Внешняя память компьтера

Контрольная работа

Внешняя память компьтера

Выполнил:

Проверил:

Оглавление

1. Введение 3

2. Теоретическая часть «Внешняя память компьютера» 4

2.1. Введение 4

2.2. Основные понятия используемые при изучении внешней памяти 5

2.3. Классификация элементов внешней памяти 6

2.4. Подробная характеристика элементов внешней памяти 8

2.5. Заключение 14

3. Предметный указатель 16

4. Список использованной литературы: 17

1. Введение

Актуальность  выбранной темы состоит в том, что внешнюю память компьютера можно  сравнить с вспомогательными средствами, используемыми человеком для  долговременного хранения важных сведений,записные книжки, всевозможные справочники, фотографии, звукозаписи, кинопленки и т.д., которые бесконечно необходимы человеку в его повседневной жизни. Эти носители информации естественно трактовать как внешние по отношению к «внутренней» памяти, находящейся в голове человека.

Под внешней памятью компьютера подразумевают  обычно как носители информации (то есть устройства, где она непосредственно  хранится), так и устройства для  чтения/записи информации, которые  чаще всего называют накопителями.

Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя (устройства, обеспечивающего запись и (или) считывание информации) и устройства хранения — носителя.

Цель  контрольной работы – изучить  внешнюю память компьютера. Выбранную тему, раскрывает следующий перечень вопросов: общая характеристика внешней памяти; внешние запоминающие устройства, их классификация;

Для выполнения и оформления данной контрольной  работы была использована операционная система (ОС) Microsoft Windows XP Professional (версия 2003 года) с помощью пакета прикладных программ Microsoft Office: текстового редактора MS Word на ПК. Краткие характеристики ПК: данная работа была выполнена на персональном компьютере Intel(R) Core(TM)2 CPU с тактовой частотой процессора1,73 ГГц, оперативной памятью 0,99 Гб.

2. Теоретическая часть «Внешняя память компьютера»

1. Введение

Объектом  изучения теоретической части данной контрольной работы является внешняя  память компьютера, запоминающие устройства, которые предназначены для записи, считывания и хранения информации.

Внешняя память предназначена для долговременного  хранения программ и данных. Устройства внешней памяти являютсяэнергонезависимыми, выключение питания не приводит к потере данных. Они могут быть встроены в системный блок или выполнены в виде самостоятельных блоков, связанных с системным через его порты.

Основной  функцией внешней памяти компьютера является способность долговременно  хранить большой объем информации (программы, документы, аудио и видеоклипы и т. д.). Устройство, которое обеспечивает запись информации, называется накопителем или дисководом, а хранится информация на носителях. В накопителях на гибких магнитных дисках (НГМД или дискетах) и накопителях на жестких магнитных дисках (НЖМД или винчестерах) в основу записи, хранения и считывания информации положен магнитный принцип, а в лазерных дисководах — оптический принцип.

В 1945 г. Джон фон Нейман (1903-1957), американский ученый, выдвинул идею использования  внешних запоминающих устройств для хранения программ и данных. Нейман разработал структурную принципиальную схему компьютера. Схеме Неймана соответствуют и все современные компьютеры.[2, С. 55]

2. Основные  понятия, используемые при изучении внешней памяти

Рассмотрим  кратко основные понятия, необходимые для изучения данной темы:

Накопитель – устройство, которое обеспечивает запись или считывание информации.Накопитель представляет собой совокупность носителя данных и соответствующего привода. Различают накопители со сменными и постоянными носителями.

Привод– это объединение механизма чтения-записи с соответствующими электронными схемами управления. Его конструкция определяется принципом действия и видом носителя.

Носитель– это физическая среда хранения информации. Носитель предназначен для хранения информации.

Жесткий диск – внутреннее устройство компьютера для долговременного хранения данных.

Гибкий диск– внешний носитель информации в виде диска с магнитной поверхностью, заключенного в специальную оболочку.

Дисковод CD-ROM– устройство для чтения компакт дисков.

Компакт-диск– одиниз видов оптических дисков, предназначенный для считывания данных лазерным лучом.

Стример – Устройство для записи информации на магнитную ленту. Обычно используется для архивации данных.

Наиболее  важные характеристики памяти – ее емкость (объем хранимой информации) и время обращения к памяти.

4. Классификация элементов внешней памяти

Внешняя память — это место хранения данных, не используемых в данный момент в памяти компьютера.

