Размещено на http://www.allbest.ru/

ГУМАНИТАРНО ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЛЕДЖ

РЕФЕРАТ

«ВИНЧЕСТЕР»

Выполнила: Тебедова П.1.1.Д.О

Проверил: Гусейнов М.М

МАХАЧКАЛА 2019



Оглавление

Введение

1. Аппаратно-программное обеспечение ПК

1.1 Аппаратное обеспечение

1.1.1 Клавиатура

1.1.2 Мышь

1.1.3 Системный блок

1.1.4 Монитор

1.2 Программное обеспечение

2. Винчестер

2.1 Принцип работы записи

2.2 Устройство жесткого диска

2.3 Работа жестких дисков

2.4 Объем скорость и время доступа жестких дисков

2.5 Интерфейсы жестких дисков

2.6 Внешние жесткие диски

Заключение

Список использованной литературы



Введение

жесткий диск персональный компьютер

Рассматривая компьютер и все что связано с ним и работой на нем, условно разделяют на две части: аппаратное и программное обеспечение. Это два направления в компьютерной технологии, взаимно обуславливающих развитие друг друга.

Аппаратное обеспечение представляет собой всю электронную начинку компьютера, необходимое периферийное оборудование. Процессор, электронные платы, накопители, монитор, клавиатура - все это относят к аппаратному обеспечению.

Программное обеспечение является набор программных продуктов необходимых для выполнения поставленных задач. Программа оказывается тем переводчиком, с помощью которого мы можем сообщить машине, что мы от нее хотим, привести в действие необходимые аппаратные средства и выполнить необходимые операции.

Большинство цифровой информации хранится на жестких дисках компьютеров. Данное устройство является довольно сложным, поскольку содержит собственный процессор-контроллер, память, схемы управления механикой и ввода-вывода. Накопители на жестких магнитных дисках прошли большой путь от громоздких агрегатов, до миниатюрных устройств. Возросло число информации, размещающихся на носителях, или иначе их ёмкость. В наиболее массовых потребительских дисках она достигла одного терабайта.

Cамый первый накопитель на жеcтком диcке был разработан фирмой IBM в начале 70-х годов. Этот четырнадцатидюймовый диcк хранил по 30 Мбайт информации на каждой cтороне, что нашло отражение в названии "винчеcтер". Емкоcть диcка 30/30 перекликается с названием извеcтного ружья фирмы "Winchester". Этот накопитель до cих пор иcпользуетcя на некоторых вычиcлительных центрах в качеcтве cтолика для чая. Первый cерийный накопитель на жеcтких диcках - 3340 - был cоздан фирмой IBM в 1973 году. Он имел емкоcть 140 Мбайт и cтоил 8600 долларов. Эти винчеcтерcкие диcки предназначалиcь для иcпользования на больших универcальных ЭВМ. Через 15 лет IBM приcпоcобила жеcткие диcки для иcпользования в перcональных компьютерах, однако оcновная концепция и принцип работы оcталиcь такими же, как и в первом накопителе 30/30.

Жесткие магнитные диски относятся к устройствам с прямым доступом -- информация почти мгновенно доступна из любой части диска. В отличие от оперативной памяти, служат для постоянного хранения информации.

Задачей данной курсовой работы является изучение принципа работы жесткого диска, его устройства, основных характеристик и способов повышения качества работы устройств.



1. Аппаратно-программное обеспечение

Аппаратное обеспечение - это совокупность технических средств (электронных и механических устройств), обеспечивающих, как нормальное функционирование, компьютеров, сетей передачи данных, так и расширяющих их основные функции.

К аппаратному обеспечению относятся устройства, образующую конфигурацию компьютера. Согласование между отдельными узлами и блоками выполняется с помощью аппаратно-логических устройств, называемых аппаратными интерфейсами. Стандарты на аппаратные интерфейсы называют протоколами. Протокол -- это совокупность технических условий, которые должны быть обеспечены разработчиками устройств.

