Способы хранения информации курсовая

Реферат на тему: Хранение информации

Содержание:

Тип работы:	Реферат
Дата добавления:	21.01.2020

• Данный тип работы не является научным трудом, не является готовой выпускной квалификационной работой!
• Данный тип работы представляет собой готовый результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала для самостоятельной подготовки учебной работы.

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

Если вы хотите научиться сами правильно выполнять и писать рефераты по любым предметам, то на странице «что такое реферат и как его сделать» я подробно написала.

Введение

Хранение информации (внешняя память) — компоненты компьютера, позволяющие хранить большие объемы информации практически бесконечно, не потребляя энергии (энергонезависимость).

Первыми такими устройствами для ПК стали дискеты (FDD) и съемные дискеты — сначала пятидюймовые (5,25″) емкостью 360 КБ и 1,2 Мб, затем трехдюймовые (3,5″) емкостью 1,44 Мб. В настоящее время они используются редко в связи с широким распространением флеш-памяти емкостью в несколько гигабайт.

Характерной особенностью внешней памяти является то, что ее устройства работают с блоками информации, а не с байтами или словами, как позволяет оперативная память. Эти блоки обычно имеют фиксированный размер, кратный мощности 2. Блок может быть перезаписан только целиком из внутренней памяти во внешнюю или наоборот, и каждая операция обмена с внешней памятью требует специальной процедуры (подпрограммы). Процедуры обмена внешней памятью привязываются к типу устройства, его контроллеру и способу подключения устройства к системе (интерфейсу).

Внешняя память используется для долговременного хранения больших объемов информации. В современных компьютерных системах чаще всего используются внешние запоминающие устройства:

• Жесткие диски (HDD).
• Дисководы гибких дисков (FDD)
• Оптические приводы
• Магнитооптические запоминающие устройства. [7]

Основные понятия

Внешняя память — это память, реализованная в виде внешних, относительно материнской платы, устройств с различными принципами хранения информации и типами носителей, предназначенных для длительного хранения информации. В частности, во внешней памяти хранится все программное обеспечение компьютера. Внешние запоминающие устройства могут находиться в системном блоке компьютера или в отдельных корпусах. Физически внешняя память реализована в виде дисковых накопителей.

Диски — это запоминающие устройства, предназначенные для хранения больших объемов данных в течение длительного периода времени (который не зависит от питания). Емкость носителя превышает емкость оперативной памяти в сотни раз или неограничена в случае съемных носителей.

Носитель информации — это физический носитель для хранения информации, который может быть в виде жесткого диска или ленты. По принципу хранения различают магнитные, оптические и магнитооптические носители. Ленточные носители могут быть только магнитными, дисковые носители используют магнитные, магнитооптические и оптические методы записи и чтения информации.

Классифифкация средств долговремменого хранения информации

В качестве устройств хранения информации используются внешние запоминающие устройства, реализованные в виде соответствующих технических средств хранения информации. Все запоминающие устройства, используемые в ПК, имеют единый дизайн. Их размеры стандартизированы, ширина и высота устройств строго определены, глубина ограничена только максимально допустимым значением. Такая стандартизация необходима для унификации конструктивных отсеков корпусов персональных компьютеров.

Внешняя память может иметь произвольный и последовательный доступ. Устройства памяти случайного доступа позволяют получить доступ к любому блоку данных с приблизительно одинаковым временем доступа. Блоки памяти последовательного доступа обеспечивают последовательный доступ к данным, т.е. чтобы прочитать нужный блок памяти, необходимо прочитать все предыдущие блоки.

Мы выделяем следующие основные типы устройств хранения данных:

1. жесткие диски (HDD) — несъемные твердотельные магнитные диски. Они являются внешними запоминающими устройствами с прямым доступом к данным и делятся на внутренние, установленные в системном блоке компьютера, и внешние (портативные) по отношению к системному блоку.
2. дисководы (FDD) — устройства для записи и считывания информации с малых съемных магнитных дисков (дискет), упакованных в пластиковый корпус (гибкие — для 5,25-дюймовых дисков, жесткие — для 3,5-дюймовых дисков). Они называются внешними устройствами хранения данных с прямым (случайным) доступом к данным, хранящимся на магнитном диске, и предназначены для долговременного хранения относительно небольших объемов информации.
3. Устройства хранения информации на базе оптических дисков относятся к внешним устройствам хранения данных с прямым (случайным) доступом к данным и предназначены для долговременного хранения относительно больших объемов информации (сотни мегабайт и десятки гигабайт).
4. Информационное хранилище на базе флэш-памяти относится к внешним устройствам хранения данных с прямым (случайным) доступом к данным и предназначено для долговременного хранения относительно небольших объемов данных (несколько гигабайт).
5. магнитные ленточные накопители (MRD) — устройства, считывающие данные с магнитных лент, которые являются внешними устройствами последовательного доступа. Такие воспоминания довольно медленные, хотя и обладают большой емкостью. Современные устройства для работы с магнитными лентами — стримеры имеют увеличенную скорость записи 4-5МБ в секунду. Существуют также устройства, позволяющие записывать цифровую информацию на видеокассеты, что позволяет хранить 2 ГБ информации на одной ленте. Магнитные ленты обычно используются для создания архивов данных для длительного хранения информации.
6. перфокарты — карты, изготовленные из толстой бумаги и перфорированной ленты — катушки бумажных полосок, на которых информация кодируется путем пробивания (перфорирования) отверстий. Устройства последовательного доступа используются для чтения данных.

