Типы внешней памяти ЭВМ различного поколения

Министерство  образования и науки РФ

Филиал  ГОУ ОмГПУ в г. Таре

Математический  факультет

Кафедра ИКТО 
 
 
 
 
 

Реферат

 Типы внешней памяти ЭВМ различного поколения 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                                        Выполнил:

студент первого курса

профиля «Информатика» 

Проверил: 
 
 
 
 
 
 

Тара-2011

Содержание 

Введение 3

1. История 4

2. Накопители  на магнитной ленте 5

3.1. Общие сведения 6

3.2. Принципы  работы накопителя на сменных  магнитных дисках 7

3.3. Накопитель  на гибких магнитных дисках (НГМД - дисковод) 8

3.4. Накопитель  на жестком магнитном диске  (НЖМД - винчестер) 9

4. Проблема увеличения  объема диска 10

5. Устройство  чтения компакт-дисков (CD-ROM) 11

6. DVD 12

7. Другие устройства  накопления и хранения информации 15

7.1 USB Flash Drive 15

Заключение. 16

Список литературы 17

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

    Внешняя память предназначена для долговременного  хранения программ и данных. Устройства внешней памяти (накопители) являются энергонезависимыми, выключение питания  не приводит к потере данных. Они  могут быть встроены в системный  блок или выполнены в виде самостоятельных  блоков, связанных с системным  через его порты. Важной характеристикой  внешней памяти служит ее объем. Объем  внешней памяти можно увеличивать, добавляя новые накопители. Не менее  важными характеристиками внешней  памяти являются время доступа к  информации и скорость обмена информацией. Эти параметры зависят от устройства считывания информации и организации  типа доступа к ней.

    Внешняя (долговременная) память - это место хранения данных, не используемых в данный момент в памяти компьютера.

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

     По способу записи и чтения накопители делятся, в зависимости от вида носителя, на магнитные, оптические и магнитооптические.

    Раньше  в вычислительной технике к внешним устройствам (ВЗУ) относили устройства хранения дискретной информации, главным образом, на магнитных лентах, барабанах, дисках.

    Положительным качеством ЗУ на магнитных лентах, дисках, барабанах по сравнению с оперативными ЗУ, например, на ферритовых сердечниках является их большая емкость при сравнительно низкой стоимости хранения единицы информации. Во многих ВЗУ имеется возможность быстрой смены носителей информации: катушек с магнитной лентой, пакетов магнитных дисков. Это позволяет, как бы беспредельно наращивать их емкость.

    Для того чтобы полностью оценить  новейшие разработки в области внешних  запоминающих устройств необходимо знать, с чего все начиналось, т. е. Историю ВЗУ.

 

1. История

    ВЗУ относят к устройствам ввода-вывода. ВЗУ со сменными носителями  информации могут использоваться для ввода информации в ЭВМ или для вывода результатов вычислений. Однако по сравнению   с   этими   устройствами ВЗУ считывают и записывают информацию с очень высокой скоростью, а также допускают многократную перезапись информации на одном и том же носителе. Указанные достоинства  ВЗУ обусловили их широкое применение   в   вычислительной   технике.   Особое   значение ВЗУ получили в ЭВМ третьего поколения.

    Машины  третьего поколения, в частности  все модели Единой системы ЭВМ  (ЕС ЭВМ), работают практически полностью  под управлением той  или  иной операционной системы. Они имеют развитое математическое обеспечение, для   хранения  которого   требуются   сотни тысяч и миллионы запоминающих ячеек. Основная часть математического обеспечения хранится в ВЗУ. Несмотря на то, что ВЗУ применяют с начала развития вычислительной техники, в научно-технической литературе описаны они сравнительно мало.

    Введение  средств  расширения возможностей  интерфейса ввода - вывода требует использования дополнительных линий. Принято решение об использовании этой целью существовавших ранее резервных линий. Эти линии обеспечивают уплотнение информации в шинах, повторение канальных команд и селективный сброс, вводимый УВУ, без увеличения   числа   разъемов. Введение второго комплекта информационных шин требует использования двух дополнительных кабелей: информационного и маркерного.

