Ämne nr 2. Tekniska medel för informationslagring
Mål: Ge grundläggande begrepp för den fysiska och logiska organisationen av datalagring på en persondator.
Lärandemål: Bekantskap med interna och externa enheter på datorer, grundläggande sätt för dokumentlagring.
Huvudfrågor i ämnet:
1. De huvudsakliga enheterna som används för långtidslagring av data på en PC.
2. Logisk organisation av datalagring på magnetiska skivor.
3. Fysisk organisation av datalagring på magnetiska skivor.
Undervisnings- och inlärningsmetoder: seminarium
Teoretiskt block
De viktigaste enheterna som används för långtidslagring av data på en PC
Enheter som används för att lagra information på en PC är externa och har mycket olika design. Om vi använder den typ av medium (ett medium är ett materiellt objekt som kan lagra information) som används för att lagra information som en klassificeringsfunktion, så kan de delas in i följande villkorliga kategorier.
Enheter av bandtyp kallas streamers.
Diskenheter inkluderar – magnetiska: hårda magnetiska diskar (hårddiskar), magnetiska disketter; optisk: CD-spelare CD-ROM, etc.
Låt oss ta en närmare titt på diskenheter.
Magnetiska skivor avser magnetiska datorlagringsmedia. Som lagringsmedium använder de magnetiska material med speciella egenskaper som gör att de kan registrera två magnetiska tillstånd - två magnetiseringsriktningar. Vart och ett av dessa tillstånd tilldelas binära siffror: 0 och 1. Magnetiska tillstånd läses från skivan av ett speciellt huvud. Magnetiska diskar är de mest använda lagringsenheterna på datorer. En enhet för att läsa och skriva information på en magnetisk skiva kallas en diskenhet.
Låt oss titta på diskettenheter.
I en flexibel magnetisk skiva appliceras ett magnetiskt lager på ett flexibelt substrat. När det gäller storlek finns flexibla magnetiska disketter (disketter) i två typer: 3,5" och 5,25". Beroende på antalet disketter som används för inspelning och inspelningstätheten per sida, har de följande markeringar och kapacitet:
DS/DD - Dubbla sidor, enkel densitet, 360 KB.
DS/DD-Dubbelsidor, dubbel densitet, 720 KB.
DS/HD-Dubbelsidor, hög densitet, 1440 KB.
För att en diskett ska kunna användas för att lagra information måste den formateras. Formatering av en diskett är processen att skriva speciella märken på dess yta som bestämmer platsen för informationsposter på disken och områden som inte är lämpliga för inspelning, såväl som annan kontrollinformation.
Hårddiskar eller hårddiskar.
De är huvudenheterna i en PC för långtidslagring av information.
Namnet "Winchester" uppstod av en slump genom att markeringarna på de första dreven sammanföll med markeringarna på 30/30 kaliber Winchester-systemkarbinen, som var mycket populär i Amerika. Strukturellt är "hårddisken" ett förseglat metallhölje i vilket det finns ett block som styr elektronikenheten och en uppsättning av flera skivor gjorda av aluminium eller keramik och belagda med ett lager av magnetiskt material, placerat på en roterande axel, som drivs av en elmotor, samt läshuvudblock.
SCSI-gränssnitt (Small Computer Systems Interface). Grundläggande gränssnitt för små datorsystem. Låter dig ansluta upp till 7 enheter av olika typer: "hårddiskar"; skannrar, etc. Dataöverföringshastigheten sträcker sig från 1,5-5 Mb/s. Den är implementerad i hårdvara för användning i en PC i form av en extra adapter som sätts in i expansionsplatsen på moderkortet. Det finns en uppgraderad version av SCSI - SCSI-2, beroende på modifieringen ökas dataöverföringshastigheten till 20-40 Mb/s.
IDE-ATA-gränssnitt (Integrated Drive Electronics – AT Attachment).
Skapad 1984 på basis av SCSI för att förenkla och minska kostnaderna för det senare. Det skiljer sig genom att elektroniken som styr gränssnittet inte sitter på en separat adapter, utan sitter i hårddiskfodralet och på PC:ns moderkort. Det maximala antalet anslutna enheter är upp till 4. Den har flera uppgraderade alternativ som skiljer sig från varandra i den maximala kapaciteten för de enheter som används och dataöverföringshastigheten:
EIDE- eller ATA-2-enheter med en kapacitet större än 540 MB stöds. Den maximala teoretiska överföringshastigheten är 11,1-16,6 Mb/s.
ATA-3 eller UDMA-33 ökad tillförlitlighet för enheter (SMART-teknologi - Self Monitoring Analyzes And Report Technology - teknik för självövervakning, analys och rapportering som gör att enheter kan rapportera sina fel till systemet och eliminera dem). Den teoretiska dataöverföringshastigheten har höjts till 33 Mb/s. EIDE-gränssnittet har blivit standard för datorer.
