Магнітні цифрові носії інформації «Прибій» свій жорсткий диск Потрібна допомога з вивчення якоїсь теми
(близько 287 - 212 до н. е.)
Архімед був одним із найчудовіших учених Стародавню Грецію. Напевно, ви чули легенду про те, як було відкрито один із законів фізики.
Якось, занурившись у ванну в купальні, Архімед помітив, що своїм тілом він витіснив частину води і вона вихлюпнулася, а при цьому вода його ніби підтримувала. Вчений відразу зрозумів, що тут і полягає вирішення проблеми, що мучила його. З криком "Евріка!" (Знайшов!") він вискочив з купальні і помчав вулицею: йому не терпілося зробити обчислення. Так було відкрито знаменитий архімедів закон виштовхуючої сили. Ця людина спорудила небачені до того часу метальні військові машини для оборони міста Сіракузи на острові Сицилія (де він народився і жив), які сіяли паніку і жах у рядах римських легіонерів і звертали їх у втечу.Придумав він і спосіб підпалювати ворожі кораблі - за допомогою тисячі великих дзеркал, які тримали в руках воїни обложеного міста. , який і спалахнув суду ворога.
Паралелограм сил чи швидкостей, про який говорять під час уроків фізики, також винахід Архімеда. Теорія найпростіших механізмів, розроблена великим ученим, призвела до розвитку важливих розділів механіки. Гвинт Архімеда застосовується у різних машинах, служить для підйому сипких вантажів, переміщає деталі заводах. Величезний (на той час) корабель "Сіракосія" був спущений на воду за допомогою системи блоків, якою керував один воїн. Архімедове правило важеля і зараз називають іноді золотим правилом механіки. І саме йому легенда приписує слова: "Дайте мені точку опори, і я переверну світ!"
Дещо менш відомо, що Архімед був не лише чудовим механіком та фізиком, а й геніальним математиком. Що ж зробив він у цій галузі знання, які його думки та теорії увійшли сьогодні до золотого фонду науки? Тут передусім слід сказати про обчисленні довжин. Відомо, що довжина кола з радіусом R дорівнює 2R, де? - Деяке число, дещо більше ніж 3. Це видно з розгляду правильного вписаного шестикутника: його периметр дорівнює 6R, а довжина кола трохи більше! Як же точніше визначити значення?? Саме Архімед у своєму витонченому дослідженні, пов'язаному з розглядом вписаних та описаних багатокутників, дав чудову для свого часу оцінку числа л. Він встановив, що це число укладено між 3 10/71 та 3 1/7 . Озброїться мікрокалькулятором, і ви легко виявите, що ці числа записуються у вигляді 3,140845 та 3,142857. Отже, Архімедом було знайдено наближене значення? ? 3,14, яким ми і зараз користуємося для розрахунків із невеликою точністю.
Чудово та інше відкриття Архімеда, також пов'язане з виміром довжин. Вам потрібно якомога точно виміряти довжину лави. Ви спочатку визначаєте, скільки разів на лаві відкладається метр; якщо є залишок – дізнаєтесь, скільки в ньому дециметрів; якщо знову є залишок – знаходите, скільки в ньому сантиметрів, міліметрів. Такий процес виміру був логічно досліджений Архімедом, який у зв'язку з цим сформулював аксіому, і зараз називається аксіомою Архімеда. Вона полягає в тому, що, взявши якийсь відрізок (одиницю виміру) і відкладаючи його на іншому відрізку (яким би великим він не був), ми після деякого числа відкладень обов'язково дійдемо до кінця відрізка, що вимірювається, і "перескочимо" через його кінець. Чи не правда, це настільки очевидно, що здається, нема чого й говорити про цю дрібницю?! Але дивовижна річ! Саме аксіома Архімеда зараз особливо хвилює уми вчених. Ми все частіше говоримо тепер про "неархімедову" геометрію, про "неархімедові" системи чисел, про "неархімедовий" аналіз. Те, що Архімед зумів у сивій старовині вичленувати і сформулювати саме таку аксіому, яка сьогодні важлива і актуальна, свідчить про велику його проникливість та наукове передбачення. Ще одне відкриття Архімеда пов'язане з виміром площ. Вирішуючи завдання, як побудувати відрізок, довжина якого дорівнює довжині кола даного кола, вчений обчислив відношення довжини кола до діаметра і виявив, що воно укладено 3 10/71 і 3 1/7. Створений ним метод обчислення довжини кола та площі фігури, за допомогою якого він отримав результат, передбачає ідеї особливого інтегрального обчислення, відкритого (через два тисячоліття після Архімеда!) двома іншими геніями – І. Ньютоном та Г. В. Лейбніцем. Саме Ньютон, який добре знав роботи Архімеда та спирався на них, пояснював свої наукові успіхи тим, що "стояв на плечах гігантів". Багато важливих відкриттів є у науковій спадщині Архімеда. Він встановив теорему у тому, що три медіани трикутника перетинаються лише у точці; знайшов чудові властивості кривої, що тепер називають спіраллю Архімеда; обчислив обсяг кулі; створив формулу суми спадної геометричної прогресії. Існує переказ, що римський воїнзавойовник настав ногою на креслення, які Архімед робив на вологому піску. "Не смій чіпати мої креслення!" - Вигукнув учений. Римському воїну було невтямки, що перед ним геній, слава якого переживе тисячоліття. Він пронизав вченого мечем. Обливаючись кров'ю, впав Архімед на свої креслення, які, можливо, укладали нове відкриття.
