Долговременная память жесткий диск. Долговременная память

Долговременная (внешняя) память - это энергонезависимая память, предназначенная для длительного хранения информации.

Процессор не имеет прямого доступа к содержимому внешней памяти. Чтобы процессор мог обработать данные из долговременной памяти, они должны быть сначала загружены в оперативную память. В настоящее время к основным устройствам долговременной памяти относятся жесткие магнитные диски, накопители на оптических дисках, устройства флеш-памяти. Ранее для длительного хранения информации использовались также магнитные ленты, дискеты, магнито-оптические диски.

Основным устройством внешней памяти является жесткий магнитный диск (рисунок 1). Внутри жесткого диска находятся одна или несколько пластин, насаженных на общий шпиндель. Данные обычно записываются на обеих сторонах каждой пластины, хотя в некоторых жестких дисках производители наряду с двухсторонними пластинами могут использовать и односторонние. Запись и чтение информации осуществляются с помощью головок чтения/записи. Под пластинами располагается двигатель, который вращает их с достаточно большой скоростью. Скорость вращения пластин измеряется в оборотах в минуту (rpm). Первые жесткие диски имели скорость вращения 3600 rpm. В современных жестких дисках скорость вращения возросла до 7200, 10 000 и 15 000 оборотов в минуту.


Рисунок 1 - Жесткий диск

В процессе записи цифровая информация, хранящаяся в оперативной памяти, преобразуется в переменный электрический ток, который поступает на магнитную головку, а затем передается на магнитный диск, но уже в виде магнитного поля. После прекращения действия внешнего поля на поверхности диска образуются зоны остаточной намагниченности. Перед использованием жесткого диска необходимо выполнить операцию его форматирования.

Форматирование включает в себя три этапа.

1. Низкоуровневое форматирование диска. При этом процессе на жестком диске создаются физические структуры: дорожки, секторы, управляющая информация. Этот процесс выполняется заводом-изготовителем на пластинах, которые не содержат еще никакой информации.

2. Разбиение на разделы. Этот процесс разбивает жесткий диск на логические диски (С:, D: и т. д.). Эту функцию выполняет операционная система.

3. Высокоуровневое форматирование. Этот процесс также выполняется операционной системой и зависит от ее типа. При высокоуровневом форматировании создаются логические структуры, ответственные за правильное хранение файлов, а также, в некоторых случаях, системные загрузочные файлы в начале диска.

Жесткие диски изначально создавались в качестве внутренних устройств и не были предназначены для резервного копирования и переноса информации с одного компьютера на другой. Около 20 лет назад самым распространенным устройством, предназначенным для этих целей, были дискеты (гибкие магнитные диски). Однако их емкость по современным меркам была очень мала (1,44 Мбайт), поэтому на смену им пришли оптические диски CD (компакт-диски), позволяющие хранить достаточно большие объемы информации (650-800 Мбайт) и намного превосходящие дискеты по степени надежности. Для работы с компакт-дисками на компьютере необходимо наличие специального привода (оптического накопителя).

Обзор жесткого диска представлен на видео 1:

Обзор жесткого диска.MTS

Видео 1 - Обзор жесткого диска

Различают диски «только для чтения» (CD-ROM), изготавливаемые промышленным способом, для однократной записи (CD-R) и для многократной записи (CD-RW). Диски последних двух типов предназначены для записи на специальных пишущих оптических накопителях. Все типы дисков имеют одинаковую структуру хранения информации. Данные с помощью луча красного лазера записываются на спиральную дорожку, идущую от центра диска к его периферии. Вдоль дорожки располагаются углубления, называемые питами (pit - «углубление»). На записываемых дисках питы имитируются темными пятнами специального регистрирующего слоя, получившимися в результате нагрева нужного участка лазером. Чередованием углублений и промежутков между ними и кодируется любая информация.

