Устройства долговременного хранения данных на ПК

    ВСЕРОССИЙСКИЙ ЗАОЧНЫЙ ФИНАНСОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

    КАФЕДРА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ 

    ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ 
 
 
 

    КУРСОВАЯ  РАБОТА

    по  дисциплине   «Информатика»

    на  тему « Устройства долговременного хранения данных на ПК» 
 
 
 

    Исполнитель:

                                           

                                                             специальность                

                                                             группа                              

                                                             № зачетной книжки       

                                                     Руководитель:

                                                              
 
 
 
 
 
 

    Курск 2010

    Оглавление

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Введение

    Современное общество характеризуется интенсивным  развитием технических и программных средств. На основе своевременного пополнения,  накопления, переработки информационного ресурса возможно рациональное управление и принятие верных решений. Особенно важным это является для сферы экономики. Постоянный рост информационных потоков предъявляет повышенные требования к применению устройств хранения данных. В этой связи рассмотрение вопроса, касающегося средств долговременного хранения информации, представляется весьма актуальным.

    В данной работе внимание уделяется отдельному элементу архитектуры персонального компьютера, известному как «внешняя память». Изложение материала начинается с формирования общего представления о предмете изучения. Далее следует освещение важнейших составных частей выбранной темы. Каждый раздел последовательно раскрывает особенности указанных устройств, в частности, сущность средства, его функции, технические характеристики, сфера и условия применения.

    Практическая  часть представленной работы посвящена  решению экономической задачи. По приведенным данным производился расчет общей суммы возврата по кредитному договору. Аналогичные подсчеты могут применяться в ряде экономических и финансово-кредитных организаций. Вычисления сопровождаются комментариями к алгоритму выполнения задания, построением соответствующих таблиц и графического элемента.  

     Работа выполнялась на ПК IBM стандартной конфигурации, включающей системный блок, монитор, клавиатуру, мышь со следующими характеристиками: 64-разрядный микропроцессор Celeron 2,4 ГГц, ОЗУ 1024 Мб, жесткий диск Samsung с объемом 80 Гб, дисковод 3,5" Samsung, CD-RW LG 52x32x52, монитор Acer 17" с разрешением 1280х1024.  Работа велась в ОС Windows XP с использованием текстового редактора Microsoft Office Word 2003, табличного процессора Microsoft Office Excel 2003, входящих в интегрированный ППП Microsoft Office 2003.

    1. Устройства долговременного хранения данных на ПК 

    1.1. Введение 

    Персональный  компьютер предназначен для автоматизации  процесса обработки информации. При этом данные в ЭВМ заносятся с помощью устройств ввода и подлежат дальнейшей обработке. Однако довольно часто возникает необходимость хранения и переноса больших объемов информации. Постоянное хранение таких информационных массивов в памяти компьютера представляется нерациональным. При учете таких факторов широкое применение находят устройства долговременного хранения данных, которые еще называют внешней памятью.

    Внешняя (долговременная) память (ВЗУ – внешнее запоминающее устройство) предназначена для длительного хранения программ и данных, не используемых в данный момент в оперативной памяти ПК, и является энергонезависимой, т.е. целостность ее содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер. В частности, во внешней памяти хранится все программное обеспечение ПК.  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 (рис. 1):

    

Рис. 1. Схема передачи информации от ВЗУ к процессору 

    Носители  внешней памяти, кроме того, обеспечивают транспортировку данных в тех случаях, когда компьютеры не объединены в сети (локальные или глобальные).

    1.2. Классификация устройств внешней памяти ПК 

    Устройства  внешней памяти или, иначе, внешние  запоминающие устройства весьма разнообразны. Их можно классифицировать по целому ряду признаков: по виду носителя, типу конструкции, по принципу записи и считывания информации, методу доступа и т.д.

    Один  из возможных вариантов классификации ВЗУ представлен ниже на рис. 2.

    

    Рис. 2. Классификация ВЗУ 

    Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя (устройства, обеспечивающего  запись и (или) считывание информации) и устройства хранения — носителя.

    В зависимости от типа носителя все  ВЗУ можно подразделить на накопители на магнитной ленте и дисковые накопители.

    Накопители  на магнитной ленте, в свою очередь, бывают двух видов: накопители на бобинной магнитной ленте (НБМЛ) и накопители на кассетной магнитной ленте (НКМЛ — стримеры). В ПК используются только стримеры.

    Накопители  на дисках - устройства для записи / чтения с магнитных (оптических) носителей. Назначение этих накопителей: хранение больших объемов информации, запись и выдача хранимой информации по запросу в оперативное запоминающее устройство. Диски относятся к машинным носителям информации с прямым доступом. Понятие прямой  доступ означает, что ПК может "обратиться" к дорожке, на которой начинается участок с искомой информацией или куда нужно записать новую информацию, непосредственно, где бы ни находилась головка записи/чтения накопителя.

    Таким образом, к основным устройствам  длительного хранения данных можно  отнести:

• накопители на гибких магнитных дисках (НГМД);
• накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД);
• накопители на оптических дисках (CD, CD-RW);
• накопители на записывающих магнитооптических дисках;
• накопители на магнитной ленте (стримеры) и др.

