Техническое регулирование на примере устройства для хранения информации

     

     Рис 1.2 Накопитель на жестких магнитных дисках

     1.3.3 Оптические CD,DVD,BD

     CD(Compact Disc)-оптический носитель информации в виде пластикового диска с отверстием в центре, процесс записи/считывания информации на/c который осуществляется при помощи лазера.CD становятся все более быстродействующими и дешёвыми. На диске CD промышленным способом записывается информация. Наибольшее распространение получили 5-дюймовые диски CD емкостью 670 Мбайт. По своим характеристикам они полностью идентичны обычным музыкальным компакт-дискам. Данные на диске записываются в виде спирали (в отличие от винчестера, данные на котором располагаются в виде концентрических окружностей). С точки зрения физики лазерный луч определяет цифровую последовательность единиц и нулей, записанных на CD, no форме микроскопических ямок (пит, pit) на его спирали. Сегодня, имея компьютер с записывающим дисководом CD, можно сделать диск менее чем за час.

     DVD(Digital Versatile Disk, ранее Digital Video Disk), т. е. многоцелевой цифровой диск – тип компакт-дисков, хранящий от 4,7 до 17 Гбайт информации, что вполне достаточно для полнометражного фильма. Такой объем способен удовлетворить любого производителя компьютерных игр и энциклопедий, для выпуска которых обычно требовалось несколько CD-ROM, вызывая неудобства у пользователя.Спецификаций DVD-ROM рассматривает диски и технологию DVD в качестве средства хранения компьютерных данных, обладающего громадной емкостью. Спецификация DVD-Video, вокруг которой ломалось столько копий, предусматривает лишь запись полнометражных кинопрограмм с высоким качеством изображения, многоканальным звуком и интернациональными настройками. Спецификация DVD-Audio рассматривает стандарт записи лишь звука, предполагая, правда, значительно более высокое качество, многоканальность и возможность поместить на том же диске не только 74 мин. музыки, но и разнообразную сопутствующую информацию.Становится ясным, что стремительное понижение цен на DVD-устройства может привести к вытеснению CD-приводов уже в ближайшее время даже при условии использования старых носителей. DVD по структуре данных бывают четырёх типов:

• DVD-видео — содержат фильмы (видео и звук);
• DVD-Audio — содержат аудиоданные высокого качества (гораздо выше, чем на аудио-компакт-дисках);
• DVD-Data — содержат любые данные;
• смешанное содержимое.

     BD(Blu-ray - англ. blue ray — синий луч и disc — диск) — формат оптического носителя, используемый для записи и хранения цифровых данных, включая видео высокой чёткости с повышенной плотностью. Стандарт Blu-ray был совместно разработан консорциумом BDA.В новой технологии появились кардинальные изменения в логической структуре диска, стоимости и других параметрах. Длина волны синего лазера укоротилась до 405 нм, что позволило позиционировать луч намного точнее, а следовательно, и размещать данные на диске с большей плотностью. Более короткая длина волны сине-фиолетового лазера позволяет хранить больше информации на 12 см дисках того же размера, что и у CD/DVD.BD является продуктом нового поколения, наиболее прогрессивным,отвечающим "требованиям нашего времени", чем CD и DVD. 
 
 

     1.3.4  Флеш-накопитель

     Флэш-накопитель — запоминающее устройство, использующее в качестве носителя флеш-память и подключаемое к компьютеру или иному считывающему устройству по интерфейсу USB (представлен на рис 1.3).

     USB-флешки  обычно съёмные и перезаписываемые. Размер — около 5 см, вес —  меньше 60 г. Получили большую популярность  в 2000-е годы из-за компактности, лёгкости перезаписывания файлов и большого объёма памяти. Основное назначение USB-накопителей — хранение, перенос и обмен данными, резервное копирование, загрузка операционных систем и др.

     Обычно  устройство имеет вытянутую форму  и съёмный колпачок, прикрывающий разъём; иногда прилагается шнур для ношения на шее. Современные флешки могут иметь самые разные размеры и способы защиты разъёма, а также «нестандартный» внешний вид (армейский нож, часы и т. п.) и различные дополнительные возможности (например, проверку отпечатка пальца и т. п.).

     Основные  параметры - емкость и скорость работы. Может служить не только “переносчиком” файлов, но и работать как обычный накопитель – с него можно запускать приложения, воспроизводить музыку и сжатое видео, редактировать и создавать файлы. Низкое среднее время доступа к данным на Flash-диске – менее 2,5 мс.

     

     Рис 1.3 Флеш-накопители

     Основные  технические характеристики вышеперечисленных  устройств представлены в таблице 1.1.

     Таблица 1.1 - Основные технические характеристики.