Устройства  внешней памяти — это, прежде всего, магнитные устройства для хранения информации.

По  способу записи и чтения накопители делятся, в зависимости от вида носителя, на магнитные, оптические и магнитооптические.

Наиболее  распространенными являются накопители следующих типов:

• накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) двух различных типов, рассчитанные на диски диаметром 5,25" (емкость 1,2 Мб) и диски диаметром 3,5" (емкость 1,44 Мб);
• накопители на жестких магнитных дисках (НМЖД) информационной емкостью от 1 до 8 Гб;
• накопители CD-ROM для CD-ROM-дисков емкостью 640 Мб.

Для пользователя имеют существенное значение некоторые технико-экономические  показатели: информационная емкость, скорость обмена информацией, надежность ее хранения и, наконец, стоимость накопителя и  носителей к нему (см. таблицу).

Таблица 1

Технико-экономические показателииспользования различных видов накопителей

По  способу хранения различают магнитные, оптические, магнитооптические и  электронные носители. Ленточные  носители могут быть только магнитными. В дисковых носителях используют магнитные, магнитооптические и  оптические методы записи/считывания информации(рис.1)

При изучении носителей важно иметь  представление о физических принципах, положенных в основу записи и чтения данных. В современных технических  средствах информатизации сочетаются три вида носителей, отличающиеся физическим принципом организации памяти: электрические, магнитные, оптические.

Рисунок 1 Внешняя память компьютера

5. Подробная характеристика элементов внешней  памяти

Накопители  на магнитной ленте. Магнитные ленты хранят и используют намотанными на катушки. В ЕС ЭВМ унифицированы катушки двух видов: подающие и принимающие. Ленты поставляются пользователям на подающих катушках и не требуют дополнительной перемотки при установке их в накопители. Лента на катушку наматывается рабочим слоем внутрь.

Основные  размеры одинаковы как для подающих, так и для принимающих катушек. Запись информации на магнитную ленту осуществляется по девяти дорожкам.

В накопителях ЕС ЭВМ информация записывается с продольной плотностью 8 бит/мм, 32 бит/мм, или 63 бит/мм. На девяти дорожках параллельно записывается 8 информационных битов и 1 контрольный бит, которые составляют 1 байт. Для записи контрольного разряда отводится четвертая дорожка. Группа байтов, записываемая по одному КСК или по связанной цепочкой данных последовательности КСК, образует зону.

При плотности записи 32 бит/мм в конце зоны записываются две контрольные строки: строка циклического контроля (ЦКС) и строка продольного контроля (ПКС).

ЦКС записывается на ленте за последним  байтом данных с промежутком в 4 байта. Для формирования ПКС ведется  подсчет единиц на каждой дорожке  зоны.Их общее число на любой дорожке должно быть четным. Это делается путем записи нуля или единицы в соответствующий разряд ПКС. Строка ПКС записывается после ЦКС с промежутком в 4 байта. При плотности записи 8 и 63 бит/мм, размещение данных на ленте такое же, как и при плотности записи 32 бит/мм, но в конце зоны записывается только ПКС с промежутком в 4 байта от последнего байта данных. Строка ПКС одновременно является признаком конца зоны. Начало зоны определяется по появлению первого байта данных.

Для записи информации с плотностью 8 и 32 бит/мм используется потенциальный метод без возвращения к нулю с модификацией по единице называемый методом «без возвращения к нулю» (БВН-1). В зарубежной литературе этот метод сокращенно называют также NRZ-1.

При плотности 63 бит/мм используется другой метод записи – метод фазовой модуляции или фазового кодирования (ФК). В каждом такте записи изменяется полярность тока в записывающей головке и, следовательно, изменяется магнитное состояние носителя. Полярность тока изменяется с отрицательной на положительную при записи нуля, и с положительной на отрицательную при записи единицы. Происходит как бы изменение фазы тока записи. Логическая схема тракта записи анализирует значение следующей записываемой двоичной цифры: если должна быть записана та же цифра, что и в предыдущем такте, то ток в головке записи предварительно реверсируется. Метод ФК позволяет значительно повысить достоверность выделения сигналов при считывании информации в условиях наложения соседних магнитных отпечатков на носителе. Объясняется это тем, что при изменении частоты в широких пределах фазе искажения сигналов остаются малыми, что позволь проще идентифицировать считываемые сигналы и поэтому реализовать более высокую плотность записи 63 бит/мм.При использовании метода фазового кодирования строка ЦКС не записывается.[5, С. 97]

