Что такое внешние запоминающие устройства и какие они бывают

Внешняя память используется для длительного хранения данных и программ. Она не имеет непосредственной связи с процессором, а ее сохранность не зависит от того, выключен компьютер в текущий момент или включен.

Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) — что это такое

Внешние запоминающие устройства – это тип носителей информации, важный составляющий элемент электронных вычислительных машин.

Их классификация строится на разделении по виду, принципу записи, способу считывания информации, методу доступа, типу конструкции. При этом под носителем всегда подразумевается предмет – материальный объект, предназначенный для хранения данных.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Внешняя память работает существенно медленней внутренней, оперативной, но имеет большую емкость.

Какие бывают виды носителей информации в ПК

По внешнему виду запоминающие устройства делятся на дисковые, барабанные, ленточные, карточные. По форме записанной информации выделяют аналоговые и цифровые. По методу доступа – устройства с последовательным доступом и произвольным.

Примером носителя с последовательным доступом считается классическая магнитная лента. А традиционным образцом устройства с произвольным – магнитный диск.

Также носители дифференцируют по возможности перезаписи или ее отсутствию. Выделяют:

По физическому принципу принято выделять перфоленты, перфокарты, ферритовые сердечники, магнитные ленты, диски и карты, CD, НЖМД, DVD, Blu-Ray.

Основные технические характеристики

При выборе запоминающего устройства принимается во внимание ряд его характеристик. Среди них:

Еще один важный параметр – скорость передачи данных. Этот показатель отображает объем информации, считываемый или записываемый за одну временную единицу.

Накопитель на гибких магнитных дисках (НГМД, FDD)

Гибкий магнитный диск – это носитель информации, представляющий собой пластиковый диск, покрытый защитной оболочкой.

Традиционно НГМД используется для распространения программ и переноса данных с одного устройства на другое. Применяемый способ записи называется магнитным кодированием, осуществляется посредством выстраивания магнитных доменов в среде вдоль дорожек в направлении внешнего магнитного поля своими южными и северными полюсами

Аббревиатура НГМД означает «накопитель на гибких магнитных дисках». Сокращение FDD произошло от английского «floppy-disk drive», что означает «дисковод гибких дисков».

Накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД, винчестер, HDD)

Накопитель на жестких магнитных дисках обозначается термином «винчестер», аббревиатурами НЖМД и HDD – от английского «Hard Disk Drive», что означает «жесткий диск» или «дисковод жесткого диска».

Это запоминающее устройство с носителями информации платтерами – круглыми пластинами из алюминия, покрытыми магнитным слоем. Основное назначение НЖМД – постоянное хранение больших объемов информации. А важными параметрами, имеющими значение при выборе, считаются:

Также стоит обращать внимание на уровень шума. Согласно описанию свойственных для разных устройств характеристик, лишь при громкости ниже 26 дБ накопитель может считаться достаточно тихим.

Накопитель на магнитной ленте (НМЛ или стример)

Накопитель на магнитной ленте или стример – это устройство для резервного копирования большого количества данных, представляющее собой компактную кассету с магнитной лентой.

Особенность действия стримера – автоматическое уплотнение информации, производимое за счет встраивания средств аппаратного сжатия. Благодаря этому, заметно увеличивается объем данных, но падает скорость записи и считывания.

Накопители на магнитооптических компакт-дисках

Устройства этого типа сочетают в себе характеристики магнитных и оптических накопителей. При этом запись ведется с использованием и оптической, и магнитной систем. А для чтения используется только оптическая. С операционной системой магнитооптический диск взаимодействует так же, как и жесткий: предоставляет произвольный доступ к отдельным секторам.

К преимуществам дисков относят высокое качество записи и низкую подверженность воздействию внешних магнитных полей. К недостаткам – медленную запись и значительное потребление энергии: для разогрева поверхности приходится задействовать мощные лазеры.

Источник

Лекция 8. Внешние запоминающие устройства

8.1. Что такое внешняя память

Внешняя память (ВЗУ) предназначена для длительного хранения программ и данных, и целостность её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер. В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором. Информация от ВЗУ к процессору и наоборот циркулирует примерно по следующей цепочке:

ОЗУ Кэш Процессор» height=24 src=»http://techn.sstu.ru/kafedri/%D0%BF%D0%BE%D0%B4%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F/1/MetMat/shaturn/inform/%D0%9B%D0%B5%D0%BA%D1%86%D0%B8%D1%8F%208/0008.gif» width=316>

В состав внешней памяти компьютера входят:

8.2. Накопители на гибких магнитных дисках

Дискета состоит из круглой полимерной подложки, покрытой с обеих сторон магнитным окислом и помещенной в пластиковую упаковку, на внутреннюю поверхность которой нанесено очищающее покрытие. В упаковке сделаны с двух сторон радиальные прорези, через которые головки считывания/записи накопителя получают доступ к диску.