Модуль I. Принципи роботи та компоненти персонального комп'ютера
1. Відповідно до класифікації паралельних архітектур комп'ютери, побудовані за принципами фон Неймана, відносять до типу обчислювальної системи з першим процесором
2. До слотів розширення можуть підключатися відеокарти звукові карти мережеві картипост карти
3. Регенерація є атрибутом динамічної оперативної пам'яті
4. Роздільною здатністю монітора є розмір одержуваного на екрані зображення в пікселях
5. Гарвардська архітектура обчислювальної системи відрізняється від принстонської гарвардська має єдину пам'ять а принтська кілька
6. До основних характеристик мікропроцесора відносяться обсяг оперативної пам'яті тактова частота
7. Програми початкового тестування та завантаження комп'ютера зберігаються у внутрішній пам'яті комп'ютера
8. До основних характеристик монітора відносятьсячас відгуку кут огляду контрастність яскравість розмір діагоналі
9. Мінімальний набір пристроїв, необхідний для роботи кожного комп'ютера архітектури фон я Неймана, включає системний блок клавіатура і миша
10. Проміжний буфер зі швидким доступом, що містить копію інформації, яка зберігається в пам'яті з менш швидким доступом, але з найбільшою ймовірністю може бути звідти запрошена, називають кеш
11. Плоттер – це пристрій, який служить для автоматичного викреслення з великою точністю графічних зображень
12. До основних компонентів обчислювальних мереж відносять канал зв'язку
13. Процесори з урахуванням x86 команд, до Pentium 4, мали ________cisc_ архітектуру.
14. Системна шинавключає набір коннектів для підключення пристроїв
15. Найшвидшою пам'яттю є озу
16. Реєстрацію зображень здатні забезпечити сканери
17. Один з фізичних каналіввведення-виведення комп'ютера – роз'єм – називається апаратним (-ий) носієм
18. Характеристикою сканера, що визначає якість одержуваних цифрових зображень, служить (-ат) кількість точок на дюйм
19. Архітектура процесора, заснована на концепції «більш компактні та прості інструкціївиконуються швидше», – це _принтська _______ архітектура.
20. До пристроїв координатного введення даних відносяться миша джостик
21. До базової конфігурації ПК належить системний блок клавіатура миша
22. У USB флеш-накопичувачах використовується електронна пам'ять
23. Логічна організація та структура апаратних та програмних ресурсів обчислювальної системи складає системний блок
24. Вірними є твердження, що миша – це пристрій кординатного введення.
25. Одним із параметрів вінчестера є ємність
26. Характеристикою рідкокристалічних моніторів ПК є тип матриці
27. Функціональна схема ЕОМ 
була запропонована Нейманом
28. На материнської платиПК розміщуються процесор оперативна пам'ять пзу
29. Принцип запису на оптичні компакт-диски, що перезаписуються, полягає в …
30. ОЗУ відноситься до виду пам'яті …
31. Дозвіл принтера – це …
32. У фон-нейманівській архітектурі комп'ютера частина процесора, яка виконує команди, називається …
33. До пристроїв тільки висновкуінформації належать …
34. До принципів роботи обчислювальної системи, сформульованим Джоном фон Нейманом, відносятьсяпринципи …
35. Зовнішніми пристроями, що запам'ятовують, є жорсткий диск
36. 1 Гбайт містить _1024_______ байтів.
37. Основною характеристикою мікропроцесора є тактова частота
38. За видом обчислювального процесу обчислювальні засобиподіляють на цифрову
39. До основних характеристик мікропроцесора відносятьсятактову частоту
40. Одиниця, що позначається як dpi, характеризує покажчик дозволеної здатності
41. Для зберігання програм, потрібних для запуску та тестування комп'ютера при його включенні, необхідний (-о) пзу
42. Для сканування з прийнятною якістю перенесення кольорів і гарною деталізацією в домашніх умовах використовуються ____________ і _____________ види сканерів.
43. Електронна обчислювальна машина (ЕОМ) – це …
44. З компакт-дисків для запису користувачем своїх файлів призначені …
45. Принцип зміни магнітної індукції поверхні носія використовують у накопичувачах типу …
46. Для довготривалого зберігання інформації призначені …
47. Можливість обміну даними між комп'ютерами звичайними телефонними лініями забезпечують …
48. Найбільший обсяг інформації може зберігати (вид пам'яті).
49. Використання фарбуючої стрічки є основою роботи ____________ і ____________ принтерів.
