Типы внешней памяти ЭВМ различных поколений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Типы внешней памяти ЭВМ различных поколений

Введение

Внешняя память предназначена для длительного хранения программ и данных. Устройства внешней памяти (диски) энергонезависимы, отключение питания не приводит к потере данных. Они могут быть встроены в системный блок или выполнены в виде автономных блоков, подключенных к системе через ее порты. Важной особенностью внешней памяти является ее объем. Внешнее хранилище может быть увеличено путем добавления новых дисков. Не менее важными особенностями внешней памяти являются время доступа к информации и скорость обмена информацией. Эти параметры зависят от считывателя информации и организации типа доступа к ним.

Внешняя (долговременная) память - это место хранения данных, которые в настоящее время не используются в памяти компьютера.

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

Из-за способа записи и чтения диски делятся, в зависимости от типа носителя, на магнитные, оптические и магнитооптические.

Ранее в информатике к внешним устройствам (WSU) относились устройства для хранения дискретной информации, главным образом на магнитных лентах, барабанах, дисках.

Положительным качеством памяти на магнитных лентах, дисках, барабанах по сравнению с оперативной памятью, например, на ферритовых сердечниках является их большая емкость при относительно низких затратах на хранение информационного блока. Во многих странах существует возможность быстрой замены носителей: катушек с магнитной лентой, пакетов магнитных дисков. Это позволяет как бы неограниченно увеличивать их емкость. Чтобы в полной мере оценить последние достижения в области внешних устройств хранения данных, вам нужно знать, с чего все началось, то есть с чего все началось.

1.Ленточные приводы

Магнитные ленты хранятся и используются намотанными на катушки. Запись информации на магнитной ленте происходит на девяти дорожках.

В дисках мэйнфреймов ЕС информация записывается с продольной плотностью 8 бит / мм, 32 бит/мм или 63 бит / mm.na девять путей параллельно записывает 8 бит информации и 1 бит управления, которые составляют 1 байт. Четвертый трек назначен для записи контрольного разряда. Группа байтов, записываемая по одному или в связанную цепочку данных последовательности KSK, создает зону.

CCS записывается на ленту за последним байтом данных с интервалом в 4 байта. Для формирования автовокзала проводится подсчет единиц на каждой трассе зоны. Их общее количество на любой трассе должно быть четным. Строка PCs записывается после CCS с интервалом 4 байта. При плотности записи 8 и 63 бит / мм расположение данных на ленте такое же, как при плотности записи 32 бит / мм, но в конце зоны записывается только PCS с интервалом в 4 байта от последнего байта данных. Для записи информации о плотности 8 и 32 бит / мм используется потенциальный метод без возврата к нулю с модификацией единиц, называемый методом "без возврата к нулю" (BWN-1). В зарубежной литературе этот метод сокращенно называют также НРЗ-1.

При плотности 63 бит / мм используется другой метод записи-метод фазовой модуляции или фазового кодирования (FC). Метод FC позволяет значительно повысить надежность распределения сигналов. Это связано с тем, что при изменении частоты в широком диапазоне фаз искажения сигналов остаются небольшими, что облегчает идентификацию считываемых сигналов и, следовательно, реализует более высокую плотность записи 63

2.Накопители прямого доступа

2.1 Общие сведения

память хранение поколение

Устройства хранения данных на магнитных дисках и барабанах доступны в номенклатуре технических инструментов ЕС. Все диски с прямым доступом, как и диски с магнитной лентой, используют принцип электромагнитной записи информации на движущемся носителе. Носители в приводах прямого доступа - это магнитные диски или барабаны, которые в рабочем состоянии вращаются с высокой скоростью. Магнитные диски делятся на две группы: сменные магнитные диски, на которых можно быстро менять Пакеты дисков, магнитные и диски магнитные постоянные, в которых Пакет магнитных дисков или один диск устанавливается на постоянной основе на заводе, и его нельзя быстро заменить.

Устройства хранения с постоянными магнитными дисками и магнитными барабанами используются в машине в качестве устройств внешней памяти большой емкости. Носители памяти на съемных магнитных дисках с точки зрения системных возможностей аналогичны носителям памяти на магнитной ленте. Они служат только как внешняя память,но и как устройства ввода вывода. Съемные магнитные диски легко хранить. Из них в вычислительных центрах создаются библиотеки, что позволяет неограниченно увеличивать объем внешней памяти компьютерных систем.

Однако стоимость хранения единицы информации на магнитных дисках и барабанах на порядок больше, чем на магнитных лентах.

2.2 Принципы работы накопителя на сменных магнитных дисках

Информация записывается на рабочих поверхностях дисков в концентрических кругах-путях. По одному пути можно последовательно записывать бит за битом 3625 байт. Десять дорожек, расположенных один под другим на всех десяти рабочих поверхностях дисков, образуют так называемый цилиндр.

