Основной функцией внешней памяти компьютера является способность долговременно хранить большой объем информации (программы, документы, аудио- и видеоклипы и пр.). Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем , или дисководом , а хранится информация на носителях (например, дискетах).
Магнитный принцип записи и считывания информации. В накопителях на гибких магнитных дисках (НГМД) и накопителях на жестких магнитных дисках (НЖМД), или винчестерах, в основу записи информации положено намагничивание ферромагнетиков в магнитном поле, хранение информации основывается на сохранении намагниченности, а считывание информации базируется на явлении электромагнитной индукции.
В процессе записи информации на гибкие и жесткие магнитные диски головка дисковода с сердечником из магнито-мягкого материала (малая остаточная намагниченность) перемещается вдоль магнитного слоя магнитожесткого носителя (большая остаточная намагниченность). На магнитную головку поступают последовательности электрических импульсов (последовательности логических единиц и нулей), которые создают в головке магнитное поле. В результате последовательно намагничиваются (логическая единица) или не намагничиваются (логический нуль) элементы поверхности носителя.
В отсутствие сильных магнитных полей и высоких температур элементы носителя могут сохранять свою намагниченность в течение долгого времени (лет и десятилетий).
При считывании информации при движении магнитной головки над поверхностью носителя намагниченные участки носителя вызывают в ней импульсы тока (явление электромагнитной индукции). Последовательности таких импульсов передаются по магистрали в оперативную память компьютера.
Гибкие магнитные диски. Гибкие магнитные диски помещаются в пластмассовый корпус. Такой носитель информации называется дискетой. В центре дискеты имеется приспособление для захвата и обеспечения вращения диска внутри пластмассового корпуса. Дискета вставляется в дисковод, который вращает диск с постоянной угловой скоростью.
При этом магнитная головка дисковода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска, на которую и производится запись или с которой производится считывание информации. Информационная емкость дискеты невелика и составляет всего 1,44 Мбайт. Скорость записи и считывания информации также мала (составляет всего около 50 Кбайт/с) из-за медленного вращения диска (360 об. /мин).
В целях сохранения информации гибкие магнитные диски необходимо предохранять от воздействия сильных магнитных полей и нагревания, так как такие физические воздействия могут привести к размагничиванию носителя и потере информации.
Жесткие магнитные диски. Жесткий магнитный диск представляет собой несколько десятков дисков, размещенных на одной оси, заключенных в металлический корпус и вращающихся с большой угловой скоростью (рис. 4.6).
За счет гораздо большего количества дорожек на каждой стороне дисков и большого количества дисков информационная емкость жесткого диска может в сотни тысяч раз превышать информационную емкость дискеты и достигать 150 Гбайт. Скорость записи и считывания информации с жестких дисков достаточно велика (может достигать 133 Мбайт/с) за счет быстрого вращения дисков (до 7200 об./мин).
 |
| Рис. 4.6. Жесткий магнитный диск |
В жестких дисках используются достаточно хрупкие и миниатюрные элементы (пластины носителей, магнитные головки и пр.), поэтому в целях сохранения информации и работоспособности жесткие диски необходимо оберегать от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.
Оптический принцип записи и считывания информации. В лазерных дисководах CD-ROM и DVD-ROM используется оптический принцип записи и считывания информации.
В процессе записи информации на лазерные диски для создания участков поверхности с различными коэффициентами отражения применяются различные технологии: от простой штамповки до изменения отражающей способности участков поверхности диска с помощью мощного лазера. Информация на лазерном диске записывается на одну спиралевидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью.
При соблюдении правил хранения (в футлярах в вертикальном положении) и эксплуатации (без нанесения царапин и загрязнений) оптические носители могут сохранять информацию в течение десятков лет.
В процессе считывания информации с лазерных дисков луч лазера, установленного в дисководе, падает на поверхность вращающегося диска и отражается. Так как поверхность лазерного диска имеет участки с различными коэффициентами отражения, то отраженный луч также меняет свою интенсивность (логические 0 или 1). Затем отраженные световые импульсы преобразуются с помощью фотоэлементов в электрические импульсы и по магистрали передаются в оперативную память.
Лазерные дисководы и диски. Лазерные дисководы (CD-ROM и DVD-ROM - рис. 4.7) используют оптический принцип чтения информации.