50. До пристроїв введення інформації належать:
51. До апаратних засобів комп'ютера відносяться…
52. Периферійні пристрої виконують …
53. Електронна мікросхема EPROM є …
54. Для виведення точкових (растрових) зображень, створених користувачем, можна використовувати …
55. Для збільшення швидкості виконання математичних операцій на ПК використовується …
56. ПЗЗ-матриці використовуються в таких периферійних пристроївах, як …
57. У порожній блок загальної схеми комп'ютера необхідно вписати пристрій. 
58. Високошвидкісна пам'ять, яка належить будь-якому функціональному блоку комп'ютера і служить зниження навантаження на основну пам'ять, називається …
59. Серед архітектур ЕОМ виділяють …
60. Архітектура сучасного персонального комп'ютера має на увазі таку логічну організацію апаратних компонентів комп'ютера, при якій …
61. Як відомо, розрядність процесора визначається розрядністю регістрів, які містяться оброблювані дані. Якщо регістр має розрядність 4 байти, то розрядність процесора дорівнює …
62. Такі параметри, як роздільна здатність та продуктивність, характерні для …
63. Під час виконання прикладна програмазберігається у …
64. Ідею механічної машини з ідеєю програмного управління поєднав …
65. Параметрами будь-якого типу пам'яті комп'ютера є …
66. Якість звуку, оцифрованого звуковою картою, визначається такими параметрами, як …
67. Принцип однорідності пам'яті у тому, що …
68. Сигнали, що визначають характер обміну інформацією, передаються по шині …
69. Такі параметри, як роздільна здатність та кут огляду, характерні для пристроїв.
70. Основними компонентами архітектури персонального комп'ютера є процесор, внутрішня пам'ять, відеосистема, пристрої введення-виводу, …
71. У комп'ютері з 64-розрядною шиною даних та 32-розрядною адресною шиною встановлена пам'ять об'ємом 16 Мбайт. Розрядність цього процесора дорівнює …
72. До основних параметрів лазерних принтерів належать:
73. Швидкодія накопичувача інформації характеризується …
74. До системи команд електронно-обчислювальних машин не відносяться …
75. Внутрішньою пам'яттюпроцесора є _______________ пам'ять.
76. До положень класичної архітектури (фон-нейманівської) відносяться …
77. Принтери бувають …
78. До функцій процесора відносяться …
79. В апаратному підключенні периферійних пристроїв беруть участь …
80. Прямий доступ до пам'яті (DMA) називається режим, при якому …
81. Розрядність центрального процесоравизначається …
82. BIOS (Basic Input Output System) є …
83. Для введення точкових зображень можна використовувати …
84. У флеш-накопичувачах використовується ____________ пам'ять.
85. У комп'ютері з 64-розрядною шиною даних та 32-розрядною адресною шиною встановлена пам'ять об'ємом 16 Мбайт. Виходячи з даних цієї конфігурації, можна стверджувати, що ...
86. До основних параметрів планшетних сканерів належать:
87. Найбільшу швидкість обміну інформацією має …
88. У режимі створеннязвуку в звуковий картівикористовуються методи …
89. У разі вимкнення живлення комп'ютера інформація не зберігаєтьсяу пристрої пам'яті …
90. Архітектура ПК, основними ознаками якої є наявність загальної інформаційної шини, модульна побудова, сумісність нових пристроїв та програмних засобівз попередніми версіямиза принципом «зверху-вниз», зветься …
91. Класичні принципи побудови архітектури ЕОМ було запропоновано у 40-х роках ХХ століття Дж. фон Нейманом. До цих принципів відносяться…
92. Модеми бувають …
93. Тривале зберігання інформації користувача забезпечує …
94. Динамічна пам'ять є базою для побудови …
95. Інформація на магнітних дисках записується …
96. Щоб процесор міг виконати програму, вона має бути …
97. Стрімер – це пристрій для …
98. Поділ на доріжки та сектори характерний для …
99. Статична пам'ять є базою для побудови …
Зовнішня (довготривала) пам'ять
Основною функцією зовнішньої пам'яті комп'ютера є здатність довго зберігати великий обсяг інформації (програми, документи, аудіо- та відеокліпи тощо). Пристрій, який забезпечує запис/зчитування інформації, називається накопичувачем, або дисководом, а зберігається інформація на носіях(Наприклад, дискетах).
Магнітний принцип запису та зчитування інформації.У накопичувачах на гнучких магнітних дисках (НГМД) і накопичувачах на жорстких магнітних дисках (НЖМД), або вінчестерах, в основу запису інформації покладено намагнічування феромагнетиків в магнітному полі, зберігання інформації ґрунтується на збереженні намагніченості, а зчитування інформації базується на виявленні.
У процесі запису інформації на гнучкі та жорсткі магнітні диски головка дисководу з сердечником з магніто-м'якого матеріалу (мала залишкова намагніченість) переміщається вздовж магнітного шару магнітожорсткого носія (велика залишкова намагніченість). На магнітну головку надходять послідовності електричних імпульсів (послідовності логічних одиниць та нулів), які створюють у головці магнітне поле. В результаті послідовно намагнічуються (логічна одиниця) або намагнічуються (логічний нуль) елементи поверхні носія.
