Современные носители информации

                                       Содержание

Введение.-------------------------------------------------------2

  Глава I. Развитие носителей информации.

  1.1. Магнитные запоминающие устройства. -----------4

1.2. Дисковые устройства------------------------------------5

1.3. Устройство дисковых накопителей:------------------6

1.4. Магнитные дисковые накопители - гибкие диски-7

Глава II. Современные носители информации.

2.1. Типы электронной памяти----------------------------11

2.2. Доступ к флэш-памяти---------------------------------13

2.3. Форматы карт Flash памяти.---------------------------14

Заключение-----------------------------------------------------23

Литература ------------------------------------------------------25

Введение

Информатика – это наука о информации и её технических средствах сбора, хранения, обработки, передачи.

Сам Термин «информатика» был предложен французскими учеными, эту науку называют computer since

Информатика относительно молодая наука, ей нет даже 100 лет. И появление первых ЭВМ и зарождение теоретических основ информатики относятся к середине XX века.

в персональных компьютерах Для хранения программ и данных используют различные накопители, их общая емкость,  в сотни раз превосходит емкость оперативной памяти. По отношению к компьютеру накопители могут быть встраиваемыми (внутренними) и внешними.. Встраиваемые накопители закрепляются в специальных монтажных отсеках (drive bays), это позволяет создавать компактные системы, которые совмещают в системном блоке все необходимые для работы устройства. Внешние накопители имеют источник питания и собственный корпус, это экономит пространство внутри корпуса компьютера ,а так же уменьшает нагрузку на его блок питания . Накопители бывают двух видов:с несменными носителями и со сменными носителями.
Современный человек не в состоянии жить без информации. Но информации имеет такую особенность - ее надо где-то хранить. Систем хранения информации сейчас довольно много. Ее можно хранить на магнитных носителях, можно хранить на оптических и магнитооптических носителях. Но перед человеком в наше время также стоит довольно важная проблема - перенос информации из одного места в другое, а также не менее важная проблема хранения информации, и как следствие, надежность носителей. Именно поэтому так быстро развивались технологии, связанные с хранением информации.

Но именно здесь встает несколько проблем. Первая - это энергопотребление. Современная техника, такая как карманные компьютеры или MP3-плееры, обладает довольно ограниченными энергетическими ресурсами. Память, которая обычно используется в ОЗУ компьютеров, требует как правило непрерывной подачи напряжения. ДН могут сохранять информацию и без постоянной подачи электричества, но когда считывают и  записывают данные тратят его в 3 раза больше. Поэтому требовался носитель, который будет энергонезависимым при хранении и малопотребляющим энергию при записи и считывании информации. И тут хорошим выходом стала флэш-память. Носители на ее основе называются твердотельными, поскольку не имеют движущихся частей. И это еще одно преимущество данного типа памяти.

Изучение классификации носителей информации и посвящена данная курсовая работа.

Цель данного исследования рассмотреть классификацию носителей информации.

Исходя из цели, следует решить такие задачи:

  - показать развитие носителей информации: магнитные диски - гибкие и жесткие;

- раскрыть сущность современных носителей информации;

  - охарактеризовать устройство носителей информации флэш-памяти;

Глава I. Развитие носителей информации

1.1. Магнитные запоминающие устройства

С функциональной точки зрения гибкие диски  разнообразны; дисковод соединяется с контролером дисковода, и данные передаются между дискетой и памятью.

С физической точки зрения, однако, накопители весьма разнообразны. В одних случаях накопитель помещен внутри системного блока, в других - является внешним устройством; в одних компьютерах контроллер находится на плате расширения, в других - является основной частью системной платы. За некоторым исключением, все ПК имеют, по меньшей мере, один дискетный дисковод.

Почти все дискетные дисководы в ПК предназначены для 5,25 или 3,5- дюймовых гибких дисков. (Хотя сегодня дюймовые дисковые накопители используются крайне редко, они входили в состав оригинальных компьютеров РС.). Операционная система определяет формат и расположение данных на дискете. Различные версии DOS поддерживают разные форматы. В табл. 1 перечислены наиболее часто используемые емкости дисков.

  Дискеты - это средство резервирования. Они должны быть максимально надежными, поскольку только они смогут помочь, если вы потеряете другие копии своих данных. Чтобы иметь минимум проблем, всегда используйте правильный тип диска.

