Накопители и носители информации.
Накопитель информации – устройство, осуществляющее чтение и/или запись информации.
Накопители информации бывают:
· внутренними и внешними:
· со съёмными и несъёмными носителями информации;
· стационарные и переносные.
Внутренние накопители находятся в системном блоке ПК и подключаются к специальным разъёмам на материнской плате.
Внешние и переносные накопители находится в собственном корпусе и подключается к компьютеру через стандартные порты ввода/вывода. Внешние накопители информации используются для резервного копирования и хранения информации, а также для транспортировки данных с одного компьютера на другой.
Носитель информации – это устройство, на котором непосредственно записана (хранится) информация, например, диск, кассета с магнитной лентой и т.д.
Накопитель и носитель информации могут быть выполнены в одном корпусе, т.е. составлять одно целое, например, жёсткий диск HDD (рис. 13).
Рис. 13. Накопитель на жёстком магнитном диске HDD
Накопитель может иметь съёмный носитель, например:
· у дисковода FDD съёмный носитель информации – дискета (Floppy -диск);
· у привода DVD - RW (рис. 14) съёмный носитель информации – DVD -диск.
Рис. 14. Дисковод DVD -RW
В некоторых случаях деление на накопитель и носитель условно. Например, внутренний накопитель информации оперативная память (RAM ) и переносной накопитель FLASH -карта являются одновременно и накопителем и носителем информации.
Основные накопители и носители информации
|
Накопитель |
Русское обозначение |
Международное обозначение |
Вид накопителя |
Носитель |
Вид носителя |
|
Оперативная память |
RAM |
внутренний |
она же |
– |
|
|
Постоянная память |
ROM BIOS |
внутренний |
она же |
– |
|
|
Жёсткий диск HDD (накопитель на жёстком магнитном диске) |
HDD |
внутренний |
жёсткий диск |
несъёмный встроенный |
|
|
Дисковод FDD (накопитель на гибком магнитном диске) |
FDD |
внутренний |
дискета (floppy- диск) |
съёмный переносной |
|
|
CD -ROM , CD -RW – дисковод для чтения и записи CD -дисков |
CD -ROM CD-RW |
внутренний |
CD -диск (компакт-диск) |
съёмный переносной |
|
|
DVD -RW – дисковод для чтения и записи CD и DVD -дисков |
– |
DVD-R |
внутренний |
DVD -диск |
съёмный переносной |
|
FLASH- карта |
FLASH |
внешний, переносной |
она же |
Главной характеристикой носителя (накопителя) является его ёмкость, т.е. максимальный объём информации, который может быть записан на данное устройство. Ёмкость накопителя измеряется в следующих единицах:
|
обозначение |
Международное обозначение |
|
|
килобайт |
Kb |
|
|
мегабайт |
Mb |
|
|
гигабайт |
Gb |
В последнее время floppy -диски и CD -диски устарели, в ближайшее время перестанут использоваться и активно вытесняются более ёмкими носителями FLASH -картами (рис. 15) и DVD -дисками.
Рис. 15.. FLASH -карта
Ёмкость основных носителей (накопителей).
выходят из употребления
CD- диск
650 Mb, 700 Mb
выходят из употребления
DVD- диск
4,7 Gb, 9 Gb
DVD -диски могут быть односторонними и двухсторонними, однослойными и двухслойными
FLASH- карта
256 Mb , 512 Mb ,
1 Gb , 2 Gb
Внутренние носители / накопители информации
Оперативная память RAM
512 Mb
1 Gb
стандарт для Windows XP
стандарт для Windows Vista
Жёсткий диск HDD
120 – 300 Gb
Типичная ёмкость ЖД современного ПК
Накопитель данных представляет собой абстрактное устройство для хранения информации, которую можно в любой момент поместить в накопитель и через некоторое время извлечь, причем способы помещения и извлечения могут быть любыми.
