Урок 3
Устройства ввода и вывода
§ 1.2. Устройство компьютера
Содержание урока
1.2.1. Процессор и системная плата
1.2.2. Устройства ввода информации
1.2.3. Устройства вывода информации
1.2.5. Долговременная память
1.2.6. Типы персональных компьютеров
Лабораторная работа № 2-2 «Проектируем рабочее место с компьютером: периферийное оборудование»
1.2.5. Долговременная память
Для долговременного хранения информации используется долговременная (внешняя) память. Устройство, которое обеспечивает запись и считывание информации, называется накопителем, или дисководом, а хранится информация на носителях информации (магнитных, оптических и flash-дисках, картах flash-памяти). Информация на носителях хранится в двоичном компьютерном коде, т. е. в форме последовательностей нулей и единиц.
Магнитные диски. До последнего времени широко использовались дискеты, в которых для хранения информации служил один гибкий магнитный диск. Информационный объем дискеты поэтому был невелик (1,44 Мбайт).
Жесткий магнитный диск (рис. 1.21) состоит из нескольких тонких металлических дисков (пластин), очень быстро вращающихся на одной оси привода дисков, считывающей головки диска и привода головки. Всё это заключено в металлический корпус. Информация на дисках хранится на концентрических дорожках, на которых чередуются намагниченные и ненамагниченные участки. Намагниченный участок хранит компьютерную единицу (1), а ненамагниченный — компьютерный ноль (0).
Рис. 1.21. Жесткий диск со снятой крышкой корпуса
Для записи или считывания информации считывающая головка диска устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска (рис. 1.22).
Рис. 1.22. Считывание информации с магнитного диска
Сверхминиатюрные магнитные головки могут записывать или считывать информацию с сотен тысяч концентрических дорожек, поэтому информационная емкость жестких дисков очень велика и может превосходить уровень в 1 терабайт (Тбайт) = 210 Гбайт.
Оптические дисководы и диски. В оптических дисководах используется оптический принцип записи и считывания информации. Информация на оптическом диске хранится на одной спиралевидной дорожке, идущей от центра диска к периферии (дорожка похожа по форме на раковину улитки) и содержащей чередующиеся участки с плохой и хорошей отражающей способностью.
В процессе считывания информации с оптического диска луч лазера, установленного в дисководе, падает на поверхность вращающегося диска и отражается. Так как поверхность оптического диска имеет участки с различной отражающей способностью, отраженный луч соответственно имеет разную интенсивность и преобразуется в цифровой компьютерный код (отражает — компьютерная единица 1, не отражает — компьютерный ноль 0).
Существует несколько типов оптических дисков (рис. 1.23):
• CD (Compact Disk, компакт-диск) — для записи и считывания информации с них используется инфракрасный лазер, на CD может быть записано до 700 Мбайт информации;
• DVD (Digital Versatile Disk, цифровой универсальный диск) — имеют значительно большую информационную емкость, чем CD, так как для записи и считывания информации с них используется красный лазер с меньшей длиной волны и оптические дорожки на них имеют меньшую толщину и размещены более плотно.
Рис. 1.23 CD (а) и DVD (б)
На одной стороне DVD умещается 4,7 Гб информации, но бывают диски двухслойные и двухсторонние. То есть DVD может иметь одну или две рабочие стороны и один или два рабочих слоя на каждой стороне. Объем данных, которые можно записать на диск, зависит от вида диска. На односторонний двухслойный диск можно записать 8,5 Гб данных, на двухсторонниий однослойный — 9,4 Гб; встречаются, но очень редко, и двухсторонние двухслойные диски, на них можно записать 17,08 Гб данных.
В последние годы на рынок поступили оптические диски HD DVD и Blu-Ray, информационная емкость которых в 3-5 раз превосходит информационную емкость DVD за счет использования синего лазера с примерно в 2 раза меньшей длиной волны.
Энергонезависимая память (flash-память). Энергонезависимая память (карты flash-памяти и flash-диски) применяется для долговременного хранения информации и не требует подключения источника электрического напряжения (например, батарейки). Такая память не имеет движущихся частей, поэтому обеспечивает высокую сохранность данных при использовании в мобильных устройствах (портативных и мобильных компьютерах, цифровых камерах и т. д.).
Карта flash-памяти представляет собой БИС памяти, помещенную в миниатюрный плоский корпус. Существуют различные типы карт, которые различаются между собой по типу памяти; размерам (длина, ширина, толщина); максимальной емкости; скорости чтения/записи; быстроте ввода/вывода. Карты памяти бывают перезаписываемыми, и, кроме того, они могут хранить данные без потребления энергии (энергонезависимость).
Для записи и считывания информации с карт памяти используются специальные адаптеры (рис. 1.24). Адаптеры встраиваются в мобильные устройства (портативные и мобильные компьютеры, цифровые камеры и др.) или подключаются к настольным компьютерам с помощью USB-разъема.
Рис. 1.24. Карты flash-памяти (а) и адаптер (б)
Flash-диск представляет собой БИС памяти, помещенную в миниатюрный корпус (рис. 1.25). Flash-диск подключается к USB-разъему компьютера.
Рис. 1.25. Flash-диск
Для предотвращения потери информации на носителях и их выхода из строя необходимо:
• модули оперативной памяти оберегать от электростатических зарядов при установке;
• жесткие диски оберегать от ударов при установке, которые могут привести к поломке механизма перемещения магнитных головок и повреждению поверхности магнитных дисков;
• оптические диски оберегать от загрязнений и царапин, которые могут привести к изменению отражающей способности отдельных участков поверхности;
• flash-память оберегать от неправильного отключения от компьютера.
Контрольные вопросы
1. В чем состоит различие между дисками CD и DVD? В чем их сходство?
2. Почему энергонезависимую память целесообразно использовать в мобильных устройствах?
Задания для самостоятельного выполнения
1.2. Задание с развернутым ответом. Заполните таблицу, содержащую основные характеристики устройств долговременной памяти.
Cкачать материалы урока