Работы магнитных запоминающих устройств основаны на способах хранения информации с использованием магнитных свойств материалов. Обычно, магнитные запоминающие устройства состоят из самих устройств записи /чтения информации и магнитного носителя, на который осуществляется запись и в дальнейшем с которого считывается информация. Магнитные запоминающие устройства  обычно делят на виды в связи с физико-техническими характеристиками носителя информации , исполнением и т.д. Различают: ленточные устройства и дисковые . Технология МЗУ заключается в намагничивании переменным магнитным полем участков, закодированной как области переменной намагниченности. Дисковые носители, обычно, намагничиваются вдоль концентрических полей - дорожек,которые  расположены  на всей плоскости круглого носителя. Ленточные носители имеют продольно- расположенные поля. На них запись производится в цифровом коде. Намагничивание происходит за счет создания магнитного поля с помощью головок чтения/записи. Как правило Головки состоят из  двух или более магнитных управляемых контуров с сердечниками, и на их обмотки подается переменное напряжение. Когда Измененяется  полярность напряжения ,то просходит изменение направления линий этого магнитного поля и, при намагничивании носителя, сменяется значения бита информации с 0 на 1или с 1 на 0.

Чтобы записать информацию, обычно используются различные методы кодирования. Но эти методы предполагают использование в качестве информационного источника не направление линий магнитной индукции, а изменение их направлений в процессе продвижения по носителю. МЗУ часто используются в ПК как средства хранения информации.

1.2. Дисковые устройства

Дисковые устройства ,как правило, делят на жесткие (Hard Disk) и гибкие (Floppy Disk) носители  и  накопители. Главное свойство дисковых магнитных устройств –это запись информации на носитель на замкнутые дорожки с использованием логического  и физического цифрового кодирования информации. Плоский дисковый носитель вращается в процессе «чтения/записи», и этим  обеспечивает обслуживание всей концентрической дорожки, чтение и запись осуществляется при помощи магнитных головок «чтения/записи», а они в свою очередь перемещаются по радиусу носителя с дорожки на дорожку. ДУ используют метод записи ,который называется «методом без возвращения к нулю с инверсией «(Not Return Zero - NRZ). Запись по этому методу осуществляется если  измененить  направление тока в  головках чтения/записи,это  вызывает обратное изменение полярности намагниченности сердечников.

Дисковые устройства, как накопители информации, делят в связи с их техническими св-ми и характером исполнения, а также принципами записи:

1.      магнитооптические дисковые накопители

2.      магнитные дисковые накопители

3.      оптические дисковые накопители

Сейчас, дисковые устройства являются основным видом устройств ,используемых для хранения информации ПК.

1.3. Устройство дисковых накопителей:

Главные  элементы  дисковода – это шпиндельный двигатель ,дискетная pама, плата электpоники  и блок головок с пpиводом. Шпиндельный двигатель – это плоский многополюсный двигатель, имеющий  постоянную скоpостью  вpащения -300 об/мин. Двигатель пpивода блока головок  - шаговый, с зубчатой ,чеpвячной, или ленточной пеpедачей.

  Чтобы распознать  свойства дискеты на плате  электpоники ,возле пеpеднего тоpца  дисковода расположены тpи механических нажимных датчика: два – распрлагаются под отвеpстиями, а тpетий - за датчиком , он опpеделяет момент опускания дискеты. Вставленная в щель дискета попадает во внутpь дискетной pамы, затем с нее сдвигается защитная штоpка,  а  сама pама снимается со стопоpа и  опускается . В некотоpых  моделях  дисководов (Teac, Panasonic, ALPS) присутствует медлитель- микpолифт  для  плавного  опускания pамы. Чтобы  пpодлить сpок службы  дискет и головок  pекомендуется пpи вставлении дискеты пpидеpживать  пальцем кнопку дисковода-pама не опустится слишком pезко.

Как правило,дисковод соединяется с контpоллеpом пpи помощи тридцати четырёхпpоводного кабеля, в котоpом четные пpовода это сигнальные, а нечетные - общие. Вся pабота по  кодиpованию  инфоpмации,  синхpонизации ,поиску сектоpов и доpожек , коppекции ошибок выполняется контpоллеpом.

1.4. Магнитные дисковые накопители - гибкие диски

3.5” дискета                             5.25” дискета

В приводе флоппи-диска (просто дискеты или гибкого диска) находится 2 двигателя: один перемещает головки «записи-чтения», а второй обеспечивает стабильную скорость вращения, вставленной в накопитель дискеты,. Двигатель для перемещения головок в таких приводах–шаговый. Стандартным интерфейсом для всех приводов в IBM- является SA-400 (Shugart Associates), а его контроллер соединен с накопителями через 34-контактный кабелъ. Для подключения разных видов дисководов предназначены комбинированные кабели ,имеющие  четыре разъема. Для каждого из типа дискет (5,25 или 3,5 дюйма) существуют свои спец. приводы соответствующего форм-фактора. Дискеты каждого типоразмера обычно бывают двусторонними (Double Sided, DS). Плотность записи так же может быть различной: одинарной (Single Density, SD), двойной (Double Density, DD) или высокой (High Density, HD). Так как одинарной плотности записи уже мало кто использует,то такую классификацию упрощают, и говорят только о двусторонних дискетах двойной плотности  и двусторонних дискетах высокой плотности .  Материалом для изготовления магнитных дисков обычно служит алюминиевый сплав. Он немагнитный,  достаточно прочный, мягкий , хорошо обрабатывается.  Плотность записи обычно определяется величиной зазора между магнитной головкой  и диском и, а от стабильности зазора уже зависит качество записи. Чтобы повысить плотность записи необходимо уменьшить зазор.

