У каждого пользователя есть информация, которую хотелось бы сохранить на длительное время. Фото, видео, аудио или важные документы. Однако, просто записать их на жесткий диск и не трогать недостаточно. Постепенно накопитель изнашивается, к тому же не стоит забывать про сбои или повреждения. В данной статье будет описано то, как правильно хранить информацию для лучшей сохранности.

Общие принципы безопасного хранения информации

• Необходимо делать несколько копий . Действительно важные файлы лучше записать на несколько устройств или накопителей, что позволит с большей вероятностью сохраниться хоть одному носителю в случае непредвиденных обстоятельств.
• Данные лучше хранить в широко распространенных и известных форматах . Если это текстовый документ, то лучше сохранить его в формате txt, чем в каком-то экзотическом. Вероятность того, что через десяток лет будут программы способные открыть самый распространенный формат гораздо выше, чем если это будет файл, который способна запускать лишь пара утилит.
• Чем целее данные, тем лучше. Не стоит зашифровать , архивировать или сжимать данные. В случае небольшого повреждения обычного файла есть хорошие шансы на его запуск, а в случае повреждения архивированного или шифрованного шансы небольшие.
• Также не стоит забывать проверять свои данные время от времени, если носителю много лет или есть сомнения в его целостности, то лучше будет пересохранить информацию на новый накопитель, также хорошей идеей будет использование новых устройств и типов записи.

Использование традиционных накопителей

В этом разделе будут описаны стандартные варианты хранения информации, а также преимущества и недостатки каждого из них.

1. CD, DVD, Blu-Ray теоретически, эти накопители способны хранится очень долго, также, как и информация на них. Однако, здесь существует множество нюансов, поэтому этот способ будет рассмотрен более подробно ниже.
2. Облачные хранилища . В них данные могут хранится неограниченно долго. Это в идеальном мире. Фактически, они будут там пока это выгодно компаниям и приносит им выгоду. К тому же, судя по лицензионным соглашениям, никакой ответственности за сохранение информации они не несут. К тому же, пользователь может просто забыть пароль или его могут взломать. Так что нет никакой гарантии, что здесь эта информации будет сохранена надежнее, чем на обычном жестком диске.

Используем оптические диски

Этот способ является самым надежным в плане долговечности, некоторые производители называют сроки чуть ли не в сотню лет. Однако многие сталкивались с такой ситуацией, что болванка может не читаться не то, что через пару лет, а даже через несколько месяцев. Этому есть несколько причин.

На что обратить внимание при выборе диска

В дисках очень важны материалы из которых изготовлен отражающий и записываемый слои, а также остальные части диска.

Записываемый слой в идеале должен состоять из фталоцианина , а отражающий слой из золота или серебра. Хотя производители могут подобрать и другое сочетание веществ. К тому же пользователи такие тонкости не нужны. Все, что нужно знать — это то, что диски для длительного хранения данных имеют в своем названии отсылку к архивам или прямо называются архивными, например, DVD-R Mitsui MAM-A Gold Archival или Verbatim UltraLife Gold Archival . Стоят они гораздо дороже и найти их в магазинах вряд ли получится, придется заказывать в других странах. К тому же, стоят они гораздо дороже обычных дисков, зато и хранят информацию дольше, до 100 лет.

Из доступных вариантов можно приобрести Verbatim или Sony , произведенные в Тайване.

Далее представлена диаграмма, которая отображают количество ошибок считывания информации с диска в зависимости от времени, проведенного им в агрессивной среде.

Millenniata M-Disk

Как видно из графика, эта фирма выпускает одни из надежнейших дисков. Фактически, большая часть отличий состоит в материале и способе записи. На этих носителях используется не органический, а стеклоуглеродный слой для записи информации.

При этом, вместо смены цвета, как делается при записи обычных оптических накопителей, здесь в прямом смысле происходит прожиг материала.

Это позволяет данным хранится гораздо дольше, и они меньше зависят от внешних факторов. Можно найти множество роликов в интернете, в которых над этими дисками издеваются как могут, а они продолжают работать. Так что, если информация действительно будет хранится долгое время, стоит задумать о приобретении дисков этого производителя.

Средства долговременного хранения и накопления данных (внешнее запоминающие устройство) обеспечивают запись и чтение больших массивов информации, в качестве которых могут использоваться: тексты программ на языках высокого уровня, программы в машинных кодах, файлы с данными и т.д. В качестве внешних запоминающих устройств в ПЭВМ в основном используются накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) и накопители на жестких магнитных дисках (НМД) типа "винчестер".

Накопители на гибких магнитных дисках являются основными устройствами внешней памяти ПЭВМ. Носителем информации в НГМД служит гибкий магнитный диск (ГМД), изготовленный из синтетической пленки, покрытой износоустойчивым ферролаком. Информация на ГМД размещается в последовательном коде на концентрических окружностях (дорожках), каждая из которых разбита на секторы. Сектор является единицей обмена данными между ОП и НГМД. В одном секторе может размещаться 128,256, 512 или 1024 байт данных. В ПЭВМ перечисленные форматы данных можно устанавливать программно.