В настоящее время устройства последовательного доступа к данным NGMD устарели и не используются, поэтому мы не будем рассматривать их подробно.

Жесткие магнитные приводы

Жесткие магнитные диски, также называемые «жестким диском» или «жестким диском», представляют собой тип энергонезависимого, перезаписываемого компьютерного устройства хранения данных. Данные, хранящиеся на жестком диске, не теряются при выключении компьютера. Поэтому жесткий диск идеально подходит для долговременного хранения программ и файлов данных, а также основных программ операционной системы. Благодаря этой возможности жесткий диск можно извлечь из одного компьютера и вставить в другой.

Внутри герметичного жесткого диска находится один или несколько негибких дисков, покрытых металлическими частицами. Каждый диск имеет головку (электромагнит), встроенную в шарнирный манипулятор, который перемещается по диску во время его вращения. Головка намагничивает металлические частицы, заставляя их выстраиваться в линию и представлять нули и единицы в двоичных числах (рис. 1). Двигатели, которые перемещают диск и рычаг, обычно подвержены износу. Только головка не изнашивается, так как она никогда не соприкасается с поверхностью диска.

Диск получил свое название «жесткий диск» от компании IBM, которая в 1973 году выпустила на рынок жесткий диск Модель 3340, первый, в котором в одном несъемном корпусе размещены как тарелки для дисководов, так и считывающие головки. При разработке инженеры использовали внутреннюю стенографию «30-30», которая означала два модуля (в максимальной компоновке) по 30 Мб каждый. Менеджер проекта Кеннет Хотон предложил назвать диск «Винчестер 30-30», ссылаясь на название популярной охотничьей винтовки «Винчестер».

Новые жесткие диски должны быть отформатированы перед их использованием. Этот процесс состоит из прокладки магнитных концентрических дорожек и их деления на небольшие сектора, как кусочки в пироге. Однако если данные были записаны на жесткий диск, их форматирование приведет к его полному стиранию.

Благодаря большому количеству дорожек на каждой стороне дисков и большому количеству дисков информационная емкость жесткого диска может достигать 150-200 Гб. Скорость записи и чтения информации с жесткого диска достаточно высока (до 133 Мбайт/с) благодаря быстрому вращению диска (до 7500 об/мин).

Среди прочих параметров, рассмотрим:

1. Емкость кэша — все современные жесткие диски имеют буфер кэша, который ускоряет обмен данными; чем больше его емкость, тем выше вероятность того, что кэш будет содержать необходимую информацию, которую не нужно читать с жесткого диска (этот процесс в тысячи раз медленнее); емкость кэш-буфера в различных устройствах может варьироваться в диапазоне от 64 Кбайт до 2 Мбайт;
2. Среднее время доступа — время (в миллисекундах), в течение которого головка в сборе перемещается от одного цилиндра к другому. Зависит от конструкции привода головки и составляет примерно 10-13 мс;
3. Время задержки — это время с момента позиционирования блока головки на требуемом цилиндре до позиционирования конкретной головки на определенном секторе, т.е. это время поиска правильного сектора;
4. Скорость обмена — определяет объем данных, который может быть передан с диска на микропроцессор и наоборот через определенные промежутки времени; максимальное значение этого параметра соответствует пропускной способности дискового интерфейса и зависит от того, какой режим используется. [7]

В жестких дисках используются довольно хрупкие и крошечные элементы (медиа-пластины, магнитные головки и т.д.). Поэтому для сохранения информации и производительности жесткие диски должны быть защищены от ударов и резких изменений пространственной ориентации во время работы.