Диски DVD имеют более высокую плотность записи данных, чем CD-диски. Существуют диски, на которых запись информации производится в два слоя. В зависимости от указанных выше параметров DVD-диски могут иметь объем 4,7 Гб или 8,5 Гб. Все компакт-диски (и CD, и DVD) имеют одинаковую структуру хранения информации. Скорость чтения/записи оптических приводов измеряется в единицах, кратных базовой скорости (обозначается 16х, 24х, 48х и т. д.). Для приводов CD базовая скорость равна 150 Кб/с, для DVD - 1,385 Мб/с.

Blu-ray (Blu-ray Disc) является названием формата оптического диска следующего поколения. В Blu-Ray для записи и чтения данных вместо красного лазера, который используется в DVD и CD-ROM, применен синий лазер. У синего лазера длина волны значительно меньше длины волны красного лазера. Это позволяет сделать толщину дорожки данных тоньше, что приводит к значительному увеличению емкости носителя. Формат был разработан для обеспечения возможности записи, перезаписи и воспроизведения видео высокого разрешения (HD-video), а также для хранения больших объемов данных. Емкость нового формата - от 25 до 50 Гб.

По устройству флеш-память (flash-память) напоминает микросхему динамической энергозависимой памяти, в которой вместо конденсаторов в ячейках памяти установлены транзисторы. При подаче напряжения транзистор принимает одно из фиксированных положений - закрытое или открытое. Он остается в этом положении до тех пор, пока на него не будет подан новый электрический заряд, изменяющий его состояние. Таким образом, последовательность логических нулей и единиц формируется в этом типе памяти подобно статической памяти: закрытые для прохождения электрического тока ячейки распознаются как логические единицы, открытые - как логические нули.

USB flash drive (флеш-накопитель, рисунок 2) - устройство на основе флеш-памяти для хранения и переноса данных с одного компьютера на другой.

Рисунок 2 - Ф леш-накопитель

Флеш-память заключена в корпус, напоминающий по внешнему виду брелок. Интерфейс подключения к компьютеру - USB. Емкость современных флеш-накопителей достигает 128-256Гб и продолжает расти быстрыми темпами.

    План урока:

    1. Организационный момент.
    2. Изучение нового материала.
    3. Постановка домашнего задания.
    4. Подведение итогов.

    Ход урока

    1. Организационный момент.
    2. Изучение нового материала.

    Внешняя (долговременная) память - это место длительного хранения данных, не используемых в данный момент в оперативной памяти компьютера.

    Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя (устройства обеспечивающего запись или считывание информации) и устройства хранения - носителя.

    Виды накопителей:

Виды носителей:

  • гибкие магнитные диски;
  • жесткие магнитные диски;

Гибкие диски (дискеты)

Жесткий диск (винчестер)

Жесткий диск - это единый агрегат, содержащий пакет дисков на металлической или стеклянной основе с магнитным покрытием, пакет магнитных головок, и контроллер, управляющий операциями чтения и записи. За счет большого количества дорожек на каждой стороне дисков и большого количества дисков информационная емкость дисков очень велика, измеряется в Гб. В жестких дисках используются достаточно хрупкие и миниатюрные элементы, поэтому они требуют бережного отношения.

Лазерные диски

  1. Постановка домашнего задания

§4, п.4.1 + записи в тетради

  1. Подведение итогов

Задать вопросы ученикам:

Просмотр содержимого документа
«Внешняя (долговременная) память »

10 класс УРОК 2

Тема: Внешняя (долговременная) память.

Тип урока : Урок изучение нового материала.

Цели урока:

    Познакомит учащихся с устройствами внешней памяти;

    Познакомить учащихся с принципами работы внешних устройств;

    Развитие интереса учащихся к познанию нового.

План урока:

    Организационный момент.

    Изучение нового материала.

    Постановка домашнего задания.

    Подведение итогов.

Ход урока

    Организационный момент.

    Изучение нового материала.

Внешняя (долговременная) память – это место длительного хранения данных, не используемых в данный момент в оперативной памяти компьютера.

