De belangrijkste functie van extern geheugen is de mogelijkheid om informatie voor een lange tijd op te slaan. Daarnaast heeft extern geheugen een groot volume en is het goedkoper dan RAM. En toch zorgen externe opslagmedia voor de overdracht van informatie van de ene computer naar de andere, wat belangrijk is in een situatie waar er geen computernetwerken zijn.

Dus, extern (lange termijn) geheugen is een plaats voor langdurige opslag van gegevens (programma's, rekenresultaten, teksten, enz.) die momenteel niet worden gebruikt in het RAM-geheugen van de computer. Extern geheugen is, in tegenstelling tot RAM, niet-vluchtig en heeft geen directe verbinding met de processor.

Om met extern geheugen te werken, is het noodzakelijk om een ​​opslagapparaat te hebben (een apparaat dat informatie opneemt en (of) leest) en een opslagapparaat - media.

De belangrijkste soorten aandrijvingen:

floppy disk drives (floppy disk drives);

harde schijven (HDD);

stations cd-rom, cd-rw, dvd. Ze komen overeen met de belangrijkste soorten vervoerders:

diskettes;

harde magnetische schijven (Harde schijf);

Cd-rom's, cd-r's, cd-rw's, dvd's. Belangrijkste kenmerken van stations en media:

informatie capaciteit;

snelheid van informatie-uitwisseling;

betrouwbaarheid van informatieopslag;

Het opnemen, opslaan en lezen van informatie uit een extern geheugen is gebaseerd op twee principes: magnetisch en optisch. Dankzij deze principes blijft informatie bewaard, zelfs nadat de computer is uitgeschakeld.

Diskette

Een floppydisk of floppydisk is een opslagmedium voor een kleine hoeveelheid informatie, namelijk een floppydisk in een beschermend omhulsel. Wordt gebruikt om gegevens van de ene computer naar de andere over te brengen en om software te distribueren.

De schijf bevindt zich in een plastic envelop die hem beschermt tegen mechanische schade. Ze kunnen beschadigd raken als:

raak het opnameoppervlak aan;

schrijf op het diskettelabel met een potlood of balpen;

buig een diskette;

oververhitting van de diskette (laat hem in de zon of in de buurt van een radiator);

een diskette blootstellen aan magnetische velden

De schijf in de drive roteert met een constante hoeksnelheid, die vrij laag is (enkele kilobytes per seconde, gemiddelde toegangstijd is 250 ms). De informatie wordt op beide zijden van de schijf vastgelegd. Momenteel zijn de meest voorkomende diskettes 3,5 "(1" = 2,54 cm) en 1,44 MB. De schijf kan tegen schrijven worden beveiligd. Hiervoor wordt een veiligheidspal gebruikt. Diskettes vereisen een zorgvuldige behandeling.

Harde magnetische schijf

De harde schijf is informatief

computermagazijn en kan opslaan

enorme hoeveelheden informatie.

Harde magnetische schijf

schijven(eng.HDD - MoeilijkSchijfBestuurder)

of lierenter is de meest voorkomende Fig. 2. Harde magnetische schijf

een opslagapparaat, een apparaat met hoge capaciteit waarin de opslagmedia aluminium platen zijn, waarvan beide oppervlakken zijn bedekt met een laag magnetisch materiaal. Gebruikt voor permanente opslag van programma's en gegevens. De schijven van de harde schijf zijn op één as geplaatst en samen met de lees-/schrijfkoppen en hun lagerkoppen in een hermetisch afgesloten metalen behuizing. Dit ontwerp maakte het mogelijk om de rotatiesnelheid van de schijven en de opnamedichtheid aanzienlijk te verhogen. Informatie wordt vastgelegd op beide oppervlakken van de schijven

In tegenstelling tot een diskette draait een harde schijf continu. Platen in een harde schijf draaien met een bepaalde snelheid (ook wel de spilrotatiesnelheid genoemd), die 3.600, 4.200, 5.400, 7.200, 10.000 of 15.000 tpm kan zijn

Daarom kan de rotatiesnelheid van 3600 tot 10000 tpm zijn, de zoektijd van gegevens van 2 tot 6 ms en de gegevensoverdrachtsnelheid tot 300 MB / s. De capaciteit van harde schijven in computers wordt gemeten in tientallen gigabytes. De meest voorkomende schijven zijn 0,8, 1, 1,8, 2,2 inch.

Om informatie en bruikbaarheid te behouden, moet de harde schijf tijdens het gebruik worden beschermd tegen schokken en plotselinge veranderingen in ruimtelijke oriëntatie.

Laserschijf

CD- rom(eng.CompactSchijfEchtEnkel en alleenGeheugen-ik onthoud altijdCD-gebaseerd apparaat)

De 120 mm (ongeveer 4,75 inch) cd is gemaakt van polymeer en bedekt met een metalen film. Van deze metalen film wordt informatie afgelezen, die is gecoat met een polymeer dat de gegevens beschermt tegen beschadiging. CD-ROM is een eenzijdig opslagmedium.

Het principe van digitale opname van informatie op een laserschijf verschilt van het principe van magnetische opname. De gecodeerde informatie wordt op de schijf aangebracht door een laserstraal, die microscopisch kleine holtes op het oppervlak creëert, gescheiden door vlakke gebieden. Digitale informatie wordt weergegeven door afwisselende troggen (codering nul) en lichtreflecterende eilanden (codering één). De informatie die op de schijf is geschreven, kan niet worden gewijzigd.

Toegang tot gegevens op cd-rom's is sneller dan gegevens op diskettes, maar langzamer dan op harde schijven (150 tot 400 ms bij snelheden tot 4500 rpm). De gegevensoverdrachtsnelheid is minimaal 150 KB en bereikt 1,2 MB / s. Cd-rom's hebben een capaciteit tot 780 MB, daarom produceren ze meestal multimediaprogramma's.

Cd-rom's zijn eenvoudig en gemakkelijk te gebruiken, hebben een lage opslagkosten per eenheid, verslijten praktisch niet, kunnen niet door virussen worden geïnfecteerd en het is onmogelijk om per ongeluk informatie van ze te wissen.

CD-R (Compact Disk Recorder)

CD-R is een opneembare schijf met een gemiddelde capaciteit Capaciteit: 700 MB (80 minuten). Op CD-R-schijven is de reflecterende laag gemaakt van goudfilm. Tussen deze laag en de basis zit een opnamelaag van organisch materiaal die bij verhitting donkerder wordt. Tijdens het opnameproces verwarmt de laserstraal de geselecteerde punten van de laag, die donkerder worden en stoppen met het doorlaten van licht naar de reflecterende laag, waardoor gebieden worden gevormd die lijken op depressies. Cd-r-drives, vanwege hun sterke prijsverlaging, worden steeds meer wijdverbreid.

CD-RW (Compact Disk Herschrijfbaar)

Populairder zijn cd-rw-stations, waarmee u informatie kunt opnemen en herschrijven. Met het cd-rw-station kunt u cd-r- en cd-rw-schijven schrijven en lezen, cd-rom-schijven lezen, d.w.z. is in zekere zin universeel.

De afkorting dvd staat voor DigitaalVeelzijdigSchijf, d.w.z. universe digitale schijf. Met dezelfde afmetingen als een gewone cd en een zeer vergelijkbaar werkingsprincipe, bevat het een extreem grote hoeveelheid informatie - van 4,7 tot 17 GB. Misschien is het juist vanwege de grote capaciteit dat hij universeel wordt genoemd. Toegegeven, de dvd wordt tegenwoordig eigenlijk maar op twee gebieden gebruikt: voor het opslaan van videofilms (dvd-video of gewoon dvd) en supergrote databases (dvd-rom, dvd-r).

Capaciteitsvariatie treedt als volgt op: in tegenstelling tot cd-rom's worden dvd's aan beide zijden beschreven. Bovendien kunnen aan elke zijde een of twee informatielagen worden aangebracht. Zo hebben enkelzijdige enkellaagse schijven een volume van 4,7 GB (ze worden vaak DVD-5 genoemd, dwz schijven met een capaciteit van ongeveer 5 GB), dubbelzijdige enkellaagse schijven - 9,4 GB (DVD-10) , enkelzijdige dubbellaagse schijven - 8,5 GB (DVD-9) en 17 GB dubbelzijdige dubbellaagse schijven (DVD-18).

Om informatie te behouden, moeten laserschijven worden beschermd tegen mechanische schade (krassen), evenals tegen vuil.

Flash-geheugen

Flash-geheugen is een vluchtig type geheugen waarmee u gegevens in microschakelingen kunt schrijven en opslaan. Flash-geheugenkaarten hebben geen bewegende delen, wat zorgt voor een hoge gegevensveiligheid bij gebruik op mobiele apparaten

(laptopcomputers, digitale camera's, enz.)

Flash-geheugen is een microschakeling in een kleine platte behuizing. Om informatie te lezen of te schrijven, wordt een geheugenkaart in speciale schijven geplaatst die in mobiele apparaten zijn ingebouwd of via een USB-poort op een computer zijn aangesloten. De opslagcapaciteit van geheugenkaarten is anders, deze kan variëren van 512 MB tot 4 GB, 8 GB, 16 GB, 32 GB, 48 GB.Transcend heeft de populaire JetFlash V20-serie USB-flashdrives geüpdatet met een nieuw 64GB-model.

De nadelen van flashgeheugen zijn onder meer het feit dat er geen enkele standaard is en dat verschillende fabrikanten geheugenkaarten produceren die qua grootte en elektrische parameters niet met elkaar compatibel zijn.

Informatiedragers (floppy disks, harde schijven, CD-ROM disks, magneto-optische disks, etc.) en hun belangrijkste kenmerken.

Extern (langetermijn)geheugen is een plaats voor langdurige opslag van gegevens (programma's, rekenresultaten, teksten, enz.) die momenteel niet in het RAM-geheugen van de computer worden gebruikt. Extern geheugen is, in tegenstelling tot RAM, niet-vluchtig. Bovendien zorgen externe opslagmedia voor gegevenstransport in gevallen waarin computers niet zijn geïntegreerd in netwerken (lokaal of wereldwijd).

Om met extern geheugen te werken, is het noodzakelijk om een ​​opslagapparaat te hebben (een apparaat dat informatie opneemt en (of) leest) en een opslagapparaat - media.

De belangrijkste soorten aandrijvingen:

floppy disk drives (floppy disk drives);

harde schijven (HDD);

magneetbandaandrijvingen (NML);

stations cd-rom, cd-rw, dvd.

Ze komen overeen met de belangrijkste soorten vervoerders:

diskettes (3,5'' diameter en 1,44 MB capaciteit; 5,25'' diameter en 1,2 MB capaciteit (momenteel verouderd en praktisch niet gebruikt) 5,25'', ook niet meer leverbaar), verwisselbare media drives;

harde magnetische schijven (Harde schijf);

cassettes voor streamers en andere NML;

Cd-rom's, cd-r's, cd-rw's, dvd's.

Geheugenapparaten worden gewoonlijk onderverdeeld in typen en categorieën in verband met hun werkingsprincipes, operationele, technische, fysieke, software- en andere kenmerken. Dus, bijvoorbeeld, volgens de werkingsprincipes, worden de volgende soorten apparaten onderscheiden: elektronisch, magnetisch, optisch en gemengd - magneto-optisch. Elk type apparaat is georganiseerd op basis van een bijbehorende technologie voor het opslaan / reproduceren / opnemen van digitale informatie. Daarom onderscheiden zij in verband met het type en de technische prestaties van de informatiedrager: elektronische, schijf- en bandapparaten.

Belangrijkste kenmerken van stations en media:

informatie capaciteit;

snelheid van informatie-uitwisseling;

betrouwbaarheid van informatieopslag;

prijs.

Laten we de bovenstaande schijven en media eens nader bekijken.