Гибкие диски (Floppy Disk - FD).

Гибкие дисковые устройства состоят из носителя - дискеты  и устройства «чтения/записи» - дисковода .Дискета представлена слоем магнито-мягкого материала, который нанесен на специальную подложку. Носитель помещается в пластмассовый , бумажный, или другой кожух-корпус. Дискеты различного диаметра обычно имеют разные оформления корпуса. Так например гибкие диски диаметром 5.25 дюйма помещаются в бумажный кожух, а 3.14 - в пластмассовый. На кожухе дискеты имеются отверстия:, отверстие позиционированной головки(1), направляющие отверстия и пазы (2), центрального захвата(3), ), отверстие определения полного оборота носителя (4),отверстие физической защиты от записи (5), Отверстие для позиционирования магнитных головок «чтения/ записи», а вот отверстие для центрального захвата в отличие от носителя диаметром 5.25 дюймов, который находится с нижней стороны дискеты.   

Для обычных гибких дисковых носителей и устройств, обычно применяется метод кодирования информации ,называемый модифицированная частотная модуляция (MFM). Здесь каждый сменный дисковый магнитный носитель перед использованием в какой-нибудь операционной системе нужно подготовить к приему данных,это называется форматированием. Форматирование дискет происходит с помощью специального программного обеспечения . В процессе форматирования на дисковый носитель наносится физическая и логическая  разметка, т.е. диск приобретает физическую и логическую структуру. Стандартным числом дорожек для обычных дискет является 40 и 80, однако многие  дисководы могут форматировать и использовать 41-ю и 81-ю дорожки. Грубо, что бы получить физический объем диска нужно  перемножить эти числа - число дорожек и число секторов на дорожке.

  Дисковод представляется как  устройство «чтения/записи » с/на носитель - дискету. Каждый тип носителя (дискет) требует собственного устройства - для чтения 5.25 и 3.14 дюймовых дискет, но выпускаются и смешанные дисководы. Как правило дисководы располагаются внутри системного блока, но выпускаются и внешние варианты. Снаружи системного блока располагается передняя панель дисковода на ней находятся управляющие элементы кнопка фиксации/извлечения дискеты или  ручка внутри дисковода, отверстие для помещения/извлечения дискеты, индикатор обращения к устройству, котоый светится во время операций обращения к дисководу. Внутри дисковод состоит из системы управления вращением носителя, системы управления позиционированием головок чтения/записи, двигателя , схем формирования и преобразования сигналов и др. электронных устройств.

Дисководы подключаются к другим схемам компьютера через интерфейсный кабель - шлейф. На концах и/или по длине шлейфа находятся разъемы, один служит для соединения шлейфа с дисководом или дисководами, другой с интерфейсом дискового устройства, который находится на плате контроллера , дисковых устройств или на материнской плате. Чтобы не допустить  потерю данных или повреждения носителя нельзя: хранить дискеты в местах подверженных воздействию магнитных полей, сильных механических воздействий, обильного количества пыли, влаги, резких температурных перепадов. Необходимо осторожно извлекать и  вставлять дискету из дисковода только после того, как индикатор обращения к диску погаснет. В зависимости от частоты использования дискеты, ее необходимо проверять на предмет правильности и целостности физической  и логической  структуры с помощью специального программного обеспечения с различной частотой, но не реже одного раза в два месяца.

Глава II. Современные носители информации

2.1. Типы электронной памяти

   Компьютерные программы или данные - это совокупность битов информации, представленных в виде последовательности логических нулей и единиц. Для организации хотя бы кратковременного хранения информации необходимо устройство, которое запоминало бы некие состояния, распознаваемые системами компьютера (или любого портативного цифрового устройства, которое, по сути, тоже компьютер), как логические нули и единицы. Понятно, что это должны быть электрические сигналы, раз уж современный компьютер является электронным, а не механическим устройством.

  Самый быстродействующий тип электронной памяти - энергозависимая динамическая память. Именно она применяется в компьютерах и других цифровых устройствах в качестве оперативной памяти - ОЗУ. Или RAM - память с прямым доступом.