Внешняя память в отличии от оперативной является энергозависимой, но не имеет прямой связи с процессором.

Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя (устройства обеспечивающего запись или считывание информации) и устройства хранения – носителя.

Виды накопителей:

    накопители на гибких магнитных дисках;

    накопители на жестких магнитных дисках;

    накопители CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RW.

Виды носителей:

    гибкие магнитные диски;

    жесткие магнитные диски;

    диски CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW, DVD+R, DVD+RW.

Гибкие диски (дискеты)

Гибкие диски используют для транспортировки небольших объемов данных между удаленными компьютерами. Гибкий диск помещен в пластмассовый корпус. В центре имеется приспособление для захвата и обеспечения вращения диска внутри пластмассового корпуса с постоянной угловой скоростью. Магнитная головка дисковода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска, на которой производится запись или считывание информации. Информационная емкость 1,44 Мб. Дискету можно защищать от записи, переключив предохранительную защелку. Дискеты требуют аккуратного обращения.

Жесткий диск (винчестер)

Жесткий диск – это единый агрегат, содержащий пакет дисков на металлической или стеклянной основе с магнитным покрытием, пакет магнитных головок, и контроллер, управляющий операциями чтения и записи. За счет большого количества дорожек на каждой стороне дисков и большого количества дисков информационная емкость дисков очень велика, измеряется в Гб. В жестких дисках используются достаточно хрупкие и миниатюрные элементы, поэтому они требуют бережного отношения.

Лазерные диски

Компакт-диск, изготовлен из полимера и покрыт металлической пленкой. Информация считывается именно с этой металлической пленки, которая покрывается полимером, защищающим данные от повреждения.

Закодированная информация наносится на диск лазерным лучом, который создает на поверхности микроскопические впадины, разделяемые плоскими участками. Цифровая информация представляется чередованием впадин (кодирование нуля) и отражающих свет островков (кодирование единицы).

Существуют CD-R и DVD-R диски (R-recordable, записываемый) на которые информацию можно записывать, но только один раз.

    Постановка домашнего задания

§4, п.4.1 + записи в тетради

    Подведение итогов

Задать вопросы ученикам:

    Что такое графический способ записи алгоритма?

    Что используется при графическом описании алгоритма?

    Чем обозначается направление выполнения алгоритма?

Компьютер служит для увеличения эффективности работы человека. Но какую бы он имел ценность, если бы не мог хранить данные? В этом ему помогает основная и внешняя (долговременная) И хотя главной темой статьи является вторая, для полноты картины один раздел в рамках статьи будет уделён и первой.

Что относится к основной памяти?

Она включает в себя:

  1. Оперативное запоминающее устройство. Является энергозависимым, и при выключении компьютера вся информация, которая на нем хранилась, пропадает.
  2. Является энергонезависимым. В нём находится информация, которая не должна меняться. Прежде всего, к ней относится конфигурация ПК и программное обеспечение, что проводит тестирование компонентных устройств, прежде чем загрузить операционную систему. Также здесь хранится одна из самых важных составляющих - базовая система ввода/вывода, известная как BIOS. Следует отметить, что ПЗУ и компьютера имеют много общего. Но из-за разницы в важности хранимой информации их разделяют.

Внешняя память

Так называют место, где на длительном хранении находятся разнообразные данные, которые на данный момент не используются оперативной составляющей компьютера. К ним относят различные программы, результаты расчетов, тексты и прочее.

Внешняя память является энергонезависимой. Также её удобно транспортировать в случаях, когда компьютеры не являются объединёнными в локальную или глобальную сеть. Чтобы работать с внешней памятью, необходимо обзавестись накопителем. Это специальное устройство(а), что обеспечивает запись и считывание информации. Также необходимыми являются механизмы хранения - носители.