Het werkingsprincipe van magnetische opslagapparaten is gebaseerd op methoden voor het opslaan van informatie met behulp van de magnetische eigenschappen van materialen. Magnetische opslagapparaten bestaan ​​in de regel uit de eigenlijke apparaten voor het lezen/schrijven van informatie en een magnetisch medium, waarop de opname direct wordt uitgevoerd en waaruit informatie wordt gelezen. Het is gebruikelijk om magnetische opslagapparaten in typen op te delen in verband met prestaties, fysieke en technische kenmerken van de informatiedrager, etc. De meest voorkomende zijn: schijf- en bandapparaten. De algemene technologie van magnetische opslagapparaten bestaat uit het magnetiseren van delen van de drager met een wisselend magnetisch veld en het lezen van informatie die is gecodeerd als gebieden met variabele magnetisatie. Schijfmedia worden typisch gemagnetiseerd langs concentrische velden - sporen die zich over het hele vlak van een schijfvormig roterend medium bevinden. Opname vindt plaats in een digitale code. Magnetisatie wordt bereikt door het creëren van een wisselend magnetisch veld met behulp van de lees-/schrijfkoppen. De koppen zijn twee of meer magnetisch bestuurbare schakelingen met kernen waarvan de wikkelingen van wisselspanning worden voorzien. Een verandering in de spanningswaarde veroorzaakt een verandering in de richting van de lijnen van de magnetische inductie van het magnetische veld en, wanneer de drager gemagnetiseerd is, betekent een verandering in de waarde van de informatiebit van 1 naar 0 of van 0 naar 1 .

Schijfapparaten zijn onderverdeeld in floppy (floppy disk) en harde (harde schijf) drives en media. De belangrijkste eigenschap van magnetische schijfinrichtingen is het vastleggen van informatie op een medium op concentrische gesloten sporen met behulp van fysieke en logische digitale codering van informatie. Een plat schijfmedium roteert tijdens het lees-/schrijfproces, wat zorgt voor het onderhoud van het gehele concentrische spoor, lezen en schrijven wordt uitgevoerd met magnetische lees-/schrijfkoppen, die langs de straal van het medium van het ene spoor naar het andere worden gepositioneerd.

Voor het besturingssysteem zijn gegevens op schijven georganiseerd in sporen en sectoren. Sporen (40 of 80) zijn smalle concentrische ringen op de schijf. Elke track is verdeeld in secties die sectoren worden genoemd. Bij het lezen of schrijven leest of schrijft het apparaat altijd een geheel aantal sectoren, ongeacht de hoeveelheid gevraagde informatie. De sectorgrootte op een diskette is 512 bytes. De cilinder is het totale aantal sporen waaruit informatie kan worden gelezen zonder de koppen te bewegen. Aangezien een diskette slechts twee zijden heeft en een diskettestation slechts twee koppen, heeft een diskette twee banen per cilinder. Een harde schijf kan veel schijfschotels hebben, elk met twee (of meer) koppen, dus er zijn veel sporen op één cilinder. Een cluster (of gegevenslocatie) is het kleinste schijfgebied dat het besturingssysteem gebruikt bij het schrijven van een bestand. Typisch een cluster is een of meer sectoren.

De diskette moet voor gebruik worden geformatteerd, d.w.z. de logische en fysieke structuur ervan moet worden gecreëerd.

Diskettes vereisen een zorgvuldige behandeling. Ze kunnen beschadigd raken als:

raak het opnameoppervlak aan;

schrijf op het diskettelabel met een potlood of balpen;

buig een diskette;

oververhitting van de diskette (laat hem in de zon of in de buurt van een radiator);

stel de diskette bloot aan magnetische velden.

Harde schijven combineren een medium(s) en een lezer/schrijver in één behuizing, en vaak ook een interface onderdeel genaamd een harde schijf controller. Een typisch ontwerp van een harde schijf is een enkel apparaat - een camera, waarin zich een of meer schijfmedia op één as bevinden, en een blok lees-/schrijfkoppen met hun gemeenschappelijke aandrijfmechanisme. Naast de media- en headcamera's bevinden zich meestal head- en diskbesturingscircuits en, vaak, een interface en/of controller. De interfacekaart van het apparaat bevat de eigenlijke schijfapparaatinterface en de controller met zijn interface bevindt zich op het apparaat zelf. De aandrijfcircuits zijn verbonden met de interface-adapter met behulp van een set lussen.

Het werkingsprincipe van harde schijven is vergelijkbaar met dit principe voor HMD.

Fundamentele fysieke en logische parameters van de spoorweg.

Diameter van schijven. De meest voorkomende schijven zijn 2,2, 2,3, 3,14 en 5,25 inch.

Aantal oppervlakken - Bepaalt het aantal fysieke schijven dat per as is geregen.

Aantal cilinders - bepaalt hoeveel sporen er op één oppervlak worden geplaatst.

Het aantal sectoren is het totale aantal sectoren op alle sporen van alle oppervlakken van de schijf.

Sectoren per track - Het totale aantal sectoren per track. Voor moderne opslagapparaten is de indicator voorwaardelijk, aangezien: ze hebben een ongelijk aantal sectoren op de buitenste en binnenste sporen, verborgen voor het systeem en de gebruiker door de apparaatinterface.

De overgangstijd van het ene nummer naar het andere ligt meestal tussen 3,5 en 5 milliseconden, terwijl de snelste modellen tussen 0,6 en 1 milliseconde kunnen zijn. Deze indicator is een van de bepalende factoren voor de prestaties van de schijf, aangezien het is de overgang van track naar track die het langste proces is in een reeks willekeurige lees-/schrijfprocessen op een schijfapparaat.

Installatietijd of zoektijd - de tijd die het apparaat besteedt om de lees-/schrijfkoppen vanuit een willekeurige positie naar de gewenste cilinder te verplaatsen.

De gegevensoverdrachtsnelheid, ook wel bandbreedte genoemd, bepaalt de snelheid waarmee gegevens worden gelezen van of geschreven naar de schijf nadat de koppen op hun plaats zijn. Het wordt gemeten in megabytes per seconde (MBps) of megabits per seconde (Mbps) en is een kenmerk van de controller en interface.

Momenteel voornamelijk in gebruik harde schijven met een capaciteit van 10 GB tot 80 GB. De meest populaire zijn schijven met een capaciteit van 20, 30, 40 GB.

Naast floppy disk drive en floppy disk drive worden vaak verwisselbare media gebruikt. Zip is een redelijk populaire schijf. Het is beschikbaar als ingebouwde of zelfstandige eenheden die worden aangesloten op de parallelle poort. Deze schijven kunnen 100 MB en 250 MB aan data opslaan op cartridges die lijken op een 3,5'' floppy disk, 29 ms toegangstijden bieden en overdrachtssnelheden tot 1 MB/sec. Als het apparaat via de parallelle poort op het systeem is aangesloten, wordt de baudrate beperkt door de snelheid van de parallelle poort.

De Jaz-drive is een type verwisselbare harde schijf. De capaciteit van de gebruikte cartridge is 1 of 2 GB. Het nadeel is de hoge kosten van de cartridge. De belangrijkste toepassing is gegevensback-up.

In tapedrives (meestal fungeren streamers als dergelijke apparaten), wordt opgenomen op minicassettes. De capaciteit van dergelijke cassettes is van 40 MB tot 13 GB, de gegevensoverdrachtsnelheid is van 2 tot 9 MB per minuut, de lengte van de band is van 63,5 tot 230 m, het aantal tracks is van 20 tot 144.

Een cd-rom is een alleen-lezen optisch opslagmedium dat tot 650 MB aan gegevens kan opslaan. Toegang tot gegevens op cd-rom's is sneller dan gegevens op diskettes, maar langzamer dan op harde schijven.

De compact disc met een diameter van 120 mm (ongeveer 4,75'') is gemaakt van polymeer en bedekt met een metalen film. Van deze metalen film wordt informatie afgelezen, die is bedekt met een polymeer dat de gegevens beschermt tegen beschadiging. CD-ROM is een eenzijdig opslagmedium.

Het lezen van informatie van de schijf vindt plaats vanwege de registratie van veranderingen in de intensiteit van de straling van een laser met laag vermogen die wordt gereflecteerd door de aluminiumlaag. De ontvanger of fotosensor bepaalt of de straal wordt gereflecteerd vanaf een glad oppervlak, verstrooid of geabsorbeerd. De verstrooiing of absorptie van de straal vindt plaats op plaatsen waar tijdens het opnameproces depressies zijn gemaakt. De fotosensor neemt de verstrooide bundel waar en deze informatie in de vorm van elektrische signalen wordt naar de microprocessor gestuurd, die deze signalen omzet in binaire gegevens of geluid.

Na het bestuderen van dit onderwerp, leer je:

Wat is computergeheugen en hoe verhoudt het zich tot het menselijk geheugen;
- wat zijn de kenmerken van het geheugen;
- waarom het computergeheugen is verdeeld in intern en extern;
- wat is de structuur en kenmerken van het interne geheugen;
- wat zijn de meest voorkomende soorten extern computergeheugen en wat is hun doel.

Doel en belangrijkste kenmerken van geheugen

Tijdens het computergebruik moeten programma's, initiële gegevens, evenals tussen- en eindresultaten ergens worden opgeslagen en ernaar kunnen verwijzen. Hiervoor heeft de computer verschillende opslagapparaten, die geheugen worden genoemd. De informatie die is opgeslagen in het geheugenapparaat vertegenwoordigt verschillende symbolen (cijfers, letters, tekens), geluiden, afbeeldingen gecodeerd met de cijfers 0 en 1.

Computergeheugen is een verzameling apparaten voor het opslaan van informatie.

Tijdens het ontwikkelingsproces van computertechnologie probeerden mensen, vrijwillig of onvrijwillig, verschillende technische apparaten te ontwerpen en te creëren voor het opslaan van informatie in het beeld en de gelijkenis van hun eigen geheugen. Om het doel en de mogelijkheden van verschillende computeropslagapparaten beter te begrijpen, kan men een analogie trekken met hoe informatie in het menselijk geheugen wordt opgeslagen.

Kan een mens alle informatie over de wereld om hem heen in zijn geheugen opslaan en heeft hij die nodig? Waarom bijvoorbeeld de namen van alle steden en dorpen in uw omgeving onthouden, wanneer u, indien nodig, de kaart van het gebied kunt gebruiken en alles kunt vinden wat u interesseert? Het is niet nodig om de prijzen van treinkaartjes voor verschillende richtingen te onthouden, omdat hiervoor verwijsservices zijn. En hoeveel verschillende wiskundige tabellen zijn er, waar de waarden van enkele complexe functies worden berekend! Op zoek naar een antwoord kun je altijd het bijbehorende naslagwerk raadplegen.

De informatie die een persoon voortdurend in zijn interne geheugen opslaat, wordt gekenmerkt door een veel kleiner volume in vergelijking met de informatie die is geconcentreerd in boeken, films, videobanden, schijven en andere materiële dragers. We kunnen zeggen dat de materiële dragers die worden gebruikt om informatie op te slaan, het externe geheugen van een persoon vormen. Om de informatie die in dit externe geheugen is opgeslagen te gebruiken, moet een persoon veel meer tijd besteden dan wanneer het in zijn eigen geheugen was opgeslagen. Dit nadeel wordt gecompenseerd door het feit dat je met een extern geheugen informatie voor een willekeurig lange tijd kunt opslaan en door veel mensen kan worden gebruikt.

Er is nog een andere manier om informatie door een persoon op te slaan. De pasgeboren baby draagt ​​al de uiterlijke kenmerken en, gedeeltelijk, het karakter dat van de ouders is geërfd. Dit is het zogenaamde genetische geheugen. Een pasgeborene kan veel: ademen, slapen, eten ... Een expert in biologie zal zich ongeconditioneerde reflexen herinneren. Dit soort menselijk intern geheugen kan constant, onveranderlijk worden genoemd.

Een soortgelijk principe van het delen van geheugen wordt gebruikt in een computer. Al het computergeheugen is verdeeld in intern en extern geheugen. Net als bij het menselijk geheugen is het interne geheugen van een computer snel, maar beperkt in omvang. Werken met extern geheugen kost veel meer tijd, maar je kunt er een bijna onbeperkte hoeveelheid informatie op opslaan.

Innerlijk geheugen bestaat uit verschillende delen: RAM, persistent en cachegeheugen. Dit komt door het feit dat de programma's die door de processor worden gebruikt, voorwaardelijk in twee groepen kunnen worden verdeeld: tijdelijk (huidig) en permanent gebruik. Uitleenprogramma's en gegevens worden alleen in RAM en cache opgeslagen zolang de computer is ingeschakeld. Na het uitschakelen wordt het deel van het interne geheugen dat voor hen is toegewezen volledig gewist. Een ander deel van het interne geheugen, permanent geheugen genoemd, is niet-vluchtig, dat wil zeggen dat programma's en gegevens die erin worden geschreven altijd worden opgeslagen, ongeacht of de computer aan of uit staat.

Extern geheugen computer, naar analogie met hoe een persoon gewoonlijk informatie opslaat in boeken, kranten, tijdschriften, op magneetbanden, enz., kan ook op verschillende materiële dragers worden georganiseerd: op floppydisks, op harde schijven, op magneetbanden, op laserschijven ( compact-discs).