Персональный компьютер -- универсальная техническая система, конфигурацию которой можно изменять по мере необходимости. В настоящее время базовая конфигурация состоит из 4 составляющих

1. системный блок

2. Монитор

3. Клавиатура

4. Мышь.

Аппаратное обеспечение (англ. Hardware «железо» - аппаратные средства, технические средства) включает в себя все физические части компьютера, но не включает программное обеспечение, которое им управляет, и не включает информацию, имеющуюся на компьютере

1.1 Аппаратное обеспечение

Аппаратное обеспечение включает: компьютеры и логические устройства, внешние устройства и диагностическую аппаратуру, энергетическое оборудование, батареи и аккумуляторы. Некоторая часть задач, выполняемая аппаратным обеспечением может быть выполнена частично или полностью с помощью программной эмуляции, например, в персональных компьютерах часто используется программная реализация протоколов связи модемов, программная эмуляция функций отрисовки 3D изображений.

Обычно перенос выполняемой задачи из аппаратной части в программную уменьшает стоимость оборудования, но увеличивает нагрузку на центральный процессор.

1.1.1 Клавиатура

Клавиатура- это одно из основных устройств ввода, используемых на компьютере. Компьютерная клавиатура позволяет осуществлять ввод букв, цифр и других символов в компьютер Клавиатура-- комплект расположенных в определённом порядке клавиш для управления каким-либо устройством или для ввода данных

Комбинация монитора и клавиатуры обеспечивает простейший интерфейс пользователя. С помощью клавиатуры управляют компьютерной системой, а с помощью монитора получают от нее отклик. Существует два основных вида клавиатур: музыкальные и алфавитно-цифровые.

Музыкальная клавиатура -- совокупность клавиш музыкального инструмента, которым соответствуют звуки определённой высоты. Музыкальные инструменты, имеющие клавиатуру, классифицируются клавишные музыкальные инструменты. Клавиатуры для пальцев рук имеются у таких инструментов как рояль, орган, клавесин, челеста, синтезатор, а также у баяна, аккордеона и т.д.

Алфавитно-цифровые клавиши-являются самой многочисленной группой клавиш. Они содержат изображения букв, цифр, знаков действий, знаков препинания и некоторых других знаков. Нажатие на эти клавиши приводит к появлению соответствующих знаков на экране



1.1.2 Мышь

Компьютерная мышь- это устройство ввода которое позволяет контролировать указатель в графическом интерфейсе пользователя. Мышь - это манипулятор управляющий указателем (курсором). При перемещении мыши по поверхности она генерирует электронный сигнал, указывающий компьютеру направление движения, расстояние и скорость. А на экране монитора пользователь видит перемещение специального указателя (курсора) в соответствие с движением мыши.

Оптическая мышь - это компьютерная мышь, имеющая встроенную скоростную видеокамеру, которая с большой скоростью делает снимки поверхности и сравнивая их с предыдущими, вычисляет изменение положения мыши.

Механическая мышь - это компьютерная мышь, которая использует покрытый резиной металлический шар для определения движения мыши. Часть такого шара выступает на поверхность, в нижней части мыши, и когда шар крутится, то два прижатых к нему ролика передают его движения на датчики угла поворота, а датчики в свою очередь преображают их в электрические сигналы.

1.1.3 Системный блок

Самый главный блок - системный, собственно, это и есть компьютер, В системном блоке размещены основные устройства приема, передачи, обработки и хранения информации. Именно к нему подключаются все, без исключения, устройства компьютера, например,

-монитор,

-клавиатура,

-принтер.

Все основные составляющие компьютера, которые можно заменить, убрать или добавить, находятся либо внутри системного блока, либо подключаются к нему снаружи. Таким образом, вся сила и мощь компьютера находится именно в системном блоке.

Системный блок - это корпус, в котором находятся различные функциональные компоненты компьютера. Внешнюю оболочку, а именно корпус - обычно изготавливают на основе стали, алюминия и пластика.

Материнская (системная) плата - печатная плата, являющаяся основой построения модульного устройства, например -- компьютера. Это основная системная плата компьютера, имеющая разъёмы для установки дополнительных плат расширения и служащая механической основой всей электронной схемы компьютера. Благодаря материнской плате обеспечивается полное взаимодействие компонентов компьютерной системы

Центральный процессор - (ЦП; также центральное процемссорное устромйство--ЦПУ; англ. Central processing unit, CPU, дословно --центральное обрабатывающее устройство) -- электронный блок либо интегральная схема (микропроцессор), исполняющая машинные инструкции (код программ), главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера. Иногда называют микропроцессором или просто процессором.

Оперативная память - часто этот элемент называют просто память компьютера, так как она напрямую используется центральным процессором для хранения данных, обрабатываемых в процессе вычислений, и поэтому ее размер существенно влияет на производительность компьютера.

Жесткий диск - отвечает за долгосрочное хранение данных на компьютере. Для доступа к информации, хранящейся на жестком диске требуется гораздо больше времени, чем в случае с оперативной памятью, поэтому объем жесткого диска влияет лишь на то, какое количество программ или файлов.

Видеокарта - отвечает за формирование видеосигнала и посыл его на монитор компьютера. Это довольно сложное устройство, которое имеет в своем составе собственный процессор и оперативную память.

Оптический привод - данное устройство предназначено для чтения и записи информации на CD-дисках. Более функциональные модели обладают возможностью чтения и записи различных форматов дисков, таких как DVD и Blu- Ray.

Блок питания - в нашем списке находится на последнем месте, однако он играет отнюдь не последнюю роль в работе ПК, так как этот прибор обеспечивает питанием все комплектующие компьютера, и правильный выбор блока питания является залогом надежной работы вашего компьютера.

Корпус - системного блока -- внешняя оболочка системного блока персонального компьютера, которая защищает внутренние элементы от физического воздействия. Корпус имеет большое значение для стабильной работы компьютера. Например, хорошо продуманная система охлаждения внутри корпуса, залог стабильной работы компьютера и гарантия от перегрева.

Корпусный вентилятор - используется для охлаждения системника. Он необязателен, но желателен для поддержания приемлемой температуры внутри.

Сетевая карта - элемент системного блока, необходимый для соединения компьютера с локальной сетью или сетью Интернет. Последнее время сетевые платы интегрированы (встроены) в материнские платы.

1.1.4 Монитор

Монитор - это специальное устройство, служащее для вывода изображения. Бывает два вида мониторов: монохромный и цветной. Монохромный, соответственно, предназначен для вывода изображения с помощью двух цветов. Сегодня различают два режима работы мониторов: текст и графика Монитор - это устройство, которое может быть различных размеров. Выделяют 14-дюймовые, 17-дюймовые, 19 и 21-дюймовые. Дюймы - это длина диагонали экрана.

Мониторы на электронно-лучевой трубке-в настольных компьютерах еще используются мониторы на (ЭЛТ). Изображение на экране монитора создается пучком электронов, испускаемых электронной пушкой. Этот пучок электронов разгоняется высоким электрическим напряжением (десятки киловольт) и падает на внутреннюю поверхность экрана, покрытую люминофором (веществом, светящимся под воздействием пучка электронов).

Жидкокристаллические мониторы (LCD мониторы) - все шире используются наряду с традиционными ЭЛТ-мониторами Экран LCD-монитора представляет собой массив маленьких сегментов (называемых пикселями), которые могут манипулироваться для отображения информации. LCD-монитор имеет несколько слоев, где ключевую роль играют две панели, сделанные из очень чистого стеклянного материала, которые собственно и содержат тонкий слой жидких кристаллов между собой.