Способ записи двоичной информации на магнитной среде называется магнитным кодированием. Он заключается в том, что магнитные домены в среде выстраиваются вдоль дорожек в направлении приложенного магнитного поля своими северными и южными полюсами. Обычно устанавливается однозначное соответствие между двоичной информацией и ориентацией магнитных доменов.

В настоящее время наибольшее распространение получили дискеты со следующими характеристиками: диаметр 3,5 дюйма (89 мм), ёмкость 1,44 Мбайт, число дорожек 80, количество секторов на дорожках 18.

В последнее время появились трехдюймовые дискеты, которые могут хранить до 3 Гбайт информации. Они изготовливаются по новой технологии Nano2 и требуют специального оборудования для чтения и записи.

8.3. Накопители на жестких магнитных дисках

Рис. 8.1. Винчестерский накопитель
со снятой крышкой корпуса

Как и у дискеты, рабочие поверхности платтеров разделены на кольцевые концентрические дорожки, а дорожки — на секторы. Головки считывания-записи вместе с их несущей конструкцией и дисками заключены в герметически закрытый корпус, называемый модулем данных. При установке модуля данных на дисковод он автоматически соединяется с системой, подкачивающей очищенный охлажденный воздух. Поверхность платтера имеет магнитное покрытие толщиной всего лишь в 1,1 мкм, а также слой смазки для предохранения головки от повреждения при опускании и подъёме на ходу. При вращении платтера над ним образуется воздушный слой, который обеспечивает воздушную подушку для зависания головки на высоте 0,5 мкм над поверхностью диска.

8.4. Накопители на компакт-дисках

CD-ROM представляет собой прозрачный полимерный диск диаметром 12 см и толщиной 1,2 мм, на одну сторону которого напылен светоотражающий слой алюминия, защищенный от повреждений слоем прозрачного лака. Толщина напыления составляет несколько десятитысячных долей миллиметра.

CD-ROM обладают высокой удельной информационной емкостью, что позволяет создавать на их основе справочные системы и учебные комплексы с большой иллюстративной базой. Один CD по информационной емкости равен почти 500 дискетам. Cчитывание информации с CD-ROM происходит с достаточно высокой скоростью, хотя и заметно меньшей, чем скорость работы накопителей на жестком диске. CD-ROM просты и удобны в работе, имеют низкую удельную стоимость хранения данных, практически не изнашиваются, не могут быть поражены вирусами, c них невозможно случайно стереть информацию.

В отличие от магнитных дисков, компакт-диски имеют не множество кольцевых дорожек, а одну — спиральную, как у грампластинок. В связи с этим, угловая скорость вращения диска не постоянна. Она линейно уменьшается в процессе продвижения читающей лазерной головки к краю диска.

Рис. 8.2. Накопитель CD-ROM

Для работы с CD-ROM нужно подключить к компьютеру накопитель CD-ROM (рис. 8.2), преобразующий последовательность углублений и выступов на поверхности CD-ROM в последовательность двоичных сигналов. Для этого используется считывающая головка с микролазером и светодиодом. Глубина впадин на поверхности диска равна четверти длины волны лазерного света. Если в двух последовательных тактах считывания информации луч света лазерной головки переходит с выступа на дно впадины или обратно, разность длин путей света в этих тактах меняется на полуволну, что вызывает усиление или ослабление совместно попадающих на светодиод прямого и отраженного от диска света.

Если в последовательных тактах считывания длина пути света не меняется, то и состояние светодиода не меняется. В результате ток через светодиод образует последовательность двоичных электрических сигналов, соответствующих сочетанию впадин и выступов на дорожке.

Профиль дорожки CD-ROM

Различная длина оптического пути луча света в двух последовательных тактах считывания информации соответствует двоичным единицам. Одинаковая длина соответствует двоичным нулям.

8.5. Записывающие оптические и магнитооптические накопители

· Записывающий накопитель CD-R (Compact Disk Recordable) способен, наряду с прочтением обычных компакт-дисков, записывать информацию на специальные оптические диски емкостью 650 Мбайт. В дисках CD-R отражающий слой выполнен из золотой пленки. Между этим слоем и поликарбонатной основой расположен регистрирующий слой из органического материала, темнеющего при нагревании. В процессе записи лазерный луч нагревает выбранные точки слоя, которые темнеют и перестают пропускать свет к отражающему слою, образуя участки, аналогичные впадинам. Накопители CD-R, благодаря сильному удешевлению, приобретают все большее распространение.

Рис.8.3. Накопитель CD-MO

· Накопитель на магнито-оптических компакт-дисках СD-MO (Compact Disk — Magneto Optical) (рис. 8.3). Диски СD-MO можно многократно использовать для записи. Ёмкость от 128 Мбайт до 2,6 Гбайт.