ГМД имеет установочное отверстие (УО) для фиксации диска в дисководе и индексное отверстие (ИО) для идентификации начала дорожек. Для защиты от неблагоприятных воздействий внешней среды ГМД помещается в прямоугольный конверт, имеющий прорезь для подвода магнитных головок (ПМГ), прорезь индексного отверстия (ПИО) и отверстие крепления ГМД в дисководе (ОКД). Информация, которая записывается на ГМД, по своему назначению подразделяется на служебную и рабочую. Служебная информация используется для управления и синхронизации работы НГМД. Она в свою очередь подразделяется на информацию, индентефицирующую дорожку, и информацию, индентефицирующую сектор. Рабочая информация представляет данные пользователя.

Емкость НГМД в ПЭВМ составляет 160 Кбайт и более в зависимости от количества магнитных головок в накопителе и плотности записи данных на ГМД. Существуют следующие разновидности НГМД: с одинарной и двойной плотностью записи; односторонние - с одной и двусторонние - с двумя МГ. В двусторонних НГМД для записи и чтения данных можно использовать обе поверхности ГМД. В соответствии с разновидностями НГМД принята и соответствующая маркировка ГМД: SS - односторонний диск одинарной плотности; SD - односторонний диск двойной плотности; DD - двусторонний диск двойной плотности.

Наряду с НГМД развитые модели ПЭВМ комплектуются также накопителями на магнитных дисках типа "винчестер". Их отличительные особенности -герметично закрытая единая конструкция диска, магнитных головок чтение-записи и их привода, небольшой зазор (по сравнению с обычными НДМ) между магнитными головками и поверхностью диска(0,5 мкм), небольшое давление прижима магнитной головки (10 г по сравнению с 350 г в обычных НМД), малая толщина магнитного диска.

Герметично закрытая конструкция увеличивает в 2 раза надежность работы по сравнению с обычным НМД. Уменьшение зазора между поверхностью диска и магнитными головками значительно увеличивает продольную и поперечную плотность записи. НМД типа "винчестер" считаются третьем поколением НМД и имеют близкие к предельным характеристики. Так, НМД диаметром 356 мм на одной поверхности может включать до 1770 дорожек (1300 Мбайт информации).

Разработка модемов.

Первые системы обработки информации, в которых для подключения абонентов к ЭВМ применялась телеграфная аппаратура, были созданы в начале 60-х годов. В таких системах передача велась с применением обычной телеграфной аппаратуры при относительно низких скоростях, не превышающих 110 бит/сек.

Следующим этапом в развитии систем передачи данных явилась разработка модемов, обеспечивающих возможность передачи двоичной информации по телефонным линиям.

Модем - электронное устройство, наделенное функциями модулирования данных на передающем конце линии связи и демодулирования на принимающем конце линии связи. Модулирование сигнала означает преобразование сигнала к виду, позволяющему передавать его на дальние расстояния. Например, типичный акустический модем оборудован двумя чашеобразными рецепторами, на которые кладется телефонная трубка. Модем подсоединен к компьютеру, от которого принимает информацию в виде последовательности двоичных сигналов - битов. Однако телефон предназначен для передачи звуковой частоты, а двоичные биты - это всего лишь электрические импульсы, не слышные человеческому уху. Поэтому электрические импульсы предварительно преобразуются в модеме в сигналы звуковой частоты, а затем передаются по телефонным линиям. На другом конце происходит обратный процесс переводы сигналов звуковой частоты в последовательность двоичных электрических импульсов - битов, пригодных для работы компьютера. Такие преобразования называются модулированием и демодулированием, описанное устройство является всего лишь простейшим модемом.

Первые образцы модемов имели относительно низкую скорость передачи данных, однако в дальнейшем скорость передачи по коммутируемым каналам возросла до 1200 бит/сек в дуплексном режиме - режиме одновременного ввода и вывода информации или до 9600 бит/сек в полудуплексном режиме - режиме предназначенном для поочередного ввода и вывода информации.

С середины 60-х годов начинается интенсивное развитие специализированных систем обработки информации, базирующихся на выделенных каналах. Такие системы создаются для обеспечения потребностей отдельных организаций, владеющих как вычислительными ресурсами, так и каналами связи. Однако эксплуатация таких систем показала, что применяемые в них вычислительные ресурсы и каналы связи используются недостаточно эффективно, системы оказываются дорогими и мало приспособленными к изменяющимся условиям. Выявилась потребность многих пользователей обращаться к мощным вычислительным машинам на относительно короткие промежутки времени.

Все это привело к разработке систем передачи данных коллективного пользования, в которых многие пользователи могут через сети связи общего пользования подключаться по своему выбору к различным средствам обработки информации.

Клавиатура.

Клавиатура важное и универсальное устройство ввода информации в компьютер.

По расположению клавиш настольные клавиатуры делятся на два основных типа, функционально ничуть не уступающие друг другу. В первом варианте функциональные клавиши располагаются в двух вертикальных рядах, а отдельных группы клавиш управления курсором нет. Всего в такой клавиатуре 84 клавиши.

Второй вариант клавиатуры, которую принято называть усовершенствованной, имеет 101 или 102 клавиши. Клавиатурой такого типа снабжаются сегодня почти все настольные персональные компьютеры. Профессионалы не любят эту клавиатуру из-за того, что к функциональным клавишам приходиться далеко тянуться, в самый верхний ряд клавиш через всю буквенную клавиатуру. Однако количество функциональных клавиш в усовершенствованной клавиатуре не 10, а все 12.

В портативном компьютере клавиатура обычно является встроенной частью конструкции.

Расположение буквенных клавиш на компьютерных клавиатурах стандартно. Сегодня повсеместно применяется стандарт QWERTY -по первым шести латинским буквенным клавишам верхнего ряда. Ему соответствует отечественный стандарт ЙЦУКЕН расположения клавиш кириллицы, практически аналогичный расположению клавиш на пишущей машинке.