1.2 Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) - совокупность специальных программ, облегчающих процесс подготовки задач к выполнению на ЭВМ и организующих прохождение их через машину, а также процедур, описаний, инструкций и правил вместе со всей связанной с этими компонентами документацией, используемых при эксплуатации вычислительной системы.

Обрабатывают информацию, управляют работой компьютера программы

В основу работы компьютеров положен программный принцип управления, состоящий в том, что компьютер выполняет действия по заранее заданной программе. Этот принцип обеспечивает универсальность использования компьютера: в определенный момент времени решается задача соответственно выбранной программе. После ее завершения в память загружается другая программа

Оно включает в себя базовое и сервисное программное обеспечение. В свою очередь, базовое программное обеспечение составляют: базовая система ввода-вывода (BIOS), операционная система (ОС), операционные оболочки. Сервисное программное обеспечение составляют: программы диагностики работоспособности компьютера, антивирусные программы, программы обслуживания дисков, программы архивирования данных, программы обслуживания сети.



2. Винчестер

Винчестер (жесткий диск) - запоминающее устройство(устройство хранения информации)произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров.

2.1 Принцип работы записи

Принцип работы жесткого диска кратко можно описать как процессы считывания или записи информации.

Для того чтобы понять принцип работы магнитного жесткого диска, в первую очередь необходимо изучить, как он устроен.

Сам жесткий диск представляет собой набор пластин, количество которых может колебаться от четырех до девяти, соединенных между собой валом (осью), называемым шпинделем. Пластины располагаются одна над другой. Чаще всего материалом для их изготовления служат алюминий, латунь, керамика, стекло.

Сами же пластины имеют специальное магнитное покрытие в виде материала, называемого платтером. Каждая около 2 мм. За запись и чтение информации отвечают радиальные головки (по одной на каждую пластину), а в пластинах используются обе поверхности. За вращение шпинделя, скорость которого может составлять от 3600 до 7200 об./мин, и перемещение головок отвечают два электрических двигателя.

При этом основной принцип работы жесткого диска компьютера состоит в том, что информация записывается не куда попало, а в строго определенные локации, называемые секторами, которые расположены на концентрических дорожках или треках. Принципы работы накопителей на жестких дисках, с точки зрения их логической структуры, универсальны. Так, например, размер одного сектора, принятый за единый стандарт во всем мире, составляет 512 байт.

В свою очередь секторы делятся на кластеры, представляющие собой последовательности рядом находящихся секторов. И особенности принципа работы жесткого диска в этом отношении состоят в том, что обмен информацией как раз и производится целыми кластерами (целым числом цепочек секторов). Принципы работы накопителя на жестких магнитных дисках выглядят следующим образом: с помощью специального кронштейна считывающая головка в радиальном (спиралевидном) направлении перемещается на нужную дорожку и при повороте позиционируется над заданным сектором, причем все головки могут перемещаться одновременно, считывая одинаковую информацию с разных дисков (пластин).

При этом можно выделить еще один принцип работы жесткого диска: чем ближе считывающая головка к магнитной поверхности (но не касается ее), тем выше плотность записи.

2.2 Устройство жесткого диска

Жесткий диск состоит из пяти основных частей.

1. интегральная схема, которая синхронизирует работу диска с компьютером и управляет всеми процессами.

2. Электромотор (шпиндель), заставляет вращаться диск со скоростью примерно 7200 об/мин, а интегральная схема поддерживает скорость вращения постоянной.

3. Коромысло, которое может как записывать, так и считывать информацию. Конец коромысла обычно разделен, для того чтобы можно было работать сразу с несколькими дисками. Однако головка коромысла никогда не соприкасается с дисками.

4. сам жесткий диск, это то, куда записывается и откуда считывается информация, кстати их может быть несколько.

