать только два варианта состояния. Сейчас также используются устройства, работающие в трех и более формах. Это открывает очень широкие перспективы использования носителей данных, позволяет уменьшать их размер, одновременно с увеличением общего объема хранимой информации.

Итоги

Читайте также: