Внешние накопители информации

Внешние накопители информации

Внешняя память обычно используется для долговременного хранения информации.

Основным видом внешней памяти является магнитная память.  
В конце 1898 года датчанин Вальдемар Поулсен (Valdemar Poulsen) предложил устройство для магнитной записи звука на стальную проволоку. Спустя 30 лет немецкий инженер Фриц Плеймер (Fritz Pfleumer) представил звукозаписывающее устройство с носителем в виде бумажной ленты, на которую наносилось тонкое стальное покрытие. В 1932 году немецкая компания AEG продемонстрировала первый звукозаписывающий аппарат, который получил название «Magnetophon».

Принцип магнитной записи заключается в воздействии электромагнитного поля на ферромагнитный материал магнитной ленты, осуществляемом при записи, а также перезаписи аналогового сигнала.  
Магнитное поле в процессе записи изменяется в соответствии с изменениями электрических сигналов. Электрические колебания от источника звука подаются на записывающую головку и возбуждают в ней магнитное поле звуковой частоты (20 Гц – 20 кГц). Под действием этого поля происходит намагничивание отдельных участков магнитной ленты, равномерно перемещаемой вдоль головок записи, стирания и воспроизведения.

Магнитная лента обладает основным недостатком – способностью размагничиваться при длительном хранении и имеет неравномерную частотную характеристику (различная чувствительность к записи на разных частотах). Кроме того, любая магнитная лента обладает собственными шумами (физические свойства магнитного слоя и способы записи-воспроизведения звука).

Для записи-воспроизведения, а также использования различных данных на машиночитаемые носители данных используется преобразование аналогового (звукового и видео) сигнала в цифровую форму. Такая технология получила название оцифровки информации.  
Принцип оцифровки (кодирования) звука заключается в преобразовании непрерывного разного по величине амплитудно-частотного звукового и видео сигналов в закодированную последовательность чисел, представляющих дискретные значения амплитуд этого сигнала, взятые через определенный промежуток времени. Для этого необходимо измерять амплитуду сигнала через определённые промежутки времени и на каждом временном отрезке определять среднюю амплитуду сигнала. Согласно теореме Шенона (Котельникова), этот промежуток времени (частота) должен быть не меньше удвоенной максимальной частоты передаваемого звукового сигнала.  
Эта частота называется частотой дискретизации.  
Дискретизация – процесс взятия отсчётов непрерывного во времени сигнала в равноотстоящих друг от друга по времени точках, составляющих интервал дискретизации.  
В процессе дискретизации измеряется и запоминается уровень аналогового сигнала. Чем реже (меньше) промежутки времени, тем качество закодированного сигнала выше.

Стримеры - ленточные носители используются для резервного копирования с целью обеспечения сохранности данных. В качестве таких устройств применяется стример, а – носителя информации в них используются магнитные ленты в кассетах и ленточных картриджах. Обычно на магнитную ленту запись осуществляется побайтно, при этом домен соответствует двоичной единице. Если считывающее устройство его не обнаруживает, то полученное значение соответствует нулю.

Система записи на магнитные диски и дискеты несколько похожа на систему записи на пластинки.  
В отличие от последних запись осуществляется не по спирали, а на концентрические окружности – дорожки («траки» - traks), расположенные на двух сторонах диска и образующие как бы цилиндры. Окружности, в свою очередь, делятся на сектора. Каждый сектор дискеты, не зависимо от размеров дорожки, имеет одинаковый размер, равный 512 байт, что достигается различной плотностью записи: меньшей на периферии и большей ближе к центру дискеты.

Магнитооптический носитель информации - внешние высоконадёжные устройства переноса и хранения информации.  
Магнитооптические диски (МО) появились в 1988 году. МО диск заключён в пластиковый конверт (картридж) и является устройством произвольного доступа. Он совмещает в себе магнитный и оптический принципы хранения информации и представляет поликарбонатную подложку (слой) толщиной 1,2 мм, на которую нанесено несколько тонкоплёночных магнитных слоёв.  
Запись лазером с температурой примерно в 200 градусов Цельсия на магнитный слой происходит одновременно с изменением магнитного поля.  
Запись данных осуществляется лазером в магнитном слое. Под воздействием температуры в месте нагрева в магнитном слое уменьшается сопротивляемость изменению полярности, и магнитное поле изменяет полярность в нагретой точке на соответствующую двоичной единице. По окончании нагрева сопротивляемость увеличивается, но установленная полярность сохраняется. Стирание создаёт в магнитном поле одинаковую полярность, соответствующую двоичным нулям. При этом лазерный луч последовательно нагревает стираемый участок. Считывание записанных данных в слое производится лазером с меньшей интенсивностью, не приводящей к нагреву считываемого участка. При этом, в отличие от компакт-дисков, поверхность диска не деформируется.

Компактный оптический диск (CD) – это пластмассовый диск со специальным покрытием, на котором в цифровой форме размещается записанная информация.  
Благодаря изменению скорости его вращения, дорожка относительно считывающего луча лазера движется с постоянной линейной скоростью. У центра диска скорость выше, а у края – медленнее (1,2–1,4 м/сек).  
В CD используют лазер с длиной волны излучения = 0,78 мкм. «Прожигаемая» лазером цифровая информация сохраняется в виде «пит» – чёрточек шириной 0,6–0,8 мкм и длиной 0,9–3,3 мкм.  
Выделяют три основных вида CD:

• CD-ROM, на которые запись, как правило, осуществляется фабрично методом штамповки с матрицы;
• CD-R, используемые для одно или несколькократной лазерной записи сессиями;
• CD-RW, предназначенные для многократных циклов записи-стирания.

В CD-R (Compact Disk Recordable) поверх отражающего слоя из золота, серебра или алюминия, расположен органический слой специального легкоплавкого пластика. Ввиду этого такой диск чувствителен к нагреванию и воздействию прямых солнечных лучей.

В CD-RW в качестве промежуточного слоя также используется органический состав, но он способен при сильном нагреве переходить из кристаллического (прозрачного для лазера) состояния в аморфное. Слабый нагрев возвращает его обратно в кристаллическое состояние. Таким образом осуществляется перезапись.

DVD .В начале 1997 года появился стандарт компакт-дисков под названием DVD (Digital Video Disc), предназначенный в основном для записи высококачественных видеопрограмм. В дальнейшем аббревиатура DVD получила следующее значение – Digital Versatile Disc (универсальный цифровой диск), как более полно отвечающая возможностям этих дисков для записи звуковой, видео, текстовой информации, программного обеспечения ПК и др. DVD обеспечивает более высокое качество изображения, чем CD.  
В них используется лазер с более короткой длиной волны излучения = 0,635–0,66 мкм. Это позволяет повысить плотность записи, т.е. уменьшить геометрические размеры пит до 0,15 мкм и шаг дорожки до 0,74 мкм.  
Плотность записи оптических дисков определяется длиной волны лазера, то есть возможностью сфокусировать на поверхности диска луч с пятном, диаметр которого равен длине волны.  
Вслед за DVD в конце 2001 года появились устройства Blu-Ray, позволяющие работать в синей области спектра с длиной волны = 450–400 нм.

Для увеличения ёмкости используют и флуоресцентные диски - FMD (Fluorescent Multilayer Disk). Принцип их действия заключающийся в изменении физических свойств (появление флуоресцентного свечения) некоторых химических веществ под воздействием лазерного луча.  
Здесь вместо технологий CD и DVD, использующих отражённый сигнал, под воздействием лазера свет излучается непосредственно информационным слоем. Такие диски изготавливаются из прозрачного фотохрома. Под воздействием лазерного излучения в них происходит химическая реакция, и отдельные участки информационного слоя («питы») заполняются флуоресцентным материалом.  
Этот метод может считаться методом объёмной записи данных. В большей степени такая запись возможна при использовании трёхмерной голографии, позволяющее ныне в кристалле размером с сахарный кубик, разместить до 1 Тб данных.

Flash-память – переносной энергонезависимый накопитель.  
Обычно используются следующие стандарты флэш-памяти: CompactFlash, SmartMedia, Memory Stick, Floppy Disks, MultiMedia Cards и др. Они могут использоваться вместо дискет, лазерных и магнитооптических компактных, небольших жёстких дисков.  
Современные сменные устройства флэш-памяти обеспечивают высокую скорость обмена данными (Ultra High Speed) – более 16,5 Мбит/с.  
Для подключения к USB-порту компьютера используются специальные USB Flash Drive , представляющие собой мобильные малогабаритные устройства хранения данных, не имеющие подвижных и вращающихся механических частей.  
Используется два основных типа Flash-памяти: NAND и NOR.  
Микросхемы NOR хорошо работают совместно оперативной памятью RAM, поэтому чаще используются для BIOS.  
С середины 1990-х гг. появились микросхемы NAND в виде твердотельных дисков (SSD).  
Для сравнения времени доступа у SDRAM оно составляет 10–50 мкс, у флэш-памяти – 50–100 мкс, а у жестких дисков – 5000–10000 мкс.

Голография – фотографический метод записи, воспроизведения и преобразования волновых полей. Впервые был предложен в 1947 году венгерским физиком Деннисом Габором. В 1960-е годы, с появлением лазера представилась возможность точно записывать и воспроизводить объёмные изображения в кристалле ниобата лития. С 1980-х годов, с появлением компакт-дисков, голографические устройства хранения информации на основе лазерной оптики стали одной из технологий внешней памяти.  
Голографическая память представляет весь объём запоминающей среды носителя, при этом элементы данных накапливаются и считываются параллельно.  
Современные голографические устройства хранения получили название HDSS (holographic data storage system).  
Они содержат: лазер, расщепитель луча для разделения лазерного пучка, зеркала для направления лазерных лучей, жидкокристаллическую панель, используемую как пространственный модулятор света, линзы для фокусировки лазерных лучей, кристалл ниобата лития или фотополимер как запоминающее устройство, фотодетектор для считывания информации.

Интерфейсы ПК

Толковый словарь по вычислительным системам определяет понятие интерфейс как границу раздела двух систем, устройств или программ; элементы соединения и вспомогательные схемы управления, используемые для соединения устройств. Мы же поговорим о внешних интерфейсах, позволяющих подключать к ПК разнообразные периферийные устройства и их контроллеры.

По способу передачи информации интерфейсы подразделяются на параллельные и последовательные. В параллельном интерфейсе все биты передаваемого слова (обычно байта) выставляются и передаются по соответствующим параллельно идущим проводам одновременно. В ПК традиционно используется параллельный интерфейс Centronics, реализуемый LPT-портами. В последовательном же интерфейсе биты передаются друг за другом, обычно по одной линии. СОМ порты ПК обеспечивают последовательный интерфейс в соответствии со стандартом RS-232C. При рассмотрении интерфейсов важным параметром является пропускная способность.

В архитектуре современных компьютеров все большее значение приобретают внешние шины, служащие для подключения различных устройств. Сегодня это могут быть, например, внешние жесткие диски, CD-, DVD-устройства, сканеры, принтеры, цифровые камеры и прочее.

В настоящее время компьютеры могут иметь множество внешних интерфейсов. Наиболее распространены следующие:

• системная шина (магистраль) ISA

ISA (Industry Standard Architecture – стандарт промышленной архитектуры) - это устаревшая шина для подключения внешних устройств, с пропускной способностью 5.3Mb/s при частоте шины 8MHz, интерфейс ISA позволяет адресовать до 16Mb памяти. Но она до сих пор пользуется большой популярностью среди пользователей компьютеров класса 486 и Pentium;

• шина PCI

PCI (Peripheral Component Interconnect – соединитель периферийных компонентов) – современная высокоскоростная шина для подсоединения внешних (периферийных) устройств со скоростью обмена до 500 Мбайт/с, а модификация PCI-Х имеет скорость 1 Гбайт/с;

• шина AGP

AGP (Advanced Graphic Port – улучшенный графический порт) – шина и разъём для подключения видеокарт со скоростью обмена от 256 Мбайт/с до 1,06 Гбайт/с; скорость обмена 256 Мбайт/с считается условной единицей измерения для видеокарт типа AGP, поэтому скорость 528 Мбайт/с принято обозначать AGP2х, а 1,06 Гбайт/с – AGP4х;

• шина PC Cards (старое название PCMCIA) — обычно только в ноутбуках

Интерфейс PC Card является универсальным для внешних устройств, подключаемых к компьютеру (как правило - портативному). Через шину PC Card подсоединяют модемы, модули памяти, контроллеры различного типа и прочие компоненты. Тактовая частота этой шины 33 МГц;

• шина SCSI

SCSI  (Small Computer System Interface –  интерфейс   малых вычислительных систем) – шина, которая предназначена для подключения высокопроизводительных дисковых устройств; скорость обмена данными до 320 Мбайт/с;

• последовательная шина USB (Universal Serial Bus)

USB (Universal Serial Bus – универсальная последовательная шина) соответствует современному унифицированному стандарту на шину и разъём. К шине USB можно подключить до 127 внешних устройств одновременно. Скорость обмена данными до 12 Мбит/с, а у последней модификации шины USB 2.0 – до 60 Мбит/с;

• параллельный порт (LPT-порт) Centronics

Параллельный порт предназначен для подключения принтера, сканера, внешних дисководов и др.; данные передаются байтами со скоростью около 2 Мбайт/с;

• последовательный порт (COM-порт) RS-232C

Последовательный порт предназначен для подключения низкоскоростных внешних устройств, таких как мышь, модем и тд.; данные передаются битами со скоростью около 100 Кбайт/с;

• последовательный инфракрасный порт IrDA

IrDA относится к категории wireless (беспроводных) внешних интерфейсов, однако в отличие от радио-интерфейсов, канал передачи информации создается с помощью оптических устройств. Опыт показывает, что среди других беспроводных линий передачи информации инфракрасный (ИК) открытый оптический канал является самым недорогим и удобным способом передачи данных на небольшие расстояния (до нескольких десятков метров)

Кроме этих внешних интерфейсов, компьютеры могут иметь разъемы для подключения внешнего монитора, клавиатуры, мыши. Некоторые компьютеры имеют встроенные модемы и сетевые адаптеры, тогда они располагают, соответственно, телефонным и сетевым внешними интерфейсами.

Текстовый редактор Microsoft Word: ввод и редактирование текста

Текстовый редактор — это программа, обеспечивающая пользователя ПК средствами создания, обработки, печати и хранения документов различной природы и степени сложности, включающих текстовые данные, таблицы, графики, изображения, формулы и т.д.

Microsoft Word представляет собой самый распространённый и один из наиболее мощных текстовых редакторов.

Основные операции редактора MS Word no работе с документами:

-ввод текста;

-редактирование содержимого документа (внесение каких-либо изменений в текст документа: изменение взаимного расположения отдельных частей документа, поиск и замена символов, слов и участков текста);

-форматирование  содержимого документа (задание  междустрочного интервала, отступов  слева и справа, выравнивание  текста и др.).

Возможности MS Word:

• одновременная работа с несколькими документами;
• проверка орфографии и грамматики;
• автоматическое форматирование документа;
• включение в документы таблиц, рисунков и математических формул;
• коллективная работа над большими документами и т.д.

Запуск программы-редактора MS Word производится по команде главного меню Пycк-->Пporpaммы-->Microsoft Word.

Среда редактирования MS Word  содержит следующие элементы:

• строку заголовка документа;
• основное меню;
• панели инструментов;
• окно редактирования;
• горизонтальную и вертикальную линейки;
• полосы прокрутки документа;
• строку состояния.

Меню команд выполнено в виде иерархической системы всплывающих подменю, т.е. подменю, активизирующихся при выборе некоторого пункта основного меню. Каждый пункт всплывающего меню соответствует определенной команде или названию меню следующего уровня. Запуск команды на выполнение осуществляется щелчком левой кнопкой мыши. Чтобы закрыть меню, не выбрав ни одной команды, следует щелкнуть левой кнопкой мыши в области редактирования документа.

Под основным меню расположены панели инструментов, на которых находятся кнопки для быстрого доступа к тем командам меню, которые используются наиболее часто.

Окно редактирования документа занимает основную площадь окна редактора. Эта область предназначена для ввода и редактирования текста документа. После запуска редактора MS Word в окне редактирования появляется пустой документ, готовый для набора текста.

Слева и вверху окна редактирования документа расположены вертикальная и горизонтальная линейки с делениями и маркерами. На горизонтальной линейке показаны значения правого и левого полей страницы и значения параметров абзаца, внутри которого в данный момент находится курсор. Вертикальная линейка видна только в режиме разметки страницы. На ней показаны значения верхнего и нижнего полей страницы.