5. корпус, в который устанавливаются все остальные компоненты. Материалы применяются следующие: почти весь корпус выполнен из пластмассы, но верхняя крышка всегда металлическая. Корпус в собранном виде нередко называют "гермозоной".

2.3 Работа жестких дисков

Принцип, по которому работает жесткий диск следующий: когда жесткий диск включается в работу - это значит либо на него осуществляется запись, либо с него идет чтение информации, или с него загружается ОС, электромотор (шпиндель) начинает набирать обороты, а поскольку жесткие диски закреплены на самом шпинделе, соответственно они вместе с ним тоже начинают вращаться. И пока обороты диска(ов) не достигли того уровня, чтобы между головкой коромысла и диском образовалась воздушная подушка, коромысло во избежание повреждений находится в специальной "парковочной зоне".

Как только обороты достигают нужного уровня, сервопривод (электромагнитный двигатель) приводит в движение коромысло, которое уже позиционируется в то место, куда нужно записать или откуда считать информацию. Этому как раз способствует интегральная микросхема, которая управляет всеми движениями коромысла.

Распространено мнение, этакий миф, что в моменты времени, когда диск "простаивает", т.е. с ним временно не осуществляется никаких операций чтения/записи, жесткие диски внутри перестают вращаться. Это действительно миф, ибо на самом деле, жесткие диски внутри корпуса вращаются постоянно, даже тогда, когда винчестер находится в энергосберегающем режиме и на него ничего не записывается.



2.4 Объем скорость и время доступа жестких дисков

Основными задачами производителей всегда было увеличение объема хранящейся на дисках информации и скорости работы с этой информацией.

Наиболее очевидным решением является увеличение количества пластин в корпусе жесткого диска. Подобным образом обычно различаются модели в пределах одного модельного ряда. Этот способ является наиболее простым и позволяет на одной и той же элементной базе получать диски различной емкости. Но у этого способа существуют естественные ограничения: количество дисков не может быть бесконечным. Увеличивается нагрузка на мотор, ухудшаются температурные и шумовые характеристики диска, вероятность брака растет пропорционально количеству пластин, а значит, труднее обеспечить надежность.

Технологически более сложный (и более перспективный) метод увеличения объема - увеличение плотности записи информации. Тут возникает целый ряд технологических проблем. Современные пластины изготовляются из алюминия или даже из стекла (некоторые модели IBM). Магнитное покрытие имеет сложную многослойную структуру и покрыто сверху специальным защитным слоем. Размеры частиц магнитного покрытия уменьшаются, а чувствительность их возрастает.

Самый простой способ увеличить скорость считывания - увеличить скорость вращения пластин. По этому пути и пошли конструкторы. Если пластины вращаются с большей скоростью, то за единицу времени под считывающей головкой проходит больше информации. На увеличение скорости считывания влияет также и рассмотренное выше увеличение плотности записи информации. Именно по этой причине SCSI диски, как правило, обладают большей скоростью вращения. Однако на такой скорости сложнее точно позиционировать головку считывания, поэтому плотность записи там меньше, чем на некоторых IDE дисках, а стоят такие диски больше.

Так как головка при поиске информации перемещается только поперек диска, она вынуждена "ждать", пока диск повернется и сектор с запрашиваемыми данными окажется доступным для чтения. Это время зависит только от скорости вращения диска и называется временем ожидания информации (latency).

2.5 Интерфейсы жестких дисков

Развитие интерфейсов винчестеров шло двумя параллельными путями: дешевым и дорогим.

Дорогое решение заключалось в создании на плате самого винчестера отдельного интеллектуального контроллера, который бы брал на себя значительную часть работы по взаимодействию с винчестером. Результатом этого подхода явился интерфейс SCSI, который быстро завоевал популярность на рынке серверов. Одним из преимуществ этого подхода являлась возможность подключения к компьютеру значительного для того времени количества устройств, требующих для своей работы широкого канала передачи данных.

