Носители информации

ЭВМ предназначена  для компактного хранения информации с возможностью быстрого доступа  к ней. Хpанение инфоpмации в памяти ЭВМ - одна из основных функций компьютеpа.

Информационная  система — это хранилище информации, снабженное процедурами ввода, поиска и размещения и выдачи информации. Наличие таких процедур — главная особенность информационных систем, отличающих их от простых скоплений информационных материалов .

Человек по-разному подходит к хранению информации. Все зависит от того, сколько ее и как долго ее нужно хранить. Если информации немного ее можно запомнить в уме. Нетрудно запомнить имя своего друга и его фамилию. А если нужно запомнить его номер телефона и домашний адрес мы пользуемся записной книжкой. Когда информация запомнена (сохранена) ее называют «данные».

Данные  в компьютере имеют различное  назначение. Некоторые из них нужны  только в течение короткого периода, другие должны храниться длительное время. Вообще говоря, в компьютере есть довольно много «хитрых» устройств, которые предназначены для хранения информации. Например, регистры процессора, регистровая КЭШ-память и т.п. Но большинство «простых смертных» даже не слышали таких «страшных» слов. Поэтому мы ограничимся рассмотрением оперативной памяти (ОЗУ) и постоянной памяти, к которой относятся уже рассмотренные нами носители информации.

2.1 Оперативная память компьютера

Как уже  было сказано, в компьютере тоже есть несколько средств для хранения информации. Самый быстрый способ запомнить данные — это записать их в электронные микросхемы. Такая память называется оперативной памятью. Оперативная память состоит из ячеек. В каждой ячейке может храниться один байт данных.

У каждой ячейки есть свой адрес. Можно считать, что это как бы номер ячейки, поэтому такие ячейки еще называют адресными ячейками. Когда компьютер отправляет данные на хранение в оперативную память, он запоминает адреса, в которые эти данные помещены. Обращаясь к адресной ячейке, компьютер находит в ней байт данных.

Адресная ячейка оперативной памяти хранит один байт, а поскольку байт состоит из восьми битов, то в ней есть восемь битовых ячеек. Каждая битовая ячейка микросхемы оперативной памяти хранит электрический заряд.

Заряды  не могут храниться в ячейках  долго — они «стекают». Всего за несколько десятых долей секунды заряд в ячейке уменьшается настолько, что данные утрачиваются.

2.2 Дисковая память компьютера

Для постоянного  хранения данных используют носители информации (см. раздел «Виды носителей  информации»). Компакт диски и дискеты имеют относительно небольшое быстродействие, поэтому большая часть информации, к которой необходим постоянный доступ, хранится на жестком диске. Вся информация на диске хранится в виде файлов. Для управления доступом к информации существует файловая система. Имеется несколько типов файловых систем. Чтобы данные можно было не только записать на жесткий диск, а потом еще и прочитать, надо точно знать, что и куда было записано. У всех данных должен быть адрес. У каждой книги в библиотеке есть свой зал, стеллаж, полка и инвентарный номер — это как бы ее адрес. По такому адресу книгу можно найти. Все данные, которые записываются на жесткий диск, тоже должны иметь адрес, иначе их не разыскать.

Стоит отметить, что структура данных на диске зависит от типа файловой системы. Все файловые системы состоят из структур, необходимых для хранения и управления данными. Эти структуры обычно включают загрузочную запись операционной системы, каталоги и файлы. Файловая система также исполняет три главных функции:

отслеживание занятого и свободного места

поддержка имен каталогов и файлов

отслеживание физического местоположения каждого файла на диске.

Различные файловые системы используются различными операционными системами (ОС). Некоторые OС могут распознавать только одну файловую систему, в то время как другие OС могут распознавать несколько. Некоторые из наиболее распространенных файловых систем:

FAT (File Allocation Table)

FAT32 (File Allocation Table 32)

NTFS (New Technology File System)

HPFS (High Performance File System)

NetWare File System

Linux Ext2 и Linux Swap

Файловая  система FAT используется DOS, Windows 3.x и Windows 95. Файловая система FAT также доступна в Windows 98/Me/NT/2000 и OS/2.