Накопитель данных может быть реализован физически в виде микрофиши, ящика в картотеке, таблицы в оперативной памяти, файла на магнитном носителе и т.д. Накопитель данных на диаграмме потоков данных изображается, как показано на рисунке 2.16.
Рис. 2.16. Накопитель данных
Накопитель данных идентифицируется буквой "D" и произвольным числом. Имя накопителя выбирается из соображения наибольшей информативности для проектировщика.
Накопитель данных в общем случае является прообразом будущей базы данных и описание хранящихся в нем данных должно быть увязано с информационной моделью.
2.3.5. Потоки данных
Поток данных определяет информацию, передаваемую через некоторое соединение от источника к приемнику. Реальный поток данных может быть информацией, передаваемой по кабелю между двумя устройствами, пересылаемыми по почте письмами, магнитными лентами или дискетами, переносимыми с одного компьютера на другой и т.д.
Поток данных на диаграмме изображается линией, оканчивающейся стрелкой, которая показывает направление потока (рисунок 2.17). Каждый поток данных имеет имя, отражающее его содержание.
Рис. 2.17. Поток данных
2.3.6. Построение иерархии диаграмм потоков данных
Первым шагом при построении иерархии ДПД является построение контекстных диаграмм. Обычно при проектировании относительно простых ИС строится единственная контекстная диаграмма со звездообразной топологией, в центре которой находится так называемый главный процесс, соединенный с приемниками и источниками информации, посредством которых с системой взаимодействуют пользователи и другие внешние системы.
Если же для сложной системы ограничиться единственной контекстной диаграммой, то она будет содержать слишком большое количество источников и приемников информации, которые трудно расположить на листе бумаги нормального формата, и кроме того, единственный главный процесс не раскрывает структуры распределенной системы. Признаками сложности (в смысле контекста) могут быть:
наличие большого количества внешних сущностей (десять и более);
распределенная природа системы;
многофункциональность системы с уже сложившейся или выявленной группировкой функций в отдельные подсистемы.
Для сложных ИС строится иерархия контекстных диаграмм. При этом контекстная диаграмма верхнего уровня содержит не единственный главный процесс, а набор подсистем, соединенных потоками данных. Контекстные диаграммы следующего уровня детализируют контекст и структуру подсистем.
Иерархия контекстных диаграмм определяет взаимодействие основных функциональных подсистем проектируемой ИС как между собой, так и с внешними входными и выходными потоками данных и внешними объектами (источниками и приемниками информации), с которыми взаимодействует ИС.
Разработка контекстных диаграмм решает проблему строгого определения функциональной структуры ИС на самой ранней стадии ее проектирования, что особенно важно для сложных многофункциональных систем, в разработке которых участвуют разные организации и коллективы разработчиков.
После построения контекстных диаграмм полученную модель следует проверить на полноту исходных данных об объектах системы и изолированность объектов (отсутствие информационных связей с другими объектами).
Для каждой подсистемы, присутствующей на контекстных диаграммах, выполняется ее детализация при помощи ДПД. Каждый процесс на ДПД, в свою очередь, может быть детализирован при помощи ДПД или миниспецификации. При детализации должны выполняться следующие правила:
правило балансировки - означает, что при детализации подсистемы или процесса детализирующая диаграмма в качестве внешних источников/приемников данных может иметь только те компоненты (подсистемы, процессы, внешние сущности, накопители данных), с которыми имеет информационную связь детализируемая подсистема или процесс на родительской диаграмме;
правило нумерации - означает, что при детализации процессов должна поддерживаться их иерархическая нумерация. Например, процессы, детализирующие процесс с номером 12, получают номера 12.1, 12.2, 12.3 и т.д.
Миниспецификация (описание логики процесса) должна формулировать его основные функции таким образом, чтобы в дальнейшем специалист, выполняющий реализацию проекта, смог выполнить их или разработать соответствующую программу.