Без сильних магнітних полів і високих температур елементи носія можуть зберігати свою намагніченість протягом тривалого часу (років і десятиліть).
При зчитуванні інформації під час руху магнітної головки над поверхнею носія намагнічені ділянки носія викликають у ній імпульси струму (явище електромагнітної індукції). Послідовності таких імпульсів передаються магістраллю в оперативну пам'ятькомп'ютера.
Гнучкі магнітні диски.Гнучкі магнітні диски поміщаються у пластмасовий корпус. Такий носій називається дискетою. У центрі дискети є пристрій для захоплення та забезпечення обертання диска всередині пластмасового корпусу. Дискета вставляється в дисковод, який обертає диск із постійною кутовою швидкістю.
При цьому магнітна головка дисковода встановлюється на певну концентричну доріжку диска, на яку і виконується запис або з якої зчитується інформація. Інформаційна ємністьдискети невелика і становить лише 1,44 Мбайт. Швидкість запису та зчитування інформації також мала (становить лише близько 50 Кбайт/с) через повільне обертання диска (360 об./хв).
З метою збереження інформації гнучкі магнітні диски необхідно оберігати від впливу сильних магнітних полів та нагрівання, оскільки такі фізичні впливи можуть призвести до розмагнічування носія та втрати інформації.
Жорсткі магнітні диски.Жорсткий магнітний диск є кілька десятків дисків, розміщених на одній осі, укладених у металевий корпус і обертаються з великою кутовою швидкістю (рис. 4.6).
За рахунок значно більшої кількості доріжок на кожній стороні дисків та великої кількості дисків інформаційна ємність жорсткого дискаможе у сотні тисяч разів перевищувати інформаційну ємність дискети та досягати 150 Гбайт. Швидкість запису та зчитування інформації з жорстких дисків досить велика (може досягати 133 Мбайт/с) за рахунок швидкого обертання дисків (до 7200 об/хв).
 |
| Рис. 4.6. Жорсткий магнітний диск |
У жорстких дисках використовуються досить крихкі та мініатюрні елементи (пластини носіїв, магнітні головки та ін.), тому з метою збереження інформації та працездатності жорсткі диски необхідно оберігати від ударів та різких змін просторової орієнтації у процесі роботи.
Оптичний принцип запису та зчитування інформації.У лазерних дисководах CD-ROM та DVD-ROM використовується оптичний принцип запису та зчитування інформації.
У процесі запису інформації на лазерні дискидля створення ділянок поверхні з різними коефіцієнтами відображення застосовуються різні технології: від простого штампування до зміни здатності ділянок поверхні диска, що відбиває, за допомогою потужного лазера. Інформація на лазерному диску записується на одну спіралеподібну доріжку (як на грамплатівці), що містить ділянки, що чергуються з різною здатністю, що відбиває.
При дотриманні правил зберігання (у футлярах у вертикальному положенні) та експлуатації (без нанесення подряпин та забруднень) оптичні носії можуть зберігати інформацію протягом десятків років.
У процесі зчитування інформації з лазерних дисків промінь лазера, встановленого в дисководі, падає на поверхню диска, що обертається і відображається. Так як поверхня лазерного диска має ділянки з різними коефіцієнтами відбиття, відбитий промінь також змінює свою інтенсивність (логічні 0 або 1). Потім відбиті світлові імпульси перетворюються з допомогою фотоелементів електричні імпульси і магістралі передаються в оперативну пам'ять.
Лазерні дисководи та диски.Лазерні дисководи (CD-ROM і DVD-ROM – рис. 4.7) використовують оптичний принцип читання інформації.
На лазерних CD-ROM (CD – Compact Disk, компакт-диск) та DVD-ROM (DVD – Digital Video Disk, цифровий відеодиск) дисках зберігається інформація, яка була записана на них у процесі виготовлення. Запис на них нової інформації неможливий, що відображено у другій частині їх назв: ROM (Read Only Memory - лише читання). Виробляються такі диски шляхом штампування та мають сріблястий колір.
Інформаційна ємність CD-ROM диска може досягати 650 Мбайт, а швидкість зчитування інформації в CD-ROM-накопичувачі залежить від швидкості обертання диска. Перші CD-ROM-накопичувачі були одношвидкісними та забезпечували швидкість зчитування інформації 150 Кбайт/с. В даний час широкого поширення набули 52-швидкісні CD-ROM-накопичувачі, які забезпечують у 52 рази більшу швидкість зчитування інформації (до 7,8 Мбайт/с).
DVD-диски мають набагато більшу інформаційну ємність (до 17 Гбайт) порівняно з CD-дисками. По-перше, використовуються лазери з меншою довжиною хвилі, що дозволяє розміщувати оптичні доріжки щільніше. По-друге, інформація на DVD-дисках може бути записана на двох сторонах, причому у два шари на одній стороні.
 |
| Рис. 4.7. CD-ROM та DVD-ROM |
Перше покоління DVD-ROM-накопичувачів забезпечувало швидкість зчитування інформації приблизно 1,3 Мбайт/с. В даний час 16-швидкісні DVD-ROM-дисководи досягають швидкості зчитування до 21 Мбайт/с.