Значительным отличием долговременной памяти от оперативной является то, что у неё нет прямой связи с процессором. Это доставляет определённые неудобства в виде необходимости усложнять строение ПК. Поэтому оперативная и долговременная память компьютера работают вместе: из второй данные передаются в первую, а потом через кэш или напрямую в процессор.

Что входит во внешнюю память?

Чтобы понимать, с чем мы имеем дело, необходимо представить себе данные устройства внешней памяти. Итак, к ней относятся:

  1. Накопители на жестких магнитных дисках. Размер используется как показатель объема информации, что может храниться на компьютере.
  2. Накопители на Устарели. Использовались, чтобы переносить программы и документы между компьютерами.
  3. Накопители на компакт-дисках. Используются, чтобы хранить значительные объемы данных.
  4. Флеш-накопители. Применяются для хранения значительных объемов данных в малых объектах.
  5. К внешней памяти относятся все другие накопители, которые могут быть без проблем перемещены к другим компьютерам. Как правило, устарели и вышли из обращения.

Классифицируем

Запоминающие устройства делят на виды и категории. В качестве краеугольного камня принимают принципы их функционирования, эксплуатационно-технические, программные, физические и другие характеристики. Каждое устройство имеет свою технологию записи/хранения/воспроизведения цифровой информации. Основные характеристики, которые имеют важность для пользователей (по ним же можно провести классификацию):

  1. Скорость обмена данными.
  2. Информационная емкость.
  3. Надежность хранения данных.
  4. Стоимость.

Вот по таким параметрам и отличаются запоминающие устройства. Конечно, есть ещё много различных характеристик, но они будут интересны исключительно профессионалам.

Магнитные устройства

Принцип работы данных приборов базируется на хранении информации, при котором используются магнитные свойства материалов. В самих устройствах, как правило, имеются составляющие, отвечающие за чтение/запись и магнитный носитель, на котором всё хранится. Последний делят на виды в зависимости от их физико-технических характеристик и особенностей исполнения. Чаще всего выделяют ленточные и дисковые устройства. Они имеют общую технологию: так, с помощью намагничивания переменным магнитным полем наносится и считывается информация. Данные процессы обычно выполняют вдоль концентрических полей. Это специальные дорожки, что находятся по всей плоскости вращающегося носителя. Записывание осуществляется в цифровом коде.

Намагничивание совершается благодаря использованию головок чтения/записи. Они представляют собой как минимум два управляемых магнитных контура с сердечниками. На их обмотки подаётся переменное напряжение. Если его величина меняется, то это же относится и к направлению линий магнитного поля. Когда происходит этот процесс, значение бита информации меняется с 0 на 1 или с 1 на 0. Вот так устроено это устройство долговременной памяти компьютера.

Несмотря на кажущуюся сложность и медленность работы такой схемы, смеем вас заверить, что данные предположения являются неоправданными. Так, компьютер из современных жестких магнитных дисков может за отдельные моменты времени извлекать огромнейшие массивы информации. Если выводить коэффициент эффективности, то выпущенные в последние несколько лет, будут иметь его в сотни и тысячи раз больший, чем те, что были созданы два десятилетия назад.

Организация

Данные для операционной системы систематизируются и объединяются в секторы и дорожки. Последние в количестве сорока или восьмидесяти штук являются узкими концентрическими кольцами на диске. Каждая дорожка делится на отдельные части, которые называют секторами. Когда осуществляется чтения или запись, то всегда считывается их целое число. И это не зависит от объема информации, что запрашивается. Размер одного сектора равен 512 байтам.

Также следует ознакомиться с таким термином, как цилиндр. Так называют общее количество дорожек, с которого можно считать информацию без перемещения головок. Ячейкой размещения данных (или кластером) называют самую малую область диска, что используется операционной системой для записи файлов. Обычно под ними понимают один или несколько секторов.