Справа и внизу в окне редактирования документа расположены горизонтальная и вертикальная полосы прокрутки. Они используются для перемещения по документу наряду с курсорными клавишами и клавишами PageUp и PageDown.

Строка состояния в самом низу окна редактирования документа содержит сведения о документе и подсказки о выполняемых редактором действиях.

Ввод текста – набор соответствующего текста на клавиатуре нажатием соответствующих клавиш.

Место, в которое будет помещаться набираемый текст, указывает курсор (мерцающая вертикальная черточка). Во время набора текста, при достижении правого поля, текст автоматически переносится на следующую строку. Для разделения текста на абзацы, при завершении предыдущего абзаца нажимают клавишу <Enter>. Набранные символы можно удалять как справа, так и слева от курсора при помощи клавиш <Delete> и <←> соответственно.

Для перемещения курсора в нужное место текста нужно либо щелкнуть мышью в этой позиции, либо воспользоваться курсорными клавишами. Если вместе с клавишей <Вправо> или <Влево> нажать <Ctrl>, то курсор перепрыгнет на начало следующего или предыдущего слова соответственно.

MS Word предоставляет возможность выбора между двумя режимами редактирования текста: режимом вставки и режимом замены.

Работа с фрагментами текста, использование буфера обмена

MS Word позволяет работать с буфером обмена, который служит для временного хранения различной информации (фрагментов текста, рисунков и т.д.). Для выполнения операции с целым фрагментом текста нужный фрагмент необходимо сначала выделить. Выделяемый текст можно скопировать в буфер обмена, нажав клавиши <Ctrl+Insert>. Чтобы вставить хранящийся в буфере обмена текст в текущую позицию курсора, нужно нажать <Shift+Insert>. Для того чтобы удалить выделенный текст из документа необходимо нажать клавишу <Delete>.

Выравнивание

Существуют четыре типа выравнивания текста:

• по левому краю;
• по центру;
• по правому краю;
• по ширине;

Для задания выравнивания нужно выделить абзацы, которые требуется отцентрировать или выровнять, и нажать соответствующую кнопку выравнивания на панели инструментов.

Отступы

Отступы - расстояния от левой и правой границ абзаца до соответствующих полей страницы.

Для создания отступов предназначена горизонтальная линейка с маркерами. Каждый маркер позволяет настраивать отдельный вид отступа.

Для задания отступа необходимо выделить нужные абзацы, а затем на горизонтальной линейке при помощи мыши переместить маркеры отступов в желаемую позицию.

Для изменения шрифта нужно сначала выделить фрагмент текста, а затем в подменю "Формат" выбрать пункт "Шрифт". В открывшемся окне диалога можно изменить любые параметры шрифта. Для быстрого выбора типа шрифта, его размера и способа начертания удобно пользоваться соответствующими элементами на панели инструментов.

Отчеты в Microsoft Office Access

Отчет – это форматированное представление данных, которое выводится на экран, в печать или файл. Они позволяют извлечь из базы нужные сведения и представить их в виде, удобном для восприятия, а также предоставляют широкие возможности для обобщения и анализа данных.

При печати таблиц и запросов информация выдается практически в том виде, в котором хранится. Часто возникает необходимость представить данные в виде отчетов, которые имеют традиционный вид и легко читаются. Подробный отчет включает всю информацию из таблицы или запроса, но содержит заголовки и разбит на страницы с указанием верхних и нижних колонтитулов.

Структура отчета в режиме Конструктора

Microsoft Access отображает в отчете данные из запроса или таблицы, добавляя к ним текстовые элементы, которые упрощают его восприятие.

К числу таких элементов относятся:

Заголовок. Этот раздел печатается только в верхней части первой страницы отчета. Используется для вывода данных, таких как текст заголовка отчета, дата или констатирующая часть текста документа, которые следует напечатать один раз в начале отчета. Для добавления или удаления области заголовка отчета необходимо выбрать в меню Вид команду Заголовок/примечание отчета.

Верхний колонтитул. Используется для вывода данных, таких как заголовки столбцов, даты или номера страниц, печатающихся сверху на каждой странице отчета. Для добавления или удаления верхнего колонтитула необходимо выбрать в меню Вид команду Колонтитулы. Microsoft Access добавляет верхний и нижний колонтитулы одновременно. Чтобы скрыть один из колонтитулов, нужно задать для его свойства Высота значение 0.