Існують CD-R і DVD-R-диски (R - Recordable, записуваний), які мають золотистий колір. Інформація на такі диски може бути записана, але лише один раз. На дисках CD-RW і DVD-RW (RW - ReWntable, що перезаписується), які мають "платиновий" відтінок, інформація може бути записана багаторазово.
Для запису і перезапису на диски використовуються спеціальні CD-RW і DVD-RW-дисководи, які мають досить потужний лазер, що дозволяє змінювати здатність ділянок поверхні в процесі запису диска. Такі дисководи дозволяють записувати та зчитувати інформацію з дисків із різною швидкістю. Наприклад, маркування CD-RW-дисковода "40x12x48" означає, що запис CD-R-дисків проводиться на 40-кратній швидкості, запис CD-RW-дисків - на 12-кратній, а читання - на 48-кратній швидкості.
Flash пам'ять. Flash-пам'ять - це енергонезалежний тип пам'яті, що дозволяє записувати та зберігати дані в мікросхемах. Карти flash-пам'яті (рис. 1.8) не мають у своєму складі частин, що рухаються, що забезпечує високу збереженість даних при їх використанні в мобільних пристроях (портативних комп'ютерах, цифрових камерах та ін.).
 |
| Рис. 4.8. Карти flash-пам'яті |
Flash-пам'ять є мікросхемою, поміщеною в мініатюрний плоский корпус. Для зчитування або запису інформації картка пам'яті вставляється в спеціальні накопичувачі, вбудовані в мобільні пристрої або підключені до комп'ютера через порт USB. Інформаційна ємність карток пам'яті може досягати 512 Мбайт.
До недоліків flash-пам'яті слід віднести те, що немає єдиного стандарту і різні виробники виготовляють несумісні один з одним за розмірами та електричними параметрами карти пам'яті.
Питання для роздумів
1. Які основні правила зберігання та експлуатації різних типівносіїв інформації?
Практичні завдання
4.4. Скласти порівняльну таблицю основних параметрів пристроїв для зберігання інформації (ємність, швидкість обміну, надійність зберігання інформації, ціна зберігання одного мегабайта).
Тривале зберігання інформації користувача забезпечує ВЗП (зовнішнє запам'ятовуючий пристрій). До зовнішньої пам'яті належать: накопичувачі на жорстких магнітних дисках (НЖМД), накопичувачі на гнучких магнітних дисках (НГМД), накопичувачі на магнітооптичних компакт-дисках, накопичувачі на оптичних дисках, накопичувачі на магнітній стрічці та ін.
Принцип зміни магнітної індукції носія використовується у накопичувачах типу « вінчестер» (HDD). Вінчестери призначені для постійного зберігання інформації, що використовується при роботі з комп'ютером: програм операційної системи, пакетів програм, що часто використовуються, редакторів документів і т.д. (Рис. 6).
Рис. 6. Жорсткий диск.
Основними параметрами вінчестера (жорсткого диска) є: ємність диска, кількість поверхонь, швидкість обертання шпинделя, обсяг вбудованої кеш-пам'яті, інтерфейс.
Ємність диска . Для користувача накопичувачі на жорсткому диску відрізняються один від одного насамперед своєю ємністю, тобто. тим, скільки інформації міститься на диску. Зараз комп'ютери здебільшого оснащуються вінчестерами від 80 Гбайт і більше.
Інформація на магнітних дисках записується за концентричними доріжками та секторами, що формуються на диску в результаті операції форматування.
Перші універсальні ЕОМ і перші персональні комп'ютери функціонували без вінчестера. У сучасних комп'ютерах, що управляють, програми можуть бути «зашиті» відразу в схеми і такі комп'ютери функціонують без вінчестерів.
У USB флеш-накопичувачах (флеш-картах) використовується електронна енергонезалежна пам'ять, що перезаписується. Флеш-пам'ять будується на напівпровідникових елементах. Найбільшою щільністю та швидкодією має її різновид на основі осередків з І-НЕ елементами (NAND).
Стріммер (від англ. streamer), також стрічковий накопичувач – пристрій, що запам'ятовує, на принципі магнітного запису на стрічковому носії, з послідовним доступом до даних (рис. 7); за принципом дії аналогічний до побутового магнітофона.
Рис. 7. Стример та картридж до нього.
Пристрій для читання компакт-дисківпризначений для читання записів на компакт-дисках. Переваги пристрою – велика ємність дисків, швидкий доступ, надійність, універсальність, найнижча вартість. Основне поняття, що характеризує роботу даного пристрою, - Швидкість. Головний недолік - неможливість запису інформації. Для цього потрібні інші пристрої.
Оптичний диск з нестерпною інформацією, призначений тільки для багаторазового читання користувачем, – це CD-ROM ( Compact Disk – Read Only Memory).Диск CD-ROM зазвичай використовується для зберігання комерційних програм і даних. Не можна додавати або стирати дані на диску CD-ROM.