Файловая  система FAT реализуется при помощи File Allocation Table (FAT – Таблицы Распределения Файлов) и кластеров. FAT – сердце файловой системы. Для безопасности FAT имеет дубликат, чтобы защитить ее данные от случайного стирания или неисправности. Кластер – самая маленькая единица системы FAT для хранения данных. Один кластер состоит из фиксированного числа секторов диска. В FAT записано, какие кластеры используются, какие являются свободными, и где файлы расположены в пределах кластеров.

FAT32 –  файловая система, которая может  использоваться Windows 95 OEM Service Release 2 (версия 4.00.950B), Windows 98, Windows Me и Windows 2000. Однако, DOS, Windows 3.x, Windows NT 3.51/4.0, более ранние версии Windows 95 и OS/2 не распознают FAT32 и не могут загружать или использовать файлы на диске или разделе FAT32.

FAT32 –  развитие файловой системы FAT. Она основана на 32-битовой таблице распределения файлов, более быстрой, чем 16-битовые таблицы, используемые системой FAT. В результате, FAT32 поддерживает диски или разделы намного большего размера (до 2 ТБ).

NTFS (Новая  Технология Файловой Системы) доступна только Windows NT/2000. NTFS не рекомендуется использовать на дисках размером менее 400 МБ, потому что она требует много места для структур системы.

Центральная структура файловой системы NTFS –  это MFT (Master File Table). NTFS сохраняет множество копий критической части таблицы для защиты от неполадок и потери данных.

HPFS (Файловая  система с высокой производительностью)  – привилегированная файловая  система для OS/2, которая также  поддерживается старшими версиями Windows NT.

В отличие от файловых систем FAT, HPFS сортирует свои каталоги, основываясь на именах файлов. HPFS также использует более эффективную структуру для организации каталога. В результате доступ к файлу часто быстрее и место используется более эффективно, чем с файловой системой FAT.

HPFS распределяет  данные файла в секторах, а  не в кластерах. Чтобы сохранить  дорожку, которая имеет секторы  или не используется, HPFS организовывает  диск или раздел в виде групп  по 8 МБ. Такое группирование улучшает  производительность, потому что головки чтения/записи не должны возвращаться на нулевую дорожку каждый раз, когда ОС нуждается в доступе к информации о доступном месте или местоположении необходимого файла.

Операционная  система Novell NetWare использует файловую систему NetWare, которая была разработана  специально для использования службами NetWare.

Файловые  системы Linux Ext2 и Linux были разработаны  для ОС Linux OS (Версия UNIX для свободно распространения). Файловая система Linux Ext2 поддерживает диск или раздел с максимальным размером 4 ТБ.

Рассмотрим  для примера структуру дискового  пространства системы FAT, как самой  простой.

Информационная  структура дискового пространства – это внешнее представление  дискового пространства, ориентированное на пользователя и определяемое такими элементами, как том (логический диск), каталог (папка, директория) и файл. Эти элементы используются при общении пользователя с операционной системой. Общение осуществляется с помощью команд, выполняющих операции доступа к файлам и каталогам.

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В современном  обществе, при лавинном уровне научно-технического прогресса, информация и способы её получения, накопления, обработки, передачи и хранения становятся определяющими факторами развития цивилизации. И если прошедший ХХ век называли, и химическим, и ядерным, и космическим, то наступившее столетие всеми признано веком информации. Информация стала основой бизнеса, в ней нуждаются абсолютно все, она стала объектом купли-продажи, ее стали не только производить и использовать, но и воровать, пытаясь перепродать или просто уничтожить.

Все это  послужило скорейшей эволюции в  области производства  средств  запоминания и хранения информации. На первый взгляд выбор очевиден –  флэш-накопители имеют больший объем, более удобны и надежны. Однако нужно учитывать, что иногда требуется перенести данные на старые компьютеры с устаревшими ОС, а возможно и без USB-порта. Оптические носители удобны  для резервного копирования данных. Поэтому ограничится одним из средств,  никак не получится.

Развитие  электронной промышленности осуществляется такими быстрыми темпами, что буквально  через  один  год, сегодняшнее  "чудо техники" становится морально устаревшим. Однако принципы устройства компьютера остаются неизменными.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

 

1.Информатика: Учебник.  – 3-е перераб. изд. / Под ред.  Н.В. Макаровой. – М.: Финансы  и статистика, 2002. – 768 с.: ил.

2.Волк В.К. Исследование  функциональной структуры памяти  персонального компьютера. Лабораторный практикум. Учебное пособие. Издательство Курганского государственного университета, 2004 г.