    Перечисленные  возможности   усовершенствованного интерфейса   ввода - вывода  должны учитываться при новых разработках каналов и УВВ.

 

 

2. Накопители на магнитной ленте

    Магнитные ленты хранят и используют намотанными  на катушки. Запись информации на магнитную ленту осуществляется по девяти дорожкам.

    В накопителях ЕС ЭВМ информация записывается с продольной плотностью 8 бит/мм, 32 бит/мм, или 63 бит/мм. На девяти дорожках параллельно записывается 8 информационных битов и 1 контрольный бит, которые составляют 1 байт. Для записи контрольного разряда отводится четвертая дорожка. Группа байтов, записываемая по одному КСК или по связанной цепочкой данных последовательности КСК, образует зону.

    ЦКС записывается на ленте за последним байтом данных с промежутком в 4 байта. Для формирования ПКС ведется подсчет единиц на каждой дорожке зоны.  Их общее число на любой дорожке должно быть четным. Строка ПКС записывается после ЦКС с промежутком в 4 байта. При  плотности записи  8  и  63   бит/мм, размещение данных на ленте такое же, как и при плотности записи 32 бит/мм, но в конце зоны записывается только ПКС с промежутком в 4 байта от последнего байта данных. Для записи информации с плотностью 8 и 32 бит/ мм используется потенциальный метод без возвращения к нулю с модификацией по единице называемый методом «без возвращения к нулю» (БВН-1). В зарубежной литературе этот метод сокращенно называют также NRZ-1.

    При плотности 63 бит/мм  используется другой  метод записи - метод  фазовой   модуляции   или фазового кодирования  (ФК). Метод ФК позволяет значительно повысить достоверность выделения сигналов. Объясняется это тем, что при изменении частоты в широких пределах фазе искажения  сигналов остаются малыми, что позволь проще идентифицировать считываемые сигналы и поэтому реализовать более высокую плотность записи 63 бит/мм.  При использовании метода фазового кодирования строка ЦКС не записывается.

 

3. Накопители  прямого доступа

    3.1. Общие сведения

    К ЗУ прямого доступа в номенклатуре технических средств ЕС ЭВМ относятся  устройства хранения информации на магнитных дисках и барабанах. Во всех накопителях прямого доступа, как и в накопителях на магнитной ленте, используется принцип электромагнитной записи информации на движущийся носитель. Носителями информации в накопителях прямого доступа служат магнитные диски или барабаны, которые в рабочем состоянии постоянно вращаются с большой скоростью. Накопители на магнитных дисках подразделяются на две группы: накопители на сменных магнитных дисках, на которых можно осуществлять быструю смену пакетов магнитных дисков и Накопители на постоянных магнитных дисках, в которых пакет магнитных дисков или один диск стационарно устанавливается в заводских условиях и не может быть оперативно заменен.

    ЗУ  с накопителями на постоянных магнитных  дисках и на магнитных барабанах используются в машине как устройства внешней памяти большой емкости. ЗУ на сменных магнитных дисках по системотехническим возможностям подобны ЗУ на магнитной ленте. Они служат только внешней памятью, но и устройствами ввода вывода информации. Пакеты сменных магнитных дисков удобны в хранении. Из них на вычислительных центрах создаются библиотеки, что позволяет как бы неограниченно наращивать емкость внешней памяти вычислительных систем.

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

     3.2. Принципы работы накопителя на сменных магнитных дисках

    Информация  записывается на рабочих поверхностях дисков по концентрическим окружностям - дорожкам. На одной дорожке может быть записано последовательно бит за битом 3625 байтов. Десять дорожек, расположенных друг под другом на всех десяти рабочих поверхностях дисков, образуют так называемый цилиндр.