На оптичні диски DVD-Rі CD-R може записувати файли більше одного разу (кожний запис називається сеансом), але не можна прати файли з диска. Кожен запис є постійним. Запис на ці диски здійснюється завдяки наявності на них особливого світлочутливого шару, що вигоряє під впливом високотемпературного лазерного променя.
На диск CD-RW можна багаторазово записувати файли. Можна також видаляти непотрібні файлиз диска, щоб звільнити простір та записати додаткові файли. Диск CD-RW можна багаторазово записувати та прати.
Рис. 8. Оптичний диск (CD або DVD).
Один з основних параметрів будь-якого типу пам'яті комп'ютера – час доступу до пам'яті, який визначається як мінімальний час, достатній для розміщення одиниці інформації в пам'яті. Швидкодія накопичувача інформації – швидкість читання – запису даних у накопичувачі. Воно характеризується двома параметрами: середнім часом доступу та швидкістю передачі.
Прямий доступ до пам'яті (англ. Direct Memory Access, DMA) – режим обміну даними між пристроями або між пристроєм і основною пам'яттю (RAM) без участі центрального процесора (ЦП).
Презентація на тему: Магнітний принцип запису/зчитування інформації
1 із 13
Презентація на тему:
№ слайду 1
Опис слайду:
№ слайду 2
Опис слайду:
Магнітний принцип запису та зчитування інформації Для довготривалого зберігання інформації, її накопичення та передачі з покоління в покоління використовуються матеріальні носії інформації. Матеріальна природа носіїв інформації може бути різною: молекули ДНК, які зберігають генетичну інформацію; папір, на якому зберігаються тексти та зображення; магнітна стрічка, на якій зберігається звукова інформація; фото- та кіноплівки, на яких зберігається графічна інформація; мікросхеми пам'яті, магнітні та лазерні диски, на яких зберігаються програми та дані в комп'ютері тощо.
№ слайду 3
Опис слайду:
Запис/зчитування інформації У процесі запису інформації на гнучкі та жорсткі магнітні диски головка дисковода з сердечником з магнітом'якого матеріалу (мала залишкова намагніченість) переміщається вздовж магнітного шару магнітожорсткого носія (велика залишкова намагніченість). У процесі запису інформації на магнітну головку надходять послідовності електричних імпульсів (послідовності логічних одиниць та нулів), які створюють у головці магнітне поле. В результаті послідовно намагнічуються (логічна одиниця) або намагнічуються (логічний нуль) елементи поверхні носія. При зчитуванні інформації, навпаки, намагнічені ділянки носія викликають у магнітній головці імпульси струму (явище електромагнітної індукції). Послідовності таких імпульсів передаються магістраллю в оперативну пам'ять комп'ютера.
№ слайда 4
Опис слайду:
Жорсткі магнітні диски Накопичувач на жорстких магнітних дисках, НЖМД, жорсткий диск, хард, харддиск, HDD, HMDD або вінчестер, (англ. Hard (Magnetic) Disk Drive, HDD, HMDD) - енергонезалежний, комп'ютерний запам'ятовуючий пристрій. Є основним накопичувачем даних у всіх сучасних комп'ютерах. На відміну від гнучкого диска (дискети), інформація в НЖМД записується на жорсткі (алюмінієві або скляні) пластини, вкриті шаром феромагнітного матеріалу, найчастіше двоокису хрому.
№ слайду 5
Опис слайду:
Характеристики Ємність - кількість даних, які можуть зберігатися накопичувачем. Ємність сучасних пристроївдосягає 2000 Гб. Фізичний розмір (форм-фактор) (англ. dimension) - майже всі сучасні (2002-2008 рр.). Накопичувачі для персональних комп'ютерів і серверів мають розмір або 3,5, або 2,5 дюйма. Час довільного доступу (англ. random access time) - час, протягом якого вінчестер гарантовано виконає операцію читання чи записи будь-якій ділянці магнітного диска. Швидкість обертання шпинделя (англ. spindle speed) - кількість обертів шпинделя за хвилину. Надійність (англ. reliability) – визначається як середній час напрацювання на відмову. Кількість операцій вводу-виводу за секунду - у сучасних дисків це близько 50 оп./сек при довільному доступі до накопичувача і близько 100 оп./сек при послідовному доступі.
№ слайду 6
Опис слайду:
Характеристики Споживання енергії – важливий фактор для мобільних пристроїв. Рівень шуму - шум, який здійснює механіка накопичувача під час його роботи. Опірність ударам (англ. G-shock rating) - опір накопичувача різким стрибкам тиску або ударам, що вимірюється в одиницях допустимого навантаження у включеному та вимкненому стані. Швидкість передачі (англ. Transfer Rate): Внутрішня зона диска: від 44,2 до 74,5 Мб/с Зовнішня зона диска: від 60,0 до 111,4 Мб/с Об'єм буфера: Буфером називається проміжна пам'ять, призначена для згладжування відмінностей швидкості читання/запису та передачі за інтерфейсом.