Область данных, расположенная между верхним и нижним колонтитулами страницы. Содержит основной текст отчета. В этом разделе появляются данные, распечатываемые для каждой из тех записей в таблице или запросе, на которых основан отчет. Для размещения в области данных элементов управления используют список полей и панель элементов. Чтобы скрыть область данных, нужно задать для свойства раздела Высота значение 0.

Нижний колонтитул. Этот раздел появляется в нижней части каждой страницы. Используется для вывода данных, таких как итоговые значения, даты или номера страницы, печатающихся снизу на каждой странице отчета.

Примечание. Используется для вывода данных, таких как текст заключения, общие итоговые значения или подпись, которые следует напечатать один раз в конце отчета. Несмотря на то, что в режиме Конструктора раздел "Примечание" отчета находится внизу отчета, он печатается над нижним колонтитулом страницы на последней странице отчета. Для добавления или удаления области примечаний отчета необходимо выбрать в меню Вид команду Заголовок/примечание отчета. Microsoft Access одновременно добавляет и удаляет области заголовка и примечаний отчета.

 Способы создания отчета

В Microsoft Access можно создавать отчеты различными способами:

Конструктор

Мастер отчетов

Автоотчет: в столбец

Автоотчет: ленточный

Мастер диаграмм

Почтовые наклейки

Мастер позволяет создавать отчеты с группировкой записей и представляет собой простейший способ создания отчетов. Он помещает выбранные поля в отчет и предлагает шесть стилей его оформления. После завершения работы Мастера полученный отчет можно доработать в режиме Конструктора. Воспользовавшись функцией Автоотчет, можно быстро создавать отчеты, а затем вносить в них некоторые изменения.

Для создания Автоотчета необходимо выполнить следующие действия:

В окне базы данных щелкнуть на вкладке Отчеты и затем щелкнуть на кнопке Создать. Появится диалоговое окно Новый отчет.

Выделить в списке пункт Автоотчет: в столбец или Автоотчет: ленточный.

В поле источника данных щелкнуть на стрелке и выбрать в качестве источника данных таблицу или запрос.

Щелкнуть на кнопке ОК.

Мастер автоотчета создает автоотчет в столбец или ленточный (по выбору пользователя), и открывает его в режиме Предварительного просмотра, который позволяет увидеть, как будет выглядеть отчет в распечатанном виде. В меню Файл щелкнуть на команде Сохранить. В окне Сохранение в поле Имя отчета указать название отчета и щелкнуть на кнопке ОК.

Изменение масштаба отображения отчета

Для изменения масштаба отображения пользуются указателем — лупой. Чтобы увидеть всю страницу целиком, необходимо щелкнуть в любом месте отчета. На экране отобразится страница отчета в уменьшенном масштабе. Снова щелкнуть на отчете, чтобы вернуться к увеличенному масштабу отображения. В увеличенном режиме представления отчета, точка, на которой вы щелкнули, окажется в центре экрана. Для пролистывания страниц отчета пользуются кнопками перехода внизу окна.

Печать отчета

Для печати отчета необходимо выполнить следующее:

В меню Файл щелкнуть на команде Печать.

В области Печатать щелкнуть на варианте Страницы.

Чтобы напечатать только первую страницу отчета, введите 1 в поле "с" и 1 в поле "по".

Щелкнуть на кнопке ОК.

Прежде чем печатать отчет, целесообразно просмотреть его в режиме Предварительного просмотра, для перехода к которому в меню Вид нужно выбрать Предварительный просмотр. Если при печати в конце отчета появляется пустая страница, убедитесь, что параметр Высота для примечаний отчета имеет значение 0. Если при печати пусты промежуточные страницы отчета, убедитесь, что сумма значений ширины формы или отчета и ширины левого и правого полей не превышает ширину листа бумаги, указанную в диалоговом окне Параметры страницы (меню Файл).

При разработке макетов отчета руководствуйтесь следующей формулой: ширина отчета + левое поле + правое поле <= ширина бумаги.

Для того чтобы подогнать размер отчета, необходимо использовать следующие приемы: изменить значение ширины отчета; уменьшить ширину полей или изменить ориентацию страницы.

Даталогическое моделирование СУБД