Простое и дешевое решение - переложить значительную часть операций по вводу-выводу на центральный процессор. У этого решения вполне очевидный недостаток: снижение общей вычислительной мощности системы, особенно заметное при многозадачной работе. А в те времена, когда процессоры не были такими мощными, это сильно ограничивало возможности, в частности, файловых серверов. Результатом воплощения в жизнь этого подхода явился широко распространенный интерфейс IDE.



2.6 Внешние жесткие диски

Говоря об интерфейсах для подключения винчестеров, стоит вспомнить и о переносных винчестерах. В настоящее время существует несколько решений для подключения внешних устройств. Во-первых, есть винчестеры, подключающиеся к USB-порту. Они используются в основном для обмена данными с цифровыми камерами и прочими мобильными устройствами. В силу невысокой пропускной способности этой шины подобные диски, конечно, не смогут сравниться в производительности с внутренними устройствами.

Все большее распространение получает новый интерфейс IEEE1394, который может использоваться не только для подключения жестких дисков, но и других устройств, работающих с большими массивами данных, например, видеокамер. Контроллеры этого интерфейса иногда даже встраиваются в материнские платы. Его производительности хватает, например, для проигрывания видео высокого качества - заявленная пропускная способность интерфейса достигает 50 Мб/с.



Заключение

На сегодня жесткий диск сильно прогрессировал. Были увеличены основные характеристики в несколько раз, а объем памяти в 100000 раз, но единственное что осталось - это уязвимость жесткого диска к тряске и повреждениям. Жесткий диск довольно долго сохраняет свой форм фактор и ему грозит скорое вытеснение с рынка потребителей - но пока это только в будущем.

Развитие электронной промышленности осуществляется быстрыми темпами, однако принципы устройства компьютера остаются неизменными.

Необходимы новые, инновационные методы совершенствования технологии создания жестких дисков. Требуется эффективная синхронизация процедур записи и считывания с движением головок.

Совершенствование жестких дисков на их пути к их усовершенствованию может привести к тому, что они вольют в себя некоторые свойства ближайших конкурентов - оптических носителей информации, таких как CD и DVD. Это приведет к резкому возрастанию их сложности, а значит и стоимости. В то же самое время, лишенные каких-либо суперпарамагнитных пределов, оптические устройства будут развиваться, захватывая новые рубежи, и, вероятно, по всем основным характеристикам превзойдут магнитные накопители.

Устройство для хранения информации на основе вращающегося магнитного диска было разработано фирмой IBM в самом начале 70-х годов. Этот громоздкий 14-дюймовый диск позволял записать 30 дорожек по 30 секторов в каждой из них; обозначение диска 30/30 напоминало название широко распространенной модели ружья фирмы Winchester, в результате чего в английском языке для обозначения дисковых устройств с несъемными дисками стали широко применять слово Winchester. В 1973 году фирма IBM создала первый накопитель с несколькими дисками емкостью 140 Мб, который продавался по цене $8600, а в 1980 году они создали первый жесткий диск ёмкостью более 1 Гб, весил он 250 кг, цена 14,5 тыс. долларов.

При разработке первой модели компьютера IBM PC в нем не был предусмотрен встроенный винчестер, однако уже в следующей модели он был установлен (20 Мб). В компьютере PC AT винчестер уже являлся основным средством повышения эффективности компьютера - пользователям не требовалось больше загружать операционную систему с дискет и искать каждый раз новую дискету при начале работы с какой-либо программой. Возможность хранения на встроенном диске больших объемов данных и программ значительно расширила диапазон использования персональных компьютеров.



Список использованной литературы

1) revolution.allbest.ru›Программирование›00540362_0.html

2) studbooks.net›2079334/informatika/zaklyuchenie

3) biosgid.ru›osnovy-ustrojstva-pk/hdd-ili-zhestkij…

4) works.doklad.ru›view/BtmU6gpZwu8.html

Размещено на Allbest.ru

...