Внешние запоминающие устройства - Лекция, раздел Образование, Понятие информации. Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации В Отличие От Оперативного Запоминающего Устройства, Внешние Запоминающие Устр...
В отличие от оперативного запоминающего устройства, внешние запоминающие устройства (ВЗУ) обладают большим объемом сохраняемой информации и являются энергонезависимыми. Наибольшее распространение получили дисковые ВЗУ, которые, в зависимости от типа носителя, можно разделить на магнитные, оптические и смешанные.
Магнитные диски используют магнитные материалы со специальными свойствами, позволяющими фиксировать два состояния. Информация на магнитные диски записывается и считывается магнитной головкой, которая перемещается радиально с фиксированным шагом, а сам диск при этом вращается вокруг своей оси. Головка считывает или записывает информацию, расположенную на концентрической окружности, которая называется дорожкой или треком. Каждая дорожка дополнительно разбивается на ряд участков – секторов. Сектор содержит минимальные блок информации, который может быть записан или считан с диска. Чтение и запись на диск осуществляется блоками, поэтому дисководы называют блочными устройствами.
Физическая структура диска определяется количеством дорожек и числом секторов на каждой дорожке. Она задается при форматировании диска, которое выполняется специальными программами и должна быть произведена перед первым использованием диска для записи информации.
Кроме физической структуры диска, говорят еще о логической структуре. Логическая структура определяется файловой системой, которая реализована на диске и зависит от операционной системы компьютера, на котором используется данный диск.
Организация файловой системы на магнитных носителях.
Все современные дисковые операционные системы обеспечивают создание файловой системы, предназначенной для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним. Принцип организации файловой системы – табличный. Поверхность диска рассматривается как трехмерная матрица, измерениями которой являются номера поверхностей, цилиндра и сектора. Под цилиндром понимается совокупность всех дорожек, принадлежащих разным поверхностям и находящихся на равном удалении от оси вращения. Данные о том, в каком месте диска записан тот или иной файл, хранятся в системной области диска в специальных таблицах размещения файлов (FAT- таблицах). Нарушение FAT-таблицы приводит к невозможности воспользоваться данными, поэтому она существует в двух экземплярах, идентичность которых регулярно контролируется средствами операционной системы.
Наименьшей физической единицей хранения данных является сектор. Размер сектора равен 512 байт. Размер FAT-таблицы ограничен, поэтому для дисков, размер которых превышает 32 Мбайт, обеспечить адресацию к каждому отдельному сектору не представляется возможным. В связи с этим группы секторов условно объединяются в кластеры. Кластер является наименьшей единицей адресации к данным. Размер кластера не фиксируется и зависит от емкости диска.
Операционные системы MS DOS, OS/2, Windows 95 и Windows NT реализуют 16-разрядные поля в таблицах размещения файлов. Такая файловая система называется FAT-16. Она позволяет разместить в FAT-таблицах не более 65536 записей (216) о местоположении единиц хранения данных и для дисков объемом от 1 до 2 Гбайт длина кластера составляет 32 Кбайт (64 сектора). Это не вполне рационально, т.к. любой файл (даже очень маленький) полностью оккупирует весь кластер, которому соответствует только одна адресная запись в FAT-таблице. Даже если файл велик и располагается в нескольких кластерах, все равно в его конце образуется остаток, нерационально расходующий целый кластер.
Для современных жестких дисков потери, связанные с неэффективностью файловой системы могут составлять от 25 до 40% полной емкости диска в зависимости от среднего размера хранящихся файлов. С дисками более 2 Гбайт файловая система FAT-16 вообще работать не может.
Современные операционные системы, начиная с Windows 98, обеспечивают более совершенную организацию файловой системы – FAT-32 с 32-разрядными полями в таблицах размещения файлов. Для дисков размера до 8 Гбайт эта система обеспечивает размер кластера 4 Кбайт (8 секторов).
Дисководы магнитных дисков делятся на дисководы для сменных носителей (дискет) и дисководы жестких дисков (винчестеры), которые устанавливаются в системном блоке компьютера. Все сменные носители на дисках характеризуются диаметром или форм-фактором. Наибольшее распространение получили шибкие магнитные диски с форм-фактором 3,5 дюйма.