Стандартизация в размере и расположении клавиш нужна для того, чтобы пользователь на любой клавиатуре мог без переучивания работать “слепым методом”. Слепой десятипальцевый метод работы является наиболее продуктивным, профессиональным и эффективным. Увы, клавиатура из-за низкой производительности пользователя оказывается сегодня самым “узким местом” быстродействующей вычислительной системы.

Работать с клавиатурой очень просто и наглядно. Чтобы каждому символу клавиатуры поставить в соответствие определенный байт информации, используют специальную таблицу кодов ASCII (American Standart Code for Information Interchange) -американский стандарт кодов для обмена информацией, применяемой на большинстве компьютеров.

После нажатия клавиши клавиатура посылает процессору сигнал прерывания и заставляет процессор приостановить свою работу и переключиться на программу обработки прерывания клавиатуры.

При этом клавиатура в своей собственной специальной памяти запоминает, какая клавиша была нажата (обычно в памяти клавиатуры может храниться до 20 кодов нажатых клавиш, если процессор не успевает ответить на прерывание). После передачи кода нажатой клавиши процессору эта информация из памяти клавиатуры исчезает.

Кроме нажатия клавиатура отмечает также и отпускание каждой клавиши, посылая процессору свой сигнал прерывания с соответствующим кодом.

Ввод символов с клавиатуры осуществляется только в той точке экрана, где располагается курсор. Курсор представляет собой прямоугольник или черту контрастного цвета длинной в один символ.

Специальные клавиши клавиатуры : Специальные (служебные) клавиши выполняют следующие основные функции: {ENTER} -ввод команд на выполнение процессором; {ESC} -отмена какого-либо действия; {TAB} -перемещение курсора на позицию табуляции; {INS} -переключение режима вставки символа в положении курсора в ражим забоя символа в положении курсора;

{DEL} -удаление символа в положении курсора;

{BACKSPACE} -удаление символа слева от курсора;

{HOME} -перемещение курсора в начало текста;

{END} -перемещение курсора в конец текста;

{PGUP} -перемещение курсора на одну экранную страницу по тексту вверх;

{PGDN} -перемещение курсора на одну экранную страницу по тексту вниз;

{ALT} и {CTRL} -при одновременном нажатии этих клавиш с какой-либо другой вызывается изменение действия последней;

{SHIFT} -удержание этой клавиши в нажатом состоянии обеспечивает смену регистра;

{CAPS LOCK} -фиксация/расфиксация регистра заглавных букв;

электронное вычислительное устройство для обработки чисел;
устройство для хранения информации любого вида;
многофункциональное электронное устройство для работы с информацией;
устройство для обработки аналоговых сигналов.
2. Производительность работы компьютера (быстрота выполнения операций) зависит от:
размера экрана монитора;
тактовый частоты процессора;
напряжения питания;
быстроты нажатия на клавиши;
объема обрабатываемой информации.
3. Тактовая частота процессора - это:
число двоичных операций, совершаемых процессором в единицу времени;
количество тактов, выполняемых процессором в единицу времени;
число возможных обращений процессора к оперативной памяти в единицу времени;
скорость обмена информацией между процессором и устройством ввода/вывода;
скорость обмена информацией между процессором и ПЗУ.
4. Манипулятор "мышь" - это устройство:
ввода информации;
модуляции и демодуляции;
считывание информации;
для подключения принтера к компьютеру.
5. Постоянное запоминающее устройство служит для:
хранения программы пользователя во время работы;
записи особо ценных прикладных программ;
хранения постоянно используемых программ;
хранение программ начальной загрузки компьютера и тестирование его узлов;
постоянно хранения особо ценных документов.
6. Для долговременного хранения информации служит:
оперативная память;
процессор;
магнитный диск;
дисковод.
7. Хранение информации на внешних носителях отличается от хранения информации в оперативной памяти:
тем, что на внешних носителях информация может хранится после отключения питания компьютера;
объемом хранения информации;
возможность защиты информации;
способами доступа к хранимой информации.
8. Во время исполнения прикладная программ хранится:
в видеопамяти;
в процессоре;
в оперативной памяти;
в ПЗУ.
9. При отключении компьютера информация стирается:
из оперативной памяти;
из ПЗУ;
на магнитном диске;
на компакт-диске.
10. Привод гибких дисков - это устройство для:
обработки команд исполняемой программы;
чтения/записи данных с внешнего носителя;
хранения команд исполняемой программы;
долговременного хранения информации.
11. Для подключения компьютера к телефонной сети используется:
модем;
плоттер;
сканер;
принтер;
монитор.
12. Программное управление работой компьютера предполагает:
необходимость использования операционной системы для синхронной работы аппаратных средств;
выполнение компьютером серии команд без участия пользователя;
двоичное кодирование данных в компьютере;
использование специальных формул для реализации команд в компьютере.
13. Файл - это:
элементарная информационная единица, содержащая последовательность байтов и имеющая уникальное имя;
объект, характеризующихся именем, значением и типом;
совокупность индексированных переменных;
совокупность фактов и правил.
14. Расширение файла, как правило, характеризует:
время создания файла;
объем файла;
место, занимаемое файлом на диске;
тип информации, содержащейся в файле;
место создания файла.
15. Полный путь файлу: c:\books\raskaz.txt. Каково имя файла?
books\raskaz;.
raskaz.txt;
books\raskaz.txt;
txt.
16. Операционная система это -
совокупность основных устройств компьютера;
система программирования на языке низкого уровня;
программная среда, определяющая интерфейс пользователя;
совокупность программ, используемых для операций с документами;
программ для уничтожения компьютерных вирусов.
17. Программы сопряжения устройств компьютера называются:
загрузчиками;
драйверами;
трансляторами;
интерпретаторами;
компиляторами.
18. Системная дискета необходима для:
для аварийной загрузки операционной системы;
систематизации файлов;
хранения важных файлов;
лечения компьютера от вирусов.
19. Какое устройство обладает наибольшей скоростью обмена информацией:
CD-ROM дисковод;
жесткий диск;
дисковод для гибких магнитных дисков;
оперативная память;
регистры процессора?

