ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 1167
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Винчестеры используют одну или несколько магнитных пластин, на которые нанесены концентрические дорожки. Запись и хранение информации на этих пластинах происходит за счет преобразования электрических сигналов в определенные изменения магнитного поля с последующим воздействием этим полем на магнитную пластину. Благодаря явлению остаточного магнетизма следы от этих воздействий сохраняются в магнитном материале на длительный срок. Считывание информации, то есть воспроизведение электрических сигналов, происходит точно так же, только в обратном направлении.
Магнитные домены или битовые ячейки представляют собой чередующиеся участки с различным направлением намагниченности. Плотность магнитной пластины определяется размерами ячеек: чем они меньше, тем выше плотность записи информации.
Битовые ячейки формируют секторы, которые впоследствии определяют минимальную логическую единицу хранения данных – кластер. Размер кластера меняется в зависимости от использования файловой системы – NTFS или FAT32. В конечном итоге кластеры образуют те самые пресловутые мегабайты, которые определяют емкость жесткого диска.
Для считывания и записи информации используются так называемые головки, которые собраны на механическом перемещающемся приводе, предназначенном для позиционирования. Количество головок зависит от количества пластин. Для каждой магнитной пластины применяется по две головки – при условии, что используются обе ее стороны.
На производительность жесткого диска влияют несколько параметров: скорость вращения шпинделя, время доступа, плотность записи, формфактор, интерфейс, объем кэш-памяти, диаметр и количество пластин.
Скорость вращения шпинделя является одним из ключевых параметров, определяющих быстродействие накопителя на жестких дисках. Данный параметр измеряется в оборотах в минуту (RPM или RotatePerMinute) и напрямую связан с линейной скоростью головок чтения/записи. Большинство жестких дисков, рассчитанных на установку в настольные ПК, имеют скорость вращения шпинделя 7200 об./мин., накопители в ноутбуках – 5400 об./мин., старые мобильные накопители – 4200 об./мин. Серверные решения имеют более внушительные характеристики – 10000 или 15000 об./мин.
Другой параметр – время доступа представляет собой временной промежуток, который требуется на ожидание подхода требуемого сектора, когда головки встанут на нужную дорожку. Очевидно, что время доступа напрямую связано со скоростью вращения шпинделя: чем быстрее пластина докрутится до необходимого ожидаемого сектора, тем быстрее головка считает его.
Емкость жесткого диска напрямую связана с плотностью и количеством пластин: чем больше плотность и количество пластин – тем больше объем жесткого диска. Однако повышать емкость исключительно за счет увеличения количества пластин бессмысленно. Во-первых, корпус обыкновенного 3,5-дюймового винчестера способен уместить максимум 5 пластин и 10 головок. Во-вторых, большое количество пластин и головок увеличивает энергопотребление и тепловыделение, что повышает риск аппаратного сбоя из-за большого числа подвижных элементов.
Одним из основополагающих моментов типа жесткого диска является его формфактор, который, в свою очередь, определяется диаметром пластин. Обычные десктопные жесткие диски используют 3,5-дюймовые пластины и предназначены для установки в соответствующие отсеки корпусов настольных ПК. Магнитные пластины диаметром 2,5 дюйма используются в мобильных жестких дисках, которые широко применяются в ноутбуках и внешних портативных накопителях. Есть и устройства, использующие пластины диаметром 1,8", 1" и 0,8". Как правило, такие жесткие диски используются в ультрапортативных ноутбуках, MP3-плеерах и других ультрамобильных устройствах.
На сегодняшний день большинство жестких дисков выпускается для двух интерфейсов – SATA и PATA. Их пропускная способность составляет 300 Мбит/с (Serial ATA II) и 133 Мбит/с соответственно. Использование интерфейса Serial ATA предпочтительнее: большая пропускная способность, а также конструктивное преимущество в виде тонкого шлейфа, который удобнее прокладывать в корпусе, чтобы он не мешал циркуляции воздушных потоков.
Объем кэш-памяти большинства современных жестких дисков составляет 8 и 16 Мбайт. В теории, чем больше объем кэш-памяти, тем выше скорость работы жесткого диска. Однако на практике оказывается, что жесткий диск с 16 Мбайт кэш-памяти не имеет какого-либо существенного выигрыша в скорости по сравнению с аналогичной моделью, оснащенной 8 Мбайт.
Диаметр пластин также влияет на производительность накопителя на жестких дисках. Необходимо отметить, что винчестеры с одинаковой скоростью вращения шпинделя имеют и одинаковую угловую скорость. Расстояние, которое за секунду проходят головки на внешних и внутренних дорожках, разное, в последнем случае оно меньше. Соответственно, линейная скорость на внутренних дорожках, которые ближе к центру пластины, гораздо меньше, чем на внешних, расположенных ближе к ее краям.