De classificatie van typen computergeheugen per doel wordt weergegeven in figuur 18.1.

Laten we eens kijken naar de kenmerken en concepten die alle soorten geheugen gemeen hebben.

Er zijn twee veelvoorkomende bewerkingen met geheugen: informatie uit het geheugen lezen (lezen) en naar het geheugen schrijven voor opslag. De adressen worden gebruikt om te verwijzen naar geheugengebieden.

Wanneer een stukje informatie uit het geheugen wordt gelezen, wordt een kopie ervan overgebracht naar een ander apparaat, waar er bepaalde acties mee worden uitgevoerd: getallen nemen deel aan berekeningen, woorden worden gebruikt bij het maken van een tekst, een melodie wordt gemaakt van geluiden, enz. Na het lezen verdwijnt de informatie niet en wordt in datzelfde geheugengebied opgeslagen totdat er andere informatie voor in de plaats wordt geschreven.

Rijst. 18.1. Typen computergeheugen

Bij opnemen (opslaan) brokken informatie, de eerdere gegevens die op deze plaats zijn opgeslagen, worden gewist. De nieuw opgenomen informatie wordt opgeslagen totdat er een andere voor in de plaats wordt geschreven.

Lees- en schrijfbewerkingen kan worden vergeleken met de reproductie- en opnameprocedures die u in het dagelijks leven kent met een conventionele cassetterecorder. Als je naar muziek luistert, lees je de informatie die op de band is opgeslagen. In dit geval verdwijnt de informatie op de band niet. Maar na het opnemen van een nieuw album van uw favoriete rockband, wordt de informatie die eerder op de band was opgeslagen, gewist en voor altijd verloren.

Informatie uit het geheugen lezen (lezen) - het proces van het verkrijgen van informatie uit een geheugengebied op een bepaald adres.

Opnemen (opslaan) van informatie in het geheugen - het proces van het plaatsen van informatie in het geheugen op een bepaald opslagadres.

De manier om toegang te krijgen tot een geheugenapparaat voor het lezen of schrijven van informatie wordt toegang genoemd. Bij dit concept hoort een geheugenparameter als toegangstijd of geheugenprestaties - de tijd die nodig is om een ​​minimum aan informatie uit het geheugen te lezen of ernaar te schrijven. Het is duidelijk dat voor de numerieke uitdrukking van deze parameter tijdseenheden worden gebruikt: milliseconde, microseconde, nanoseconde.

Toegangstijd, of snelheid, geheugen - de tijd die nodig is om een ​​minimale hoeveelheid informatie uit het geheugen te lezen of ernaar te schrijven.

Een belangrijk kenmerk van elk soort geheugen is het volume, ook wel capaciteit genoemd. Deze parameter toont de maximale hoeveelheid informatie die in het geheugen kan worden opgeslagen. De volgende eenheden worden gebruikt om de hoeveelheid geheugen te meten: bytes, kilobytes (KB), megabytes (MB), gigabytes (GB).

De hoeveelheid (capaciteit) geheugen is de maximale hoeveelheid informatie die erin is opgeslagen.

Innerlijk geheugen

In vergelijking met het externe geheugen zijn de kenmerkende kenmerken van het interne geheugen hoge prestaties en beperkte ruimte. Fysiek wordt het interne geheugen van een computer weergegeven door geïntegreerde microschakelingen (chips), die in speciale steunen (sockets) op het bord worden geplaatst. Hoe groter het interne geheugen, hoe moeilijker het probleem en hoe sneller de computer kan oplossen.

In het permanente geheugen wordt informatie opgeslagen die erg belangrijk is voor de normale werking van een computer. Het bevat met name de programma's die nodig zijn om de belangrijkste apparaten van de computer te controleren en om het besturingssysteem op te starten. Het is duidelijk dat deze programma's niet kunnen worden gewijzigd, omdat bij elke tussenkomst het latere gebruik van de computer onmiddellijk onmogelijk wordt. Daarom is alleen het lezen van de permanent opgeslagen informatie toegestaan. Deze eigenschap van alleen-lezen geheugen verklaart de vaak gebruikte Engelse naam Read Only Memory (ROM) - alleen-lezen geheugen.

Alle informatie die in het permanente geheugen is opgeslagen, blijft behouden, zelfs nadat de computer is uitgeschakeld, aangezien de microschakelingen niet-vluchtig zijn. Informatie wordt meestal maar één keer naar het permanente geheugen geschreven - wanneer de bijbehorende chips door de fabrikant worden geproduceerd.

Permanent geheugen is een apparaat voor langdurige opslag van programma's en gegevens.

Er zijn twee hoofdtypen permanente geheugenchips: eenmalig programmeerbaar (na het schrijven kan de inhoud van het geheugen niet worden gewijzigd) en herprogrammeerbaar. Het wijzigen van de inhoud van het meervoudig programmeerbare geheugen gebeurt door elektronische actie.

Random Access Memory slaat informatie op die nodig is voor het uitvoeren van programma's in de huidige sessie: initiële gegevens, opdrachten, tussen- en eindresultaten. Dit geheugen werkt alleen als de computer is ingeschakeld. Nadat het is uitgeschakeld, wordt de inhoud van het RAM-geheugen gewist, omdat de microschakelingen vluchtige apparaten zijn.

Random Access Memory is een apparaat voor het opslaan van programma's en gegevens die in de huidige sessie door de processor worden verwerkt.

Het RAM-apparaat biedt modi voor het opnemen, lezen en opslaan van informatie, en op elk moment is toegang tot elke geheugencel mogelijk. RAM wordt vaak RAM (Random Access Memory) genoemd.

Als u de resultaten van de verwerking voor een lange tijd moet opslaan, moet u een soort extern opslagapparaat gebruiken.

OPMERKING!
Wanneer u de computer uitzet, wordt alle informatie in het RAM gewist.

Random access memory wordt gekenmerkt door een hoge snelheid en een relatief kleine capaciteit.

RAM-chips zijn gemonteerd op een printplaat. Elk van deze kaarten is uitgerust met contacten langs de onderrand, waarvan het aantal 30, 72 of 168 kan zijn (Figuur 18.2). Om verbinding te maken met andere computerapparaten, wordt een dergelijke kaart met zijn contacten in een speciale connector (sleuf) op de systeemkaart in de systeemeenheid gestoken. Het moederbord heeft meerdere slots voor geheugenmodules, waarvan de totale grootte een aantal vaste waarden kan aannemen, bijvoorbeeld 64, 128, 256 MB en meer.

Rijst. 18.2. Microschakelingen (chips) van willekeurig toegankelijk geheugen

Cachegeheugen (Engelse cache - schuilplaats, magazijn) dient om de prestaties van de computer te verhogen.

Het cachegeheugen wordt gebruikt bij de gegevensuitwisseling tussen de microprocessor en het hoofdgeheugen. Het algoritme van zijn werking maakt het mogelijk om de frequentie van microprocessoroproepen naar het RAM-geheugen te verminderen en bijgevolg de prestaties van de computer te verbeteren.

Er zijn twee soorten cachegeheugen: intern (8-512 KB), dat zich in de processor bevindt, en extern (256 KB tot 1 MB), geïnstalleerd op het moederbord.

Extern geheugen

Het doel van het externe geheugen van een computer is de langdurige opslag van informatie van welke aard dan ook. Als u de computer uitschakelt, wordt het externe geheugen niet gewist. Dit geheugen is duizenden keren groter dan het interne geheugen. Bovendien kan het, indien nodig, worden "opgebouwd" op dezelfde manier als dat u een extra boekenplank kunt kopen voor het opbergen van nieuwe boeken. Maar toegang krijgen tot extern geheugen duurt veel langer. Aangezien een persoon veel meer tijd besteedt aan het zoeken naar informatie in naslagwerken dan het zoeken in zijn eigen geheugen, is de toegangssnelheid (toegang) tot extern geheugen veel hoger dan tot operationeel geheugen.

Het is noodzakelijk om onderscheid te maken tussen de concepten van een opslagmedium en een extern geheugenapparaat.

Een drager is een materieel object dat informatie kan opslaan.

Een extern geheugenapparaat (station) is een fysiek apparaat waarmee informatie kan worden gelezen en geschreven naar een geschikt medium.

Informatiedragers in het externe geheugen van moderne computers zijn magnetische of optische schijven, magneetbanden en enkele andere.

Op basis van het type toegang tot informatie worden externe geheugenapparaten onderverdeeld in twee klassen: apparaten voor directe (willekeurige) toegang en apparaten voor sequentiële toegang.

In apparaten met directe (willekeurige) toegang is het tijdstip van toegang tot informatie niet afhankelijk van de locatie op de drager. Deze afhankelijkheid bestaat in apparaten met sequentiële toegang.

Laten we eens kijken naar voorbeelden die voor iedereen bekend zijn. De toegangstijd voor een nummer op een cassettebandje is afhankelijk van de locatie van de opname. Om ernaar te luisteren, moet u de band eerst terugspoelen naar het punt waar het nummer is opgenomen. Dit is een voorbeeld van sequentiële toegang tot informatie. De toegangstijd tot een nummer op een grammofoonplaat is niet afhankelijk van het eerste of het laatste nummer op de schijf. Om naar uw favoriete werk te luisteren, volstaat het om de pick-up van de speler op een bepaalde plaats op de schijf te installeren waar het nummer is opgenomen, of om het nummer ervan op het muziekcentrum aan te geven. Dit is een voorbeeld van directe toegang tot informatie.

Naast de eerder geïntroduceerde algemene kenmerken van geheugen voor extern geheugen, worden de concepten opnamedichtheid en informatie-uitwisselingssnelheid gebruikt.

Opnamedichtheid wordt bepaald door de hoeveelheid opgenomen informatie per spoorlengte-eenheid. De maateenheid voor de opnamedichtheid is bits per millimeter (bits / mm). De opnamedichtheid hangt af van de dichtheid van de sporen op het oppervlak, dat wil zeggen het aantal sporen op het oppervlak van de schijf.

DICHTHEID van opname - de hoeveelheid opgenomen informatie per eenheid van tracklengte.

Wisselkoers informatie hangt af van de snelheid van het lezen of schrijven naar het medium, die op zijn beurt wordt bepaald door de rotatie- of bewegingssnelheid van dit medium in het apparaat. Volgens de schrijf- en leesmethode worden externe geheugenapparaten (drives) afhankelijk van het type medium onderverdeeld in magnetisch, optisch en elektronisch (flashgeheugen). Laten we eens kijken naar de belangrijkste soorten externe opslagmedia.

Flexibele magnetische schijven

Een van de meest voorkomende opslagmedia zijn diskettes (floppy disks) of diskettes (van de Engelse diskette). Tegenwoordig worden diskettes met een buitendiameter van 3,5 "(") of 89 mm veel gebruikt, gewoonlijk aangeduid als 3". De disks worden "floppy" genoemd omdat hun werkoppervlak is gemaakt van elastisch materiaal en is ingesloten in een harde beschermhoes Het magnetische oppervlak van de schijf in de beschermende envelop heeft een venster dat wordt afgesloten door een sluiter.

Het oppervlak van de schijf is bedekt met een speciale magnetische laag. Het is deze laag die zorgt voor de opslag van gegevens die worden weergegeven door binaire code. De aanwezigheid van een gemagnetiseerd oppervlak wordt gecodeerd als 1, de afwezigheid - als 0. Informatie wordt geregistreerd van beide kanten van de schijf op sporen die concentrische cirkels zijn (Figuur 18.3). Elke track is onderverdeeld in sectoren. Sporen en sectoren zijn gemagnetiseerde gebieden van het schijfoppervlak.

Werken met een diskette (schrijven en lezen) is alleen mogelijk als deze magnetische markeringen op sporen en sectoren heeft. De procedure voor de voorbereidende voorbereiding (markering) van een magnetische schijf wordt formatteren genoemd. Hiervoor is in de systeemsoftware een speciaal programma opgenomen, met behulp waarvan de schijf wordt geformatteerd.

Rijst. 18.3. Markering van het oppervlak van diskettes

Het formatteren van een schijf is het proces van magnetische markering van een schijf in sporen en sectoren.

Een apparaat dat een diskettestation of diskettestation (floppydiskstation) wordt genoemd, is ontworpen om met diskettes te werken. De diskettedrive behoort tot de groep van direct access-drives en wordt in de systeemeenheid geïnstalleerd.