1. Какие из перечисленных ниже характеристик относятся к оперативной, а какие – к внешней памяти? а) Является

энергозависимой.

д) Более быстрый доступ.

ж) Более медленный доступ.

2. Какой объём памяти в байтах будет занимать следующий двоичный

3. Текст объёмом 1024 бита располагается в оперативной памяти , начиная с байта с номером 10 . Каков будет адрес последнего байта

4. Перечислите не менее пяти известных вам устройств внешней памяти.

5. В чём отличие дисков CD - ROM , CD - RW и CD - R ?

Срочно нужно. Очень. 1. Какие из перечисленных ниже характеристик относятся к оперативной, а какие – к внешней памяти? а)

Является энергозависимой.

б) Её объём измеряется десятками и сотнями гигабайт.

в) Используется для долговременного хранения информации.

г) Её объём измеряется сотнями мегабайт или несколькими гигабайтами.

д) Более быстрый доступ.

е) Используется для временного хранения информации.

ж) Более медленный доступ.

2. Какой объём памяти в байтах будет занимать следующий двоичный код: ? Поясните свой ответ.

3. Текст объёмом 1024 бита располагается в оперативной памяти, начиная с байта с номером 10. Каков будет адрес последнего байта, который занят данным текстом?

4. Перечислите не менее пяти известных вам устройств внешней памяти.

5. В чём отличие дисков CD-ROM, CD-RW и CD-R?

Домашнее задание №5 Тема: Компьютерная память 1. Какие из перечисленных ниже характеристик относятся к

оперативной , а какие – к внешней памяти?

а) Является энергозависимой.

б) Её объём измеряется десятками и сотнями гигабайт.

в) Используется для долговременного хранения информации.

г) Её объём измеряется сотнями мегабайт или несколькими гигабайтами.

д) Более быстрый доступ.

е) Используется для временного хранения информации.

ж) Более медленный доступ.

2. Какой объём памяти в байтах будет занимать следующий двоичный код: ? Поясните свой ответ.

3. Текст объёмом 1024 бита располагается в оперативной памяти , начиная с байта с номером 10 . Каков будет адрес последнего байта , который занят данным текстом?

4. Перечислите не менее пяти известных вам устройств внешней памяти.

Классификация устройств долговременного хранения информации

Самыми распространенными являются накопители на магнитных дисках, которые делятся на накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) и накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), и накопители на оптических дисках, такие как накопители CD-ROM, CD-R, CD-RW и DVD-ROM.

Подробная характеристика устройств долговременного хранения информации

· Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД)

НЖМД - это основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. Другие названия: жесткий диск, винчестер, HDD (Hard Disk Drive). Внешне, винчестер представляет собой плоскую, герметически закрытую коробку, внутри которой находятся на общей оси несколько жестких алюминиевых или стеклянных пластинок круглой формы. Поверхность любого из дисков покрыта тонким ферромагнитным слоем (вещество, которое реагирует на внешнее магнитное поле), собственно на нем хранятся записанные данные. При этом запись проводится на обе поверхности каждой пластины (кроме крайних) с помощью блока специальных магнитных головок. Каждая головка находится над рабочей поверхностью диска на расстоянии 0,5-0,13 мкм. Пакет дисков вращается непрерывно и с большой частотой (4500-10000 об/мин), поэтому механический контакт головок и дисков недопустим .

Существует огромное количество разных моделей жестких дисков многих фирм, таких как Seagate, Maxtor, Quantum, и т.д. Для обеспечения совместимости винчестеров, разработаны стандарты на их характеристики, определяющие номенклатуру соединительных проводников, их размещение в переходных разъемах, электрические параметры сигналов. Распространенными являются стандарты интерфейсов IDE (Integrated Drive Electronics) или ATA и более продуктивные EIDE (Enhanced IDE) и SCSI (Small Computer System Interface). Характеристики интерфейсов, с помощью которых винчестеры связаны с материнской платой, в значительной степени определяют производительность современных жестких дисков.