Надежность жестких дисков измеряется временем наработки на отказ (Mean Time Between Failures). Параметр MTBF для каждой модели винчестера можно найти на сайте производителя. Как правило, большинство жестких дисков имеют сопоставимый уровень MTBF, исключение составляют серверные решения.
3.7. Оптические приводы
Оптический привод представляет собой устройство хранения данных с оптическим принципом считывания и записи. В качестве носителей оптический привод использует плоские многослойные диски диаметром 8 или 12 мм. Среди приводов можно выделить несколько основных типов данных устройств: CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM, CD-RW-DVD, DVD-RW.
CD-ROM – самое простое из устройств подобного типа. Данный привод способен читать только обычные CD. Максимальная емкость данного типа носителя составляет 700 Мбайт. Скорость большинства «современных» CD-ROM достигает 52х (скорость одного икса составляет 150 кбайт/с), реже максимальных для данного типа устройств 56х. На сегодняшний день привод CD-ROM морально устарел и представляет интерес в самых исключительных случаях.
CD-RW – следующий этап развития оптических приводов. CD-RW позволяет не только считывать информацию с обычных компакт-дисков, но и записывать ее на матрицы CD-R и CD-RW. Актуальность CD-RW в настоящее время также под большим вопросом.
DVD-ROM – устройство, способное читать не только обычные CD-диски, но и компакт-диски DVD. Такие носители встречаются как однослойные, так и двухслойные и отличаются емкостью: 4,7 Гбайт (однослойные) и 8,5 Гбайт (двухслойные). Скоростная формула DVD-ROM выглядит следующим образом: 16х (скорость одного икса составляет 1,385 Мбайт/с) для DVD и 52х для CD.
DVD-CD-RW Combo – так называемый Combo-драйв, который сочетает в себе функции таких устройств, как DVD-ROM и CD-RW и, соответственно, может записывать диски CD-R и CD-RW, считывать как обычные CD, так и DVD.
DVD-RW – несомненный лидер рынка оптических приводов на сегодняшний день. DVD-RW позволяет не только читать диски CD/DVD, но и записывать как обычные CD-R/CD-RW-носители, так и более емкие DVD-R/DVD-RW/DVD+R/DVD+RW.
Оптические приводы выпускаются в нескольких формфакторах. На информационном рынке можно встретить данные устройства как во внутреннем исполнении, так и во внешнем.
Наиболее распространенными являются внутренние приводы, которые устанавливаются в 5,25-дюймовый отсек корпуса системного блока. Среди таких устройств можно выделить два так называемых подтипа, которые характеризуются по возможности загрузки: лоточный и щелевой. В первом случае компакт-диск укладывается в выезжающий лоток, во втором просто засовывается в щель, и устройство забирает его.
В случае использования внешнего оптического привода, устройство подключается к персональному компьютеру посредством интерфейса USB или FireWire. Дизайн таких устройств достаточно разнообразен – есть большие, угловатые модели с внешним блоком питания, требующие дополнительного питания от сети, есть и очень стильные Slim-модели, которые способны работать без дополнительного питания.
Тема 4. Программное обеспечение информационных технологий
ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Системное программное обеспечение.
2. Прикладное программное обеспечение.
3. Инструментальное программное обеспечение.
1. Системное программное обеспечение
Основой функционирования любого компьютера является принцип программного управления, который заключается в том, что автоматическое решение поставленной задачи реализуется в полном соответствии с той программой, которая введена в память машины. Именно программа определяет для компьютера то, какие операции ему необходимо выполнить, над какими данными и в какой последовательности. Поэтому для обработки данных на компьютере необходимо иметь не только аппаратное обеспечение (hardware), но и программное обеспечение (software). В этом случае компьютер можно рассматривать как комплекс аппаратных и программных средств, обеспечивающих универсальность ее применения при решении различных задач.
Совокупность необходимых программ, систем обработки информации и программных документов, необходимых для эксплуатации этих программ составляет программное обеспечение (ПО) компьютерной системы.
При построении классификации ПО нужно учитывать тот факт, что стремительное развитие вычислительной техники и расширение сферы приложения компьютеров резко ускорили процесс эволюции программного обеспечения. Если раньше были основные категории ПО – операционные системы, трансляторы, пакеты прикладных программ, то сейчас ситуация коренным образом изменилась. Развитие ПО пошло как вглубь (появились новые подходы к построению операционных систем, языков программирования и т.д.), так и вширь (прикладные программы перестали быть прикладными и приобрели самостоятельную ценность). Классические программные продукты, такие, как операционные системы, непрерывно развиваются и наделяются интеллектуальными функциями, многие из которых ранее относились только к интеллектуальным возможностям человека. Кроме того, появились нетрадиционные программы, классифицировать которые по устоявшимся критериям очень трудно, а то и просто невозможно, как, например, программа – электронный собеседник.
Различают три класса программного обеспечения:
системное программное обеспечение (системные программы), выполняющее различные системные функции (управление работой аппаратных средств компьютера,