№ слайду 7
Опис слайду:
Жорсткий диск складається з наступних основних вузлів: корпус з міцного сплаву, жорсткі диски (пластини) з магнітним покриттям, блок головок з пристроєм позиціонування, електропривод шпинделя і блок електроніки. Пристрій позиціонування головок складається з нерухомої пари сильних, як правило, неодимових, постійних магнітів і котушки на рухомому блоці головок. Всупереч поширеній думці, жорсткі диски не герметичні. Внутрішня порожнина жорсткого диска повідомляється з атмосферою через фільтр, здатний утримувати дуже дрібні (кілька мкм) частинки. Це необхідне підтримки постійного тиску всередині диска при коливаннях температури корпусу.
№ слайду 8
Опис слайду:
Принцип роботи: Принцип роботи жорстких дисків нагадує роботу магнітофонів. Робоча поверхня диска рухається відносно головки, що зчитує (наприклад, у вигляді котушки індуктивності з зазором в магнітопроводі). При подачі змінного електричного струму(при записі) на котушку головки, змінне магнітне поле, що виникає, із зазору головки впливає на феромагнетик поверхні диска і змінює напрям вектора намагніченості доменів в залежності від величини сигналу. При зчитуванні переміщення доменів біля зазору головки призводить до зміни магнітного потоку в магнітопроводі головки, що призводить до виникнення змінного електричного сигналу в котушці через ефект електромагнітної індукції.
№ слайду 9
Опис слайду:
Пластикові дискети Перші дискети були гнучкими пластиковими дисками діаметром 8 дюймів, покриті оксидом заліза і поміщені в захисну оболонку, до якої з внутрішньої сторони була приклеєна спеціальна тканина, що очищає поверхню диска при його обертанні. Ці давно застарілі диски були випущені корпорацією IBM в 1971 спеціально для комп'ютерів з операційною системою System 370. Дійсно, кольорові квадрати із пластику зі стороною 3,5 дюйма (а саме так виглядає більшість сучасних гнучких дисків) на перший погляд не мають нічого спільного зі своєю назвою, проте слід пам'ятати, що цей термін позначає предмет, який випускався багато років тому, а тепер давно вже прихований від очей та поміщений у пластиковий корпус. Перші дискети були у вигляді гнучких пластикових дисків діаметром 8 дюймів.
№ слайду 10
Опис слайду:
У міру того, як комп'ютери ставали все більш компактними, те саме відбувалося і з дисками. Дискета діаметром 5,25 дюйма з'явилася 1976 року. Говорять, що її розміри відповідають розмірам серветок для коктейлю, якими користувалися розробники, які обговорювали деталі нового проекту в одному з бостонських барів. Сьогодні найбільш популярними є дискети діаметром 3,5 дюйма, випущені корпорацією Sony в 1981 році. Незважаючи на те, що вони вже практично не застосовуються для перенесення файлів з одного комп'ютера на інший, більшість машин, як і раніше, оснащені відсіками для розміщення цих невеликих накопичувачів. У результаті деякі мудрі (або, навпаки, божевільні) користувачі продовжують копіювати на дискети вміст своїх жорстких дисків.
Логічне обладнання Інформація записується за концентричними доріжками (треками), які поділяються на сектори. Кількість доріжок та секторів залежить від типу та формату дискети. Сектор зберігає мінімальну порцію інформації, яка може бути записана на диск або зчитана. Місткість сектора постійна і становить 512 байтів.
№ слайду 13
Опис слайду:
Принцип роботи Дискета встановлюється накопичувач на гнучких магнітних дисках (англ. floppy-disk drive), автоматично в ньому фіксується, після чого механізм накопичувача розкручується до частоти обертання 360 хв-1. У накопичувачі обертається дискета, магнітні головки залишаються нерухомими. Дискета обертається лише при зверненні до неї. Накопичувач пов'язаний із процесором через контролер гнучких дисків.
У XIX столітті було винайдено магнітний запис. Спочатку вона використовувалася лише зберігання звуку.
На ЕОМ першого та другого поколінь магнітна стрічка використовувалася як єдиний вид змінного носія для пристроїв зовнішньої пам'яті. На одну котушку з магнітною стрічкою містилося приблизно 500 Кб інформації.
З початку 1960-х років з'являються магнітні диски: алюмінієві або пластмасові диски, покриті тонким магнітним порошковим шаром завтовшки кілька мікрон. Інформація на диску розташовується круговими концентричними доріжками.
Пристрій, який забезпечує запис/зчитування інформації, називається накопичувачем інформації або дисководом. Магнітні диски бувають жорсткими та гнучкими, змінними та вбудованими у дисковод комп'ютера (традиційно називаються вінчестерами).
Магнітний принцип запису та зчитування інформації
У накопичувачах на гнучких магнітних дисках (НГМД) та накопичувачах на жорстких магнітних дисках (НЖМД), або вінчестерах, в основу запису інформації покладено намагнічування феромагнетиків у магнітному полі, зберігання інформації ґрунтується на збереженні намагніченості, а зчитування інформації базується на явищі електромагнітної індукції.