В рабочем состоянии пакет дисков постоянно вращается. Для записи и чтения информации привод имеет десять магнитных головок. Магнитная головка состоит из универсальной головки и стирающей головки. Магнитные головки расположены друг под другом и укреплены на тележке. Тележка может быть закреплена в одном из 203 позиций, тем самым размещая головки на одном из цилиндров. Запись и считывание информации в пределах одного цилиндра осуществляется без механического перемещения тележки с магнитными головками. При этом работает только одна голова из десяти. Он записывает или читает информацию по одному пути. Выбор пути в цилиндре осуществляется электронной коммутацией головки.

В отличие от ленточного накопителя, диски прямого доступа используют бесконтактный метод записи и чтения информации. В приводах прямого доступа используется двухфазный последовательный способ записи информации. Этот метод заключается в том, что байты последовательно записывают биты за бит по одному пути. Для записи единицы

2.3 Накопитель на гибких магнитных дисках (НГМД - дисковод)

Устройство использует в качестве носителя данных гибкие магнитные диски-дискеты, которые могут быть 5-или 3-дюймовыми. Дискета-это магнитный диск, такой как диск, помещенный в картонный конверт. В зависимости от размера дискеты его емкость изменяется в байтах. Если на стандартной 5'25-дюймовой дискете находится до 720 Кбайт информации, то 3'5-дюймовая дискета уже составляет 1,44 МБ. Дискеты универсальны, подходят для любого компьютера того же класса, оснащенного дисководом гибких дисков, могут использоваться для хранения, сбора, распространения и обработки информации. Диск представляет собой устройство параллельного доступа, поэтому все файлы одинаково легко доступны. В настоящее время дискеты используются в основном для резервного копирования небольших объемов данных и распространения информации. 5 ' 25-дюймовые дискеты морально устарели и редко используются. Наибольшее распространение дисков на магнитных дискетах является 3 ' 5-дюймовая дискета или дискета (floppy disk).

Диск покрыт сверху специальным магнитным слоем, обеспечивающим хранение данных. Информация записывается с обеих сторон диска вдоль путей, которые представляют собой концентрические круги. Каждый путь разделен на сектора. Плотность записи данных зависит от плотности

2.4 Накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД - винчестер)

Является логическим продолжением развития технологии магнитного хранения информации. Они появились несколько лет назад и уже приобрели огромную популярность благодаря своим многочисленным преимуществам:

- очень большая емкость;

- простота и надежность использования;

- возможность доступа к тысячам файлов одновременно;

- быстрый доступ к данным.

Из недостатков можно выделить только отсутствие съемных носителей, все данные записываются внутри жесткого диска на магнитные диски. (В настоящее время используются внешние винчестеры и системы резервного копирования с дисками по типу гибких дисков.) Емкость современных Винчестеров поистине ужасна: пять лет назад 100-мегабайтный Винчестер казался недостижимым идеалом, пределом заветных мечтаний-казалось, что половины его пространства хватит на долгие годы работы. Но прошло пять лет, и такие винчестеры уже даже не выпускаются как морально устаревший.

3. Устройство чтения компакт-дисков (CD-ROM)

В этих устройствах используется принцип считывания сфокусированного лазерного луча канавок на металлизированные слое носителя 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 Дешевые, практически не влияет на какие-либо влияниям среды, информация, хранимая на нем не исказит и не удалит до тех пор, пока диск не будет уничтожен физически, имеет емкость 650 МБАЙТ, сравнимую с хорошим Винчестер, а его производство несравнимо дешевле и проще, при размерах с 5-дюймовой дискеты содержит информацию, 900 раз больше, чем дискета.

У него есть только один недостаток-на компакт-диске невозможно записать информацию. Данные записываются на него во время производства или позже пользователем (устройство CD-R), но только единожды.

4. DVD

Отличия DVD от обычных CD-ROM

Самое основное отличие - это, естественно, объем записываемой информации. Если на обычный CD-диск можно записать 640 Мб (хотя в последнее время встречаются болванки и на 800 Мб, но далеко не все приводы смогут прочитать то, что записано на таком носителе), то на один DVD-диск влезет от 4,7 до 17 Гб.

DVD используется лазер с меньшей длиной волны, что значительно увеличило плотность записи, а кроме того, DVD подразумевает возможность слойной записи информации, т. е. на поверхности компактности находится один слой, на который наносится еще один, полупрозрачный, и первый считывается сквозь второй параллельно.

В самих носителях также различия больше, чем кажется на первый взгляд.

Из-за того, что плотность записи значительно увеличилась, а длина волны стала меньше, требования к защитному слою также изменились-для DVD он составляет 0,6 мм против 1,2 мм для обычных компакт-дисков.

Поэтому 0,6 мм обычно заполняется пластиком с обеих сторон, чтобы получить те же 1,2 мм. но самое главное преимущество такого защитного слоя заключается в том, что благодаря небольшому размеру на одном компакте стало возможно записать информацию с двух сторон, то есть удвоить ее емкость, оставив размеры практически одинаковыми.