Миниспецификация является конечной вершиной иерархии ДПД. Решение о завершении детализации процесса и использовании миниспецификации принимается аналитиком исходя из следующих критериев:
наличия у процесса относительно небольшого количества входных и выходных потоков данных (2-3 потока);
возможности описания преобразования данных процессом в виде последовательного алгоритма;
выполнения процессом единственной логической функции преобразования входной информации в выходную;
возможности описания логики процесса при помощи миниспецификации небольшого объема (не более 20-30 строк).
При построении иерархии ДПД переходить к детализации процессов следует только после определения содержания всех потоков и накопителей данных, которое описывается при помощи структур данных. Структуры данных конструируются из элементов данных и могут содержать альтернативы, условные вхождения и итерации. Условное вхождение означает, что данный компонент может отсутствовать в структуре. Альтернатива означает, что в структуру может входить один из перечисленных элементов. Итерация означает вхождение любого числа элементов в указанном диапазоне. Для каждого элемента данных может указываться его тип (непрерывные или дискретные данные). Для непрерывных данных может указываться единица измерения (кг, см и т.п.), диапазон значений, точность представления и форма физического кодирования. Для дискретных данных может указываться таблица допустимых значений.
После построения законченной модели системы ее необходимо верифицировать (проверить на полноту и согласованность). В полной модели все ее объекты (подсистемы, процессы, потоки данных) должны быть подробно описаны и детализированы. Выявленные недетализированные объекты следует детализировать, вернувшись на предыдущие шаги разработки. В согласованной модели для всех потоков данных и накопителей данных должно выполняться правило сохранения информации: все поступающие куда-либо данные должны быть считаны, а все считываемые данные должны быть записаны.
Любые электронные вычислительные машины включают в себя накопители памяти. Без них оператор не смог бы сохранить результат своей работы или скопировать на другой носитель.
Перфокарты
На заре появления для применяли перфокарты - обычные картонные карточки с нанесенной цифровой разметкой.
На одной перфокарте помещалось 80 столбцов, в каждом столбце можно было сохранить 1 бит информации. Отверстия в этих столбцах соответствовали единице. Считывание данных происходило последовательно. Повторно что-либо записать на перфокарту было невозможно, поэтому их требовалось огромное количество. Для хранения массива данных объемом 1 ГБ потребовалось бы 22 тонны бумаги.
Похожий принцип использовался и в перфолентах. Они наматывались на бобину, занимали меньше места, но часто рвались и не позволяли добавлять и редактировать данные.
Дискеты
Появление дискет стало настоящим прорывом в информационных технологиях. Компактные, емкие, они позволяли хранить от 300 Кб на самых ранних образцах до 1,44 Мб на последних версиях. Чтение и запись осуществлялись на магнитный диск, заключеный в пластиковый футляр.
Главным недостатком дискет была недолговечность хранимой на них информации. Они были уязвимы от действия и могли размагнититься даже в общественном транспорте - троллейбусе или трамвае, поэтому для долговременного хранения данных их старались не использовать. Считывание дискет происходило в дисководах. Вначале были 5-дюймовые дискеты, потом их заменили более удобные 3-дюймовые.
Главным конкурентом дискет стали флеш-накопители. Их единственным недостатком была цена, но по мере развития микроэлектроники стоимость флэшек сильно упала и дискеты ушли в историю. Окончательно их выпуск прекратился в 2011 году.
Стримеры
Для хранения архивных данных раньше применялись стримеры. Они были похожи на видеокассеты внешне и по принципу действия. Магнитная лента и две бобины позволяли последовательно считывать и записывать информацию. Емкость этих устройств составляла до 100 Мб. Массового распространения такие накопители не получили. Рядовые пользователи предпочитали хранить свои данные на жестких дисках, а музыку, фильмы, программы было удобнее держать на CD-, а позднее DVD-дисках.
CD и DVD
Эти накопители информации используются до сих пор. На пластмассовую подложку наносится активный, отражающий и защитный слой. Информация с диска считывается лучом лазера. Стандартный диск имеет объем 700 МБ. Этого хватает например на запись 2-часового фильма в среднем качестве. Существуют также двусторонние диски, когда активный слой напыляется на обе стороны диска. Для сохранения небольшого объема информации используются мини-CD. Драйвера, инструкции к компьютерным изделиям теперь пишутся именно на них.