Förvarings media
Flashminne– litet externt minne, med en kapacitet på 128 MB till 4 GB, anslutet till datorn via en USB-port.
Varje användare har information som de skulle vilja spara länge. Foton, videor, ljud eller viktiga dokument. Det räcker dock inte att bara spela in dem på din hårddisk och inte röra dem. Gradvis slits enheten ut, och du bör inte glömma fel eller skador. Den här artikeln kommer att beskriva hur du lagrar information korrekt för bättre säkerhet.
Allmänna principer för säker informationslagring
- Måste göras flera exemplar. Det är bättre att skriva riktigt viktiga filer på flera enheter eller enheter, vilket kommer att göra det mer sannolikt att minst ett media kommer att sparas i händelse av oförutsedda omständigheter.
- Det är bättre att lagra data i vitt spridda och kända format. Om detta är ett textdokument är det bättre att spara det i txt-format än i något exotiskt. Sannolikheten att det om tio år kommer att finnas program som kan öppna det vanligaste formatet är mycket högre än om det är en fil som bara ett par verktyg kan köra.
- Ju mer riktad data, desto bättre. Det är inte värt att kryptera, arkivera eller komprimera data. Om en vanlig fil är något skadad är chansen stor att den körs, men om en arkiverad eller krypterad fil är skadad är chansen liten.
- Glöm inte heller kontrollera dina uppgifter från tid till annan, om media är många år gammalt eller det finns tvivel om dess integritet, skulle det vara bättre att spara informationen på en ny enhet, det skulle också vara en bra idé att använda nya enheter och inspelningstyper.
Använda traditionella enheter
Detta avsnitt kommer att beskriva standardlagringsalternativ och fördelarna och nackdelarna med var och en.
- CD, DVD, Blu-Ray teoretiskt sett kan dessa enheter lagras under mycket lång tid, liksom informationen på dem. Men det finns många nyanser här, så denna metod kommer att diskuteras mer i detalj nedan.
- Molnlagring. De kan lagra data på obestämd tid. Detta är i en ideal värld. Faktum är att de kommer att finnas där så länge det är lönsamt för företagen och ger dem fördelar. Dessutom tar de, att döma av licensavtalen, inget ansvar för att lagra information. Dessutom kan användaren helt enkelt glömma lösenordet eller så kan det bli hackat. Det finns alltså ingen garanti för att denna information kommer att lagras mer tillförlitligt här än på en vanlig hårddisk.
Vi använder optiska skivor
Denna metod är den mest tillförlitliga när det gäller hållbarhet vissa tillverkare citerar perioder på nästan hundra år. Men många har stött på en situation där blanketten kanske inte är läsbar inte bara efter ett par år, utan även efter några månader. Det finns flera anledningar till detta.
Vad du ska titta efter när du väljer en disk
I skivor är materialen som de reflekterande och inspelningsskikten är gjorda av, liksom de återstående delarna av skivan, mycket viktiga. 
Inspelningsskiktet bör helst består av ftalocyanin, och det reflekterande lagret är gjort av guld eller silver. Även om tillverkare kan välja en annan kombination av ämnen. Dessutom behöver användare inte sådana finesser. Allt du behöver veta är att diskar för långtidslagring av data har en referens till arkiv i deras namn eller direkt kallas arkiverade, t.ex. DVD-R Mitsui MAM-A Gold Archival eller Verbatim UltraLife Gold Archival. De kostar mycket mer och det är osannolikt att du kommer att kunna hitta dem i butiker du kommer att behöva beställa dem från andra länder. Dessutom kostar de mycket mer än vanliga diskar, men de lagrar information längre, upp till 100 år.
Från de tillgängliga alternativen kan du köpa Ord för ord eller Sony, tillverkad i Taiwan.
Följande är ett diagram som visar antalet fel vid läsning av information från disken beroende på tiden den tillbringade i en aggressiv miljö. 
Millenniata M-Disk
Som framgår av grafen producerar detta företag några av de mest pålitliga diskarna. Faktum är att de flesta av skillnaderna ligger i materialet och inspelningsmetoden. Dessa medier använder inte organiskt, men glasartat kolskikt att registrera information.
Samtidigt, istället för att ändra färg, som man gör vid inspelning av konventionella optiska enheter, bränns materialet bokstavligen här. 
Detta gör att data kan lagras mycket längre och är mindre beroende av externa faktorer. Du kan hitta många videor på Internet där dessa skivor hånas så gott de kan, men de fortsätter att fungera. Så om informationen verkligen kommer att lagras under en lång tid, bör du tänka på att köpa diskar från denna tillverkare.