На лазерных CD-ROM (CD - Compact Disk, компакт-диск) и DVD-ROM (DVD - Digital Video Disk, цифровой видеодиск) дисках хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна, что отражено во второй части их названий: ROM (Read Only Memory - только чтение). Производятся такие диски путем штамповки и имеют серебристый цвет.
Информационная емкость CD-ROM диска может достигать 650 Мбайт, а скорость считывания информации в CD-ROM-накопителе зависит от скорости вращения диска. Первые CD-ROM-накопители были односкоростными и обеспечивали скорость считывания информации 150 Кбайт/с. В настоящее время широкое распространение получили 52-скоростные CD-ROM-накопители, которые обеспечивают в 52 раза большую скорость считывания информации (до 7,8 Мбайт/с).
DVD-диски имеют гораздо большую информационную емкость (до 17 Гбайт) по сравнению CD-дисками. Во-первых, используются лазеры с меньшей длиной волны, что позволяет размещать оптические дорожки более плотно. Во-вторых, информация на DVD-дисках может быть записана на двух сторонах, причем в два слоя на одной стороне.
 |
| Рис. 4.7. CD-ROM и DVD-ROM |
Первое поколение DVD-ROM-накопителей обеспечивало скорость считывания информации примерно 1,3 Мбайт/с. В настоящее время 16-скоростные DVD-ROM-дисководы достигают скорости считывания до 21 Мбайт/с.
Существуют CD-R и DVD-R-диски (R - recordable, записываемый), которые имеют золотистый цвет. Информация на такие диски может быть записана, но только один раз. На дисках CD-RW и DVD-RW (RW - ReWntable, перезаписываемый), которые имеют "платиновый" оттенок, информация может быть записана многократно.
Для записи и перезаписи на диски используются специальные CD-RW и DVD-RW-дисководы, которые обладают достаточно мощным лазером, позволяющим менять отражающую способность участков поверхности в процессе записи диска. Такие дисководы позволяют записывать и считывать информацию с дисков с различной скоростью. Например, маркировка CD-RW-дисковода "40x12x48" означает, что запись CD-R-дисков производится на 40-кратной скорости, запись CD-RW-дисков - на 12-кратной, а чтение - на 48-кратной скорости.
Flash-память. Flash-память - это энергонезависимый тип памяти, позволяющий записывать и хранить данные в микросхемах. Карты flash-памяти (рис. 1.8) не имеют в своем составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах (портативных компьютерах, цифровых камерах и др.).
 |
| Рис. 4.8. Карты flash-памяти |
Flash-память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный плоский корпус. Для считывания или записи информации карта памяти вставляется в специальные накопители, встроенные в мобильные устройства или подключаемые к компьютеру через USB-порт. Информационная емкость карт памяти может достигать 512 Мбайт.
К недостаткам flash-памяти следует отнести то, что не существует единого стандарта и различные производители изготавливают несовместимые друг с другом по размерам и электрическим параметрам карты памяти.
Вопросы для размышления
1. Каковы основные правила хранения и эксплуатации различных типов носителей информации?
Практические задания
4.4. Составить сравнительную таблицу основных параметров устройств хранения информации (емкость, скорость обмена, надежность хранения информации, цена хранения одного мегабайта).
Тесты по информатике с ответами. Вариант 3
1) Чему равен 1 Кбайт?
1. 1000 бит 2. 1000 байт 3. 1024 бит 4. 1024 байт
2) Какое устройство обладает наибольшей скоростью обмена информацией?