    В рабочем состоянии пакет дисков постоянно вращается. Для записи и считывания информации накопитель имеет десять магнитных головок. Магнитная головка состоит из универсальной головки и головки стирания. Магнитные головки располагаются друг под другом и укреплены на каретке. Каретка может фиксироваться в одном из 203 положений, располагая, таким образом, головки на одном из цилиндров. Запись и считывание информации в пределах одного цилиндра осуществляется без механического перемещения каретки с магнитными головками. Одновременно работает только одна головка из десяти. Она поразрядно записывает или считывает информацию на одной дорожке. Выбор дорожки в цилиндре осуществляется электронной коммутацией головки.

    В отличие от накопителя на магнитных  лентах в накопителях прямого доступа используется бесконтактный метод записи и считывания информации. В накопителях прямого доступа применяется двухчастотный последовательный способ записи информации. Способ этот состоит в том, что байты записывают последовательно бит за битом на одну дорожку. Для записи единицы в интервале между СИ подается дополнительный импульс, при записи нуля дополнительный импульс отсутствует.

    Таким образом, если записываются единицы, то частота импульсов, поступающих  в накопитель, удваивается по сравнению с частотой синхроимпульсов или, что - то же самое, с частотой импульсов при записи нулей. Поэтому данный способ записи получил название двухчастотного.

     3.3. Накопитель на гибких магнитных дисках (НГМД - дисковод)

    Это устройство использует в качестве носителя информации гибкие магнитные диски  - дискеты, которые могут быть 5-ти или 3-х дюймовыми. Дискета - это магнитный диск вроде пластинки, помещенный в картонный конверт. В зависимости от размера дискеты изменяется ее емкость в байтах. Если на стандартную дискету размером 5’25 дюйма помещается до 720 Кбайт информации, то на дискету 3’5 дюйма уже 1,44 Мбайта. Дискеты универсальны, подходят на любой компьютер того же класса оснащенный дисководом, могут служить для хранения, накопления, распространения и обработки информации. Дисковод - устройство параллельного доступа, поэтому все файлы одинаково легко доступны. Сейчас дискеты применяются в основном для резервирования небольших объемов данных и для распространения информации. Дискеты размером 5’25 дюйма морально устарели и используются редко. Наибольшим  распространением из накопителей на гибких магнитных дискахпользуется дискета 3’5 дюйма или флоппи-диски (floppy disk).

    Диск  покрывается сверху специальным  магнитным слоем, который обеспечивает хранение данных. Информация записывается с двух сторон диска по дорожкам, которые представляют собой концентрические  окружности. Каждая дорожка разделяется  на секторы. Плотность записи данных зависит от плотности нанесения  дорожек на поверхность, т. е. числа  дорожек на поверхности диска, а  также от плотности записи информации вдоль дорожки.

    К недостаткам относятся маленькая  емкость, что делает практически  невозможным долгосрочное хранение больших объемов информации, и  не очень высокая надежность самих  дискет.

     3.4. Накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД - винчестер)

      Является логическим продолжением  развития технологии магнитного  хранения информации. Появились  несколько лет назад и уже  завоевали огромную популярность  благодаря своим многочисленным  достоинствам:

 

    - чрезвычайно большая емкость;

 

    - простота и надежность использования;

 

    - возможность обращаться к тысячам файлов одновременно;

 

    - высокая скорость доступа к данным.

 

    Из недостатков можно выделить лишь отсутствие съемных носителей информации, все данные записаны внутри винчестера на жестких магнитных дисках. (В настоящее время используются внешние винчестеры и системы резервного копирования с дисками по типу дискет). Емкости современных винчестеров поистине устрашающи: еще пять лет назад винчестер емкостью 100 Мбайт казался недостижимым идеалом, пределом заветных мечтаний - казалось, что и половины его пространства хватит на много лет работы. Но прошло пять лет, и такие винчестеры уже даже не выпускаются как морально устаревшие. Им на смену пришли новые, более быстрые, более вместительные аппараты. Винчестеры емкостью 850 Мб, 1.6, 2.1, 3.5, 4.3 Гигабайт давно ни кого не удивляют. А ведь существуют винчестеры в 1000 раз более емкие - речь идет о Терабайтах информации. Одного такого винчестера хватило бы, чтобы записать всю историю Древнего Мира.