Среди других параметров, которые влияют на быстродействие HDD, следует отметить следующие:

• § скорость обращения дисков - в наше время выпускаются накопители EIDE с частотой обращения 4500-7200 об/мин, и накопители SCSI - 7500-10000 об/мин;
• § емкость кэш-памяти - во всех современных дисковых накопителях устанавливается кэш-буфер, ускоряющий обмен данными; чем больше его емкость, тем выше вероятность того, что в кэш-памяти будет необходимая информация, которую не надо считывать с диска (этот процесс в тысячи раз медленней); емкость кэш-буфера в разных устройствах может изменяться в границах от 64 Кбайт до 2Мбайт;
• § среднее время доступа - время (в миллисекундах), на протяжении которого блок головок смещается с одного цилиндра на другой. Зависит от конструкции привода головок и составляет приблизительно 10-13 миллисекунд;
• § время задержки - это время от момента позиционирования блока головок на нужный цилиндр до позиционирования конкретной головки на конкретный сектор, другими словами, это время поиска нужного сектора;
• § скорость обмена - определяет объемы данных, которые могут быть переданы из накопителя к микропроцессору и в обратном направлении за определенные промежутки времени; максимальное значение этого параметра равно пропускной способности дискового интерфейса и зависит от того, какой режим используется : PIO или DMA; в режиме PIO обмен данными между диском и контроллером происходит при непосредственном участии центрального процессора, чем больше номер режима PIO, тем выше скорость обмена; работа в режиме DMA (Direct Memory Access) разрешает передавать данные непосредственно в оперативную память без участия процессора; скорость передачи данных в современных жестких дисках колеблется в диапазоне 30-60 Мбайт/с.
• · Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД)

НГМД или дисковод вмонтирован в системный блок. Гибкие носители для НГМД выпускают в виде дискет (другое название флоппи-диск). Собственно, носитель - это плоский диск со специальной, достаточно плотной пленкой, покрытой ферромагнитным слоем и помещенной в защитный конверт с подвижной задвижкой в верхней части. Дискеты используются, в основном, для оперативного переноса небольших объемов информации с одного компьютера на другой. Данные, записанные на дискете можно защитить от стирания или перезаписи. Для этого нужно передвинуть маленькую защитную задвижку в нижней части дискеты таким образом, чтобы образовалось открытое окошко. Для того чтобы разрешить запись, эту задвижку следует переместить назад и закрыть окошко .

Основными параметрами дискеты является технологический размер (в дюймах), плотность записи и полная емкость. По размерам различают 3,5-дюймовые дискеты и 5,25-дюймовые дискеты (сейчас уже не используются). Плотность записи может быть простой SD (Single Density), двойной DD (Double Density) и высокой HD (High Density). Стандартная емкость 3,5-дюймовой дискеты - 1,44 Мбайт, возможно использование дискет емкостью 720 Кбайт. В настоящее время стандартом являются дискеты размером 3,5 дюйма, высокой плотности HD, имеющие емкость 1,44 Мбайт.

· Накопитель CD-ROM

Начиная с 1995 года, в базовую конфигурацию персонального компьютера вместо дисководов на 5,25 дюймов начали включать дисковод CD-ROM. Аббревиатура CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) переводится как постоянное запоминающее устройство на основе компакт-дисков. Принцип действия этого устройства состоит в считывании цифровых данных с помощью лазерного луча, который отражается от поверхности диска. В качестве носителя информации используется обычный компакт-диск CD. Цифровая запись на компакт-диск отличается от записи на магнитные диски высокой плотностью, поэтому стандартный CD имеет емкость порядка 650-700 Мбайт. Такие большие объемы характерны для мультимедийной информации (графика, музыка, видео), поэтому дисководы CD-ROM относятся к аппаратным средствам мультимедиа. Кроме мультимедийных изданий (электронные книги, энциклопедии, музыкальные альбомы, видеофильмы, компьютерные игры) на компакт-дисках распространяется разнообразное системное и прикладное программное обеспечения больших объемов (операционные системы, офисные пакеты, системы программирования и т.д.) .

Компакт-диски изготовляют из прозрачного пластика диаметром 120 мм и толщиной 1,2 мм. На пластиковую поверхность напыляется слой алюминия или золота. В условиях массового производства запись информации на диск происходит путем выдавливания на поверхности дорожки, в виде ряда углублений. Такой подход обеспечивает двоичную запись информации. Углубление (pit - пит), поверхность (land - лэнд). Логический нуль может быть представлен как питом, так и лэндом. Логическая единица кодируется переходом между питом и лэндом. От центра к краю компакт-диска нанесена единственная дорожка в виде спирали шириной 4 микрона с шагом 1,4 микрона. Поверхность диска разбита на три области. Начальная (Lead-In) расположена в центре диска и считывается первой. В ней записано содержимое диска, таблица адресов всех записей, метка диска и другая служебная информация. Средняя область содержит основную информацию и занимает большую часть диска. Конечная область (Lead-Out) содержит метку конца диска.

Для штамповки существует специальная матрица-прототип (мастер-диск) будущего диска, которая выдавливает дорожки на поверхности. После штамповки, на поверхность диска наносят защитную пленку из прозрачного лака.

Основные характеристики CD-ROM:

• § скорость передачи данных - измеряется в кратных долях скорости проигрывателя аудио компакт-дисков (150 Кбайт/сек) и характеризует максимальную скорость с которой накопитель пересылает данные в оперативную память компьютера, например, 2-скоростной CD-ROM (2x CD-ROM) будет считывать данные с скоростью 300 Кбайт/сек., 50-скоростной (50x) - 7500 Кбайт/сек.;
• § время доступа - время, нужное для поиска информации на диске, измеряется в миллисекундах.

Основной недостаток стандартных CD-ROM - невозможность записывания данных, но существуют устройства однократной записи CD-R и многоразовой записи CD-RW.

