Слайд 1Внешние устройства ЭВМ
Орел Анна Владимировна
Учитель информатики
сош № 25
Слайд 2Состав внешних устройств ЭВМ
Внешние устройства делятся на два вида:
внешние ЗУ
устройства ввода-вывода (УВВ): клавиатура, дисплей, принтер, мышь, адаптер каналов
связи (КС) и др.
Слайд 3Внешние ЗУ
Предназначены для долговременного хранения данных
Они энергонезависимы
Имеют намного больший объем,
чем основная память ПК
Слайд 4Классификация носителей
данных
жесткие диски;
съемные дисковые магнитные носители
компактные твердотельные носители (CompactFlach, Memory
Stick, SmartMedia, SecureDigital, MultiMedia Card, USBDrive);
оптические носители (CD, DVD, Blu-Ray
Disk,);
магнитооптические носители;
ленточные накопители.
Слайд 5Жесткие диски
Жесткие диски (Hard Drive) являются основным видом компьютерных накопителей.
Среди
потребительских качеств жесткого диска можно выделить главные:
емкость (объем),
используемый
интерфейс,
скорость обмена данными,
надежность,
шумность,
тепловыделение.
Слайд 6Жесткие диски
Накопитель на жестких магнитных дисках содержит четыре основных элемента
(блока): пакет дисковых пластин на вращающейся оси, головки чтения-записи, позиционер
(актюатор), контроллер.
Дисковая пластина состоит из основы и магнитного покрытия, на которое записываются данные.
Основу изготавливают из алюминиевых сплавов, а в последнее время из керамики или стеклянных компонентов.
Слайд 8Схема хранения данных на жестком диске
Данные хранятся на пластинах в
виде концентрических дорожек, каждая из которых разделена на секторы по
512 байт, состоящие из горизонтально ориентированных доменов.
Ориентация доменов в магнитном слое служит для распознавания двоичной информации (0 или 1).
Размер доменов определяет плотность записи данных.
Слайд 9Жесткие диски
В настоящее время жесткие диски производят семь компаний: Fujitsu,
Hitachi, Maxtor, Samsung, Seagate, Toshiba и Western Digital.
Практически все современные
жесткие диски (в просторечии традиционно именуемые ≪винчестерами≫) выпускаются по технологии, использующей магниторезистивный эффект
Слайд 10Магнитно-резистивные головки
Принцип работы магнитно-резистивной (MR) головки при чтении данных состоит
в заметном изменении сопротивления протекающему электрическому току при изменении напряженности
магнитного поля.
Элемент чтения головки представляет собой сверхтонкую пленку из специального материала, который меняет сопротивление в зависимости от ориентации магнитных доменов на поверхности вращающегося диска.
Ориентация доменов определяется тем, какой бит (0 или 1) записан в данный элемент.
Слайд 11Магнитно-резистивные головки
Постоянное воздействие температуры преждевременно выводит головку из строя
Удар жесткого
диска может привести к появлению внутри отколовшихся микрочастиц, которые повреждают
головку
Слайд 12Характеристики жестких дисков
В жестких дисках с интерфейсом АТА обычно используют
1 — 5 пластин, с интерфейсом SCSI — до 10.
Предпочтительнее приобретать жесткие диски с наивысшей удельной плотностью — меньшее число пластин упрощает механику и повышает надежность работы, а также снижает стоимость.
Слайд 13Характеристики жестких дисков
Плотность записи и емкость диска тесно связаны между
собой.
Поверхностная плотность записи зависит от расстояния между дорожками (поперечная плотность)
и минимального размера магнитного домена (продольная плотность).
Обобщающим критерием выступает плотность записи на единицу площади диска или емкость пластины.
Чем выше плотность записи, тем больше скорость обмена данными между головками и буфером (внутренняя скорость передачи данных).
Слайд 14Характеристики жестких дисков
Скорость вращения жесткого диска в основном влияет на
сокращение среднего времени доступа (поиска).
Сегодня стандартом частоты вращения для жестких
дисков
с интерфейсом АТА считается 5400/7200 оборотов в минуту (среднее время доступа 9-10 мс),
с интерфейсом SCSI — 7200/10000 оборотов в минуту (среднее время доступа 7-8 мс).
Слайд 15Надежность хранения данных
Обычным показателем для дисков с интерфейсом IDE считается
наработка на отказ 300 000-500 000 часов, с интерфейсом SCSI
— до 1 000 000 часов.
Для конкретного экземпляра он означает, что за период в 1000 часов его работы вероятность выхода из строя составит 0,5% (при показателе наработки на отказ 200 000 часов).
Слайд 16Надежность хранения данных
Для повышения надежности большинство производителей применяют в жестких
дисках различные вариации технологии S.M.A.R.T. (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology
— технология самотестирования и анализа).
Обычно предусматривается автоматическая проверка целостности данных, состояния поверхности пластин, перенос информации с критических участков на нормальные и другие операции без участия пользователя.
В случае нарастания фатальных ошибок программа своевременно выдаст сообщение о необходимости принятия срочных мер по спасению данных.
Слайд 17Технология S.M.A.R.T.
Для анализа надежности жесткого диска используются две группы параметров.
Первая характеризует параметры естественного старения жесткого диска:
число циклов включения/выключения диска;
накопленное
число оборотов двигателя за время работы;
количество перемещений головок.
Вторая группа параметров характеризует текущее состоянии накопителя:
высота головки над поверхностью диска;
скорость обмена данными между дисками и буфером (кэш-памятью);
количество переназначений плохих секторов (когда вместо испорченного сектора подставляется свободный исправный);
количество ошибок поиска и другие.