A) arbetsminne. B) processor. B) externt minne
2. När du kopplar bort datorn från informationsnätverket:
A) försvinner från RAM
B) försvinner från permanent förvaring
B) raderas på en magnetisk skiva
3. Varje RAM-cell kan lagra en binär kod med längd...
A) 2 tecken b) 8 tecken c) 4 tecken
4. En flyktig typ av minne är:
A) flashminne b) CD c) hårddisk
5. Datorns interna minne inkluderar:
A) flashminne b) laserdisk c) RAM
elektronisk nummerbehandlingsanordning;
en anordning för att lagra information av något slag;
multifunktionell elektronisk anordning för arbete med information;
anordning för bearbetning av analoga signaler.
2. Datorns prestanda (driftshastighet) beror på:
bildskärmsstorlek;
processorns klockhastighet;
matningsspänning;
hastigheten för att trycka på tangenterna;
mängden bearbetad information.
3. Processorns klockhastighet är:
antalet binära operationer som utförs av processorn per tidsenhet;
antalet cykler som utförs av processorn per tidsenhet;
antalet möjliga processoråtkomster till RAM per tidsenhet;
hastighet för informationsutbyte mellan processorn och I/O-enheten;
hastigheten för informationsutbytet mellan processorn och ROM.
4. En mus är en enhet:
ange information;
modulering och demodulering;
läsa information;
för att ansluta skrivaren till din dator.
5. Den permanenta lagringsenheten används för:
lagra användarprogrammet under drift;
register över särskilt värdefulla tillämpningsprogram;
lagra ständigt använda program;
lagra datorstartprogram och testa dess noder;
permanent förvaring av särskilt värdefulla handlingar.
6. För långtidslagring av information används följande:
BAGGE;
CPU;
magnetisk skiva;
kör.
7. Att lagra information på externa media skiljer sig från att lagra information i RAM:
det faktum att information kan lagras på externa media efter att datorn stängts av;
volym av informationslagring;
förmågan att skydda information;
sätt att komma åt lagrad information.
8. Under körning av applikationsprogram lagras följande:
i videominne;
i processorn;
i RAM;
i ROM.
9. När datorn stängs av raderas informationen:
från RAM;
från ROM;
på en magnetisk skiva;
på CD.
10. En diskettenhet är en enhet för:
bearbetning av kommandon för det körbara programmet;
läsa/skriva data från externa medier;
lagra kommandon för det körbara programmet;
långtidslagring av information.
11. För att ansluta en dator till telefonnätverket, använd:
modem;
plotter;
scanner;
Skrivare;
övervaka.
12. Programvarukontroll av datordrift innefattar:
behovet av att använda ett operativsystem för synkron drift av hårdvara;
exekvering av en dator av en serie kommandon utan användarinblandning;
binär kodning av data i en dator;
använda speciella formler för att implementera kommandon i en dator.
13. Filen är:
en elementär informationsenhet som innehåller en sekvens av bytes och har ett unikt namn;
ett objekt som kännetecknas av namn, värde och typ;
en uppsättning indexerade variabler;
en uppsättning fakta och regler.
14. Filtillägget kännetecknar som regel:
tid för att skapa filer;
filstorlek;
utrymmet som upptas av filen på disken;
typen av information som finns i filen;
plats för att skapa filer.
15. Fullständig sökväg till filen: c:\books\raskaz.txt. Vad är filnamnet?
böcker\raskaz;.
raskaz.txt;
böcker\raskaz.txt;
Text.
16. Operativsystemet är -
en uppsättning grundläggande datorenheter;
programmeringssystem på ett lågnivåspråk;
mjukvarumiljö som definierar användargränssnittet;
en uppsättning program som används för operationer med dokument;
program för att förstöra datavirus.
17. Program för att para ihop datorenheter kallas:
lastare;
förare;
översättare;
tolkar;
kompilatorer.
18. En systemdiskett krävs för:
för nödladdning av operativsystemet;
filsystematisering;
lagra viktiga filer;
behandla din dator för virus.
19. Vilken enhet har den högsta hastigheten för informationsutbyte:
CD-ROM-enhet;
hårddisk;
diskettenhet;
BAGGE;
processorregister?
flyktig.
e) Snabbare åtkomst.
g) Långsammare åtkomst.
2. Vilken Minne V bytes kommer att ockupera nästa binär
3. Volymtext 1024 bitar belägen i random access minne, med början från byten med numret 10 . Vad blir adressen sista byten
4. Lista minst fem enheter du känner extern minne.
5. Vad skillnad diskar CD- ROM, CD- RW Och CD- R?
Brådskande behövs. Mycket. 1. Vilka av följande egenskaper relaterar till RAM och vilka till externt minne? A)Det är flyktigt.
b) Dess volym mäts i tiotals och hundratals gigabyte.
c) Används för långtidslagring av information.
d) Dess volym mäts i hundratals megabyte eller flera gigabyte.
e) Snabbare åtkomst.
f) Används för tillfällig lagring av information.
g) Långsammare åtkomst.