У процесі запису інформації на гнучкі та жорсткі магнітні диски головка дисководу з сердечником з магнітом'якого матеріалу (мала залишкова намагніченість) переміщається вздовж магнітного шару магнітожорсткого носія (велика залишкова намагніченість). На магнітну головку надходять послідовності електричних імпульсів (послідовності логічних одиниць та нулів), які створюють у головці магнітне поле. В результаті послідовно намагнічуються (логічна одиниця) або намагнічуються (логічний нуль) елементи поверхні носія. При зчитуванні інформації під час руху магнітної головки над поверхнею носія намагнічені ділянки носія викликають у ній імпульси струму (явище електромагнітної індукції). Послідовності таких імпульсів передаються магістраллю в оперативну пам'ять комп'ютера.
Без сильних магнітних полів і високих температур елементи носія можуть зберігати свою намагніченість протягом тривалого часу (років і десятиліть).
Гнучкі магнітні диски
Персональні комп'ютери донедавна комплектувалися накопичувачем на гнучких магнітних дисках (НГМД), який у прайс-листах називається FDD- Floppy Disk Drive (дисковод для флоппі-дисків). Самі флоппі-диски називають дискетами. Найбільш поширений тип гнучкого диска діаметром 3,5 дюйми (89 мм) вміщує 1,44 Мб інформації.
Сам 3.5-дюймовий гнучкий диск із нанесеним на нього магнітним шаром укладений у жорсткий пластмасовий конверт, який оберігає дискету від механічних пошкоджень та пилу.
Для доступу магнітних головок читання-запису до дискети в її пластмасовому корпусі є проріз, який закривається металевою засувкою. Засувка автоматично відсувається під час встановлення дискети в дисковод.
У центрі дискети є пристрій для захоплення та забезпечення обертання диска всередині пластмасового корпусу. Дискета вставляється в дисковод, що обертає її з постійною кутовою швидкістю. При цьому магнітна головка дисководу встановлюється на певну концентричну доріжку диска (трек), на яку і виконується запис або з якої здійснюється зчитування інформації.
Про сторони дискети покриті магнітним шаром і на кожній стороні є по 80 концентричних доріжок для запису даних. Кожна доріжка розбита на 18 секторів, і кожен сектор можна записати блок даних розміром 512 байт.
При виконанні операцій читання або запису дискета обертається в дисководі, а головки читання-запису встановлюються на потрібну доріжку та отримують доступ до зазначеного сектора.
Швидкість запису та зчитування інформації становить близько 50 Кбайт/с. Дискета обертається у дисководі зі швидкістю 360 оборотів/хв.
З метою збереження інформації гнучкі магнітні диски необхідно оберігати від впливу сильних магнітних полів та нагрівання, оскільки такі фізичні впливи можуть призвести до розмагнічування носія та втрати інформації.
Гнучкі диски нині виходять із застосування.
Жорсткі магнітні диски
Накопичувач на жорсткому магнітному диску (НЖМД) або, як його частіше називають, вінчестер або жорсткий диск (Hard Disk), є основним місцем зберігання даних у персональному комп'ютері. У прайс-листах вінчестери вказуються як НDD - Hard Disk Drive(Дисковод жорсткого диска).
Походження назви вінчестер має дві версії. Згідно з першою, фірма IВM розробила накопичувач на жорсткому диску, на кожній із сторін якого вміщалося по 30 Мбайт інформації, і який мав кодову назву 3030. Легенда свідчить, що гвинтівка типу Вінчестер 3030 завоювала Захід. Такі ж наміри були і розробники пристрою.
За іншою версією назва пристрою походить від назви міста Вінчестер в Англії, де в лабораторії IBM була розроблена технологія виготовлення плаваючої головки для жорстких дисків. Виготовлена за цією технологією головка читання-запису завдяки своїм аеродинамічним властивостям ніби пливе в потоці повітря, що утворюється при швидкому обертанні диска.
Вінчестерявляє собою один або кілька жорстких (алюмінієвих, керамічних або скляних) дисків, розміщених на одній осі, покритих магнітним матеріалом, які разом з головками читання-запису, електронікою та всією механікою, необхідною для обертання дисків та позиціонування головок укладені в герметичний нерозбірний корпус.
Укріплені на шпинделі електродвигуна, диски обертаються з високою швидкістю(7 200 оборотів на хвилину), а інформація читається/записується магнітними головками, кількість яких відповідає кількості поверхонь, що використовуються для зберігання інформації.
Швидкість запису та зчитування інформації з жорстких дисків досить велика – може досягати 300 Мбайт/с.
Ємність сучасних жорстких дисків(на листопад 2010 р.) досягає 3000 ГБ (3 Терабайт).
Існують переносні вінчестери – вони встановлюються не всередині системного блоку, а підключаються до комп'ютера через паралельний або порт USB.
У жорстких дисках використовуються досить крихкі та мініатюрні елементи (пластини носіїв, магнітні головки та ін.), тому з метою збереження інформації та працездатності жорсткі диски необхідно оберігати від ударів та різких змін просторової орієнтації у процесі роботи.
Пластикові картки
У банківській системівелике поширення набули пластикові картки. Там теж використовується магнітний принцип запису інформації, з якою працюють банкомати, касові апарати, пов'язані з інформаційною банківською системою.
