Внешняя память ПК.Основные устройства хранения информации

Содержание

1. Введение………………………………………………………………………2
2. Накопители……………………………………………………………………3
3. Магнитные запоминающие устройства…………………………………......5
4. Дисковые устройства…………………………………………………………6
5. Магнитные дисковые накопители - гибкие диски………………………….6
6. Магнитооптические диски…………………………………………………...8
7. Накопители типа Bernoulli…………………………………………………..10
8. CD-ROM……………………………………………………………………...12
9. Интерфейсы………………………………………………………………….16
10. Основные параметры приводов………………………………………….....17
11. Технология DVD………………………………………………………….…18
12. Аппаратные средства……………………………………………………..…18
13. Заключение……………………………………………………………….….20
14. Список используемой литературы…………………………………………21

      Введение

     Внешняя 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.

     По  отношению к компьютеру накопители могут быть внешними и встраиваемыми (внутренними). Внешние накопители имеют собственный корпус и источник питания, что экономит пространство внутри корпуса компьютера и уменьшает нагрузку на его блок питания. Встраиваемые накопители крепятся в специальных монтажных отсеках (drive bays), что позволяет создавать компактные системы, которые совмещают в системном блоке все необходимые устройства. Сам накопитель можно рассматривать, как совокупность носителя и соответствующего привода. 

      Накопители

     Различают накопители со сменными и несменными носителями. 
Накопители информации представляют собой гамму запоминающих устройств с различным принципом действия, физическими и технически эксплуатационными характеристиками. Основным свойством и назначением накопителей информации является хранение и воспроизведение информации.

     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 они 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.

      Магнитные запоминающие устройства

     Принцип работы магнитных запоминающих устройств основан на способах хранения информации с использованием магнитных свойств материалов. Как правило, магнитные запоминающие устройства состоят из 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 устройства 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 круглого носителя. Ленточные носители имеют продольно расположенные поля – дорожки. Запись производится, как правило, 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 полярности 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. Магнитные запоминающие устройства широко используются в персональных компьютерах в качестве средств хранения информации.

      Дисковые устройства

     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. Дисковые устройства,  как накопители информации принято делить в связи с их техническими свойствами и характером исполнения, а также принципами записи:

     1. магнитные дисковые накопители

     2. оптические дисковые накопители

     3. магнитооптические дисковые накопители.

     В настоящее время, дисковые устройства являются основным видом устройств  хранения информации персональных компьютеров.

     Магнитные дисковые накопители - гибкие диски.

     В приводе флоппи-диска (гибкого диска, или просто дискеты) имеются два двигателя: один обеспечивает стабильную скорость вращения вставленной в накопитель дискеты, а второй перемещает головки записи-чтения. В отличие от привода винчестера головки в данном устройстве не «парят» над поверхностью флоппи-диска, а касаются ее.

     Для подключения разных типов дисководов предназначены обычно комбинированные  кабели с четырьмя разъемами, включенными  попарно. В отличие от винчестеров, для флоппи-дисководов порядок накопителя (A: или B:) определяется именно положением устройства на кабеле. 
Для каждого из типоразмера дискет (5,25 или 3,5 дюйма) существуют свои специальные приводы соответствующего форм-фактора. 
Дискеты каждого типоразмера (5,25 и 3,5 дюйма) бывают обычно двусторонними (Double Sided, DS), односторонние давно устарели. Плотность записи может быть различной: одинарной (Single Density, SD), двойной (Double Density, DD) и высокой (High Density, HD). Поскольку одинарная плотность уже неактуальна, такую классификацию обычно упрощают, говоря только о двусторонних дискетах двойной плотности (DS/DD, емкость 360 или 720 Кбайт) и двусторонних дискетах высокой плотности (DS/HD, емкость 1,2, 1,44 или 2,88 Мб). Плотность записи определяется величиной зазора между диском и магнитной головкой, а от стабильности зазора зависит качество записи (считывания). В качестве материала для изготовления магнитных дисков обычно применяют алюминиевый сплав Д16МП (МП — магнитная память). Этот сплав немагнитный, мягкий, достаточно прочный, хорошо обрабатывается. Гибкие дисковые устройства состоят из устройства чтения/записи – дисковода и непосредственного носителя – дискеты. 
Дискета представляет собой слой магнито-мягкого материала, нанесенный на специальную подложку, выполненную из полимерного немагнитного пластического материала, степень жесткости которого может быть различна в зависимости от реализации. Носитель помещается в бумажный, пластмассовый или другой кожух-корпус. В настоящее время, используются только двусторонние носители, следовательно, покрытие нанесено с обеих сторон дискеты и чтение/запись производится с обеих сторон. 
Дискеты различного диаметра, как правило, имеют разные оформления корпуса. На кожухе дискеты имеются, соответственно, отверстия: центрального захвата, отверстие позиционирования головки, отверстие физической защиты от записи, направляющие отверстия и пазы, отверстия автоопределения, отверстие определения полного оборота носителя.