2. Hur mycket minne i byte kommer följande binära kod att uppta: ? Förklara ditt svar.
3. Text med en volym på 1024 bitar finns i RAM, som börjar med byte nummer 10. Vad blir adressen till den sista byten som är upptagen av denna text?
4. Lista minst fem externa minnesenheter som du känner till.
5. Vad är skillnaden mellan CD-ROM, CD-RW och CD-R-skivor?
Läxa nr 5 Ämne: Datorminne 1. Vilken av följande egenskaper relaterar tilloperativ, och vilka - till extern minne?
a) Det är flyktigt.
b) Dess volym mäts i tiotals och hundratals gigabyte.
c) Används för långtidslagring av information.
d) Dess volym mäts i hundratals megabyte eller flera gigabyte.
e) Snabbare åtkomst.
f) Används för tillfällig lagring av information.
g) Långsammare åtkomst.
2. Vilken Minne V bytes kommer att ockupera nästa binär kod: ? Förklara ditt svar.
3. Volymtext 1024 bitar belägen i random access minne, med början från byten med numret 10 . Vad blir adressen sista byten, som upptas av denna text?
4. Lista minst fem enheter du känner extern minne.
EXTERNT MINNE Används för långtidslagring av information Solid-state lagringsmedia Hårdmagnetiska diskenheter (HDD) IMPLEMENTERING AV HÅRDVARA Magnetiska bandenheter – “Streamers” Laserdiskenheter (CD, Compact Disk, etc.) Lagringsmedium – inspelningsmedium/läsning och lagra information.
Variant av klassificering av lagringsmedier som används inom datorteknik Datalagringsmedia för datorer Magnetbandsmedia Optiska skivmedier Magnetooptiska flashmedia
Den huvudsakliga typen av externt minne är magnetiskt minne. Magnetisk inspelning I slutet av 1898 föreslog dansken Valdemar Poulsen en anordning för magnetisk inspelning av ljud på ståltråd. 30 år senare introducerade den tyske ingenjören Fritz Pfleumer en ljudinspelningsanordning med en bärare i form av ett pappersband, på vilket en tunn stålbeläggning applicerades. 1932 demonstrerade det tyska företaget AEG den första ljudinspelningsenheten, som kallades Magnetophon. Magnetband har den största nackdelen att kunna avmagnetisera vid långtidslagring och har en ojämn frekvensrespons (olika inspelningskänslighet vid olika frekvenser). Dessutom har varje magnetband sitt eget brus (fysiska egenskaper hos det magnetiska lagret och metoder för att spela in och spela upp ljud).
Principen för magnetisk inspelning är effekten av ett elektromagnetiskt fält på det ferromagnetiska materialet på ett magnetband, som utförs under inspelning, såväl som omskrivning av en analog signal. Magnetfältet förändras under inspelningsprocessen i enlighet med förändringar i de elektriska signalerna. Elektriska vibrationer från ljudkällan matas till inspelningshuvudet och exciterar ett magnetiskt fält med ljudfrekvens (20 Hz - 20 kHz) i det. Under påverkan av detta fält sker magnetiseringen av enskilda sektioner av magnetbandet, som förflyttas likformigt längs inspelnings-, raderings- och uppspelningshuvudena (fig.).
För att spela in och spela upp, samt använda olika data på maskinläsbara lagringsmedier, används konvertering av en analog (ljud och video) signal till digital form. Denna teknik kallas informationsdigitalisering. Principen för digitalisering (kodning) av ljud är att omvandla kontinuerliga amplitudfrekvensljud- och videosignaler av olika storlek till en kodad sekvens av tal som representerar diskreta värden för amplituderna för denna signal, tagna efter en viss tidsperiod. För att göra detta är det nödvändigt att mäta signalamplituden vid vissa tidsintervall och bestämma den genomsnittliga signalamplituden vid varje tidsintervall. Enligt Shanons (Kotelnikov) teorem måste denna tidsperiod (frekvens) inte vara mindre än dubbelt så hög som den sända ljudsignalens maximala frekvens (Fig.).
Denna frekvens kallas samplingsfrekvensen. Sampling är processen att ta sampel av en tidskontinuerlig signal vid lika åtskilda tidpunkter som utgör samplingsintervallet. Under samplingsprocessen mäts och lagras nivån på den analoga signalen. Amplitudfrekvens (Hz) Fig. 13. Konvertera analog signal till digital. Ju sällsyntare (mindre) tidsintervallen är, desto högre är kvaliteten på den kodade signalen.