Емкость DVD

Существует пять разновидностей DVD:

1. DVD5 - однослойная односторонняя плата, 4,7 ГБ или два часа видео;

2. DVD9 представляет собой двухслойный односторонний диск, 8,5 Гб, или четыре часа видео;

3. DVD10 - однослойная двухсторонняя плата, 9,4 ГБ или 4,5 часа видео;

4. DVD14-двухсторонний диск, два слоя на одной и один на другой стороне, 13,24 ГБ, или 6,5 часа видео;

5. DVD18-это двухслойный двухсторонний диск, 17 ГБ или более восьми часов видео.

Последний вариант, DVD18, из-за слишком дорогой и сложной технологии производства в природе очень редок. Самыми популярными стандартами являются DVD5 и DVD9.

Возможность

Ситуация с DVD-носителями теперь аналогична ситуации с компакт-дисками, на которых долгое время хранилась только музыка. Теперь можно найти не только фильмы, но и музыку (так называемые DVD-аудио) и программные компиляции (в основном демо-версии, которые занимают на лунке очень маленький кусочек пространства и выпускаются на DVD только по соображениям престижа). Конечно, основной областью применения является кинопроизводство.

Разработчикам программного обеспечения и игр еще не нужны все функции DVD, но в ближайшем будущем все изменится.

Звук на DVD

Саундтрек может быть закодирован в нескольких форматах. Наиболее известными и часто используемыми являются Dolby Prologic, DTS и Dolby Digital всех версий. Это означает, что на самом деле в форматах, используемых в кинотеатрах для получения максимально точного и красочного звукового изображения.

Механические повреждения

Компакт-диски и DVD-диски одинаково чувствительны к механическим повреждениям. То есть царапина есть царапина. Однако из-за гораздо более высокой плотности записи потери на DVD будут более значительными (плотность данных намного больше). Особо переживать по этому поводу не стоит, так как небольшой недостаток на видеодиске может быть выражен тем, что в проблемный момент Вы кратко увидите изображение, богатое артефактами, после чего все станет нормально. Если есть много царапин, то ничего не поделаешь.

Защита от копирования

Помимо региональной защиты есть еще один-все содержимое DVD зашифровано, чтобы его нельзя было воспроизвести после копирования. Ключ состоит из двух частей: первая часть-это ключ, хранящийся на самом диске (всего их около 400, и подходит только одна), а вторая-в памяти проигрывателя... Это называется CSS (Content Scrambling System). И теперь есть программы, которые позволяют расшифровывать содержимое DVD и подключать его к диску без каких-либо проблем. Существуют также программы, которые позволяют мгновенно создавать образ диска для его дальнейшего копирования.

5. Другие устройства накопления и хранения информации

память хранение поколение

Помимо вышеперечисленных базовых устройств для сбора и хранения информации существуют и другие, по разным причинам менее популярные. Эти устройства включают в себя:

- магнитооптические диски;

- диски Бернулли.;

- устройства резервного копирования данных;

- некоторые другие устройства.

Все эти устройства имеют разную емкость, скорость доступа к информации, их плюсы и минусы, а также разную цену. У них есть свои ограничения, но есть некоторые преимущества. Одна вещь, которую все имеют вместе - эти устройства были созданы для хранения, сбора и резервного копирования данных.

Теперь о некоторых из них подробнее:

5.1 USB Flash Drive

Новый тип внешнего носителя данных для ПК, который появился благодаря широкому распространению интерфейса USB (Universal Bus) и преимуществам чипов флэш-памяти. Достаточно большая емкость при небольших размерах, энергозависимость, высокая скорость передачи информации, защита от механических и магнитных воздействий, возможность использования на любом компьютере-все это позволило заменить Флэш-накопителя USB или успешно конкурировать со всеми существующими ранее носителями данных.

Заключение

Таким образом, можно сказать, что жесткие диски надолго сохранят лидирующие позиции на рынке VSU. Это связано с низкой стоимостью записи по сравнению с компакт-дисками и DVD-дисками, которые являются достойными конкурентами по количеству записываемой информации. Различные способы хранения и записи информации соответствуют различным целям.

На данный момент нет универсального VZU, который может использоваться как постоянный, так и портативный одновременно и быть доступным для обычных пользователей. Похоже, что в ближайшие годы нам придется использовать винчестеры в качестве основного носителя, хотя мысль не стоит на месте, и никто не знает, что еще может придумать человек в ближайшее время.

Список литературы

1.Богумирский Б.C. “Справочное руководство по windows” 2001г.

2.Леонтьев В.П. “Новейшая энциклопедия ПК” 2003г.

3.“Основы современных технологий” уч. пособие под ред. Хоманенко А.Д. Гофмана В.Э. Мальцевой П.Б. 2003г.

4.Куликова Е.В. Вовк Е.Г. “Самоучитель работы на компьютере” 2000г.

5.Журнал “Хакер” №10(70) за окт. 2004г.

6.Журнал “PC- магазин” за авг. 2003г.

7.www.cdrinfo.com

8.www.abit-usa.com

9.www.extremetech.com

10.www.digitimes.com

11.www.wdc.com

12.www.gembird.com

Размещено на Allbest.ru