De diskette wordt in de gleuf van de drive gestoken, waarna de sluiter automatisch opent en de disk om zijn as draait. Wanneer het bijbehorende programma het aanroept, wordt de magnetische lees-/schrijfkop geïnstalleerd over de sector van de schijf waar het nodig is om te schrijven of van waar het nodig is om informatie te lezen. Hiervoor is de aandrijving uitgerust met twee stappenmotoren. Eén motor laat de schijf in de beschermhuls draaien. Hoe hoger de rotatiesnelheid, hoe sneller de informatie wordt gelezen, waardoor de snelheid van informatie-uitwisseling toeneemt. De tweede engine beweegt de lees-/schrijfkop langs de straal van het schijfoppervlak, wat een ander kenmerk van extern geheugen bepaalt: de tijd van toegang tot informatie.

De beschermende envelop heeft een speciaal schrijfbeveiligingsvenster. Dit venster kan worden geopend of gesloten met een schuifregelaar. Om te voorkomen dat informatie op de schijf wordt gewijzigd of verwijderd, wordt dit venster geopend. In dit geval wordt het schrijven naar de diskette onmogelijk en blijft alleen lezen van de disk beschikbaar.

Om te verwijzen naar een schijf die in een schijf is geïnstalleerd, worden speciale namen gebruikt in de vorm van een Latijnse letter met een dubbele punt. Door de aanwezigheid van een dubbele punt na de letter kan de computer de stationsletter van de stationsletter onderscheiden, aangezien dit een algemene regel is. Het station voor het lezen van informatie van een 3-inch schijf heet A: of soms B:.

Onthoud de regels voor het werken met diskettes.

1. Raak het werkoppervlak van de schijf niet met uw handen aan.
2. Plaats schijven niet in de buurt van een sterk magnetisch veld zoals een magneet.
3. Stel schijven niet bloot aan hitte.
4. Het wordt aanbevolen om kopieën te maken van de inhoud van diskettes in geval van beschadiging of storing.

Technologieën die bovendien informatiecompressie (ZIP-schijf) gebruiken tijdens het opnemen, kunnen het volume op een magnetische schijf aanzienlijk vergroten.

Harde magnetische schijven

Harde magnetische schijven zijn een van de essentiële onderdelen van een personal computer. Het is een set metalen of keramische schijven (disc pack) bedekt met een magnetische laag. De schijven, samen met de magnetische kopeenheid, zijn geïnstalleerd in een afgesloten schijfbehuizing, meestal een harde schijf genoemd. Een harde schijf (harde schijf) verwijst naar schijven met directe toegang.

De term "Winchester" is afkomstig van de slangnaam voor het eerste model van een 16Kb harde schijf (IBM, 1973), die 30 sporen van 30 sectoren had, die toevallig samenviel met het 30 "/ 30" kaliber van het beroemde Winchester jachtgeweer .

Belangrijkste kenmerken van harde schijven:

♦ harde schijf behoort tot de klasse van media met willekeurige toegang tot informatie;
♦ om informatie op te slaan, is de harde schijf verdeeld in sporen en sectoren;
♦ om toegang te krijgen tot informatie, draait één aandrijfmotor het schijfpakket, de andere stelt de koppen in op de plaats van het lezen / schrijven van informatie;
♦ De meest voorkomende formaten harde schijven zijn 5,25 en 3,5 inch buitendiameter.

Een magnetische harde schijf is een zeer complex apparaat met zeer nauwkeurige lees-/schrijfmechanica en een elektronische printplaat die de werking van de schijf regelt. Om informatie en de prestaties van harde schijven te behouden, is het noodzakelijk om ze te beschermen tegen schokken en plotselinge schokken.

Fabrikanten van harde schijven hebben hun inspanningen gericht op het maken van harde schijven met een hogere capaciteit, betrouwbaarheid, snelheid van gegevensoverdracht en minder ruis. De volgende hoofdtrends in de ontwikkeling van harde magnetische schijven zijn te onderscheiden:

♦ ontwikkeling van harde schijven voor mobiele toepassingen (bijvoorbeeld één-inch, twee-inch harde schijven voor notebooks);
♦ ontwikkeling van toepassingsgebieden die geen verband houden met personal computers (in tv's, videorecorders, auto's).

Om naar de harde schijf te verwijzen, wordt een naam gebruikt die wordt gespecificeerd door een Latijnse letter, beginnend met C:. Als een tweede harde schijf is geïnstalleerd, wordt de volgende letter van het Latijnse alfabet D eraan toegewezen: enz. Voor het gemak van het werken in het besturingssysteem is het mogelijk om met behulp van een speciaal systeemprogramma een fysieke schijf voorwaardelijk te splitsen in verschillende onafhankelijke delen, logische schijven genoemd. In dit geval krijgt elk deel van een fysieke schijf zijn eigen logische naam, waardoor u er onafhankelijk toegang toe hebt: C :, D :, enz.

optische schijven

Optische of lasermedia zijn schijven op het oppervlak waarvan informatie wordt vastgelegd met behulp van een laserstraal. Deze schijven zijn gemaakt van organisch materiaal met een dun laagje aluminium op het oppervlak gespoten. Dergelijke schijven worden vaak cd's of cd's (Compact Disk) genoemd. Laserschijven zijn momenteel de meest populaire opslagmedia. Met afmetingen (diameter - 120 mm) vergelijkbaar met diskettes (diameter - 89 mm), is de capaciteit van een moderne cd ongeveer 500 keer die van een diskette. De capaciteit van de laserdisk is ongeveer 650 MB, wat overeenkomt met het opslaan van tekstinformatie van ongeveer 450 boeken of een geluidsbestand van 74 minuten.

In tegenstelling tot magnetische schijven heeft een laserschijf één spiraalvormig spoor. Informatie op het spiraalvormige spoor wordt geregistreerd door een krachtige laserstraal, die holtes op het oppervlak van de schijf uitbrandt en een afwisseling van holtes en uitstulpingen vertegenwoordigt. Bij het lezen van informatie reflecteren de uitsteeksels het licht van een zwakke laserstraal en worden waargenomen als een eenheid (1), de dalen absorberen de straal en worden dienovereenkomstig als nul (0) waargenomen.

De contactloze methode van het uitlezen van informatie met behulp van een laserstraal bepaalt de duurzaamheid en betrouwbaarheid van compact disks. Net als magnetische schijven zijn optische schijven willekeurige toegangsapparaten. De optische schijf krijgt een naam - de eerste vrije Latijnse letter die niet wordt gebruikt voor namen van harde schijven.

Er zijn twee soorten opslagapparaten (optische stations) om met laserschijven te werken:

♦ een cd-rom-station dat alleen informatie leest die eerder naar de schijf is geschreven. Dit verklaart de naam van de cd-rom van het optische station (Compact Disk Read Only Memory). De onmogelijkheid om informatie in dit apparaat op te nemen, wordt verklaard door het feit dat er een bron van zwakke laserstraling in is geïnstalleerd, waarvan de kracht alleen voldoende is voor het lezen van informatie;
♦ een optische drive waarmee u niet alleen informatie kunt lezen, maar ook naar een cd kunt schrijven. Het heet CD-RW (Rewritable). CD-RW-apparaten hebben een voldoende krachtige laser waarmee u de reflectiviteit van oppervlakken tijdens het schijfopnameproces kunt wijzigen en microscopisch kleine holtes op het schijfoppervlak onder de beschermende laag kunt branden, waardoor u rechtstreeks op het schijfstation van de computer kunt opnemen.

Dvd's, zoals cd's, slaan gegevens op door hobbels (inkepingen) langs spiraalvormige sporen op een reflecterend, met plastic gecoat metalen oppervlak te lokaliseren. De laser die in dvd-recorders/lezers wordt gebruikt, creëert kleinere inkepingen voor een hogere gegevensdichtheid.

De introductie van een semitransparante laag, die transparant is voor licht van de ene golflengte en licht van een andere golflengte reflecteert, stelt u in staat om dubbellaagse en dubbelzijdige schijven te maken en zo de capaciteit van de schijf met dezelfde grootte te vergroten. Tegelijkertijd zijn de geometrische afmetingen van dvd en cd hetzelfde, wat het mogelijk maakte apparaten te maken die gegevens op zowel cd als dvd konden afspelen en opnemen. Maar het bleek dat dit niet de limiet is. Geavanceerde datacompressietechnologie wordt gebruikt om video en audio op dvd op te nemen, waardoor het mogelijk wordt om nog meer informatie in minder ruimte te plaatsen

Magnetische banden

Magneetbanden zijn een medium dat vergelijkbaar is met het medium dat wordt gebruikt in audiocassettes in huishoudelijke bandrecorders. Een apparaat dat informatie van magneetbanden opneemt en leest, wordt een streamer genoemd (van het Engelse stream - stream, flow; to flow). Een streamer is een apparaat met sequentiële toegang tot informatie en wordt gekenmerkt door een veel lagere schrijf- en leessnelheid van informatie in vergelijking met diskdrives.

Het belangrijkste doel van streamers is het creëren van gegevensarchieven, back-ups en betrouwbare opslag van informatie. Veel grote banken, handelsfirma's, handelsondernemingen brengen aan het einde van de planperiode belangrijke informatie over op magneetbanden en leggen de cassettes in de archieven. Daarnaast wordt informatie van de harde schijf periodiek vastgelegd op tapedrives om deze te kunnen gebruiken in het geval van een onvoorziene storing van de harde schijf, wanneer het dringend nodig is om de informatie die erop is opgeslagen te herstellen.

Flash-geheugen

Flash-geheugen verwijst naar een elektronisch niet-vluchtig type geheugen. Het werkingsprincipe van flash-geheugen is vergelijkbaar met het werkingsprincipe van geheugenmodules van een computer.

Het belangrijkste verschil is dat het niet-vluchtig is, dat wil zeggen dat het gegevens opslaat totdat u het zelf verwijdert. Bij het werken met flashgeheugen worden dezelfde bewerkingen gebruikt als bij andere media: schrijven, lezen, wissen (verwijderen).

Flash-geheugen heeft een beperkte levensduur, die afhangt van de hoeveelheid herschrijfbare informatie en de frequentie van verversen.

Vergelijkende kenmerken

Moderne computers hebben in de regel een extern geheugen dat bestaat uit: harde schijf, 3,5-inch diskettestation, cd-rom, flashgeheugen. Bedenk dat magnetische schijven en banden gevoelig zijn voor magnetische velden. Vooral het plaatsen van een sterke magneet in de buurt kan de informatie die op de vermelde media is opgeslagen vernietigen. Daarom is het bij het gebruik van magnetische dragers noodzakelijk om ervoor te zorgen dat ze verwijderd zijn van bronnen van magnetische velden.

Tabel 18.1 vergelijkt de geheugengroottes van de meest voorkomende moderne geheugenapparaten en opslagmedia die eerder zijn besproken.

Tabel 18.1. Vergelijkende kenmerken van geheugenapparaten
pc, augustus 2006

Testvragen en taken

1. De capaciteit van een 3,5” diskette is 1,44 MB. Een laserdisc kan 650 MB aan informatie bevatten. Bepaal hoeveel diskettes er nodig zijn om de informatie van één laserdisk op te slaan.

2. De diameter van de diskettes wordt aangegeven in inches. Bereken de afmetingen van de diskettes in centimeters (1 inch = 2,54 cm).

3. Er is vastgesteld dat er 1 byte geheugen nodig is om één teken te schrijven. In een vierkant notitieboekje, bestaande uit 18 vellen, schrijven we in elke cel één symbool. Hoeveel notebooks kunnen er worden opgenomen op een floppydisk van 1,44 MB?

4. Bepaal de hoeveelheid geheugen die nodig is om 2 miljoen tekens op te slaan. Hoeveel schijven van 1,44 MB heeft u nodig om deze informatie op te slaan?

5. Uw harde schijf heeft een capaciteit van 2,1 GB. Het spraakherkenningsapparaat pikt informatie op met een maximale snelheid van 200 letters per minuut. Hoe lang duurt het praten om 90% van het geheugen van de harde schijf te vullen?

6. Wat is het doel van opslagapparaten in een computer?

7. Welke soorten geheugen ken je en wat is hun belangrijkste verschil?

8. Waarvoor wordt het externe geheugen gebruikt bij het werken op een pc?

9. Wat is de essentie van het lezen en schrijven van informatie in het geheugen?

10. Welke kenmerken ken je die alle soorten geheugen gemeen hebben?

11. Wat zijn de kenmerken van het interne geheugen van de computer?

12. Wat zijn de kenmerken van permanent geheugen?

13. Wat zijn de kenmerken van RAM?

14. Wat zijn de kenmerken van cachegeheugen?

15. Specificeer de onderscheidende kenmerken van het interne en externe geheugen van de computer.

16. Welke specifieke kenmerken van extern geheugen kent u?

17. Maak een lijst van de dragers van informatie die u kent van de oudheid tot heden. Rangschik ze in chronologische volgorde.