     Каждый  сменный дисковый магнитный носитель перед использованием в какой-либо операционной системе необходимо подготовить к приему данных. Такая операция называется форматированием. Форматирование дискет производится при помощи специального программного обеспечения – программ форматирования дисков и, как правило, специфично для каждой операционной  системы. 
В настоящий момент, технологии хранения и чтения/записи информации на обычную дискету дают невысокие скорости обмена и позволяют добиться плотности записи для объема информации до 2 мегабайт. Такой объем и быстродействие считаются малыми, и поэтому дискеты используют лишь, как средство транспортировки и архивного хранения небольших объемов информации. В зависимости от интенсивности использования дискеты, ее необходимо проверять на предмет целостности и правильности логической и физической структуры при помощи специального программного обеспечения с различной частотой, но не реже одного раза в два месяца. Срок службы носителя зависит не только от способа его эксплуатации, но и от его исходного качества. Дискеты высокого качества известных крупных производителей способны форматироваться на максимальные объемы и выдерживают при эксплуатации до 70 млн. проходов головки чтения/записи по дорожке, что, практически, означает срок интенсивной эксплуатации до 20 лет.

     Магнитооптические диски

     Первые  оптические лазерные диски появились в 1972 году и продемонстрировали большие возможности по хранению информации. Объемы хранимой на них информации позволяли использовать их для хранения огромных массивов данных (таких как базы данных, энциклопедии, коллекции видео и аудио данных). Легкая замена этих дисков позволяла «носить с собой» все материалы, требуемые для работы, в любом объеме. Оптические диски имели очень высокую надежность и долговечность, что позволяло использовать их для архивного хранения информации. 
Но трудоемкая процедура записи и невозможность перезаписи сильно ограничивала применение оптических дисков, как устройства для каждого компьютера. Впервые МО диски появились в 1988 году и соединили в себе компактность гибких дисков и накопителя Bernoulli Box, скорость среднего жесткого диска, надежность стандартного Компакт Диска и емкость сравнимую с DAT лентами. Но широкому распространению МО дисков мешает сравнительно дорогая стоимость и конкуренция современных жестких дисков. По сравнению с современными жесткими дисками, они более медленны и уступают им по максимальным объемам хранимой информации. При этом, МО диски имеют большие перспективы, как вторичные накопители, применяемые для резервного хранения информации.

     Принципы   работы МО накопителя. 
МО накопитель построен на совмещении магнитного и оптического принципа хранения информации. Записывание информации производится при помощи луча лазера и магнитного поля, а считывание при помощи одного только лазера. 
В имеющихся  на  сегодняшний  день МО накопителях для записи информации применяются два цикла: цикл стирания и цикл записи. В процессе стирания магнитное поле имеет одинаковую полярность, соответствующую двоичным нулям. В цикле записи полярность магнитного поля меняется на противоположную, что соответствует двоичной единице. В этом цикле лазерный луч включается только на тех участках, которые должны содержать двоичные единицы, и оставляя участки с двоичными нулями без изменений.

     В процессе чтения с МО диска используется эффект Керра, заключающийся в изменении  плоскости поляризации отраженного лазерного луча, в зависимости от направления магнитного поля отражающего элемента.  
Такой способ в отличии от обычного, применяемого в оптических дисках, не деформирует поверхность диска и позволяет повторную запись без дополнительного оборудования. Этот способ также имеет преимущество перед традиционной магнитной записью в плане надежности.  
Механизмы МО накопителей строятся на базе механизмов обычных дисководов с небольшими конструктивными усовершенствованиями. В качестве интерфейса МО накопители оснащаются SCSI адаптерами (16 или 8 битными) драйвера диска и утилиты форматирования низкого уровня. В настоящее время существуют несколько форматов для форматирования МО дисков CCS (непрерывное комбинированное слежение) и SS (шаблонное слежение). В настоящее время формат CCS более популярен и имеет большее распространение. К сожалению, два эти формата несовместимы и перенос дисков из одной системы в другую невозможен. Это не единственная проблема переносимости, связанная с МО дисками.

     Область  применения. 
Область применения МО дисков определяется его высокими характеристиками по надежности, объему и сменяемости. МО диск необходим для задач, требующих большого дискового объема, это такие задачи, как САПР, обработка изображений, звука. Однако, небольшая скорость доступа к данным, не дает возможности применять МО диски для задач с критичной реактивностью систем. Поэтому, применение МО дисков в таких задачах сводится к хранению на них временной или резервной информации. 
Для МО дисков очень выгодным использованием является резервное копирование жестких дисков или баз данных. Применение МО дисков, также целесообразно при работе с приватной информацией больших объемов.