О накопителях. Жесткие диски

Наибольшую важность для работы с современными компьютерами в качестве хранилищ информации для нас имеют жесткие диски. В них в одном корпусе часто объединяют непосредственно носитель, устройство чтения/записи и интерфейсную часть (часто называемую также контроллером). Вот такие приборы объединяются в специальные камеры, где они находятся на одной оси и работают с блоком головок и общим приводящим механизмом. Жесткие диски на данный момент являются наиболее вместимыми широко используемыми устройствами - сейчас мало кого сможет удивить хранилище информации на 1 или даже 10 Терабайт. Но это всё же сказывается на скорости выполнения операции. Так, когда только начинается работа, процесс считывания данных может занять не один десяток секунд. Хотя, если сравнивать с более старыми моделями, прогресс быстродействия налицо.

О накопителях: переносные устройства

Жесткие диски, как уже неоднократно подчеркивалось, могут хранить в себе значительные объемы данных, однако их перестановка с одного компьютера на другой не является легким делом. И тут на помощь приходят переносные устройства.

Это специальные механизмы, посредством которых можно без значительных проблем перебрасывать данные между разными компьютерами. Объем внешней памяти у них не такой большой, как у жестких дисков, но благодаря лёгкости транспортировки и подсоединению (а затем считыванию информации) они нашли свою нишу. Сейчас наиболее популярными являются два типа подобных устройств: флеш-накопители и Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, но в мире уже давно наметилась тенденция на его постепенный захват первым типом приборов.

Заключение

Как видите, к долговременной памяти компьютера относится довольно много различных устройств. Все они обеспечивают хранение данных на протяжении значительного периода времени, а также возможность их извлечения.

Подытожив, можно сказать, что долговременная память компьютера полностью выполняет возложенный на неё функционал.

«Память у компьютера» - Принципы организации информации. Данные от мыши – 1 раз в год. Новые Процесс хранения информации. Устройства ввода. Перемещение указателя мыши из одного угла экрана в другой – тысячелетие. Постоянная память – устройство для долговременного хранения программ и данных. Состав и структура ЭВМ. Рассмотрим понятия:

«Типы внешней памяти» - Алябьев В. О., 2010. 5,25’’ (дюйма). Дискеты. HD DVD = high definition DVD (высокой четкости). Флэш-диски (до 64 Гб). Флэш-карты (до 32 Гб). Разработка: toshiba совместно с NEC и sanyo поддерживают: microsoft, intel. Скорость чтения и записи ниже, чем у винчестеров. В разработке. ГМД = гибкий магнитный диск, floppy disk.

«Компьютерная память» - Копирование текста Пересылка текста. Для записи текста с клавиатуры компьютера используется алфавит мощностью 256 (28). На экран выводятся в обычном виде. Каждому номеру соответствует восьмизначный двоичный код от 00000000 до 11111111. Обрабатываются и хранятся в двоичном коде. Преимущества компьютерного документа по сравнению с бумажным.

«Внешняя память» - Информационная емкость достигает 1 Гб и выше. О п т и ч е с к и е. Ненамагниченный участок – 0. Размещен внутри системного блока. DVD (Digital Versatile Disk) вмещает много информации (от 4.7 до 17Гб). Магнитные ленты – устройства последовательного доступа. недостатки гибких дисков: Самые медленные носители Маленький объем памяти.

«Внешняя память на компьютере» - В защитном конверте имеется специальное окно защиты записи. Основным параметром является емкость, измеряемая в гигабайтах. Жесткий диск – хрупкий прибор. В жестких дисках используются достаточно хрупкие и миниатюрные элементы. В процессе работы компьютера случаются сбои. Устройства на основе flash-памяти.

«CD DVD» - Dolby Digital Основной стандарт цифрового кодирования многоканального звука кинофильмов. Jewel box - носитель упакованный в «обычную» привычную коробочку. Бонусный материал, который добавляется практически во все фильмы на DVD. Углубление называется «пит» (pit), а ровная поверхность «ленд». CD-ROM Drive - устройство для чтения CD-ROM носителей.

Всего в теме 33 презентации