18. Geef een korte beschrijving van de meest voorkomende gegevensopslagapparaten die in de computer worden gebruikt.

19. Wat is het verschil tussen directe en sequentiële toegang tot informatie op media?

20. Geef de algemene eigenschappen en onderscheidende kenmerken van diskettes en harde schijven aan.

21. Wat is cd, cd-rom, cd-r?

22. Wanneer is het raadzaam om een ​​streamer te gebruiken?

23. Vul tabel 18.1 in met gegevens voor een specifiek computermodel.

Intern en extern geheugen

Computer geheugen bevat verwerkte gegevens en uitvoerbare programma's die via invoer-uitvoerapparaten komen. Het geheugen is verdeeld in 2 delen - intern en extern.

Innerlijk geheugen Is een geheugenapparaat dat rechtstreeks is aangesloten op de processor en is ontworpen om uitvoerbare programma's en gegevens op te slaan die bij berekeningen zijn betrokken. De toegang tot het interne geheugen van de computer gebeurt met hoge snelheid, maar heeft een beperkt volume, bepaald door de adressering van de machine. Het interne geheugen is onderverdeeld in een operationeel en permanent geheugen.

Extern geheugen- ontworpen om grote hoeveelheden informatie op te nemen en uit te wisselen met RAM. Niet-vluchtige media worden gebruikt voor extern geheugen. De capaciteit van het externe geheugen is praktisch onbeperkt en het kost meer tijd om toegang te krijgen tot het interne geheugen.

Het belangrijkste kenmerk van de modules operationeel(intern)geheugen is een korte tijd van toegang tot informatie (lezen / schrijven van gegevens).

Hoofdfunctie extern geheugen Een pc is de mogelijkheid om een ​​grote hoeveelheid informatie voor een lange tijd op te slaan (op schijven of schijfstations).

Fysieke eigenschappen:

Innerlijk geheugen

- elektronisch (halfgeleider) geheugen geïnstalleerd op het systeemmoederbord of op uitbreidingskaarten. Dit is een geheugen gebouwd op elektronische elementen (microschakelingen) dat informatie alleen opslaat wanneer er stroom beschikbaar is (d.w.z. vluchtig);

- snel geheugen (lezen en schrijven gaat snel);

- klein in volume (vergeleken met extern geheugen).

Extern geheugen

- geheugen, gerealiseerd in de vorm van apparaten met verschillende soorten informatieopslag en veelal met verplaatsbare media;

- niet-vluchtig;

- traag (in vergelijking met operationeel);

- het volume is veel groter.

Informatiestructuur intern geheugen - bits-bytes. In het externe geheugen worden alle programma's en gegevens als bestanden opgeslagen.

Interne geheugentypes:

Volgens de methoden voor het opslaan van informatie, is het interne geheugen verdeeld in verschillende typen:

1. RAM (Random Access Memory) - zie hieronder.

2. ROM (BIOS) - zie hieronder.

3. EPROM (Flash) - een herprogrammeerbaar opslagapparaat dat informatie voor een lange tijd kan opslaan. Het ontwerp is hetzelfde als in ROM, alleen kan het opnieuw worden geprogrammeerd. Gebruikt in CMOS, mobiele telefoons, semafoons, enz. Dit geheugen is niet-vluchtig.

1. Willekeurig toegankelijk geheugen (RAM, RAM)

Dit geheugenniveau is vergelijkbaar met het kortetermijngeheugen van een persoon. In de uitvoeringsfase kunnen meerdere programma's tegelijkertijd in het besturingssysteem aanwezig zijn. Bovendien kan het RAM zowel verwerkte als reeds door het programma verwerkte gegevens bevatten. Qua volume vormt RAM het grootste deel van het interne geheugen. De hoeveelheid RAM die in een computer is geïnstalleerd, bepaalt welke software erop kan worden gebruikt. Met onvoldoende RAM zullen veel programma's ofwel helemaal niet werken, ofwel heel langzaam.

RAM Is een reeks speciale elektronische cellen, die elk een specifieke combinatie van nullen en enen kunnen opslaan - één byte. Deze cellen zijn genummerd met volgnummers, beginnend bij nul. Het celnummer wordt het adres genoemd van de byte die er op dat moment in is geschreven. Het fysieke celadres is altijd hetzelfde en de inhoud kan variëren van 0 tot 255 (in decimale notatie). De inhoud van elke geheugenbyte kan worden verwerkt op een manier die onafhankelijk is van de rest van de bytes. Door het byte-adres op te geven, kunt u de code lezen die erin is geschreven of een andere code in deze byte schrijven. Daarom wordt het RAM ook wel geheugen met directe of willekeurige toegang genoemd en aangeduid met RAM (RAM - random access memory). De maximaal mogelijke hoeveelheid RAM, de adresruimte genoemd, en de hoeveelheid geheugen die daadwerkelijk in de computer aanwezig is, zijn de belangrijkste kenmerken van de computer als geheel. De standaard voor moderne computers voor algemeen gebruik wordt beschouwd als de hoeveelheid RAM 32 - 64 MB, en in veel gevallen wordt 128 - 256 MB aanbevolen. De nieuwste computermodellen tot nu toe hebben een theoretische limiet van 64 GB RAM.

Een kenmerk van RAM is de mogelijkheid om informatie alleen op te slaan terwijl de machine draait. Wanneer u de computer aanzet, worden de bytereeksen waarin het besturingssysteem is opgeslagen, in het RAM geschreven. Verder worden daar verschillende applicatieprogramma's en gegevens ingevoerd. De inhoud van veel geheugencellen verandert voortdurend terwijl programma's worden uitgevoerd. Random Access Memory is een concept waarin programma's, gegevens en verwerkingsresultaten tijdelijk worden vastgelegd. Nadat een nieuw programma is geladen, wordt de oude inhoud van het RAM-geheugen vervangen door een nieuwe, en na het uitschakelen van de computer verdwijnt het helemaal, d.w.z. RAM vluchtig... Een kenmerk van het RAM-geheugen zijn ook de hoge kosten.

Fysiek wordt RAM gemaakt in de vorm van borden waarop microschakelingen zijn geplaatst. Het bord is een rechthoekige plaat met standaardafmetingen gemaakt van een speciaal materiaal, waarop connectoren voor het bevestigen van microschakelingen zijn geplaatst en elektronische circuits voor het voeden van microschakelingen zijn gemonteerd en verbonden met de rest van de computercomponenten. Bij het bouwen, uitbreiden van het RAM-geheugen, moet u rekening houden met het type reeds geïnstalleerde modules.

Soorten RAM:

Moderne halfgeleider RAM-chips zijn van twee soorten: statisch en dynamisch.

Het basiselement van statisch geheugen is: trekker... Een van zijn stabiele toestanden wordt als logische 0 beschouwd, de andere als 1. Bij afwezigheid van externe invloeden kunnen deze toestanden willekeurig lang worden opgeslagen.

Dynamische geheugenelementen hebben deze eigenschap niet. Ze zijn een condensator, die in geladen toestand overeenkomt met 1 en in ontladen toestand met 0. Een belangrijk nadeel is de aanwezigheid van een geleidelijke spontane ontlading, wat leidt tot informatieverlies. Om dit te voorkomen, moet de condensator periodiek worden opgeladen. Dit proces heet RAM-regeneratie.

Statisch geheugen is veel gemakkelijker te gebruiken, omdat: vereist geen regeneratie en ligt dicht bij de snelheid van de processor. Aan de andere kant heeft statisch geheugen een kleiner informatievolume, hogere kosten en warmt het meer op tijdens het gebruik.

Geen van deze soorten RAM is ideaal.

RAM-beheer. Geheugen bestaat uit afzonderlijke elementen, die elk zijn ontworpen om de minimale informatie-eenheid op te slaan - één byte. Elk element heeft een uniek numeriek adres. Het eerste element krijgt adres 0 toegewezen, het tweede - 1, enzovoort, inclusief het laatste element, waarvan het adres wordt bepaald door het totale aantal geheugenelementen minus één. Meestal wordt het adres opgegeven in hexadecimaal.

Segmenten . De processor van een computer verdeelt het geheugen in blokken die segmenten worden genoemd. Elk segment is 64 KB en elk segment heeft een uniek numeriek adres. De processor heeft vier segmentregisters.

Register- dit is een gedeelte van het superoperatieve geheugen van de processor dat bedoeld is voor het opslaan van informatie. De processor gebruikt registers bij het uitvoeren van berekeningen en het opslaan van tussenresultaten. Na het voltooien van de acties moet het resultaat van het register naar de RAM-cellen worden herschreven. Segmentregisters worden gebruikt om de adressen van afzonderlijke segmenten op te slaan. Ze worden CS (Code Segment), DS (Data Segment), SS (Stack Segment) en ES (Spare Segment) genoemd. Naast het bovenstaande heeft de processor nog 9 registers, namelijk de IP (instructiewijzer) en SP (stackpointer) registers.

Toegang tot het geheugen. Geheugenlocaties zijn toegankelijk door de inhoud van een segmentregister te verbinden met de inhoud van het ene of het andere register. Zo wordt het adres van het vereiste geheugengebied bepaald.

2. Permanent geheugen (ROM, ROM)

Het verschil is dat de informatie slechts één keer in de fabriek in het ROM wordt vastgelegd. En in de toekomst is alleen lezen uit dit geheugen mogelijk. Dit geheugen is niet-vluchtig, d.w.z. wanneer u de computer uitzet, verdwijnt de inhoud van het geheugen niet. Het wordt gebruikt om de belangrijkste en meest gebruikte hulpprogramma's op te slaan, waarvan de aanwezigheid voortdurend door de computer nodig is. Meestal zijn dit OS-componenten (opstartprogramma), hardwarecontroleprogramma's.

Het Base Input Output System, dat zich in het alleen-lezen geheugen (ROM) van de computer bevindt, bevat programma's voor het testen van de pc-hardware, programma's voor het lezen en overdragen van de besturing naar het besturingssysteem en programma's voor het uitvoeren van basis (low-level) I / O bewerkingen met de monitor, toetsenbord, schijven en printer. BIOS speelt de rol van een soort interpretator van softwarebestellingen voor de hardware. De gebruikersprogramma's en het besturingssysteem geven dergelijke opdrachten en het BIOS brengt ze onder de aandacht van de hardware in een vorm die het begrijpt.

Andere soorten intern geheugen:

4. Cachegeheugen

Om de toegang tot RAM op snelle computers te versnellen, wordt een speciale supersnelle cache gebruikt, die zich tussen de processor en het RAM-geheugen bevindt en kopieën van de meest gebruikte delen van het RAM-geheugen opslaat. Wanneer de processor het geheugen benadert, zoekt hij eerst naar de benodigde gegevens in het cachegeheugen, aangezien de toegangstijd tot het cachegeheugen meerdere malen korter is dan tot het RAM. De hoeveelheid cachegeheugen is 128-512 Kb. De structuur en het werkingsprincipe verschillen niet van het RAM, maar de gegevensoverdrachtsnelheid is veel hoger. Het kost meer dan RAM. Moderne machines bieden meerdere niveaus van cachegeheugen. Cachegeheugen is statisch geheugen dat wordt gebruikt om de toegang tot traag heapgeheugen te versnellen.

5. CMOS-RAM- een stuk geheugen voor het opslaan van computerconfiguratieparameters. Het wordt zo genoemd vanwege het feit dat dit geheugen wordt uitgevoerd met behulp van CMOS-technologie, die een laag stroomverbruik heeft. De inhoud van het CMOS-geheugen verandert niet wanneer de computer wordt uitgeschakeld. Het BIOS bevat het hulpprogramma Computer Configuration Setup (SETUP) om de configuratie-instellingen van de computer te wijzigen. Hiermee kunt u enkele kenmerken van computerapparaten, wachtwoorden, enz. Het installatieprogramma wordt aangeroepen als u op Del drukt wanneer de computer opstart.

6. Videogeheugen- geheugen dat wordt gebruikt om het beeld op het beeldscherm op te slaan. Dit geheugen maakt meestal deel uit van een videocontroller - een elektronisch circuit dat de weergave van een afbeelding op een beeldscherm regelt.