· Накопитель CD-R (CD-RECORDABLE)

Внешне похожи на накопители CD-ROM и совместимые с ними по размерам дисков и форматам записи. Позволяют выполнить одноразовую запись и неограниченное количество считываний. Запись данных осуществляется с помощью специального программного обеспечения. Скорость записи современных накопителей CD-R составляет 4х-8х.

· Накопитель CD-RW (CD-REWRITABLE)

Используются для многоразовой записи данных, причем можно как просто дописать новую информацию на свободное пространство, так и полностью перезаписать диск новой информацией (предыдущие данные уничтожаются). Как и в случае с накопителями CD-R, для записи данных необходимо установить в системе специальные программы, причем формат записи совместимый с обычным CD-ROM. Скорость записи современных накопителей CD-RW составляет 2х-4х.

· Накопитель DVD (DIGITAL VIDEO DISK)

Устройство для чтения цифровых видеозаписей. Внешне DVD-диск похож на обычный CD-ROM (диаметр - 120 мм, толщина 1,2 мм), однако отличается от него тем, что на одной стороне DVD-диска может быть записано до 4,7 Гбайт, а на двух - до 9,4 Гбайт. В случае использования двухслойной схемы записи на одной стороне можно разместить уже до 8,5 Гбайт информации, соответственно на двух сторонах - около 17 Гбайт. DVD-диски допускают перезапись информации.

· Перспективы DVD

Наличие разных стандартов и спецификаций не говорит о том, что DVD технология стоит на месте. Усилия различных компаний сегодня направлены на внедрение технологии "голубого лазера" - с меньшей длиной волны. Это позволит увеличить плотность записи на дисках с вытекающим отсюда улучшением и других характеристик.

Компания Calimetrics Inc предложила технологию ML (multilevel), позволяющую в три раза повысить емкость стандартного DVD/CD. При этом нет необходимости совершать какие-либо доработки в механизме и оптике существующих приводов. Для внедрения новой технологии достаточно воспользоваться набором микросхем, разработанного этой компанией. Суть технологии заключается в возможности использовать в качестве информационной характеристики глубину питов (до 8 уровней) при работе с дисками. Отметим, что аналогичную технологию, но для CD дисков, разрабатывает компания TDK в сотрудничестве с другими фирмами.

• · Форматы DVD только для чтения
• Ш DVD-ROM (Digital Versatile Disc Read Only Memory)

Диски формата DVD-ROM предназначены для использования в компьютерной технике. Информация заносится на диск единственный раз - при его производстве.

Прогресс устройств DVD во многом повторяет путь, пройденный CD, и направлен главным образом на улучшение скоростных характеристик и введение функции записи. Устройства DVD-ROM первого поколения использовали режим CLV и считывали с диска со скоростью 1.38 Мб/с (в традиционном обозначении для DVD это 1х). Устройства второго поколения могли читать DVD с вдвое большей скоростью - 2х (2.8 Мб/с). Современные DVD-ROM - устройства третьего поколения - используют режим контроля вращения (CAV) с максимальной скоростью чтения 4х-6х (5.5 - 8.3 Мб/с) и более. Современные DVD-ROM приводы (дисководы) поддерживают чтение практически всех форматов, включая диски CD .

Формат DVD-Video предназначен для хранения и воспроизведения видео. Как и DVD-ROM, эта спецификация определяет возможность только чтения информации - воспроизведение записей с помощью видеоплееров (видеорекодеров). Спецификация базируется на формате DVD-ROM, но предусматривает специальный способ размещения данных, предотвращающий возможность побитового копирования дисков. Видеоматериалы в закодированном виде размещаются на диске в процессе его производства. Воспроизведение DVD-video возможно только на бытовых видеоплеерах (видеорекодерах) или на DVD-дисководах, подключенных к компьютеру. При использовании компьютерного оборудования декодирование информации осуществляется либо аппаратно, либо программными средствами. Современная спецификация обеспечивает запись на диск высококачественного видео (до 2-х часов в формате сжатия MPEG-2). А также многоканальное звуковое сопровождение на 8 языках, выбор экранного формата, титры на 32 языках, интерактивное управление посредством экранного меню, до 9 угловых направлений просмотра, защиту от нелегального копирования, разграничение просмотра видеопродукции по регионам, управление доступом детей к видеоматериалам.

Новое поколение музыкального формата после CD. Спецификацией формата определены высококачественный многоканальный звук, поддержка широкого диапазона качества звука (квантование 16, 20, 24 бит при частоте от 44,1 до 192 кГц), воспроизведение DVD плеерами CD дисков, поддержка дополнительной информации (включая видео, текст, меню, заставки, удобную навигационную систему), связь с осуществляющими информационную поддержку web-сайтами, расширение возможностей при появлении новых технологий.

Существуют две версии формата DVD-Audio: просто DVD-Audio - только для звукового содержания и DVD-AudioV - для звука с дополнительной информацией.

Выработаны специальные меры защиты дисков от пиратского копирования.

• · Форматы DVD для многократной записи
• Ш Многократная запись

Все известные спецификации перезаписываемых DVD дисков используют технологию многократной записи, основанную на физическом принципе смены фазового состояния (кристаллическое/аморфное) информационного слоя под воздействием лазера с длиной волны 650 (635) нм (phase-change recording). Считывание информации осуществляется путем определения оптических характеристик информационного слоя в различных его фазовых состояниях при отражении лучей лазера (того же, что и при записи).

Ш DVD-RAM (Digital Versatile Disc Random Access Memory)

Перезаписываемый формат, разработанный компаниями Panasonic, Hitachi, Toshiba.