Bandstationer Bandmedia används för säkerhetskopiering för att säkerställa datasäkerhet. En streamer används som sådana enheter (Fig.), och som lagringsmedium använder de magnetband i kassetter och bandkassetter. Typiskt skrivs magnetband till byte för byte, med domänen som motsvarar en binär enhet. Om läsaren inte upptäcker det, motsvarar det resulterande värdet noll.
Inspelningssystemet för magnetiska skivor och disketter liknar något inspelningssystemet för skivor. Till skillnad från det senare utförs inspelningen inte i en spiral, utan på koncentriska cirklar - spår ("spår" - traks), som ligger på båda sidor av skivan och bildar, så att säga, cylindrar. Cirklarna är i sin tur indelade i sektorer (Fig.). Varje sektor på en diskett, oavsett storleken på spåret, har samma storlek, lika med 512 byte, vilket uppnås genom olika inspelningstätheter: lägre i periferin och högre närmare mitten av disketten.
Magneto-optiskt lagringsmedium är en extern, mycket pålitlig enhet för överföring och lagring av information. Magneto-optiska skivor (MO) dök upp 1988. MO-skivan är innesluten i ett plasthölje (kassett) och är en direktåtkomstenhet. Den kombinerar magnetiska och optiska principer för informationslagring och representerar ett polykarbonatsubstrat (lager) 1,2 mm tjockt, på vilket flera magnetiska tunnfilmsskikt appliceras (Fig.). Inspelning med laser vid en temperatur på cirka 200 o. C på magnetskiktet sker samtidigt med förändringen i magnetfältet. Ris. MO-diskens sammansättning.
Dataregistrering utförs med en laser i ett magnetiskt lager. Under påverkan av temperaturen vid uppvärmningspunkten i det magnetiska lagret minskar motståndet mot polaritetsändring, och magnetfältet ändrar polariteten vid den uppvärmda punkten till motsvarande binära enhet. Vid slutet av uppvärmningen ökar motståndet, men den etablerade polariteten bibehålls. Radering skapar lika polaritet i magnetfältet, motsvarande binära nollor. I detta fall värmer laserstrålen konsekvent det raderade området. Avläsning av inspelad data i lagret utförs av en laser med lägre intensitet, vilket inte leder till uppvärmning av läsområdet. I det här fallet, till skillnad från CD-skivor, är skivans yta inte deformerad.
En kompakt optisk skiva (CD) är en plastskiva med en speciell beläggning som digitalt lagrar inspelad information. På grund av förändringen i dess rotationshastighet, rör sig spåret i förhållande till den avläsande laserstrålen med en konstant linjär hastighet. I mitten av skivan är hastigheten högre, och vid kanten är den långsammare (1,2–1,4 m/sek). CD använder en laser med strålningsvåglängd = 0,78 µm. Digital information "bränd" av en laser lagras i form av "gropar" - linjer 0,6–0,8 mikron breda och 0,9–3,3 mikron långa. Det finns tre huvudtyper av CD-skivor: ● CD-ROM, som vanligtvis spelas in på fabriken genom stämpling från en matris; ● CD-R-skivor som används för enstaka eller flera laserinspelningssessioner; ● CD-RW, designad för flera skriv-raderingscykler.
I CD-R (Compact Disk Recordable), ovanpå ett reflekterande lager av guld, silver eller aluminium, finns ett organiskt lager av speciell lågsmältande plast. På grund av detta är en sådan skiva känslig för värme och direkt solljus. CD-RW använder också en organisk komposition som ett mellanskikt, men det kan övergå från ett kristallint (transparent till laser) tillstånd till ett amorft när det utsätts för stark uppvärmning. Låg värme återför den till det kristallina tillståndet. Det är så omskrivning sker.
DVD I början av 1997 dök en CD-standard kallad DVD (Digital Video Disc) upp, främst avsedd för inspelning av högkvalitativa videoprogram. Därefter fick förkortningen DVD följande betydelse - Digital Versatile Disc (universal digital disk), eftersom den mer fullständigt motsvarar funktionerna hos dessa skivor för inspelning av ljud, video, textinformation, PC-program, etc. DVD ger högre bildkvalitet än CD. De använder en laser med kortare strålningsvåglängd = 0,635–0,66 µm. Detta gör att du kan öka inspelningstätheten, dvs minska de geometriska dimensionerna för groparna till 0,15 µm och spårstigningen till 0,74 µm.
Registreringstätheten för optiska skivor bestäms av laserns våglängd, det vill säga förmågan att fokusera en stråle med en punkt vars diameter är lika med våglängden på skivans yta. Efter DVD dök Blu-Ray-enheter upp i slutet av 2001, vilket möjliggjorde drift i det blå området av spektrumet med en våglängd på 450–400 nm.