DOS-geheugenkaart:

Conventioneel - basis (standaard) geheugen; van 0 tot 640Kb, d.w.z. bevindt zich volledig in het adresseerbare geheugen. Er zijn geen extra stuurprogramma's nodig om het basisgeheugen te gebruiken. Dit geheugen behoort tot het gebruikersgedeelte, het bevat de MS-DOS zelf en de applicatieprogramma's van de gebruiker. UMB - blokken van het bovenste geheugen; een stuk RAM tussen 640KB en 1MB (systeemgebied). Dit deel van het geheugen wordt gebruikt door de videoadapter, EGA-graphics en BIOS; het is niet beschikbaar voor MS-DOS-toepassingen. Bij het specificeren van de totale pc-grootte wordt geen rekening gehouden met het bovenste geheugengebied. Met speciale software kunt u vrije delen van het bovenste geheugen gebruiken voor het laden van TSR's en installatiestuurprogramma's.

Uitgebreid geheugen- al het geheugen boven 1024 KB (1 MB). Het is verdeeld in twee gebieden: HMA (high memory area, 64 KB) en extra geheugen XMS. Slechts enkele MS-DOS-hulpprogramma's zoals smartdrive en ramdrive gebruiken XMS-geheugen. Om met dit geheugen te werken, heb je een speciale himem.sys driver nodig.

Weergegeven geheugen (EMS)- geheugen geadresseerd door microprocessors volgens de EMS-specificatie. Er is een speciaal stuurprogramma nodig om het toegewezen geheugen te initialiseren. Totdat het opstart, "weet" de pc niets van de geïnstalleerde uitgebreide geheugenkaart. Het EMS-stuurprogramma wijst een bepaald deel van het bovenste geheugen toe om de vereiste delen van het uitgebreide geheugen er één voor één aan toe te wijzen. Elk stuk uitgebreid geheugen dat momenteel wordt weergegeven, wordt een pagina genoemd en het "venster" in de UMB waardoor de microprocessor de inhoud van de pagina's met uitgebreid geheugen scant, wordt een paginablok genoemd.

Uitbreidbaar geheugen is het resultaat van een sterke traditie van het gebruik van wisselgeheugen in de MS-DOS-omgeving. Bij deze benadering wordt een groot gedeelte van het geheugen dat buiten de adresruimte van de processor ligt, in kleine gebieden "toegewezen" aan vele kleine geheugengedeelten die binnen de adresruimte van de processor liggen. Hoewel de processor een groot deel van het geheugen niet rechtstreeks kan aanspreken, kan hij wel een bepaald deel selecteren of ernaartoe navigeren, zoals het selecteren van een pagina in een boek.

In de MS-DOS- of EMS-specificatie voor uitbreidbaar geheugen wordt groot fysiek geheugen toegewezen aan 16K-secties van MS-DOS-geheugen, pagina's genaamd. De corresponderende 16K adresruimte in MS-DOS-geheugen wordt een paginablok genoemd. Het aantal ondersteunde paginavakken en hun plaatsing binnen een MS-DOS-systeem is afhankelijk van het type kaart dat wordt gebruikt voor uitbreidbaar geheugen en de bestaande systeemconfiguratie.

Himem.sys

Biedt de XMS-standaard voor hoge geheugentoegang. Om dit stuurprogramma te installeren, volstaat het commando in config.sys: device = c: \ path \ himem.sys. DOS = HOOG geïnstalleerd met himem.sys om de MS-DOS-kernel in veel geheugen te laden.

Emm386.exe

De bestuurder is een toegewezen geheugenbeheerder. Het heeft twee hoofdfuncties: 1) Het gebruikt het door himem.sys geleverde XMS-geheugen om het toegewezen geheugen te bedienen. 2) geeft DOS-programma's toegang tot hogere UMB-geheugenadressen.

Om het emm386-stuurprogramma te laden, plaatst u gewoon 2 opdrachten in config.sys:

apparaat = c: \ pad \ himem.sys en apparaat = c: \ pad \ emm386.exe ram.

Zonder het eerste commando zal het tweede niet werken. De RAM-parameter geeft de segmentadressen van de UMB's aan. Als de RAM geen adressen heeft, zal emm onafhankelijk de adressen voor de UMB en het EMS-paginablok bepalen.

Extern geheugen

Extern geheugen is een plaats voor langdurige opslag van gegevens die momenteel niet in het RAM-geheugen worden gebruikt. Dit geheugenniveau is vergelijkbaar met hulpmiddelen die door een persoon worden gebruikt voor het langdurig opslaan van belangrijke informatie (notebooks, naslagwerken, fotoalbums, geluids- en video-opnamen). Deze opslagmedia worden beschouwd als extern aan het interne geheugen van een persoon.

Extern geheugen een groep apparaten genoemd die is ontworpen voor langdurige opslag van grote hoeveelheden informatie - programma's en gegevens. In het externe geheugen kunnen gegevens jarenlang worden opgeslagen totdat ze nodig zijn.

Een programma dat zich in het externe geheugen bevindt kan niet in het worden uitgevoerd en de gegevens kunnen niet worden verwerkt. Dit is het belangrijkste verschil tussen extern geheugen en RAM. In het externe geheugen worden programma's en gegevens opgeslagen in een "niet-werkende toestand", in het operationele geheugen worden programma's en gegevens alleen tijdens de uitvoering opgeslagen. Om een ​​programma uit een extern geheugen uit te voeren, moet u het eerst op een extern apparaat zoeken en naar het RAM-geheugen overbrengen, waar het kan worden uitgevoerd.

Het overzetten van een programma van extern geheugen naar RAM heet door het programma te downloaden, en de initiatie (begin) van de uitvoering ervan wordt genoemd door het programma te starten.

Een belangrijk kenmerk van extern geheugen is de niet-vluchtigheid. Bovendien kost extern geheugen veel minder en heeft het een veel groter volume in vergelijking met RAM. Maar de gegevensoverdrachtsnelheid met externe opslagapparaten is veel lager.

De behoefte aan externe opslagapparaten ontstaat in twee gevallen:

Wanneer er meer gegevens op de computer worden verwerkt dan er op de onderliggende harde schijf passen;

Wanneer gegevens van verhoogde waarde zijn en u regelmatig back-ups naar een extern apparaat moet maken.

Om met extern geheugen te kunnen werken, moet u beschikken over: opslag (een apparaat dat informatie leest en schrijft) en vervoerder (opslagapparaten).

Externe opslagapparaten volgens de principes van functioneren verdeeld in apparaten voor directe toegang(magnetische en optische stations) en apparaten voor seriële toegang(tapedrives).

Momenteel worden voornamelijk externe geheugens gebruikt flexibele magnetische, hardmagnetische, optische en magneto-optische schijven... Gebruik magnetische banden raakt snel achterhaald.

Primaire schijven en media:

Barnaul 2005

Inleiding 3

1. Extern geheugen 5

2.harde schijven 8

3. Schijf-arrays RAID 11

4. CD's 13

5. Praktijkgedeelte 17

Conclusie 26

Referenties 27

Invoering

Extern geheugen van een computer betekent meestal zowel opslagmedia (dat wil zeggen apparaten waarop het direct wordt opgeslagen) als apparaten voor het lezen / schrijven van informatie, die meestal stations worden genoemd.

In de regel heeft elk opslagmedium zijn eigen opslagapparaat.

De eerste gegevensdragers voor computers waren papier (ponskaarten, ponsbanden). Om ermee te werken, waren er 2 afzonderlijke apparaten: een perforator - voor het opnemen van informatie, een teller - voor het lezen van informatie en het overbrengen naar RAM. Later verschenen magnetische opslagmedia (magneetbanden, magnetische trommels, magnetische schijven), waarvan de opslagapparaten zowel een lezer als een opnameapparaat combineerden. Een apparaat zoals een harde schijf combineert zowel een drager als een schijf. Voor optische opslagmedia (cd's, digitale schijven) kunnen stations zowel lees-/schrijffuncties combineren als gespecialiseerd zijn, bijvoorbeeld alleen-lezen.

Harde schijven (harde schijven of harde schijven) zijn externe opslagapparaten, waarbij het opslagmedium bestaat uit niet-verwijderbare magnetische harde schijven die in een pakket zijn gecombineerd.

Harde schijven zijn ontworpen voor langdurige opslag van informatie die constant wordt gebruikt bij het werken met een pc: besturingssysteemprogramma's, veelgebruikte softwarepakketten, documenteditors, vertalers uit programmeertalen, documenten en programma's die door de gebruiker zijn voorbereid, enz.

Momenteel worden pc's zonder harde schijven praktisch niet geproduceerd. Als de computer is opgenomen in een lokaal computernetwerk, dan kan hij zonder eigen harde schijf werken, maar gebruikt hij dan de harde schijf van de centrale server.

De Winchester is in de systeemeenheid geïnstalleerd en aan de buitenkant bevindt zich een verzegelde metalen doos, waarin verschillende schijven zijn gecombineerd in één pakket, magnetische lees-/schrijfkoppen, een mechanisme om de schijf te draaien en de koppen te bewegen.

De belangrijkste kenmerken van de harde schijf zijn:

Capaciteit, dat wil zeggen de maximale hoeveelheid gegevens die naar het medium kan worden geschreven;

Hoge snelheidsprestaties, bepaald door het tijdstip van toegang tot de benodigde informatie, het tijdstip van lezen / schrijven en de gegevensoverdrachtsnelheid;

Uptime, wat de betrouwbaarheid van het apparaat kenmerkt.

HDD-capaciteit verschilt per pc-model. De eerste harde schijf (begin jaren 80) had een "kolossale capaciteit" van 10 MB. Er wordt aangenomen dat het volume van een moderne harde schijf minimaal 2 - 3 GB moet zijn. De nieuwste modellen pc's hebben harde schijven met een capaciteit van meer dan 120 GB, harde schijven met een capaciteit tot 320 GB worden verwacht.

Meestal heeft de harde schijf de naam C :. De capaciteit van de harde schijf is echter meestal erg groot, daarom is de harde schijf voor het gemak van het werk verdeeld in secties. Elk van deze gebieden wordt door het besturingssysteem gezien als een afzonderlijke schijf en wordt een "logische schijf" genoemd. Deze stationsnamen zijn C :, D :, E :, enz., alfabetisch.

EXTERN GEHEUGEN

Externe opslagapparaten of met andere woorden externe opslagapparaten zijn zeer divers. Ze kunnen worden ingedeeld volgens een aantal kenmerken: naar het type media, het type constructie, het principe van het schrijven en lezen van informatie, de toegangsmethode, enz.

Een drager is een materieel object dat informatie kan opslaan.

Afhankelijk van het type media kunnen alle VCU's worden onderverdeeld in magneetbandstations en schijfstations.

Magnetische tapedrives zijn er op hun beurt in twee soorten: spoeltapedrives (NBML) en cassettetapedrives (NKM-streamers). De pc gebruikt alleen streamers.

Schijven worden geclassificeerd als opslagmedia voor directe toegang tot machines. Het concept van directe toegang houdt in dat de pc rechtstreeks toegang heeft tot het spoor waarop het gedeelte met de vereiste informatie begint of waar het nodig is om nieuwe informatie te schrijven, ongeacht de lees-/schrijfkop van de drive.

Schijfstations zijn diverser

floppy disk drives (floppy disks), anders op floppy disks of op floppy disks; harde schijven (HDD) van het type "Winchester"; verwijderbare harde schijven met het Bernoulli-effect; floppy drives, anders floptical drives; ultra-high-density drives, anders VHD-drives; optische cd-rom-stations (Compact Disk ROM); optische stations van het type CC WORM (Continuous Composite Write Once Read Many); stations op magneto-optical disks (NMOD), enz.

Accumulatietype:	Capaciteit, MB	Toegangstijd, ms	Overboeking, KB / s	Toegangstype
				Lezen schrijven
Winchester				Lezen schrijven
Bernoulli				Lezen schrijven
				Lezen schrijven
				Lezen schrijven
				Alleen lezen
				Een keer lezen/schrijven
				Lezen schrijven

Opmerking Toegangstijd - het gemiddelde tijdsinterval waarin de omvormer de benodigde gegevens vindt - is de som van de tijd voor het positioneren van de lees-/schrijfkoppen op het gewenste spoor en het wachten op de gewenste sector. Overdracht - baudrate voor sequentiële uitlezing.