Лидеры в классе жестких дисков 7200/3,5″ — компании Seagate, Maxtor и WD — также производят внешние жесткие диски в автономном корпусе с блоком питания, интерфейсом USB.

Жесткие диски, независимо от того, имеют они дискету или нет, всегда называются дисководами «C».

Оптические диски

Помимо дисководов-дискет, в персональных компьютерах обычно используются оптические (лазерные) приводы диаметром 5,25 дюйма (133 мм).

В 1995 году первый оптический привод — CD-ROM (CompactDiskReadOnlyMemory, постоянная память CD-ROM) — появился в базовом корпусе ПК (Рисунок 2). В данном устройстве использовались многослойные компакт-диски диаметром 120 мм и толщиной 1,2 мм, а емкость диска составляла 650-700 Мбайт.

CD-ROM состоит из 4 слоев (сверху вниз):

1. Защитный слой из поликарбоната;
2. Уровень записи информации;
3. Отражающий слой;
4. Поликарбонатная подложка.

Процесс изготовления состоит из напыления на основание серебряного или золотого отражающего слоя, нанесения на него прозрачного слоя для записи информации и вдавливания в поверхность вдавливаний для формирования спиральной дорожки, идущей от центра диска к краю. Для штамповки диска используется «мастер-диск» или «прототип». Затем на поверхность диска наносится защитный слой из прозрачного пластика.

CD-ROM считывает диск лазерным лучом 780 нм, который отскакивает от поверхности диска (приземление) и ямы на поверхности (ямы) под разными углами. Минимальный размер ямы — 0,88 мкм, а расстояние между дорожками — 1,5 мкм.

Основные характеристики компакт-дисков:

1. Скорость передачи данных — измеряется в кратных числах от скорости проигрывателя аудио CD и характеризует максимальную скорость, с которой накопитель посылает данные в оперативную память компьютера;
2. Время доступа — время нахождения информации на диске, измеряемое в миллисекундах.

Он поверхностно похож на CD-ROM и совместим с ним по размеру диска и форматам записи. Данные записываются с помощью специального программного обеспечения или инструментов операционной системы.

CD-R или CD-RW имеет 4 слоя (сверху вниз):

1. Защитный слой из поликарбоната;
2. Активный слой для записи данных;
3. Отражающий слой;
4. Поликарбонатный обратный слой. [1, c. 81]

Дальнейшее развитие технологий производства компакт-дисков привело к формированию дисков с высокой плотностью записи, получивших название цифровых универсальных дисков (DVD — Digital Versatile Disk). На таких дисках используется вращающаяся дорожка чтения-записи с более близким расстоянием между соседними катушками. Кроме того, впадины и земли меньше по сравнению с компакт-дисками. Это увеличило объем информации на диске до 4,7 Гбайт.

С точки зрения структуры данных, используются DVD-диски:

1. DVD-Video (только для чтения) — содержит фильмы (видео, аудио);
2. DVD-Audio — содержат высококачественные аудио данные;
3. DVD-Data — содержат произвольные данные.

DVD-носители включены:

• DVD-ROM — диски, изготовленные методом литья под давлением (литье под давлением из прочного поликарбонатного пластика);
• DVD-R — однозаписываемые диски — формат, разработанный компанией Pioneer. Технология записи аналогична CD-R и основана на необратимом изменении спектральных характеристик информационного слоя, покрытого специальным органическим соединением под действием лазера. Диски DVD-R могут записывать компьютерные данные, мультимедийные данные, видео- и аудиоинформацию;
• DVD+RW — это перезаписываемые диски (RW — Перезаписываемые). Диски DVD+RW записывают видео и аудио, а также компьютерные данные. Диски DVD+RW можно перезаписывать примерно 1000 раз;
• DVD-RW — это перезаписываемый формат, разработанный компанией Pioneer. Диски DVD-RW могут вмещать 4,7 ГБ на каждую сторону, доступны в односторонней и двусторонней версиях, и могут быть использованы для хранения видео, аудио и других данных. Диски DVD-RW могут быть перезаписаны до 1000 раз и читаются приводами DVD-ROM первого поколения;
• DVD-RAM — Диски RandomAccessMemory (RAM) — это формат, разработанный компаниями Panasonic, Hitachi, Toshiba. Первое поколение дисков DVD-RAM вмещало 2,6 ГБ на каждую сторону. Текущие диски второго поколения вмещают 4,7 ГБ на одну сторону или 9,4 ГБ на двухстороннюю версию. Основными преимуществами дисков в формате DVD-ОЗУ являются перезапись до 100 000 раз, наличие механизма коррекции ошибок при записи.