DVD-диски пришли на смену CD в 1996 году. Они позволяли хранить информацию уже объемом 4,7 Гб. Достоинство их также было в том, что DVD-привод мог считывать как CD-, так и DVD-диски. На данный момент это самый массовый накопитель памяти.
Флеш-накопители
Рассмотренные выше накопители CD и DVD обладают целым рядом преимуществ - дешевизна, надежность, возможность хранить большие массивы информации, но они предназначены для однократной записи. На записанный диск нельзя внести изменения, добавить или удалить лишнее. И тут на помощь нам приходит принципиально другой накопитель - флеш-память.
Некоторое время он конкурировал с дискетами, но быстро победил в этой гонке. Главным сдерживающим фактором оставалась цена, но теперь ее удалось снизить до приемлемого уровня. Современные компьютеры уже не комплектуются дисководами, поэтому флешка стала незаменимым спутником для всех имеющих дело с компьютерной техникой. Максимальный объем информации, умещающийся на флешку, достигает 1 Tb.
Карты памяти
Телефоны, фотоаппараты, электронные книги, фоторамки и много чего еще требуют для работы накопители памяти. Из-за своих относительно больших размеров для этой цели не годятся USB-накопители. Карты памяти специально созданы для таких случаев. По сути, это та же флешка, но адаптированная под малогабаритные изделия. Большую часть времени карта памяти находится в электронном устройстве и вынимается только для переноса накопившихся данных на постоянный носитель.
Существует множество стандартов карт памяти, самые миниатюрные из них имеют размер 14 на 12 мм. На современных компьютерах вместо дисковода обычно ставится картридер, который позволяет считывать большинство типов карт памяти.
Жесткие диски (HDD)
Накопители памяти для компьютера представляют собой Внутри него находятся металлические пластины, с двух сторон покрытые магнитным составом. Двигатель вращает их со скоростью 5400 для старых моделей или 7200 об/мин - для современных устройств. Магнитная головка движется от центра диска к его краю и позволяет считывать и записывать информацию. Объем винчестера зависит от количества дисков в нем. Современные модели позволяют хранить до 8 Tb информации.
Недостатков у этого вида накопителей памяти практически нет - это очень надежные и долговечные изделия. Стоимость единицы памяти в жестких дисках самая дешевая среди всех типов накопителей.
Твердотельные накопители (SSD)
Как бы ни были хороши жесткие диски, но они уже почти достигли своего потолка. Быстродействие их зависит от скорости вращения дисков, а дальнейшее ее увеличение приводит к физической деформации. Флеш-технология, которая применяется при изготовлении твердотельных накопителей памяти, лишена этих недостатков. Они не содержат движущиеся части, поэтому не подвержены физическому износу, не боятся ударных воздействий и не шумят.
Но пока есть и серьезные недостатки. В первую очередь - цена. Стоимость твердотельного диска в 5 раз выше жесткого диска аналогичного объема. Другой существенный недостаток - небольшой срок эксплуатации. Твердотельные накопители обычно выбирают для установки операционной системы, а для хранения данных используется жесткий диск. Стоимость твердотельных дисков неуклонно снижается, есть подвижки и в увеличении их ресурса. В недалеком будущем они должны вытеснить традиционные винчестеры, как в свое время флешки вытеснили дискеты.
Внешние накопители
Внутренний накопитель и внутренняя память всем хороши, но часто требуется перенести информацию с одного компьютера на другой. Еще в 1995 году был разработан интерфейс USB, позволяющий подключать к ПК самые разнообразные устройства, не стали исключением и накопители памяти. Вначале это были флеш-накопители, позднее появились DVD-проигрыватели c USB-разъемом и, наконец, диски HDD и SSD.