Magnetische schijven (MD) zijn magnetische opslagmedia voor machines. Als opslagmedium gebruiken ze magnetische materialen met speciale eigenschappen (met een rechthoekige hysteresislus), die het mogelijk maken om twee magnetische toestanden vast te leggen - twee richtingen van magnetisatie. Elk van deze statussen wordt geassocieerd met binaire cijfers: 0 en 1. Schijven op MD (NMD) zijn de meest voorkomende externe opslagapparaten in een pc. Schijven zijn stijf en flexibel, verwijderbaar en ingebouwd in een pc. Een apparaat voor het lezen en schrijven van informatie op een magnetische schijf wordt een schijfstation genoemd.

Alle schijven, zowel magnetisch als optisch, worden gekenmerkt door hun diameter of, met andere woorden, door de vormfactor. De meest voorkomende zijn schijven met vormfactoren 3,5 "(89 mm) en 5,25" (133 mm). De kleinere 3,5"-schijven bieden een hogere opslagcapaciteit, snellere toegangstijden en snellere overdrachtssnelheden, hogere betrouwbaarheid en duurzaamheid.

Informatie op de MD wordt geregistreerd en gelezen door magnetische koppen langs concentrische cirkels - sporen (sporen). Het aantal sporen op de MD en hun informatiecapaciteit zijn afhankelijk van het type MD, het ontwerp van de drive op de MD, de kwaliteit van de magneetkoppen en de magnetische coating.

Elke MD-track is onderverdeeld in sectoren. Een sector van een track kan 128, 256, 512 of 1024 bytes bevatten, maar meestal 512 bytes aan gegevens. Gegevensuitwisseling tussen LMD en OP vindt sequentieel plaats met een geheel aantal sectoren. Een cluster is de kleinste informatie-eenheid op een schijf, bestaande uit een of meer aaneengesloten sectoren van een track.

2. Harde schijven

Als schijven op harde magnetische schijven (HDD) worden harde schijven van het type "harde schijf" veel gebruikt in pc's.

De term Winchester is afkomstig van de slangnaam voor de eerste harde schijf van 16 KB (IBM, 1973), die 30 sporen van 30 sectoren had, die toevallig overeenkwam met het kaliber "30/30" van het beroemde Winchester-jachtgeweer.

In deze schijven worden een of meer harde schijven gemaakt van aluminiumlegeringen of keramiek en gecoat met ferro-lak, samen met een blok magnetische lees-/schrijfkoppen, in een hermetisch afgesloten behuizing geplaatst. De capaciteit van deze schijven, als gevolg van de extreem dichte opname die wordt verkregen in dergelijke niet-verwijderbare ontwerpen, bereikt enkele duizenden megabytes; hun snelheid is ook veel hoger dan die van de diskettedrive.

Maximale waarden voor 1995:

capaciteit 5000 Mbytes (standaardcapaciteit voor 1995 is 850 Mbytes); rotatiesnelheid 7200 tpm; toegangstijd - 6 ms; overdracht - 11 MB / s. HDD's zijn zeer divers. De diameter van de schijven is gewoonlijk 3,5 "(89 mm), maar er zijn andere, in het bijzonder 5,25" (133 mm) en 1,8" (45 mm). De meest gebruikelijke hoogte van de schijfbehuizing is 25 mm voor desktop-pc's, 41 mm - voor servermachines, 12 mm - voor draagbare pc's, enz.

In moderne harde schijven begon de zone-opnamemethode te worden gebruikt. In dit geval is de volledige schijfruimte verdeeld in verschillende zones en worden meer gegevens in de buitenste zones van de sectoren geplaatst dan in de binnenste zones. Dit maakte het met name mogelijk om de capaciteit van harde schijven met ongeveer 30% te vergroten.

Om een ​​schijfstructuur op een magnetisch medium te verkrijgen, inclusief sporen en sectoren, moet er een procedure op worden uitgevoerd die fysieke of low-level formattering wordt genoemd. Tijdens deze procedure schrijft de controller service-informatie naar het medium, dat de indeling van de schijfcilinders in sectoren bepaalt en nummert. Formatteren op laag niveau voorziet ook in het markeren van beschadigde sectoren om toegang tot deze sectoren uit te sluiten tijdens schijfwerking.

De maximale capaciteit en gegevensoverdrachtsnelheid zijn sterk afhankelijk van de interface die door de drive wordt gebruikt.

De inmiddels wijdverbreide AT Attachment (ATA) interface, algemeen bekend onder de naam Integrated Device Electronics (IDE), aangeboden in 1988 aan gebruikers van IBM PC/AT, beperkt de capaciteit van één schijf tot 504 MB (deze capaciteit wordt beperkt door het adres ruimte van traditionele kop-naar-cilinder adressering - sector ": 16 koppen * 1024 cilinders * 63 sectoren * 512 bytes per sector = 504 KB = 528 482 304 bytes) en biedt een gegevensoverdrachtsnelheid van 5-10 MB / s.

Snelle ATA-2 of Enhanced IDE (EIDE) interface, die gebruik maakt van zowel traditionele (maar uitgebreide) adressering door kop-, cilinder- en sectornummers als logische blokadressering (Logic Block Address LBA), ondersteunt schijfcapaciteiten tot 2500 MB en hogere wisselkoersen tot 16 MB/sec. Met behulp van EIDE kunnen tot vier schijven, waaronder cd-rom en NKML, op het moederbord worden aangesloten. Voor oudere BIOS-versies is een speciaal stuurprogramma vereist om EIDE te ondersteunen.

Naast ATA en ATA-2 worden twee versies van de meer geavanceerde Small Computer System Interfaces veel gebruikt: SCSI en SCSI-2. Hun voordelen: hoge gegevensoverdrachtsnelheid (Fast Wide SCSI-2-interface en SCSI-3-interface die in de nabije toekomst worden verwacht, ondersteunen snelheden tot 40 MB/s), groot aantal (tot 7 stuks) en maximale capaciteit van aangesloten schijven. Hun nadelen: hoge kosten (ongeveer 5-10 keer duurder dan ATA), complexiteit van installatie en configuratie. De SCSI-2- en SCSI-3-interfaces zijn ontworpen voor gebruik in krachtige servermachines en werkstations.

Om de snelheid van gegevensuitwisseling tussen de processor en schijven te verhogen, moeten harde schijven in de cache worden geplaatst. De schijfcache heeft dezelfde functionaliteit als de hoofdgeheugencache, d.w.z. dient als een snelle geheugenbuffer voor kortetermijnopslag van informatie die naar schijf wordt gelezen of geschreven. Het cachegeheugen kan in de schijf worden ingebouwd of programmatisch worden gemaakt (bijvoorbeeld door het Microsoft Smartdrive-stuurprogramma) in RAM. De snelheid van gegevensuitwisseling tussen de processor en het cachegeheugen van de schijf kan 100 MB / s bereiken.

Een pc heeft meestal één, minder vaak meerdere harde schijven. In MS DOS (MicroSoft Disk Operation System) kan één fysieke schijf echter programmatisch worden verdeeld in verschillende "logische" schijven; waardoor meerdere LMD's op één schijf worden gesimuleerd.

3. Schijf-arrays RAID

In databaseservermachines en supercomputers worden schijfarrays RAID (Redundant Array of Independent Disks) vaak gebruikt, waarbij verschillende harde schijven worden gecombineerd tot één grote logische schijf, waarbij gebruik wordt gemaakt van informatieredundantie op basis van de introductiemethoden om de betrouwbaarheid van informatie die de betrouwbaarheid van het systeem aanzienlijk verhogen (als er vervormde informatie wordt gedetecteerd, wordt deze automatisch gecorrigeerd en wordt de defecte schijf in Plug en Play-modus vervangen door een bruikbare schijf).

Er zijn verschillende niveaus van basis RAID-opstelling:

Het 1e niveau bevat twee schijven, waarvan de tweede een exacte kopie is van de eerste;

Level 2 gebruikt meerdere schijven specifiek voor het opslaan van checksums en biedt de meest functionele en meest efficiënte foutcorrectiemethode;

Het derde niveau bevat vier schijven: drie informatieve, en het vierde bevat controlesommen die fouten in de eerste drie corrigeren;

Het 4e en 5e niveau gebruiken schijven, elk met zijn eigen checksums.

Tweede generatie schijfarrays - RAID6 en RAID7. De laatste kan maximaal 48 fysieke schijven van elke capaciteit combineren, waardoor er maximaal 120 logische schijven kunnen worden gevormd; hebben een intern cachegeheugen tot 256 MB en aansluitingen voor externe interfaces zoals SCSI. De interne X-bus heeft een doorvoer van 80 MB/s (ter vergelijking: SCSI-3 overdracht tot 40 MB/s, en de leessnelheid van een fysieke schijf tot 5 MB/s).

De gemiddelde tijd tussen storingen in RAID-schijfarrays is honderdduizenden uren, en met het 2e lay-outniveau - tot een miljoen uur. In gewone LMD is deze waarde niet meer dan duizend uur. De informatiecapaciteit van RAID-schijfarrays is van 3 tot 700 GB (de maximale capaciteit van schijfstations die in 1995 werd bereikt was 5,5 TB = 5500 GB).

Harde schijven met verwisselbare pakketten en schijven (Bernoulli-schijven) worden ook gebruikt, met pakketten van 133 mm schijven, deze hebben een capaciteit van 20 tot 230 MB en zijn langzamer, maar duurder dan harde schijven. Hun belangrijkste voordeel: de mogelijkheid om pakketten buiten de pc te verzamelen en op te slaan.

De belangrijkste aanwijzingen voor het verbeteren van de kenmerken van LMD:

gebruik van zeer efficiënte schijfinterfaces (E1DE, SCSI); het gebruik van meer geavanceerde magnetische koppen, waardoor de opnamedichtheid en bijgevolg de capaciteit van de schijf en de overdracht kan worden verhoogd (zonder de rotatiesnelheid van de schijf te verhogen).

4. Cd's .

Cd's begrijpen

In 1982 voltooiden Sony en Philips het werk aan het CD-Audio-formaat (Compact Disk), waarmee het tijdperk van digitale media op compact discs werd ingeluid. Het werkingsprincipe van deze schijven is optisch. Lezen en schrijven gebeurt met een laser. Op een cd worden gegevens gecodeerd en geregistreerd als een reeks reflecterende en niet-reflecterende gebieden. Reflectie wordt geïnterpreteerd als één, "trog" - als nul.

Hier zijn enkele technische parameters van de cd's. De werkgolflengte van de laser is 780 nm. De diameter van de compact disc is 120 mm. Schijfdikte 1,2 mm. Het volume van de schijf is 700 MB (74 min audio). Gewicht 14-33 g Een reeks pits (pits) is in een spiraal gerangschikt zoals in een grammofoonplaat, maar weg van het midden (in feite is de cd een sequentieel toegangsapparaat met snel terugspoelen). Het interval tussen de windingen is 1,6 µm, de putbreedte is 0,5 µm, de diepte is 0,125 µm (1/4 van de golflengte van de laserstraal in polycarbonaat), de minimale lengte is 0,83 µm (Fig. 1).

Rijst. 1. Oppervlak van de cd.

Er zijn wijzigingen in 80 minuten (700 MB), 90 minuten (791 MB) en 99 minuten (870 MB). Nominale (1x) gegevensoverdrachtsnelheid - 150 KB/sec (176400 bytes/sec aan audio of "onbewerkte" gegevens, 4,3 Mbit/sec aan "fysieke" gegevens). Terwijl alle magnetische schijven met een constant toerental roteren, dat wil zeggen met een constante hoeksnelheid (CAV, Constant Angular Velocity), roteert de CD gewoonlijk met een variabele hoeksnelheid om een ​​constante lineaire snelheid bij het lezen te garanderen (CLV, Constant Linear Velocity) . Het aflezen van de binnenzijden wordt dus uitgevoerd met een verhoogd aantal omwentelingen en de buitenste - met een verminderd aantal omwentelingen. Dit bepaalt de vrij lage toegangssnelheid tot gegevens voor cd's in vergelijking met bijvoorbeeld harde schijven.

Classificatie van cd's

Er zijn veel standaarden en formaten voor cd's - afhankelijk van het doel en de fabrikant. Ik zal als voorbeeld niet alle bestaande geven: Audio CD (CD-DA), CD-ROM (ISO 9660, mode 1 & mode 2), Mixed-mode CD, CD-ROM XA (CD-ROM eXtended Architecture, mode 2, vorm 1 & vorm 2), Video-CD, CD-I (CD-Interactive), CD-I-Ready, CD-Bridge, Foto-CD (enkele en multi-sessie), Karaoke-CD, CD-G, CD- Extra, I -Trax, Enhanced CD (CD Plus), Multisessie-CD, CD-Text, CD-WO (Write-Once). Een volledige beschrijving ervan zal te veel ruimte in beslag nemen, en dit is niet het doel van het schrijven van dit werk.