· Накопитель WARM (Write And Read Many times), позволяет производить многократную запись и считывание.

8.6. Накопители на магнитной ленте (стримеры) и накопители на сменных дисках

Рис. 8.4. Накопитель
на сменных дисках

Стримеры позволяют записать на небольшую кассету с магнитной лентой огромное количество информации. Встроенные в стример средства аппаратного сжатия позволяют автоматически уплотнять информацию перед её записью и восстанавливать после считывания, что увеличивает объём сохраняемой информации.

Недостатком стримеров является их сравнительно низкая скорость записи, поиска и считывания информации.

В последнее время всё шире используются накопители на сменных дисках, которые позволяют не только увеличивать объём хранимой информации, но и переносить информацию между компьютерами. Объём сменных дисков — от сотен Мбайт до нескольких Гигабайт.

Источник

Внешние запоминающие устройства

Вы будете перенаправлены на Автор24

Жесткие магнитные диски

Рисунок 1. Жесткий диск

Выбирая жесткий диск, нужно обращать внимание на следующие параметры:

Готовые работы на аналогичную тему

Оптические диски

Оптический диск – это накопитель, чтение с которого производится при помощи оптического излучения. Основа диска изготавливается из поликарбоната, на который нанесен специальный слой. Информация записывается в виде углублений в поликарбонатной основе. На диск направляется луч лазера, он отражается, потом отраженный сигнал декодируется. Таким образом, производится считывание с диска.

К оптическим дискам относятся следующие разновидности:

Дальнейшим развитием этой технологии стали DVD-диски. Внешне DVD-диски мало отличаются от CD-дисков, но они используют лазер с меньшей длиной волны. Это позволяет увеличить объем памяти на диске до 17Гб. Аналогично компакт дискам также бывают DVD-R только для однократной записи и DVD-RW для многократной записи и чтения.

Флеш-память

Флеш-память относится к разновидности твердотельных накопителей. Это энергонезависимые запоминающие устройства, предназначенные для многократной перезаписи. Флеш-память может быть прочитана неограниченное число раз, но записывать в нее можно максимум около 100 тысяч раз.

В сравнении с жестким диском флеш-память имеет следующие достоинства:

На основе флэш-памяти работают самые популярные и востребованные USB флэш-накопители и сменные карты памяти для электронных устройств, такие как SD, MMC, miniSD.

Стримеры

Стример (ленточный накопитель) — это запоминающее устройство, основанное на магнитной записи на магнитной ленте. Доступ к данным в этом случае будет не произвольным, а последовательным.

Рисунок 2. Ленточный стример

Стримеры предназначены для записи и воспроизведения информации, а также для архивации и резервного копирования данных. Современные стримеры имеют следующие отличительные качества.

Достоинства:

Недостатки:

Национальный институт здоровья (в США) использует магнитную библиотеку Oracle для архивирования данных и долгосрочного хранения. Огромные объёмы данных остаются доступны для прямого доступа и анализа исследователями в области медицины по всему миру. Многие поставщики облачных сервисов, в том числе и Google, используют для хранения облачных данных магнитные накопители.

Источник

Внешние запоминающие устройства

Классификация запоминающих устройств

По устойчивости записи и возможности перезаписи ЗУ делятся на:

По типу доступа ЗУ делятся на:

По геометрическому исполнению:

По физическому принципу:

По форме записанной информации выделяют:

Основными техническими характеристиками ВЗУ являются:

информационная емкость определяет наибольшее количество единиц данных, которое может одновременно храниться в ВЗУ. Она зависит от площади и объема носителя, а также от плотности записи;

время доступа, т.е. интервал времени от момента запроса (чтения или записи) до момента выдачи блока.

скорость передачи данных определяет количество данных, считываемых или записываемых в единицу времени и зависит от скорости движения носителя, плотности записи, числа каналов и т.п.

Основы магнитной записи

Для регистрации информации используется переход от одного состояния намагниченности в противоположное. Этот переход является » отпечатком «, который может быть обнаружен с помощью МГ чтения.

Для горизонтальной магнитной записи МГ записи имеет небольшой зазор, через который замыкается магнитный поток. Под действием тока в обмотке домены носителя ориентируются в одном направлении. Если изменить направление тока записи Iw, то ориентация доменов будет противоположной Количество переходов, размещаемых на единице площади носителя, называют физической плотностью записи. Этот параметр зависит от метода магнитной записи, величины зазора в МГ и ее конструкции, расстояния между МГ и покрытием носителя и др.

Если плотность записи очень большая, то соседние переходы влияют друг на друга и это должно учитываться при построении схем записи и воспроизведения.