Привлекательность USB-интерфейса в его простоте - достаточно воткнуть флешку или другой накопитель и можно работать, не требуется ни установки драйвера, ни других дополнительных действий. Развитие интерфейса и появление вначале USB 2.0, а затем и USB 3.0 резко повысило скорость обмена данными по этому каналу. Быстродействие теперь мало отличается от внутреннего, а их размеры не могут не радовать. Внешний накопитель памяти легко помещается на ладони, при этом он позволяет хранить сотни гигабайт информации.
Накопители информации были придуманы для того, чтобы исходные данные можно было записывать, а результаты работы - сохранять. Но сегодня они прочно заняли свое место в нашей повседневной жизни, когда приходится пропускать через себя море рабочей и личной информации. Наиболее распространенные в настоящее время такие : жесткие диски, магнитные запоминающие устройства в пластиковых картах, микросхемы SDRAM, флеш-память (карты памяти в современных устройствах, USB накопители), оптические диски (CD, DVD, Blu-Ray).
Жесткий диск или «винчестер»
Сегодня невозможно представить себе компьютер без такого важного устройства хранения данных, как накопителя на жестких магнитных данных в сокращенном варианте - НЖМД. Его неофициальный, но широко используемый синоним - винчестер. Они предназначены для постоянного хранения информации, которая используется при работе с компьютером: редакторов документов, программ операционной системы, трансляторов с языков программирования, часто используемых пакетов программ и многое другое. Выбор жестких дисков сейчас огромен на любой вкус и цвет. Для этого нужно изучить полный ассортимент жестких дисков.
Магнитные запоминающие устройства в пластиковых картах
Гибкий диск или дискета - компактное низкоскоростное малой емкости средство, позволяющее хранить информацию и переносить ее с одного компьютера на другой. Различают дискеты следующих размеров: 3.5, 5.25, 8 дюймов (последние два типа теперь редко встречаются). Интересен тот факт, что размер в 3.5 дюйма соответствует в точности размеру кармана рубашки.
Микросхемы SDRAM
В переводе с английского означает «синхронная динамическая память с произвольным доступом». Этот вид накопителя информации используют в компьютере в качестве оперативного запоминающего устройства.
Флеш-память
Флеш-память - особый вид энергонезависимой (энергия нужна только для записи) перезаписываемой полупроводниковой памяти. Свое название получила благодаря тому, как производится запись и стирание данного вида памяти. Сегодня словосочетание «флеш-память» обозначает широкий класс твердотельных устройств накопителей информации. Отличаются дешевизной, компактностью, механической прочности, а также большим объемом, скоростью работы и низкому энергопотреблению.
Самый востребованный вид накопителя информации - USB флеш накопители. С ними очень легко и удобно работать, главное не потерять саму флешку.
Различные современные устройства (цифровые камеры, радиотелефоны, диктофоны) имеют флеш-память - карты памяти. Сегодня можно встретить их различные форматы: Compact Flash, SD (Secure Digital Card), XD - Picture Card, Memory Stick, MMC (Multimedia Card) / SD (Secure Digital Card), MMC (Multimedia Card), Smart Media Card.
Оптические накопители информации
CD диски позволяют не только записывать, но и надежно хранить данные во всех форматах (аудио, видео, фото) на дешевом и простом носителе лазерном компакт-диске.
DVD диски визуально мало чем отличаются от обычных CD-ROM, но имеют гораздо больше возможностей: записывать и переписывать большой объем информации, проигрывать ее на DVD приставке. Различают два основных формата: DVD R(W) и DVD+R(W), которые созданы различными организациями. Между собой форматы «плюс» и «минус» не совместимы, поэтому при выборе носителей нужно ознакомиться со списком дисков, которые поддерживает ваш рекордер.
Blu-ray (голубой-луч) диски - это оптические диски последнего поколения, которые позволяют сохранять видео высокой четкости и данные повышенной плотности.
Информацию нужно хранить, но с развитием современных технологий очень быстро меняются и сами накопители информации. И дорогую сердцу видеокассету с записью свадьбы лучше перезаписать на более современный носитель информации.