Формат одобрен DVD-форумом в июле 1997 г. Оборудование и диски этого формата тестировались в течение 3-х месяцев в более чем 20 компьютерных компаниях-производителях всего мира. Свыше 160 участников форума проголосовало за принятие спецификации. На сегодня это самый распространенный DVD формат в компьютерной индустрии.

DVD-RAM приводы читают диски DVD-ROM. В свою очередь, диски DVD-RAM могут быть прочитаны только приводами DVD-ROM так называемого третьего поколения, выпускаемыми с середины 1999г.

Первое поколение дисков DVD-RAM вмещало 2.6 ГБ на сторону. Диски современного - второго - поколения несут 4.7 ГБ на стороне или 9.4 ГБ для двусторонней модификации .

Выпускаются два типа односторонних DVD-RAM дисков - в картридже и без картриджа. Диски в картридже в основном предназначены для бытовой видеоаппаратуры, где необходимо исключить влияние внешних факторов при интенсивном ручном использовании. Картриджи в свою очередь могут быть двух видов - открываемые и цельные.

Важнейшие достоинства дисков формата DVD-RAM - это возможность перезаписи до 100 000 раз и наличие механизма коррекции ошибок записи.

Самое большое число циклов перезаписи среди всех DVD, механизм коррекции ошибок и произвольный доступ к диску, как при записи, так и при чтении предопределили максимальную эффективность этого формата во вторичных устройствах хранения данных. Подавляющее большинство устройств массового хранения информации - роботизированные DVD библиотеки - использует именно эту технологию.

Диски DVD-RAM могут использоваться для записи и воспроизведения потокового видео на оборудовании, поддерживающем спецификацию DVD-VR (см. ниже).

Ш DVD+RW (Digital Versatile Disc ReWritable)

Формат DVD+RW продвигается только его разработчиками - компаниями Hewlett-Packard, Mitsubishi Chemical, Philips, Ricoh, Sony и Yamaha (не поддержан DVD-форумом).

На дисках DVD+RW можно записать как потоковое видео или звук, так и компьютерные данные. Диски формата DVD+RW могут быть перезаписаны около 1000 раз.

На базе DVD+RW создан формат записи потокового видео - DVD+RW Video Format. Устройства и диски, работающие в этом формате, позиционируется на рынке как полностью совместимые с оборудованием, работающим в форматах DVD-Video. Это значит, что диски DVD+RW, содержащие видеоматериалы, могут быть воспроизведены на выпущенной ранее бытовой аппаратуре DVD .

Компания Philips заявила о начале выпуска своего DVD видеорекордера в сентябре 2001 г. Диски формата DVD+RW, записанные на этом устройстве, также читаются обычными DVD-Video плеерами. Это решение было предложено как ответный шаг на принятую DVD форумом спецификацию DVD-VR (см. ниже).

Ш DVD-RW (Digital Versatile Disc ReRecordable)

Встречаются другие названия этого формата: DVD-R/W и реже DVD-ER.

DVD-RW - формат многократной записи, разработанный компанией Pioneer. Диски формата DVD-RW вмещают 4,7 ГБ на одну сторону, выпускаются в односторонней и двусторонней модификациях и могут быть использованы для хранения видео, аудио и других данных.

Диски формата DVD-RW могут быть перезаписаны до 1000 раз. В отличие от форматов DVD+RW и DVD-RAM диски DVD-RW могут быть прочитаны на приводах DVD-ROM первого поколения.

Компания TDK заявляет, что долговечность выпускаемых ею дисков DVD-RW составляет около 100 лет.

• · Форматы DVD для однократной записи
• Ш DVD-R (Digital Versatile Disc Recordable)

DVD-R - формат однократной записи, разработанный компанией Pioneer. Устройства на базе этого формата были первыми, которые записывали на дисках DVD. Технология записи аналогична используемой в CD-R и базируется на необратимом изменении под воздействием лазера спектральных характеристик информационного слоя, покрытого специальным органическим составом .

На диски DVD-R могут быть записаны как компьютерные данные, мультимедийные программы, так и видео/аудио информация. В зависимости от типа записанной информации диски могут быть прочитаны на других, совместимых с записанным форматом типах устройств, включая DVD-Video видеоплееры и большинство DVD-ROM приводов. Односторонние диски DVD-R вмещают 4,7 или 3,95 ГБ на сторону. Двусторонние диски выпускаются только общей емкостью 9,4 ГБ (4,7 ГБ на сторону). В настоящее время формат не поддерживает технологию записи в два слоя.

Долговечность дисков DVD-R оценивается сроком более 100 лет. Для защиты от нелегального копирования разработаны две спецификации: DVD-R(A) и DVD-R(G). Две эти версии одной спецификации используют различную длину волны лазера при записи информации. Таким образом, диски могут быть записаны только на соответствующем их спецификации оборудовании. Воспроизведение дисков может осуществляться одинаково успешно на любом оборудовании, поддерживающем формат DVD-R.

DVD-R(A) (DVD-R for Authoring) используется в профессиональных приложениях. В частности, поддержка специального формата (Cutting Master Format) позволяет применять эти диски для записи исходной реплики информации (премастеринг) вместо обычного использования для этих целей DLT лент.

DVD-R(G) (DVD-R for General) предназначена для более широкого применения. Диски этого формата защищены от возможности побитового копирования на них информации с других дисков. Формат поддерживается в устройствах массового хранения (например, в роботизированных DVD библиотеках, предлагаемых самой компанией Pioneer) .