 

6.   Обоснование выбранной конструкции

     По  сравнению с другими устройствами флэш-накопитель обладает следующими преимуществами:

• Малый вес- 60гр;
• Габариты -50х12х5 мм;
• Бесшумность работы и портативность;
• Имеет  USB-разъём, который подходит под все современные материнские платы персональных компьютеров;
• Более устойчив к механическим воздействиям (вибрации и ударам);
• Работоспособен в широком диапазоне температур.
• Высокая плотность записи (значительно выше, чем у CD или DVD).
• Энергопотребление в 3—4 раза ниже по сравнению с жёстким диском из-за отсутствия подвижных частей;
• Не подвергается воздействию царапин и пыли;
• Разнообразный внешний вид.

     Поэтому наиболее целесообразней использовать флэш-накопитель, чем другие внешние  устройства.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

2.1 Назначение разработки

     Устройство  предназначено для хранения, переноса и обмена данными, резервного копирования, загрузки операционных систем и др.

     2.2 Требования к продукту

2.2.1 Требования к функциональным характеристикам

     Требования  к функциональным характеристикам  накопителя следующие:

• компактность;
• высокое быстродействие;
• отсутствие подвижных частей;
• бесшумность;
• большой и постоянно растущий объём, измеряющийся уже многими гигабайтами
• относительно высокая надёжность хранения данных;
• не требователен к внешней среде и отсутствие подвижных деталей;
• низкое энергопотребление;
• удобство подключения.

2.2.2 Требования к надежности

     Данный  тип продукта должен быть надежным, уязвимым к внешним воздействиям.

2.2.3 Требования к условиям эксплуатации

     Требования  к условиям эксплуатации  следующие:

• подключать до запуска ПК либо после запуска операционной системы;
• беречь от ударов, влаги и воздействия сильных электромагнитных полей;
• не извлекайте накопитель  из ПК в момент обращения к нему.

2.2.4 Требования к составу и параметрам технических средств

     Устройство должено включать в себя: USB-разъём;  микроконтроллер;  контрольные точки; микросхему флеш-памяти;  кварцевый резонатор;  светодиод;  переключатель «защита от записи»;  место для дополнительной микросхемы памяти.

     Устройство  для хранения информации, должно быть совместимо с оборудованием.

     Габариты  не более чем 60x20x6мм.

     Вес не более 60 г.

     Объем памяти не менее 4Гб.

     Стоимость флеш-накопителя должна быть не более 1000 руб.

     Скорость  чтения не менее 20 Мб/с.

     Скорость  записи не менее 15 МБ/с.

     Корпус  должен обеспечивать надежность, ударостойкость, водостойкость, обеспечивать удобство при использовании.

2.2.5 Требования к маркировке и упаковке

     Данный  тип устройства должен иметь маркировку с обозначением товарного знака компании-разработчика, типа (наименования), номера версии, порядкового номера, даты изготовления и номера сертификата соответствия Госстандарта России.  Упаковка продукта должна осуществляться в упаковочную тару предприятия-изготовителя.

2.2.6 Требования к транспортированию и хранению

     Допускается транспортирование изделия в  транспортной таре всеми видами транспорта (в том числе в отапливаемых герметизированных отсеках самолетов без ограничения расстояний). При перевозке в железнодорожных вагонах вид отправки - мелкий малотоннажный.

       На всю продукцию оформляются  договора поставки и другие  отчетные документы.

     При транспортировании и хранении программного изделия должна быть предусмотрена  защита от попадания пыли и атмосферных осадков.  
 
 
 

     3. ЭСКИЗНЫЙ ПРОЕКТ

     3.1 Назначение и область применения

     Устройства  для хранения информации используется для обмена, переноса, хранения данных.

     3.2 Технические характеристики

     По  итогам технического задания выявлено, что наиболее применяемыми  являются флеш-накопители сборного типа и флэш-накопитель  в виде моноблоков.

     Макет А: «Накопитель сборного типа». Данный тип накопителей является распостраненым. Прост в использовании. Стоимость 8-гигабайтной флешки не менее 500 рублей (представлен на рисунке 3.1).

       МакетБ: «Накопитель типа моноблок». Данный тип накопителя является распостранненым. Меньше подвержен угрозе выхода из строя, за счет неподвижного корпуса. Стоимость 8-гигабайтной флешки не менее 600 рублей(представлен на рисунке 3.2).

     

     Рис.3.1 МакетА «Флэш-накопитель сборного типа»

     

     Рис 3.2 МакетБ «Флэш-накопитель типа моноблок»

     3.3 Описание и обоснование выбранной конструкции

Флэш-накопитель включает в себя:

1. USB-разъём;
2. микроконтроллер;
3. микросхема флеш-памяти;
4. кварцевый резонатор;
5. светодиод;
6. корпус.

     Каждый  элемент накопителя изготавливается  отдельно друг от друга по определенной технологии.

     В накопителе используется микроконтроллер— микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами. Типичный микроконтроллер сочетает в себе функции процессора и периферийных устройств, содержит ОЗУ или ПЗУ. По сути, это однокристальный компьютер, способный выполнять простые задачи. Микроконтроллер имеет встроенную энергонезависимую память для хранения программы и данных. В микроконтроллерах используется раздельное хранение данных и команд в ОЗУ и ПЗУ соответственно.