1. CD-ROM дисковод 2. жесткий диск
3. дисковод для гибких дисков 4. микросхемы оперативной
памяти
3) В целях сохранения информации гибкие диски необходимо оберегать от…
1. холода 2. загрязнения
3. магнитных полей 4. перепадов атмосферного давления
4) Системная дискета необходима для…
1. первоначальной загрузки 2. систематизации
операционной системы файлов
3. хранения важных файлов 4. “лечения” компьютера
от вирусов
5) Информационной моделью организации учебного процесса в школе является…
1. правила поведения учащихся 2. список класса
3. расписание уроков 4. перечень учебников
6) Каково будет значение переменной Х после выполнения операций присваивания:
1. 5 2. 6 3. 1 4. 10
7) В текстовом редакторе при задании параметров страницы устанавливаются…
1. гарнитура, размер, начертание 2. отступ, интервал
3. поля, ориентация 4. стиль, шаблон
1. размер шрифта 2. тип файла
3. параметры абзаца 4. размеры страницы
9) В электронных таблицах нельзя удалить…
1. столбец 2. строку 3. имя ячейки 4. содержимое
10) Результатом вычислений в ячейке С1 будет:
«Звуковая карта» - Актуально для Интернет-телефона. Методы воспроизведения MIDI – звука: Поддержка аппаратного декодирования MP3. Основные форматы компьютерного звука: Звуковая карта (характеристики): Звуковая информация на ПК. Параметры. Звуковая карта -. Midi-карточка «лезет в банк» и проигрывает мелодию. Элементы звуковой карты:
«Аппаратное обеспечение компьютера» - 3. Как устроен компьютер. Порты бывают параллельные (LPT), последовательные (COM) и универсальные последовательные (USB). 6. 11. К последовательному порту подключается модем. © Хацкевич Александр Георгиевич. 9. 2.
«Основные устройства компьютера» - Справка. Основные устройства персонального компьютера. Чаще всего представляет собой рукоятку с кнопками управления. ?. Системный блок. Манипулятор джойстик Устройство ручного управления компьютерными играми.
«Схема для компьютера» - Устройства вывода. Внутренняя (оперативная) Внешняя. Процессоры. Память. Устройства ввода. Мониторы Принтеры Наушники, колонки Плоттеры (графопостроители). Клавиатура Сканер Микрофон Цифровые камеры Цифровые фотоаппараты. Как же происходит движение информации в ходе работы компьютера? Схема компьютера.
«Из чего состоит компьютер» - Все теперь видеокарта установлена и готова к использованию. В видеокарте находится своя встроенная оперативная память и свой процессор с кулером. 4. Кулер для процессора. И так давайте приступим к установке материнской платы в корпус (системный блок). Очень важным элементом компьютера является оперативная память.
«Компьютер и его устройства» - 1.Внешняя память 2.Оперативная память 3.Процессор 4.Монитор 5. Клавиатура. При включении компьютера процессор обращается: А) внешняя память; Б) монитор; В) процессор; Г) клавиатура. Укажите устройства, не являющиеся устройствами ввода информации: на винчестере на CD-ROM диске на ГМД в оперативной памяти.
Итоговый тест по информатике для 7 класса
Задания с выборочным ответом:
1. процессор обрабатывает информацию, представленную:
1. в десятичной системе счисления
2. на английском языке
3. на русском языке
4. на машинном языке (в двоичном коде)
2. при несоблюдении санитарно-гигиенических требований компьютера вредное влияние на здоровье человека может оказывать следующее устройство компьютера:
1. принтер
2. монитор
3. системный блок
4. мышь
3. в целях сохранения информации жесткие магнитные диски необходимо оберегать от:
1.пониженной температуры
2.перепадов атмосферного давления
3.света
4.ударов при установке
4. в целях сохранения информации гибкие магнитные диски необходимо оберегать от:
1. пониженной температуры
2. магнитных полей
3.света
4.перепадов атмосферного давления
5.в целях сохранения информации лазерные диски необходимо оберегать от:
1.пониженной температуры
2.магнитных полей
3.загрязнений
4.света
6.компьютерная программа может управлять работой компьютера, если она находится:
1. в оперативной памяти
2.на гибком диске
3.на CD -диске
4.на жестком диске
7.файл – это:
1. данные в оперативной памяти
2. программы или данные на диске, имеющие имя
3. программа в оперативной памяти
4. текст, распечатанный на принтере
8.при быстром форматировании гибкого диска:
1. стираются все данные
2. производится дефрагментация диска
3. производится проверка поверхности диска
4. производится очистка каталога диска
9.при полном форматировании гибкого диска:
1. стираются все данные
2.производится очистка каталога диска
3. диск становится системным
4.производится дефрагментация диска
10.в процессе дефрагментации диска каждый файл записывается:
1.в нечетных секторах
2.в произвольных секторах
3.обязательно в последовательно расположенных секторах
4. в четных секторах
11.при выключении компьютеров вся информация теряется:
1. на гибком диске
2.на жестком диске
3. на CD -диске
4.в оперативной памяти
12.системный диск необходим для:
1.загрузки операционной системы
2.хранения важных файлов
3.систематизации файлов
4.лечения компьютеров от вирусов
13.в процессе загрузки операционной системы происходит:
1.копирование файлов операционной системы с гибкого диска на жесткий диск
2.копирование файлов операционной системы с
4.копирование содержимого оперативной памяти на жесткий диск
14.драйвер – это:
1.устройство компьютера
2.программа, обеспечивающая работу устройства
3.язык программирования
4.прикладная программа
15.вершиной иерархической системы папок графического интерфейса Windows является папка:
1.рабочий стол
2.корневого каталога диска
3.мой компьютер
4.сетевое окружение
16.растровые графические изображения формируются из:
1.линий
2.окружностей
3.прямоугольников
4.пикселей
17.векторные графические изображения хорошо поддаются масштабированию (изменению размеров) так как:
1.используется высокое пространственное разрешение
2.они формируются из графических примитивов (линий, окружностей, прямоугольников, так далее)
3.они формируются из пикселей
4.используется палитра с большим количеством цветов.