För att öka kapaciteten används även fluorescerande skivor - FMD (Fluorescent Multilayer Disk). Principen för deras funktion är att ändra de fysikaliska egenskaperna (utseendet av fluorescerande glöd) hos vissa kemiska ämnen under påverkan av en laserstråle (Fig.). Här, istället för CD- och DVD-tekniker som använder en reflekterad signal, sänds ljus ut direkt från informationslagret under inverkan av en laser. Dessa skivor är gjorda av transparent fotokrom. Under påverkan av laserstrålning sker en kemisk reaktion i dem, och enskilda sektioner av informationslagret ("gropar") är fyllda med fluorescerande material. Denna metod kan betraktas som en volymetrisk dataregistreringsmetod. I större utsträckning är sådan inspelning möjlig med hjälp av tredimensionell holografi, som nu gör att upp till 1 TB data kan placeras i en kristall stor som en sockerbit.
Det finns två huvudtyper av flashminne som används: NAND och NOR (logisk NOR-funktion) och NAND (logisk NAND-funktion). NOR-strukturen består av parallellkopplade elementära informationslagringsceller. Denna organisation av celler ger slumpmässig tillgång till data och byte-för-byte-registrering av information. NAND-strukturen är baserad på principen om sekventiell anslutning av elementära celler som bildar grupper (16 celler i en grupp), som kombineras till sidor och sidor till block. Med denna konstruktion av en minnesmatris är det omöjligt att komma åt enskilda celler. Programmering utförs samtidigt endast inom en sida, och vid radering sker åtkomst till block eller grupper av block.
NOR-chips fungerar bra tillsammans med RAM, så de används oftare för BIOS. När man arbetar med relativt stora datamängder är skriv/raderingsprocesser i NAND-minnet mycket snabbare än i NOR-minnet. Eftersom 16 intilliggande NAND-minnesceller är anslutna i serie, utan kontaktgap, uppnås en hög täthet av celler på chippet, vilket möjliggör större kapacitet vid samma tekniska standarder. Sedan mitten av 1990-talet. NAND-chips dök upp i form av solid state-diskar (Solid State Disk, SSD). För att jämföra är åtkomsttiden för SDRAM 10–50 μs, för flashminne är den 50–100 μs, och för hårddiskar är den 5000–10000 μs.
Samsung solid state hårddisk. Läshastigheten från en sådan disk är 57 MB/s, och skrivhastigheten till den är 32 MB/s. SSD-strömförbrukningen är mindre än 5 % av traditionella hårddiskar, vilket ökar batteritiden för bärbara datorer med mer än 10 %. SSD:er ger ultrahög tillförlitlighet för datalagring och har bevisat sig i förhållanden med extrema temperaturer och luftfuktighet. S:t Petersburg-företaget ”Simply. Soft" erbjöd en Flash-drivrutin. RAID för att kombinera två flashenheter till en RAID-array.
Flash-minne är en bärbar icke-flyktig lagringsenhet. Följande flashminnesstandarder används vanligtvis: Kompakt. Blixt, smart. Media, Memory Stick, Disketter, Multi. Mediakort etc. De kan användas istället för disketter, laser- och magnetoptiska kompakta, små hårddiskar. Moderna flyttbara flashminnesenheter ger höga datautbyteshastigheter (Ultra High Speed) - mer än 16,5 Mbit/s. För att ansluta till en dators USB-port används speciella USB-minnen (Fig.), som är små mobila datalagringsenheter som inte har rörliga eller roterande mekaniska delar.
Holografi är en fotografisk metod för att registrera, reproducera och transformera vågfält. Det föreslogs första gången 1947 av den ungerske fysikern Dennis Gabor. På 1960-talet, med laserns tillkomst, blev det möjligt att noggrant spela in och återge volymetriska bilder i en litiumniobatkristall. Sedan 1980-talet, med tillkomsten av cd-skivor, har holografiska informationslagringsenheter baserade på laseroptik blivit en av de externa minnesteknologierna. Holografiskt minne representerar hela volymen av bärarens lagringsmedium, medan dataelement ackumuleras och läses parallellt.
Moderna holografiska lagringsenheter kallas HDSS (holografiskt datalagringssystem). De innehåller: en laser, en stråldelare för att dela laserstrålen, speglar för att rikta laserstrålar, en flytande kristallpanel som används som rumslig ljusmodulator, linser för fokusering av laserstrålar, en litiumniobatkristall eller fotopolymer som lagringsenhet, en fotodetektor för att läsa information (Fig.) .