Магнитная головка чтения позволяет определить моменты времени, когда при движении носителя под ней оказываются границы между участками с противоположными состояниями намагниченности. Магнитный поток, создаваемый доменами носителя, частично замыкается через магнитопровод МГ чтения. Для сокращения длительности импульса воспроизведения уменьшают зазор в головке, толщину магнитного покрытия и расстояние между МГ и покрытием.

Если расстояние от МГ до покрытия равно нулю, то реализуется контактная запись (НМЛ, НГМД). Трение между носителем и МГ вызывает их износ и ограничивает скорость движения носителя. При использовании НЖМД реализуют бесконтактную запись, при которой МГ находится на расстоянии 0,2-5 мкм над поверхностью носителя.

Схемы записи и воспроизведения

Представление цифровой информации на внешнем носителе

Способы записи устанавливают соответствие отпечатков на поверхности носителя значениям «0» и «1». Наиболее распространенными являются способы записи без возврата к нулю (БВН), частотной (ЧМ) и фазовой (ФМ) модуляции, группового кодирования (ГК). Трактом или каналом записи-воспроизведения называют совокупность аппаратных средств, позволяющих при операциях записи получать отпечатки и восстанавливать записанную кодовую последовательность при операциях чтения. При магнитной записи основными компонентами тракта являются головка записи и воспроизведения, усилители записи и воспроизведения, детекторы информационных и синхронизирующих сигналов, схемы управления.

Накопитель на гибких магнитных дисках (НГМД)

Устройство НГМД включает ГМД, пять основных систем (приводной механизм, механизм позиционирования, механизм центрования и крепления, систему управления и контроля, систему записи-считывания) и три специальных датчика (датчик индексного отверстия, датчик запрета записи, датчик дорожки 00).

Дисковод имеет две головки для чтения и записи данных, т.е. головки приводятся в движение устройством, которое называется приводом головок. Они могут перемещаться по прямой линии и устанавливаться над различными дорожками. Головки двигаются по касательной к дорожкам, которые они записывают на диск.

Верхняя и нижняя головка монтируются на одном держателе и двигаются. Головки представляют собой электромагнитные катушки с сердечниками из мягкого сплава железа.

Метод записи называется туннельной подчисткой (дополнительные головки стирают внешние границы, аккуратно подравнивая их на диске).

Головки снабжены пружинами и прижимаются к диску под небольшим давлением. Это означает, что они находятся в непосредственном контакте с поверхностью диска во время чтения и записи.

В результате контакта между головками и диском на головках постепенно образуется налет оксидного материала диска. Этот слой должен периодически счищаться с головок во время профилактического ремонта или обычного обслуживания.

Привод головок

Это устройство с механическим двигателем, которое заставляет головки перемещаться над поверхностью диска (используется шаговый двигатель). Шаговый двигатель осуществляет перемещения в двух направлениях с определенным приращением (шагом). Этот двигатель поворачивается на точно определенный угол и останавливается. Шаговый двигатель выполняет перемещение между фиксированными ограничителями, или упорами, и должен останавливаться при определенном положении ограничител. Шаговые двигатели не могут осуществлять непрерывное позиционирование. Каждый шаг перемещения определяет дорожку на диске. Двигателем управляет контроллер диска.

Обычно шаговый двигатель соединен с держателем головок свернутой в спираль стальной лентой. Лента наматывается на ось шагового двигателя, что делает вращательное движение поступательным. В некоторых дисководах вместо ленты используется червячная передача. В устройствах этого типа головки монтируются на червячной передаче, приводимой в движение непосредственно валом шагового двигателя (устанавливается на дискетах диаметром 3,5 дюйма).

Двигатель привода диска

Этот двигатель вращает диск (скорость вращения 300-360 об/мин). В старых дисководах двигатель вращал ось диска с помощью ременной передачи (больший вращающий момент), но во всех современных дисководах используется система прямого привода. Она надежнее, дешевле и компактнее.

Платы управления

В дисководе всегда есть одна или несколько плат управления, или логических плат, на которых расположены схемы управления приводом головок, головками чтения/записи, вращающимся двигателем, датчиками диска и другими компонентами дисковода. Логическая плата осуществляет взаимодействие дисковода и платы контроллера в компьютере.

Контроллер

Независимо от типа (внешний или интегрированный), контроллер использует следующие ресурсы:

Pазъемы

Разъемы со стороны кабеля питания являются разъемами-«мамами». Они насаживаются на штыревой разъем («папу»), который прикреплен к дисководу.

В 34-контактном кабеле линии 10-16 разрезаны и перекручены между разъемами дисководов. Это перекручивание переставляет первое и второе положения перемычки выбора дисковода и сигналы включения двигателя, а следовательно, меняет на противоположные установки DS для дисковода, находящегося за перекручиванием.

Источник