Ответы:
1,4 2,2 3,4 4,2 5,3 6,1 7,2 8,4 9,1 10,3 11,4 12,1 13,1 14,2 15,1 16,4 17,2
Основной функцией внешней памяти компьютера является способность долговременно хранить большой объем информации (программы, документы, аудио-и видеоклипы и т. д.). Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется на копателем или дисководом, а хранится информация на носителях (например, дискетах).
Гибкие магнитные диски (НГМД, дискета, floppy disk) – носитель небольшого объёма информации на гибком пластиковом диске в защитной оболочке. Диск покрыт с обеих сторон магнитным окислом. Способ записи – магнитное кодирование. Информация записывается по концентрическим дорожкам – трекам, которые делятся на сектора. Ёмкость сектора постоянна и равна 512 байт. Диаметр дискеты 3,5 дюйма (89 мм). Каждая сторона диска при форматировании разбивается на 80 дорожек и 18 секторов. Поэтому ёмкость дискеты 80*18*512*2=1,4Мб (реально 1,38 Мб). Информация записывается и считывается магнитными головками. Скорость вращения диска медленная - 360 оборотов в минуту (6 в секунду). Диск вращается только при обращении. Скорость считывания данных 50Кбайт в секунду. Гибкие диски необходимо оберегать от магнитных полей и нагревания.
Жёсткие магнитные диски (HDD-hard disk drive, винчестер) – запоминающее устройство большой ёмкости - до 400Гб . Состоит из нескольких десятков металлических дисков, размещённых на одной оси, заключенных в корпус. Скорость записи и считывания – 133Мб в секунду, скорость вращения дисков 7200 оборотов в минуту. Диски вращаются непрерывно всё время работы компьютера. Из-за хрупкости внутренних элементов (головок, пластин и т.д.)винчестер необходимо оберегать от ударов .
Оптические диски (лазерные, CD – компакт-диски, DVD-цифровое видеодиски:
CD-ROM (read only memory)- диск только для чтения, появился в 1986 году, ёмкость 780 Мбайт (500 дискет), прозрачный полимерный диск диаметром 12 см, толщиной 1,2мм. На одну сторону нанесен светоотражающий слой алюминия, покрытый слоем лака. Для создания CD-ROM применяется штамповка металлической матрицей. При штамповке на поверхности пластмассы появляются питы – углубления – это 0, промежутки между питами – 1). Информация записывается на одну спиралевидную дорожку, начинающуюся у оси (на каждом дюйме 2,54 см 16 тысяч витков спирали).
CD-R (recordable) для однократной записи, болванка, 700 Мбайт. Основной пластмассовый слой не содержит информации, а только пустую дорожку для ориентации лазерного луча. Второй слой – плёнка из органических молекул (цианиты), потом – металл и лак. При нагревании мощным лазерным лучом молекулы меняю свои оптические свойства (перестают пропускать свет), образуя питы.