Afhankelijk van het aantal mogelijke schrijfbewerkingen, worden cd's onderverdeeld in: cd-rom (alleen-lezen geheugen), cd-r (opneembaar), ze zijn ook cd-worm (write once read many), cd-rw (herschrijfbaar). Dienovereenkomstig wordt de cd-rom in de fabriek vervaardigd en is er geen verdere opname op mogelijk; CD-R is ontworpen om eenmaal thuis te kunnen schrijven; CD-RW maakt veel schrijfbewerkingen mogelijk. Cd-rom-schijven zijn aan de ene kant van polycarbonaat gecoat met een reflecterende laag (aluminium of - voor kritische toepassingen - goud) en aan de andere kant een beschermende lak. De verandering in reflectiviteit wordt uitgevoerd door indrukkingen in de metaallaag te stempelen. In de fabriek worden ze eenvoudig uit een matrix gestempeld.

CD-formaat

Het oppervlak van de schijf is verdeeld in gebieden:

PCA (Power Calibration Area). Wordt gebruikt om het laservermogen door het opnameapparaat aan te passen. 100 elementen.

PMA (Program Memory Area). De coördinaten van het begin en einde van elk nummer worden hier tijdelijk opgenomen wanneer de schijf uit de recorder wordt verwijderd zonder de sessie te sluiten. 100 elementen.

· Inloopgebied - een ring van 4 mm breed (diameter 46-50 mm) dichter bij het midden van de schijf (tot 4500 sectoren, 1 minuut, 9 MB). Bestaat uit 1 track (Lead-in Track). Bevat TOC (absolute tijdadressen van de sporen en het begin van het uitloopgebied, precisie van 1 seconde).

· Gegevensgebied (programmagebied, gebruikersgegevensgebied).

Uitloop - ring 116-117 mm (6750 sectoren, 1,5 minuut, 13,5 MB). Bestaat uit 1 track (Lead-out Track).

Elke databyte (8 bits) wordt gecodeerd met een 14-bits teken op het medium (EFM-codering). De karakters worden gescheiden door 3-bits spaties, zo geselecteerd dat er niet meer dan 10 opeenvolgende nullen op de media staan.

Een frame (F1-frame) wordt gevormd uit 24 bytes aan gegevens (192 bits), 588 bits van het medium, de gaten niet meegerekend:

Synchronisatie (24 bit media)

Subcodesymbool (subkanaalbits P, Q, R, S, T, U, V, W)

12 gegevenstekens

4 karakters controlecode

12 gegevenstekens

4 karakters controlecode

Bij het decoderen kunnen verschillende strategieën voor het detecteren en corrigeren van groepsfouten (detectiekans versus betrouwbaarheid van correctie) worden gebruikt.

Een reeks van 98 frames vormt een sector (2352 informatiebytes). De frames in de sector worden geschud om het effect van mediadefecten te verminderen. De sectoradressering is afkomstig van audiodiscs en is opgenomen in het A-Time-formaat - mm: ss: ff (minuten: seconden: breuken, breuk per seconde van 0 tot 74). Het tellen begint vanaf het begin van het programmagebied, d.w.z. de adressen van de sectoren van het aanloopgebied zijn negatief. De subkanaalbits worden verzameld in 98-bits woorden voor elk subkanaal (waarvan 2 bits synchroon zijn). Gebruikte subkanalen:

· P - markering van het einde van de baan (min 150 sectoren) en het begin van de volgende (min 150 sectoren).

Q - aanvullende informatie over de inhoud van de track:

o aantal kanalen

o gegevens of geluid

o mag ik kopiëren

o pre-emphasis: hoge frequenties kunstmatig verhogen met 20 dB

o modus voor subkanaalgebruik

Q-Mode 1: TOC wordt opgeslagen in het inloopgebied, tracknummers, adressen, indices en rusten in het programmagebied

Q-Mode 2: schijfdirectorynummer (zelfde als barcode) - 13 cijfers in BCD-formaat (MCN, ENA / UPC EAN)

Q-Mode 3: ISRC (International Standard Recording Code) - landcode, eigenaar, jaar en serienummer van de opname

Een reeks sectoren van hetzelfde formaat wordt gecombineerd tot een track (track) van 300 sectoren (4 seconden, zie subkanaal P) tot de hele schijf. Er kunnen maximaal 99 tracks op een disc staan ​​(nummers van 1 tot 99). Een track kan servicegebieden bevatten:

Pauze - alleen subkanaalinformatie, geen gebruikersgegevens

· Pre-gap - het begin van de track, bevat geen gebruikersgegevens en bestaat uit twee intervallen: de eerste met een lengte van minimaal 1 seconde (75 sectoren) stelt u in staat om te "tunen" vanaf de vorige track, de tweede een met een lengte van minimaal 2 seconden bepaalt het formaat van de spoorsectoren

Post-gap - het einde van de track, bevat geen gebruikersgegevens, minstens 2 seconden lang

Het digitale inloopgebied moet eindigen met een post-gap. De eerste digitale track moet starten vanaf het tweede deel van de pregap. De laatste digitale track moet eindigen met een post-gap. Het digitale uitloopgebied bevat geen pre-gap.

Praktijkgedeelte

Optie 14

Met behulp van PPP op pc is het noodzakelijk om uit de beschikbare gegevens de kosten te bepalen van het onderhouden van één leerling in een uitgebreide daggroep in een stadsschool per jaar.

Berekenen:

· Het aantal studentenmaaltijden in het lopende en verwachte jaar;

· Het bedrag van de kosten voor het onderhoud van de student in het lopende en verwachte jaar;

· De absolute en relatieve verandering in de berekende indicatoren van het geprojecteerde jaar naar de indicatoren van de huidige in de vorm van een tabel.

Voer de huidige datumwaarde in tussen de tabel en de naam.

Bouw op basis van de gegevens in de tabel een histogram met een titel, de naam van de coördinaatassen en een legenda.

1. Keuze van RFP.

Bij deze taak is het het handigst om de MS Excel-spreadsheetprocessor toe te passen en te gebruiken. Omdat het het algoritme van werk, ontwerp en grafische presentatie van gegevensformulieren voor onze taak het meest volledig kan weerspiegelen.

2. Beschrijving van het algoritme voor het oplossen van het probleem.

TS is de totale kosten voor het onderhouden van één student, Z is salaris, D is toerekeningen op lonen, C is de kosten van zachte inventaris, N is de norm voor voedsel per dag, K is het aantal dagen dat groepen functioneren.

De som van de uitgaven voor voedsel N * K

Het bedrag van de kosten voor het onderhoud van de student Z + (Z * D / 100) + C

Absolute verandering in de berekende indicatoren van het geprojecteerde jaar naar de indicatoren van de stroom: ABS-project - ABS-stroom

Relatieve verandering in de berekende indicatoren van het geprojecteerde jaar tot de indicatoren van de stroom: (ABS-project - ABS-stroom) * 100 / (N * K) tech

Ontwerp van formulieren van uitvoerdocumenten en grafische presentatie van gegevens over de geselecteerde taak.

3 Structuur van tabelsjablonen

Tabel.1 "Uitgaven voor het onderhoud van één student"

Tabel 2 Kosten voor het onderhoud van één leerling in een buitenschoolse groep in een stadsschool per jaar

4 Locatie van tabellen op MS Excel-werkbladen.

Tabel 3 Onderhoudskosten per leerling

Tabel 4. Overzichtstabel van uitgaven voor het onderhoud van een leerling in een uitgebreide daggroep in een stadsschool.

5 Tabelsjablonen met brongegevens

Tabel 6 Onderhoudskosten per leerling

Tabel 6 Kosten voor het onderhoud van één leerling in een buitenschoolse groep in een stadsschool per jaar.

Inhoudsopgave	dit jaar	het verwachte jaar	Absolute verandering in de berekende indicatoren van het geprojecteerde jaar naar de indicatoren van de huidige (roebels)	Relatieve verandering in de berekende indicatoren van het geprojecteerde jaar ten opzichte van de indicatoren van het huidige (%)
Het bedrag van de kosten voor de maaltijden van de student, roebels
Het bedrag van de kosten voor het onderhoud van een student, roebels	C10 + (C11 * C10/100) + C12	D10 + (D11 * D10/100) + D12
Totaal (wrijf):	SOM (C24: C25)	SOM (D24: D25)	SOM (E24: E25)	SOM (F24: F25)

6 Gebruikershandleiding.

De volgorde van gebruikersacties bij het oplossen van een probleem:

Om MS Excel te starten vanuit het hoofdmenu van Windows, drukt u op de knop Begin en kies MEVROUW Excel op het menu Programma's.

We voeren de initiële gegevens in de spreadsheet van het contante bestelformulier in

1. Nadat u de initiële gegevens hebt ingevoerd, selecteert u de vereiste cellen, selecteert u het celformaat en markeert u het vereiste gegevenstype (numeriek, datum, tekst, valuta), in geldformaat, selecteert u het aantal decimalen

2. Selecteer de hele tabel en kopieer deze naar een nieuw blad.

3. Selecteer op een nieuw blad de hele tabel, selecteer in de werkbalk Gegevens -> Filter -> Autofilter... Met behulp van een autofilter kunnen we gegevens filteren op ontvanger en op type betaling.

4. Vat het totaal voor het veld samen en zodat het totaal wordt weergegeven bij het filteren van de gegevens, gebruik Functie invoegen -> Wiskunde -> INTERMEDIATE. selecteer vervolgens het gegevensgebied van de som.

7 Kaarttechnologie

druk op de knop Grafiektovenaar op de werkbalk Standaard.

We voeren de constructie van het vereiste diagram uit:

Stap 1. We kiezen Type (histogram) en weergave (normaal) diagrammen, druk op de knop Verder.

Stap 2. Klik op de bladwijzer Rij, in het raam Rij verwijderen als er extra rijen zijn, Klik op een rij toevoegen en selecteer in ons geval het gewenste bereik (marginale kosten en marginale opbrengst) in het venster X-as labels klik op het selectievakje:

In het raam Grafiekgegevensbron specificeer het bereik

naam van goederen door het juiste gebied te markeren in

tabel, klik op het selectievakje, klik op de knop Verder.

Stap 3. Selecteer de gewenste koppen en klik op de knop

Stap 4. Wij volgen de instructies Kaartwizards en druk op

knop Klaar.

Plaats de cursor in de vrije ruimte van het diagram, klik op

door de knop ingedrukt te houden, sleept u het diagram naar

verplicht veld Blad.

Klik op een van de punten op het kaartgebiedframe en rek het kaartframe uit tot de gewenste grootte.

Conclusie

In deze cursus hebben we het onderwerp 'Extern geheugen van een computer' onderzocht. En ook het praktische gedeelte uitgevoerd met behulp van de MS Excel spreadsheet processor. Omdat het het algoritme van werk, ontwerp en grafische presentatie van gegevensformulieren voor onze taak het meest volledig kan weerspiegelen.

In het theoretische deel hebben we de soorten extern geheugen onderzocht:

Magnetische schijven (MD)

· Harde schijven

Schijf-arrays RAID

cd's

En ze gaven ook een definitie van het externe geheugen van een computer. Het betekent meestal zowel informatiedragers (dat wil zeggen apparaten waar het direct is opgeslagen) als apparaten voor het lezen / schrijven van informatie, die meestal stations worden genoemd.

Bibliografie

1. Gein A.G., Senokosov A.I., Sholokhovich V.F. Informatica: 7-9 graden Leerboek. voor algemeen onderwijs. studie. instellingen - M.: Trap, 2002.

2. Kaymin V.A., Shchegolev A.G., Erokhina E.A., Fedyushin D.P. Grondbeginselen van informatica en informatica: Prob. studie. voor de rangen 10-11 gemiddeld. scholen. - M.: Onderwijs, 2001.

3. Kushnirenko A.G., Lebedev G.V., Svoren R.A. Grondbeginselen van informatica en computertechniek: leerboek. voor gemiddeld studie. instellingen. - M.: Onderwijs, 2003.

4. Semakin I., Zalogova L., Rusakov S., Shestakova L. Informatica: leerboek. tegen het basistarief. - M.: Laboratorium voor Basiskennis, 1999.

5. Ugrinovich N. Informatica en informatietechnologieën. Leerboek voor onderwijsinstellingen. - M.: BINOM, 2003 .-- 464 d. (§ 2.14. Informatieopslag, pp. 91-98).