Medel för långtidslagring och ackumulering av data (extern lagringsenhet) ger inspelning och läsning av stora mängder information, som kan användas: programtexter på högnivåspråk, program i maskinkod, filer med data osv. Floppy magnetiska diskenheter (FMD) och hårdmagnetiska diskenheter (HMD) av Winchester-typ används främst som externa lagringsenheter i datorer.
Diskettenheter är de viktigaste externa minnesenheterna på datorer. Informationsbäraren i NGMD är en flexibel magnetisk skiva (FMD), gjord av syntetisk film belagd med slitstark ferrolack. Information om GMD placeras i en sekventiell kod på koncentriska cirklar (spår), som var och en är uppdelad i sektorer. Sektorn är en enhet för datautbyte mellan OP och NCMD. En sektor kan innehålla 128,256, 512 eller 1024 byte data. På en PC kan de listade dataformaten installeras programmatiskt.
GMD har ett installationshål (OU) för att fixera skivan i enheten och ett indexhål (IO) för att identifiera början av spåren. För att skydda mot negativa effekter av den yttre miljön placeras GMD i ett rektangulärt hölje som har en skåra för försörjning av magnethuvuden (SMG), en indexhålsplats (FPO) och ett hål för att fästa GMD i diskenheten (OCD) ). Informationen som registreras på GMD är indelad i officiell och operativ enligt dess syfte. Serviceinformation används för att styra och synkronisera driften av flottördriften. Den är i sin tur uppdelad i information som identifierar spåret och information som identifierar sektorn. Driftinformation representerar användardata.
Kapaciteten hos hårddisken i en PC är 160 KB eller mer, beroende på antalet magnethuvuden i enheten och tätheten av datainspelning på hårddisken. Det finns följande typer av HDMD: med enkel och dubbel inspelningstäthet; unilateral - med en och bilateral - med två MGs. I dubbelsidiga hårddiskar kan båda ytorna på hårddisken användas för att skriva och läsa data. I enlighet med typerna av NGMD har motsvarande märkning av GBMD antagits: SS - enkelsidig enkeldensitetsskiva; SD - dubbel-densitet enkelsidig skiva; DD är en dubbelsidig skiva med dubbel densitet.
Tillsammans med float-enheter är utvecklade PC-modeller även utrustade med hårddiskar av typen Winchester. Deras utmärkande egenskaper är en hermetiskt förseglad enkel design av skivan, magnetiska läs- och skrivhuvuden och deras enhet, ett litet gap (jämfört med konventionella NDM) mellan magnethuvudena och skivytan (0,5 mikron), lågt klämtryck för magneten. huvud (10 g per jämfört med 350 g i konventionell NMD), liten tjocklek på magnetskivan.
Den hermetiskt tillslutna designen ökar driftsäkerheten med 2 gånger jämfört med konventionell NMD. Att minska gapet mellan skivytan och magnethuvudena ökar den längsgående och tvärgående inspelningstätheten avsevärt. NMD av typen "Winchester" anses vara den tredje generationen NMD och har egenskaper nära det maximala. Således kan en NMD med en diameter på 356 mm på en yta innehålla upp till 1770 spår (1300 MB information).
Utveckling av modem.
De första informationsbehandlingssystemen, där telegrafutrustning användes för att koppla abonnenter till datorer, skapades i början av 60-talet. I sådana system utfördes överföring med konventionell telegrafutrustning med relativt låga hastigheter, som inte översteg 110 bitar/sek.
Nästa steg i utvecklingen av dataöverföringssystem var utvecklingen av modem som ger möjlighet att överföra binär information över telefonlinjer.
Modem- en elektronisk anordning utrustad med funktionerna datamodulering vid den sändande änden av kommunikationslinjen och demodulering vid den mottagande änden av kommunikationslinjen. Att modulera en signal innebär att konvertera en signal till en form som gör att den kan sändas över långa avstånd. Till exempel är ett typiskt akustiskt modem utrustat med två koppformade mottagare på vilka telefonluren är placerad. Modemet är anslutet till en dator, från vilken det tar emot information i form av en sekvens av binära signaler - bitar. En telefon är dock utformad för att sända ljudfrekvens, och binära bitar är bara elektriska impulser, ohörbara för det mänskliga örat. Därför omvandlas elektriska impulser först till ljudfrekvenssignaler i modemet och sänds sedan över telefonlinjer. I den andra änden sker den omvända processen, som omvandlar ljudfrekvenssignaler till en sekvens av binära elektriska pulser - bitar som är lämpliga för datordrift. Sådana transformationer kallas modulering och demodulering. Den beskrivna enheten är bara ett enkelt modem.
De första modellerna av modem hade en relativt låg dataöverföringshastighet, men senare ökade överföringshastigheten över växlade kanaler till 1200 bitar/sekund i fullduplexläge - läget för samtidig inmatning och utmatning av information eller upp till 9600 bitar/sek. halvduplexläge - ett läge avsett för sekventiell in- och utmatning av information.