CD-RW (rewritable) для многократной записи, несколько Гб. Вместо органических молекул – плёнка из сплавов редких металлов. При нагревании металл переходит в аморфное состояние и остаётся в нем, образуя питы – участки, плохо отражающие свет. При повторном нагреве того же участка металл возвращается в исходное состояние. (несколько тысяч раз).
DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW . Ёмкость до 17 Гб. Могут быть двухсторонними и двухслойными. Витки спирали чаще, питы меньше, так как для записи и считывания информации используется лазерный луч с меньшей длиной волны.
Для считывания информации используют лазерный луч, который направляется на поверхность и отражается. Отраженные световые импульсы (которые имеют разную интенсивность из-за неоднородности поверхности диска) с помощью фотоэлементов преобразуются в электрические импульсы.
Flash-память – энергонезависимы вид внешней памяти, представляет собой микросхему в корпусе, подключается к USB-порту. Ёмкость - несколько Гб.
В разработке FMD (fluorescent multilayer dick) – флуоресцентный многослойные диск. Содержит 10 слоёв, диаметр 5 дюймов, ёмкость 140Гб. Совершенно прозрачный, изготовлен из поликарбоната. Состоит из ячеек (питов), заполненных органическим веществом (фотохромом), которое может испускать свет. Будущее – за многослойностью и объёмностью – трёхмерная голография.
Для пользователя имеют существенное значение некоторые технические характеристики различных устройств хранения информации: информационная емкость, скорость обмена информацией, надежность ее хранения.
9. Функциональная схема компьютера. Основные устройства компьютера, их назначение и взаимосвязь.
Процессор. Процессор может обрабатывать различные виды информации: числовую, текстовую, графическую, видео и звуковую. Процессор является электронным устройством, поэтому различные виды информации должны в нем обрабатываться в форме последовательностей электрических импульсов.
Такие последовательности электрических импульсов можно записать в виде последовательностей нулей и единиц (есть импульс - единица, нет импульса - нуль), которые называются машинным языком.
Устройства ввода и вывода информации. Человек не воспринимает электрические импульсы и очень плохо понимает информацию, представленную в форме последовательностей нулей и единиц, следовательно, в составе компьютера требуются специальные устройства ввода и вывода информации.
Устройства ввода «переводят» информацию с языка человека на машинный язык компьютера, а устройства вывода, наоборот, делают информацию, представленную на машинном языке, доступной для человеческого восприятия.
Устройства ввода информации. Ввод числовой и текстовой информации осуществляется с помощью клавиатуры. Для ввода графической информации или работы с графическим интерфейсом программ чаще всего применяют манипуляторы типа мышь (для настольных персональных компьютеров) и трекбол или тачпад (для портативных компьютеров).
Если мы хотим ввести в компьютер фотографию или рисунок, то используем специальное устройство - сканер. В настоящее время все большее распространение получают цифровые камеры (фотоаппараты и видеокамеры), которые формируют изображения уже в компьютерном формате. Для ввода звуковой информации предназначен микрофон, подключенный ко входу специальной звуковой платы, установленной в компьютере.
Управлять компьютерными играми удобнее посредством специальных устройств - игровых манипуляторов (джойстиков).
Устройства вывода информации. Наиболее универсальным устройством вывода является монитор, на экране которого высвечивается числовая, текстовая, графическая и видеоинформация.
Для сохранения информации в виде «твердой копии» на бумаге служит принтер, а для вывода на бумагу сложных чертежей, рисунков и схем большого формата - плоттер (графопостроитель).
Вывод звуковой информации осуществляется с помощью акустических колонок или наушников, подключенных к выходу звуковой платы.
Оперативная и долговременная память. В компьютере информация хранится в оперативной (внутренней) памяти. Однако при выключении компьютера вся информация из оперативной памяти стирается.
Долговременное хранение информации обеспечивается внешней памятью. В качестве устройств внешней памяти обычно выступают накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) и оптические накопители (CD-ROM и DVD-ROM).
Магистраль. Обмен информацией между отдельными устройствами компьютера производится по магистрали (рис. 8).
Подключение компьютера к сети. Человек постоянно обменивается информацией с окружающими его людьми. Компьютер может обмениваться информацией с другими компьютерами с помощью локальных и глобальных компьютерных сетей. Для этого в его состав включают сетевую плату и модем.