 

    1.3. Основные характеристики  устройств длительного  хранения данных

• Накопители на гибких магнитных дисках

    Гибкий  диск (англ. floppy disk),  или дискета,  —  носитель  небольшого объема информации, представляющий собой гибкий пластиковый диск в защитной оболочке. Используется для переноса данных с одного компьютера на другой, для хранения архивной информации, не используемой в работе, для хранения запасных копий программ и данных [8, С.28].

    Дискета состоит из круглой полимерной подложки, покрытой с обеих сторон магнитным окислом и помешенной в пластиковую упаковку, на внутреннюю поверхность которой нанесено очищающее покрытие. В упаковке сделаны с двух сторон радиальные прорези, через которые головки считывания/ записи накопителя получают доступ к диску. Способ записи двоичной информации на магнитной среде называется магнитным кодированием. Он заключается в том, что магнитные домены в среде выстраиваются вдоль дорожек в направлении приложенного магнитного поля своими северными и южными полюсами. Обычно устанавливается однозначное соответствие между двоичной информацией и ориентацией магнитных доменов.

    Информация  записывается по концентрическим дорожкам (трекам), которые делятся на секторы. Количество дорожек и секторов зависит от типа и формата дискеты. Сектор хранит минимальную порцию информации, которая может быть записана на диск или считана. Емкость сектора постоянна и составляет 512 байт.

    Используемые в ПК ГМД имеют форм-фактор (диаметр) 5,25" (133 мм) и 3,5" (89 мм). ГМД диаметром 5,25 дюйма помещается в плотный гибкий конверт, а диаметром 3,5 дюйма — в пластмассовую кассету для защиты от пыли и механических повреждений.

    Основные  характеристики типов НГМД приведены в табл. 1.

                            Основные характеристики НГМД                     Таблица 1

    Дискета устанавливается в накопитель   на   гибких   магнитных  дисках (англ. floppy-disk drive), автоматически в нем фиксируется, после чего механизм накопителя раскручивается до частоты вращения 360  мин^-1. В накопителе вращается сама дискета, магнитные головки остаются неподвижными. Дискета вращается только при обращении к ней. Для обращения к ГМД ПК использует специальные имена. Как правило, дисководу для считывания информации с 3-дюймового диска присваивается имя в виде латинской буквы с двоеточием А:, а для 5-дюймового или второго 3-дюймового В: . Двоеточие позволяет отличить букву от имени дисковода.

    Накопитель  связан с процессором через контроллер гибких дисков.

    Каждую  новую дискету в начале работы с ней следует отформатировать. Форматирование дискеты — это создание структуры записи информации на ее поверхности: разметка дорожек, секторов, записи маркеров и другой служебной информации. 

• Накопители  на жестких магнитных дисках

    Если  гибкие диски - это средство переноса данных между компьютерами, то жесткий диск - информационный склад компьютера. Он используется для постоянного хранения той информации, которая более или менее часто используется в работе: программ ОС, компиляторов с языков программирования, сервисных (обслуживающих) программ, прикладных программ пользователя, текстовых документов, файлов базы данных и т.д.

    Накопитель  на жестких магнитных дисках (англ. HDD - Hard Disk Drive), или винчестерский накопитель, - это обязательный компонент ПК, наиболее массовое запоминающее устройство большой емкости, в котором носителями информации являются круглые алюминиевые пластины - платтеры, обе поверхности которых покрыты слоем магнитного материала.

    Как и у дискеты, рабочие поверхности платтеров разделены на кольцевые концентрические дорожки, а дорожки - на секторы (рис. 3).

    

    Рис. 3. Логическая структура поверхности магнитного диска

    Общую емкость диска можно вычислить, умножая размер сектора (512 байт) на количество секторов на дорожке, количество дорожек на носителе и количество поверхностей, содержащих пользовательские данные.

    Головки считывания-записи вместе с их несущей  конструкцией и дисками заключены  в герметически закрытый корпус, называемый модулем данных. При установке модуля данных на дисковод он автоматически соединяется с системой, подкачивающей очищенный охлажденный воздух.

    Поверхность  платтера  имеет магнитное  покрытие толщиной 1,1 мкм, а также слой смазки для предохранения головки от повреждения при опускании и подъеме на ходу.  При вращении платтера над ним образуется воздушный слой, который обеспечивает воздушную подушку для зависания головки  на высоте 0,5 мкм над поверхностью диска.

    Практически все современные жесткие диски выпускаются по технологии, использующей магниторезистивный эффект. Благодаря этому емкость дисков растет быстрыми темпами за счет повышения плотности записи информации. Жесткие диски значительно превосходят гибкие по скорости доступа, емкости и надежности. Винчестерские накопители  имеют очень большую емкость— от 40 до 100 Гбайт и более. У современных моделей скорость вращения  шпинделя обычно составляет 7200 об/мин, среднее время поиска данных 9 мс, средняя скорость передачи данных до 60 Мбайт/с [7, C. 74]. В отличие от дискеты, жесткий диск вращается непрерывно. Винчестерский накопитель связан с микропроцессором через контроллер жесткого диска. Все современные накопители снабжаются встроенным кэшем - быстрой буферной памятью небольшого объема, в которую компьютер помещает наиболее часто используемые данные (обычно   8 Мбайт),   который   существенно   повышает их   производительность.