Диски Blu-ray и HD. В 2002 году представители девяти ведущих высокотехнологичных компаний Sony, Panasonic, Samsung, LG, Philips, Thomson, Hitachi, SirPioneer объявили на совместной пресс-конференции о создании и продвижении нового формата высокопроизводительных оптических дисков Blu-RayDisk — нового поколения перезаписываемых дисков со стандартным размером CD/DVD 12 см с максимальной емкостью записи 27 Гб на слой и на сторону.

Формат жесткого диска был предложен компаниями Toshiba и NEC на DVD-форуме в августе 2003 года. В феврале 2008 года стало известно о поражении Blu-Ray от HDDVD: Компания Toshiba объявила о полной ликвидации жесткого диска. Также было прекращено производство фильмов и других программ на HDDVD.

Технологии Blu-ray и HD были разработаны в первую очередь для записи, хранения и воспроизведения видео и аудио, но эти диски также могут быть использованы для хранения данных. Формат Blu-ray поддерживает потоковое видео с разрешением до 1080p, аудио до 7.1 и протокол защиты информации HDCP. Поддерживаются алгоритмы кодирования видео: MPEG-2 HD, VC1 (Video Codec 1, на базе Windows Media Video 9) и H.264/MPEG-4 AVC, а аудио форматы включают AC3, MPEG1, MPEG Layer 2. Цифровые видеоплееры Blu-Ray смогут декодировать контент с помощью аппаратных технологий, а компьютерные диски будут использовать программные технологии.

Устройства Blu-ray обладают высокой скоростью передачи данных. Согласно спецификации, максимальная скорость передачи данных между диском Blu-ray и целевым устройством может достигать 36 Мбит/сек.

Флэш-память

Флэш-память существует уже очень давно (первые образцы были разработаны компанией Toshiba в 1984 году), но массовое распространение началось с широкого использования цифровых фотоаппаратов. Сегодня производители выпускают флеш-память в самых разных формах:

• Карты памяти (Рисунок 3) Компактная вспышка (CF), Smart Media (SM), Multi Media Card (MMC), Secure Digital (SD), Memory Stick PRO (MSPRO), Memory Stick (MS) и xD-Picture (xD) — для них требуется устройство для чтения флэш-карт;
• USB флэш-накопитель самодостаточен и не требует дополнительных устройств для записи или считывания информации, имеет разъем для USB-порта ПК. [5, c. 158]

Флэш-память является одним из видов ПЗУ, ее полное название Flash Erase EEPROM (Electronically Erasable Programmable ROM) можно перевести как «быстро электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство». Другими словами, флеш-память является энергонезависимой (не потребляет энергии при хранении данных), перезаписываемой памятью, содержимое которой можно быстро стереть.

Как быстрый и универсальный накопитель для передачи достаточно большого объема данных, удобно использовать USB флэш-память.

Заключение

Таким образом, в теоретической части работы курса были рассмотрены устройства для долгосрочного хранения данных на ПК.

Для работы с внешней памятью необходимо устройство хранения (устройство, позволяющее записывать и (или) читать информацию), а носитель информации — носитель информации.

Основные типы запоминающих устройств:

• Гибкие магнитные дисковые накопители (FMD);
• Жесткие магнитные диски (HDMD);
• CD-ROM, CD-RW, DVD приводы;

Они соответствуют основным типам средств массовой информации:

• Гибкие магнитные диски (FloppyDisk) (диаметром 3,5 дюйма и емкостью 1,44 Мб; диаметром 5,25 дюйма и емкостью 1,2 Мб (в настоящее время устарело и практически не используется, производство дисков, рассчитанных на диски диаметром 5,25 дюйма, также прекращено); Съемные носители;
• Жесткие магнитные диски (HardDisk);
• CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD диски;
• Flash memory.

Пока что оптимальными устройствами для долгосрочного хранения данных, в зависимости от времени, объема и назначения хранения, являются следующие: DVD-диски, жесткие диски, флэш-память.

Список литературы

1. Грошев А.С. Компьютерные науки: учебник для средних школ. — Архангельск, Архангельский государственный технический университет, 2015.
2. Вычислительная техника: лабораторно-практический курс для студентов всех специальностей во втором семестре. — М.: Учебник средней школы, 2005.
3. Одинцов Б.Е., Романов А.Н.. Информатика в экономике: учебник. — М.: Вузовский Учебник, 2007.
4. Яшин В.М. Информатика: компьютерная техника: учебник. — М.: ИНФРАКРАСНЫЙ, 2007.

Посмотрите похожие темы рефератов возможно они вам могут быть полезны:

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Сайт предназначен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.

Источник