Спецификация DVD-VR основана на DVD-RAM и поддержана DVD-форумом. Формат DVD-VR позволяет записать в реальном времени до 2 часов высококачественного видео в формате MPEG-2 на односторонний диск DVD-RAM емкостью 4,7 ГБ и обеспечивает такие возможности, как редактирование уже записанных видеоматериалов, запись различных типов статических изображений. Электронику на базе этого формата выпускают, к примеру, компании Panasonic, Toshiba, Samsung, Hitachi.

Тема №2. Технические средства хранения информации

Цель : Дать основные понятия по физической и логической организации хранения данных на персональном компьютере.

Задачи обучения: Ознакомление c внутренними и внешними устройствами компьютеров, основными средствами хранения документов.

Основные вопросы темы:

1. Основные устройства, применяемые для долговременного хранения данных на ПК.

2. Логическая организация хранения данных на магнитных дисках.

3. Физическая организация хранения данных на магнитных дисках.

Методы обучения и преподавания: семинар

Теоретический блок

Основные устройства, применяемые для долговременного хранения данных на ПК

Устройства, используемые для хранения информации на ПК относятся к внешним и весьма разнообразны по конструкции. Если в качестве классификационного признака использовать тип носителя (носитель – материальный объект, способный хранить информацию), применяемого для хранения информации то их можно разделить на следующие условные категории.

Устройства ленточного типа называются - стримерами.

К дисковым устройствам относятся – магнитные: жесткие магнитные диски (винчестеры), гибкие магнитные диски; оптические: проигрыватели компакт-дисков CD-ROM, и др.

Рассмотрим дисковые устройства подробней.

Магнитные диски относятся к магнитным машинным носителям информации. В качестве запоминающей среды у них используется магнитные материалы со специальными свойствами, позволяющими фиксировать два магнитных состояния – два направления намагниченности. Каждому из этих состояний ставятся в соответствие двоичные цифры: 0 и 1. Считывание магнитных состояний с диска производится специальной головкой. Магнитные диски наиболее широко распространенные устройства хранения информации на ПК. Устройства для чтения и записи информации на магнитном диске называется дисководом.

Рассмотрим дисководы гибких магнитных дисков.

На гибком магнитном диске магнитный слой наносится на гибкую основу. По размеру гибкие магнитные диски (дискеты) бывают двух видов 3,5” и 5,25”. В зависимости от количества сторон дискеты, используемых для записи, и плотности записи на одну сторону они имеют следующую маркировку и емкость:

DS/DD-двухсторонняя (Double Sides), одинарной плотности (Single Density), 360 КБайт.

DS/DD-двухсторонняя (Double Sides), двойной плотности (Double Density), 720 КБайт.

DS/HD-двухсторонняя (Double Sides), высокой плотности (High Density), 1440 КБайт.

Чтобы дискету можно было использовать для хранения информации она должна быть отформатирована. Форматирование дискеты – это процесс записи на ее поверхность специальных меток определяющих расположение информационных записей на диске и участков не пригодных для записи, а также другой управляющей информации.

Накопители на жестких магнитных дисках или винчестеры.

Относятся к основным устройствам в ПК для долговременного хранения информации.
Название «винчестер» возникло случайно дело в том, что маркировка первых накопителей совпала с маркировкой очень популярного в Америке карабина системы Винчестера калибра 30/30. Конструктивно "винчестер" представляет собой герметизированный металлический футляр, в котором расположен блок, управляющий накопителем электроники, и набор из нескольких дисков, изготовленных из алюминия или керамики и покрытых слоем магнитного материала, располагающихся на одной вращающейся оси, которая приводится в движение электродвигателем, а также блок считывающих головок.

Интерфейс SCSI (Small Computer Systems Interface). Базовый интерфейс малых компьютерных систем. Позволяет подключать до 7 устройств различных типов: "винчестеры"; сканеры и т.д. Скорость передачи данных колеблется в пределах 1,5-5 Мб/с. Аппаратно реализован для использования в ПК в виде дополнительного адаптера, вставляемого в слот расширения материнской платы. Существует модернизированный вариант SCSI – SCSI-2 в зависимости от модификации скорость передачи данных увеличена до 20-40 Мб/с..

Интерфейс IDE-ATA (Integrated Drive Electronics – AT Attachment)

Создан в 1984 г. на базе SCSI с целью упростить и удешевить последний. Отличается тем, что управляющая интерфейсом электроника находится не на отдельном адаптере, а находится в корпусе жесткого диска и на материнской плате ПК. Максимальное количество подключаемых устройств до 4. Имеет несколько модернизированных вариантов отличающихся друг от друга максимальной емкостью используемых накопителей и скоростью передачи данных:

EIDE или ATA-2 поддерживаются диски емкостью больше 540 Мб. Максимальная теоретическая скорость передачи 11,1-16,6 Мб/с.

ATA-3 или UDMA-33 увеличена надежность работы накопителей (технология SMART – Self Monitoring Analyses And Report Technology – технология самостоятельного слежения, анализа и отчета, позволяющая накопителям сообщать системе о своих неисправностях и устранять их). Теоретическая скорость передачи данных увеличена до 33 Мб/с. Интерфейс EIDE стал стандартным для ПК.

Носители для хранения информации

Flesh – память – малогабаритная внешняя память, емкостью 128 Мб до 4 Гб, подключаемая в компьютеру через USB – порт.