Sedan mitten av 60-talet påbörjades en intensiv utveckling av specialiserade informationsbehandlingssystem baserade på dedikerade kanaler. Sådana system skapas för att möta behoven hos enskilda organisationer som äger både datorresurser och kommunikationskanaler. Driften av sådana system har dock visat att de datorresurser och kommunikationskanaler som används i dem inte används tillräckligt effektivt, systemen visar sig vara dyra och dåligt anpassade till förändrade förhållanden. Många användares behov av att få tillgång till kraftfulla datorer under relativt korta tidsperioder har dykt upp.
Allt detta har lett till utvecklingen av delade dataöverföringssystem, där många användare kan, genom offentliga kommunikationsnät, ansluta till olika informationsbehandlingsmedel efter eget val.
Tangentbord.
Tangentbordet är en viktig och universell enhet för att mata in information i en dator.
Baserat på tangenternas placering är skrivbordstangentbord uppdelade i två huvudtyper, som funktionellt inte på något sätt är sämre än varandra. I det första alternativet är funktionstangenterna placerade i två vertikala rader, och det finns inga separata grupper av markörkontrolltangenter. Detta tangentbord har totalt 84 tangenter.
Den andra versionen av tangentbordet, som brukar kallas förbättrat, har 101 eller 102 tangenter. Nästan alla stationära persondatorer är utrustade med denna typ av tangentbord idag. Proffs gillar inte detta tangentbord på grund av att funktionstangenterna måste nås långt, till den allra översta raden av tangenter över hela bokstavstangentbordet. Antalet funktionstangenter i det förbättrade tangentbordet är dock inte 10, utan 12.
I en bärbar dator är tangentbordet vanligtvis en inbyggd del av designen.
Ordningen av bokstavstangenter på datorns tangentbord är standard. Idag används QWERTY-standarden överallt - enligt de sex första latinska bokstavsnycklarna på den översta raden. Det motsvarar den inhemska standarden YTSUKEN för arrangemanget av de kyrilliska nycklarna, vilket nästan liknar arrangemanget av nycklarna på en skrivmaskin.
Standardisering i storlek och arrangemang av tangenter behövs så att användaren kan arbeta "blindt" på vilket tangentbord som helst utan att lära sig om. Den blinda tiofingerarbetsmetoden är den mest produktiva, professionella och effektiva. Tyvärr visar sig tangentbordet, på grund av låg användarprestanda, vara den största flaskhalsen i ett höghastighetsdatorsystem idag.
Att arbeta med tangentbordet är väldigt enkelt och intuitivt. För att tilldela varje tangentbordstecken till en specifik byte med information används en speciell tabell med ASCII-koder (American Standard Code for Information Interchange) - en amerikansk standardkod för informationsutbyte som används på de flesta datorer.
När en tangent trycks ned sänder tangentbordet en avbrottssignal till processorn och får processorn att pausa sin operation och växla till tangentbordsavbrottsrutinen.
I det här fallet kommer tangentbordet ihåg i sitt eget specialminne vilken tangent som trycktes ned (vanligtvis kan tangentbordsminnet lagra upp till 20 koder av nedtryckta tangenter om processorn inte hinner svara på avbrottet). Efter att koden för den nedtryckta tangenten har överförts till processorn försvinner denna information från tangentbordsminnet.
Förutom att trycka, noterar tangentbordet även frisläppandet av varje tangent, vilket skickar processorn sin egen avbrottssignal med motsvarande kod.
Tecken skrivs in från tangentbordet endast vid den punkt på skärmen där markören är placerad. Markören är en rektangel eller linje med en kontrasterande färg, ett tecken långt.
Särskilda tangentbordstangenter: Speciella (service) nycklar utför följande huvudfunktioner: (ENTER) - inmatning av kommandon för exekvering av processorn; (ESC) - avbryta en åtgärd; (TAB) - flyttar markören till flikpositionen; (INS) - växlar läget för att infoga ett tecken vid markörpositionen till läget för att lämna ett tecken vid markörpositionen;
(DEL) - tar bort ett tecken vid markörens position;
(BACKSPACE) - tar bort ett tecken till vänster om markören;
(HEM) - flyttar markören till början av texten;
(END) - flyttar markören till slutet av texten;
(PGUP) - flyttar markören en skärmsida uppåt i texten;
(PGDN) - flyttar markören en skärmsida nedåt i texten;
(ALT) och (CTRL) - när dessa tangenter trycks ned samtidigt med någon annan, ändras den senares åtgärd;
(SHIFT) - att hålla denna tangent intryckt säkerställer en ändring av register;
(CAPS LOCK) - låsning/upplåsning av versaler;