Слайд 18Технология Data Lifeguard
Спецификация S.M.A.R.T. лишь информирует пользователя о появившейся
проблеме. Решение же самой проблемы в основном возлагается на пользователя.
Технология
Data Lifeguard (Western Digital) — это встроенная система ранней диагностики, изоляция поврежденных участков рабочей поверхности и переноса данных с них в специально выделенные резервные области.
Она производит ежедневную автоматическую профилактику рабочей поверхности, сканируя, выделяя и восстанавливая сектора, потенциально подверженные потере данных.
Слайд 19Ленточные накопители
Начали использоваться с 1972 года (время появления стримера)
Достоинства:
Низкая стоимость
хранения единицы данных;
Надежность.
Стримеры широко используют в системах разведки, безопасности, связи,
навигации и в других областях, где надо непрерывно записывать огромные массивы данных при безусловном обеспечении надежности хранения.
Слайд 20Форматы носителей
(и стримеров) на магнитной ленте:
Одним из самых распространенных является
формат Travan
Travan-5 имеет емкость кассет 10 Гбайт (20 Гбайт в
сжатом виде) при скорости передачи данных до 1,8 Мбайт/с.
Спецификация DAT (Digital Audio Tape — цифровая звуковая лента).
Используется в сфере профессиональной звукозаписи. Емкость кассет стандарта достигает 20 Гбайт, а скорость передачи данных — 4,8 Мбайт/с.
Слайд 21Форматы носителей
(и стримеров) на магнитной ленте:
В 1996 г. компанией Exodata
был разработан собственный формат 8-мм магнитной ленты со спиральной разверткой
— AIT (Advanced Intelligent Таре).
В кассету встроена микросхема флэш-памяти, содержащая информацию о параметрах самой кассеты и расположении данных на ленте.
Спецификация AIT-3 рассчитана на кассеты емкостью 100 Гбайт (260 Гбайт со сжатием данных) и скоростью передачи данных до 12 Мбайт/с.
Формат AIT-6 предусматривает увеличение емкости до 800 (2000) Гбайт и скорости до 95 Мбайт/с.
Слайд 22Форматы носителей
(и стримеров) на магнитной ленте:
Компания Quantum выпускает стримеры с
кассетами формата Super DLT (Digital Linear Tape), отличающиеся ≪нежным≫ обращением
с лентой.
В результате срок службы головки стримера достигает 30 тысяч часов.
Емкость кассеты SDLT-320 составляет 160 Гбайт (320 Гбайт со сжатием данных), скорость передачи данных — до 16 Мбайт/с.
Носители формата LTO (Linear Tape Open) разработаны как свободная от лицензионных отчислений версия SDLT. Они обеспечивают емкость 100 (200) Гбайт, а скорость передачи данных составляет около 20 Мбайт/с.
Слайд 23Твердотельные накопители
Это устройства, выполненные на микросхемах (кристаллах), не имеющие подвижных
частей.
В основе работы запоминающей ячейки этого типа лежит физический эффект
≪Фаули — Нордхайма≫, связанный с лавинной инжекцией зарядов в полевых транзисторах.
Содержимое флэш-памяти программируется электрическим способом.
Различаются такие устройства по форм-фактору (интерфейсу) и применяемому контроллеру, что обусловливает разницу в емкости, скорости передачи данных и энергопотреблении.
Слайд 24Твердотельные накопители
Форматы карт флэш-памяти
Форматы Multimedia Card (ММС) и Secure Digital
(SD) постепенно уходят ввиду ограниченной емкости (до 64 Мбайт для
ММС и 256 Мбайт для SD) и низкой скорости работы.
Формат SmartMedia призван стать основным форматом для карт широкого применения (от банковских карточек и проездных в метро до удостоверений личности).
Это тонкие пластинки весом всего 2 грамма. Емкость – до 128 Мбайт, скорость передачи данных – до 600 Кбайт/с). Используются в сфере цифровой фотографии и носимых МРЗ-устройств.
Слайд 25Твердотельные накопители
Memory Stick — ≪эксклюзивный≫ формат фирмы Sony.
Широко применяется в
аппаратуре этой торговой марки, но практически не используется другими компаниями.
Максимальная
емкость карточки равна 256 Мбайт, скорость передачи данных доходит до 412 Кбайт/с.
Слайд 26Твердотельные накопители
Формат CompactFlash (CF)
На сегодняшний день самый распространенный, универсальный.
Основная область
применения CF — цифровая фотография.
Емкость до 3 Гбайт, скорость
обмена данными – около 2 Мбайт/с.
Слайд 27Твердотельные накопители
USB Flash Drive — представляет собой тот же CompactFlash,
но в другом ≪флаконе≫.
Существует последовательный интерфейс USB 1.1 с
пропускной способностью 12 Мбит/с или его современный вариант USB 3.0 с пропускной способностью до 480 Мбит/с.
USB Flash Drive может служить не только ≪переносчиком≫ файлов, но и работать как обычный накопитель — с него можно запускать приложения, воспроизводить музыку и сжатое видео, редактировать и создавать файлы.
Слайд 29Список используемых источников
Информатика. Учебник для 7 класса. Ермеков Н. Стифутина
Н. - Алматы, Атамура, 2003.
Пособие для учителя по преподаванию
курса информатики в 7 классе. Ермеков Н., Кузина Е.М., Крепп Л.М., Пилипенко С.Б. Алматы, Атамура, 2003.