Накопитель  на гибких магнитных дисках (НГМД - дисковод). Это устройство использует в качестве носителя информации гибкие магнитные диски – дискеты, которые могут быть 5-ти или 3-х дюймовыми. Дискета – это магнитный диск вроде пластинки, помещенный в картонный конверт. В зависимости от размера дискеты изменяется ее емкость в байтах. Если на стандартную дискету размером 5,25 дюйма помещается до 720 Кбайт информации, то на дискету 3,5 дюйма уже 1,44 Мбайт. Дискеты универсальны, подходят на любой компьютер того же класса оснащенный дисководом, могут служить для хранения, накопления, распространения и обработки информации. Дисковод – устройство параллельного доступа, поэтому все файлы одинаково легко доступны. Сейчас дискеты применяются в основном для резервирования небольших объемов данных и для распространения информации. Дискеты размером 5,25 дюйма морально устарели и используются редко. Наибольшим распространением из накопителей на гибких магнитных дисках пользуется дискета 3,5 дюйма или флоппи-диски (floppy disk).

Диск  покрывается сверху специальным  магнитным слоем, который обеспечивает хранение данных. Информация записывается с двух сторон диска по дорожкам, которые представляют собой концентрические  окружности. Каждая дорожка разделяется  на секторы. Плотность записи данных зависит от плотности нанесения  дорожек на поверхность, т. е. числа  дорожек на поверхности диска, а  также от плотности записи информации вдоль дорожки.

К недостаткам относятся маленькая  емкость, что делает практически  невозможным долгосрочное хранение больших объемов информации, и  не очень высокая надежность самих  дискет.[4, С. 32-33]

Накопитель  на жестком магнитном диске (НЖМД - винчестер).Жесткие магнитные диски представляют собой несколько десятков дисков, размещенных на одной оси, заключенных в металлический корпус и вращающихся с высокой угловой скоростью. За счет множества дорожек на каждой стороне дисков и большого количества дисков информационная емкость жестких дисков может в десятки тысяч раз превышать информационную емкость и достигать 50 Гбайт.

Они появились несколько лет назад  и уже завоевали огромную популярность благодаря своим многочисленным достоинствам:

• чрезвычайно большая емкость;
• простота и надежность использования;
• возможность обращаться к тысячам файлов одновременно;
• высокая скорость доступа к данным.

Из  недостатков можно выделить лишь отсутствие съемных носителей информации, все данные записаны внутри винчестера на жестких магнитных дисках. (В  настоящее время используются внешние  винчестеры и системы резервного копирования с дисками по типу дискет). Емкости современных винчестеров  поистине устрашающи: еще пять лет  назад винчестер емкостью 100 Мбайт  казался недостижимым идеалом, пределом заветных мечтаний – казалось, что и половины его пространства хватит на много лет работы. Но прошло пять лет, и такие винчестеры уже даже не выпускаются как морально устаревшие. Им на смену пришли новые, более быстрые, более вместительные аппараты. Винчестеры емкостью 850 Мб, 1.6, 2.1, 3.5, 4.3 Гигабайт давно ни кого не удивляют. А ведь существуют винчестеры в 1000 раз более емкие - речь идет о Терабайтах информации. Одного такого винчестера хватило бы, чтобы записать всю историю Древнего Мира. Но пока они используются только в очень солидных организациях.

В компьютере предусмотрена возможность  с помощью специальной системной  программы условно разбивать  один диск на несколько. Такие диски, которые не существуют как отдельное  физическое устройство, а представляют лишь часть одного физического диска, называются логическими дисками. Логическим дискам присваиваются имена, в качестве которых используются буквы латинского алфавита [С:], [D:], [Е:], [F:] и т. д.

