Устройства, образующие внешнюю память

Внешняя память (ВЗУ) предназначена для длительного хранения информации, и целостность её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер. В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором. Информация от ВЗУ к процессору и наоборот циркулирует примерно по следующей цепочке:

В состав внешней памяти компьютера входят:

· накопители на жёстких магнитных дисках;

· накопители на гибких магнитных дисках;

· накопители на компакт-дисках;

· накопители на магнито-оптических компакт-дисках;

· накопители на магнитной ленте (стримеры) и др.

Накопитель для жёстких дисков (Hard Disk Drive) – устройство управления жёстких дисков (винчестер), предназначен для хранения основной информации, используемой пользователем. В накопителе находится несколько пластин, расположенных одна под другой, при этом у каждой пластины сверху и снизу находится по магнитной головке. При перемещении одной головки перемещаются и другие, поэтому совокупность головок называется блоком головок. При их фиксированном расположении каждая головка может считывать информацию только с одной дорожки, эти дорожки в совокупности называются цилиндром. Жёсткий диск может иметь несколько логических устройств, при наличии большой ёмкости накопителя.

Каждый логический диск обозначается одним символом и следующим за ним двоеточием. Первый символ А: предназначен для накопителя с гибкими дисками, С: - для жесткого диска. Если в компьютере кроме диска С: имеются и другие диски (D:, Е: и так далее), то это не обязательно означает, что такие логические устройства находятся на жестком диске, это может быть CD-дисковод, сетевые диски и пр.

Структура диска: кластер на жёстком диске состоит из нескольких секторов и может содержать 512 байт и больше. Цилиндры располагаются от внешнего края к центру, то есть, нулевой цилиндр находится у внешнего края. Так как длина дорожки у нулевого цилиндра больше, чем у дорожки ближе к центру, следовательно, она более надёжна.

Рис. 1.4. Винчестер

ис.1.5 Поверхность магнитного диска со снятой крышкой корпуса

Поэтому в нулевом цилиндре находится управляющая информация о диске. Если же нулевой цилиндр будет испорчен, то диски работать не будут.

Кластер — это наименьшее число последовательных секторов, которые выделяются под файл, причем число их фиксировано. Если файл состоит из одного символа, то для него все равно выделяется один кластер. Если файл состоит из данных, имеющих размер более одного кластера, то выделяется память, состоящая из нескольких кластеров. Та область памяти, которая не используется под данные, является потерянным пространством. Это одна из причин, почему для записи нескольких файлов требуется больше места, чем нужно при их величине и количестве.

В самом первом секторе на диске находится исходная информация о разбиении диска на разделы, которые могут быть нескольких разных типов. Каждый раздел содержит сведения о типе диска, является ли он загрузочным, адреса начала раздела, адреса конца раздела, числа секторов. Первичный раздел используется для загрузки операционной системы, и в нём может быть только одно логическое устройство.

В вопросе о разбиении диска необходимо определить, для каких целей он будет использоваться. Обычно создается раздел С:, где находится операционная система и основные файлы, а затем создются диски для программ и документов, для игр и так далее.

Все современные дисковые операционные системы обеспечивают создание файловой системы (FAT32, NTFS и др.), предназначенной для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним. Безусловным преимуществом FAT32 является тот факт, что эта файловая система быстрее и требует меньше памяти для работы. Если система работает только с FAT32, то в память не грузятся драйверы и сервисы, потребные для NTFS. Главнейшим доводом в пользу NTFS является устойчивость этой файловой системы: NTFS содержит две копии аналога FAT, именуемые MFT (Master File Table). Если оригинал MFT повреждён в случае аппаратной ошибки (всеми "любимый" bad-сектор), то система при следующей загрузке использует копию MFT, и автоматически создаёт новый оригинал, но уже с учётом повреждений. Помимо этого, NTFS работает с дисками большего объёма, обладает встроенными средствами шифрования файлов, что обеспечивает определённую уверенность в сохранности данных.

Накопитель для гибких дисков является стандартным устройством компьютера, находится на лицевой стороне системного блока. Основным отличием от оперативной памяти является то, что на дискетах и дисках информация остается после выключения компьютера, а также то, что после включения электропитания с данными, находящимися на дискете можно продолжать работу. Как правило, дискеты (размер - 3,5 дюйма), используются для хранения небольших порций информации, для переноса данных от одного компьютера к другому. Накопитель CD-R/RW / DVD-R/RW дисков работает с записываемыми (CD-R) и перезаписываемыми (CD-RW) компакт-дисками, DVD-дисками. Они имеют одну концентрическую дорожку, которая проходит от внешнего края к внутреннему,

делая множество оборотов.

Принцип считывания информации оптический, то есть луч лазера считывает данные, которые записаны на алюминиевой (или другого вида) подложке.

Рис. 1.6. Накопитель CD-ROM

Кроме того, информация записана на диск в цифровом виде, а после считывания расшифровывается и переводится в звук. Для предохранения от порчи алюминиевая подложка покрыта прозрачным пластиком. Технология создания CD-R/RW дисков следующая. Вначале изготовляется диск, на котором выжигаются только те места, где находится единица информации, и остаются без изменения места с нулевыми значениями. После этого изготовляется матрица, с помощью которой происходит штампование заготовок, покрытие их прозрачным пластиком для защиты данных. Когда диск вставляется в накопитель, по концентрической окружности диска скользит луч лазера и по отраженному свету определяется, что записано ноль или единица.

В последнее время появилось множество различных мобильных цифровых устройств: цифровые фото- и видеокамеры, МР3 плейеры, карманные компьютеры и многое другое. Единственный на сегодняшний день тип памяти, который обладает низким энергопотреблением, имеет большую ёмкость, высокие скорости записи и чтения, долгий срок службы — карты флэш-памяти.

Флэш карта -это носитель информации, который обеспечивает долговременное хранение данных большого объёма. Флэш карта не нуждается в резервных батареях и может перезаписываться более 100000 раз в файловой системе Flash File System. Флэш карты различаются стандартом (различные типы карт) и ёмкостью (возможный объем хранящейся на них информации): от 2 Мб до 2 Гб.

Аудиоадаптер (Sound Blaster или звуковая плата) -это специальная электронная плата, которая позволяет записывать звук, воспроизводить его и создавать программными средствами с помощью микрофона, наушников, динамиков, встроенного синтезатора и другого оборудования.

Аудиоадаптер содержит в себе два преобразователя информации:

· аналого-цифровой, который преобразует непрерывные (то есть, аналоговые) звуковые сигналы (речь, музыку, шум) в цифровой двоичный код и записывает его на магнитный носитель;

· цифро-аналоговый, выполняющий обратное преобразование сохранённого в цифровом виде звука в аналоговый сигнал, который затем воспроизводится с помощью акустической системы, синтезатора звука или наушников.

Профессиональные звуковые платы позволяют выполнять сложную обработку звука, обеспечивают стереозвучание, имеют собственное ПЗУ с хранящимися в нём сотнями тембров звучаний различных музыкальных инструментов. Звуковые файлы обычно имеют очень большие размеры. Так, трёхминутный звуковой файл со стереозвучанием занимает примерно 30 Мбайт памяти. Поэтому платы Sound Blaster, помимо своих основных функций, обеспечивают автоматическое сжатие файлов.

Область применения звуковых плат — компьютерные игры, обучающие программные системы, рекламные презентации, "голосовая почта" (voice mail) между компьютерами, озвучивание различных процессов, происходящих в компьютерном оборудовании, таких, например, как отсутствие бумаги в принтере и т.п.