  Чтобы сохранить информацию и  работоспособность жестких дисков, необходимо оберегать их от  ударов и резких изменений  пространственной ориентации в  процессе работы.[5, С. 45-51] 

CD-ROM накопителиВ этих устройствах используется принцип считывания сфокусированным лазерным лучом бороздок на металлизированном несущем слое компакт-диска. Этот принцип позволяет достичь высокой плотности записи информации, а, следовательно, и большой емкости при минимальных размерах. Компакт-диск является идеальным средством хранения информации, плюс дешев, практически не подвержен каким-либо влияниям среды, информация, записанная на нем, не исказится и не сотрется, пока диск не будет уничтожен физически, имеет емкость 650 Мбайт, сравнимую с неплохим винчестером. При этом его производство несравнимо дешевле и проще, при размерах с 5-ти дюймовую дискету вмещает информации в 900 раз больше, чем дискета. [3, С. 73-75]

Имеет только один недостаток - на компакт-диск нельзя записывать информацию. Данные на него записываются либо в процессе производства, либо потом, пользователем (устройство CD-R), но только единожды. Лазерные дисководы и диски. Лазерные дисководы  используют оптический принцип чтения информации. На лазерных дисках CDи DVD информация записана на одну спиралевидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью. Лазерный луч падает на поверхность вращающегося диска, а интенсивность отраженного луча зависит от отражающей способности участка дорожки и приобретает значения 0 или 1. Для сохранности информации лазерные диски надо предохранять от механических повреждений (царапин), а также от загрязнения.[2,С. 97]

6. Заключение

В теоретической части данной контрольной  работы была изучена тема «Внешняя память компьютера».

Внешняя (долговременная) 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).

Были  рассмотрены следующие виды накопителей: накопители на магнитных лентах, накопители на жестких магнитных дисках (НМЖД - винчестер), накопитель на гибких магнитных дисках (НГМД – дисковод),CD-ROM – накопитель.

Развитие  электронной промышленности осуществляется такими быстрыми темпами, что буквально  черезодингод, сегодняшнее"чудо техники" становится морально устаревшим. Однако принципы устройства компьютера остаются неизменными.

По  словам специалистов, в скором времени  компании не будет комплектовать  персональные компьютеры дисководами - их заменят USB-накопители на флэш-памяти емкостью 16 Гб.

CD и DVD-диски могут занимать передовые  позиции в технологиях хранения  данных, однако достаточно старомодные механические ленточные накопители до сих пор играют важную роль в хранении больших объемов информации. Мало того, эта роль столь велика, что ученые IBM разработали механизм записи 1 терабайта данных на линейном цифровом ленточном картридже. По словам представителей компании, план возможного массового выпуска терабайтных картриджей будет включать выпуск промежуточных продуктов в течение нескольких лет. За это время планируется выпустить картриджи объемом 200,400, а потом и 600ГБ.

Исследователям  удалось изготовить магнитную пленку из сплава кобальта, хрома и платины. Затем с помощью сфокусированного ионного пучка они разрезали  пленку на прямоугольные магнитные  «островки» размером всего в 26 миллионных долей миллиметра в поперечнике. Это соответствует плотности  записи, составляющей 206 ГБ на квадратный дюйм. Правда, запись и считывание информации в этом случае не удастся осуществлять непосредственно, поскольку размер головок намного превышает размер «островков». Следовательно, необходимы новые, более миниатюрные головки. Кроме того, потребуется эффективная  синхронизация процедур записи и  считывания с движением головок. В прототипе, разработанном в IBM, подобная синхронизация реализована, однако широкое распространение  подобных систем потребует значительного  усовершенствования технологий создания жестких дисков.

3. Предметный указатель 

В

Внешняя память компьютера 3

Г

Гибкий  диск 5

Д

Дисковод CD-ROM 5

Ж

Жесткий диск 5

К

Компакт-диск 5, 13

Н

Накопители на гибких магнитных  дисках 10

Накопители на магнитной  ленте 8

Накопитель 5, 10, 11

Накопитель на жестком  магнитном диске 11

Носитель 5

П

Привод 5

С

СD-ROM - накопители 13

Стример 5

У

Устройства внешней памяти 4, 6

4. Список использованной литературы:

1. А. Алексеев, Г. Евсеев, В. Мураховский, С. Симонович:Новейший самоучитель работы на компьютере.– М.: Изд-во «Десс», 2003. – 654с.
2. Вильховченко С. Современный компьютер: устройство, выбор, модернизация. – Спб.: Питер, 2000. – 512 с.
3. Демушкина Е. А. Информационные технологии. [Текст] / Е. А. Демушкина, О. В. Лезина // Молодой ученый. — 2011. — №4. Т.3. — С. 83-87.
4. Степанов А.Н. Информатика[Учебник для вузов]/ - Спб.: БХВ – Петербург, 2002. – 640 с.
5. Угринович, Н. Д. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10–11 кл. / Н. Д. Угринович. – 4-е изд. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. – 511 с.