Все темы данного раздела:
Место информатики в современном научном знании
В жизни современного человека слово «информация» очень распространено и часто используется в разных контекстах. Информацией обычно называют любые сведения, которые кого-либо интерес
Предмет и структура информатики
Термин информатики получил распространение с середины 80-х г.г. прошлого века. Inform – «информация» и matic – «наука о …». Т.о., информатика – это наука об информации. В англоязычных странах испол
Понятия данные и информация
Термин «информация» используется во многих науках и во многих сферах человеческой деятельности. Он происходит от латинского слова «informatio», «сведения, разъяснения, изложение». С точки зрения на
Свойства информации
Понятие «информация» имеет большое количество разнообразных свойств, но для дисциплины информатика наиболее важными являются следующие свойства:
1. Дуализм характеризуется
Понятие количества информации
Свойство полноты информации предполагает, что имеется возможность измерять количество информации. Какое количество информации содержится в книге или популярной песенке? Что содержит больше информац
Общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации
Получение информации тесно связано с информационными процессами. Рассмотрим их виды.
Сбор данных – это деятельность субъекта по накоплению данных с целью обеспечения достаточной пол
Некоторые системы счисления
Основание
Система счисления
Знаки
Двоичная
0,1
Троичная
Перевод десятичных чисел в систему с основанием В
Целая и дробная части десятичного числа переводятся порознь.
Чтобы перевести целую часть числа из десятичной системы счисления в систему с основанием В, необходимо разделить ее на В. Остат
Соответствие чисел в различных системах счисления
Десятичная
Восьмеричная
Шестнадцатеричная
Двоичная
Таблицы сложения и умножения в двоичной системе
+
Вопросы для самоконтроля
1. Что понимается под системой счисления?
2. Какие системы счисления вы знаете?
3. В чем отличие позиционной системы счисления от непозиционной ?
4. Какие системы счислен
Представление чисел в двоичном коде
Представление чисел в памяти компьютера имеет специфическую особенность, связанную с тем, что в памяти компьютера они должны располагаться в байтах – минимальных по размеру адресуемых ячейках памят
Представление символьных и текстовых данных
Тесты являются важнейшим источником информации. Именно такой характер имеют экономические, плановые, учетные данные, представленные на естественном или искусственном языке. Каждый язык использует с
Представление звуковых данных
Звук – это упругая продольная волна в воздушной среде. Чтобы ее представить в виде, читаемом компьютером, необходимо выполнить следующие преобразования (рис. 1.5.1).
Звуковой сигнал преобр
Представление графических данных. Понятие растровой и векторной графики
Изображения представляются двумя способами.
1. Графические объекты создаются как совокупности линий, векторов – называется векторной графикой.
2. Графические объекты формируются в
Структуры данных
Автоматизированная обработка больших объемов данных становится проще, если данные упорядочены (структурированы). Применяются следующие структуры данных:
Линейная структура данных (с
Хранение данных
При хранении данных решаются две задачи:
- как сохранить данные;
- как обеспечить быстрый удобный доступ к ним.
В компьютерных технологиях единицей хранения данных являет
Два типа методов сжатия данных и области их применения
С моделями представления информации тесно связана еще одна проблема – сжатие информации.
При архивировании и передаче по каналам связи объем информации является основным параметром. Поэтом
История развития средств ВТ
Слово «компьютер» означает «вычислитель», т.е. устройство для вычислений. Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе и вычислений, возникла очень давно. Многие тысячи лет назад для с
Эволюция ЭВМ
В развитии вычислительной техники принято выделять пять поколений ЭВМ.
§ ЭВМ 1 поколения. ЭВМ, элементной базой которой являлись лампы. Она обладала малым быстродействием
Компьютеры, как системы обработки информации
Изыскание средств и методов механизации и автоматизации работ – одна из основных задач технических дисциплин. Автоматизация работ с данными имеет свои особенности и отличия от автоматизации других
Представление информации в технических устройствах
В основу любого устройства, предназначенного для преобразования или хранения информации, должен быть положен принцип ее представления, то есть ее физический носитель.
Вычислительные устрой
Элемент памяти
Основой любого компьютера является ячейка памяти, которая может хранить данные или команды. Основой любой ячейки памяти является функциональное устройство, триггер (или защелка), которое может по к
Регистры
Триггер служит основой для построения функциональных узлов, способных хранить двоичные числа, осуществлять их синхронную параллельную передачу и запись, а также выполнять с ними некоторые специальн
Понятие архитектуры вычислительной системы
Под архитектурой ЭВМ понимают, прежде всего, основные устройства и блоки ЭВМ, а также структуру связей между ними. С точки зрения архитектуры представляют интерес лишь те связи и принципы, которые
Архитектуры ВС сосредоточенной обработки информации
Современный компьютер состоит из нескольких функциональных узлов: процессор, память, контроллеры устройств и т.д. Каждый узел представляет собой сложное электронное устройство, в состав которого мо
Архитектуры с фиксированным набором устройств
Компьютерами с сосредоточенной обработкой называются вычислительные машины, у которых одно или несколько обрабатывающих устройств (процессоров) расположены компактно и используют для обмена информа
Вычислительные системы с открытой архитектурой
В начале 70-х г.г. фирмой DEC был предложен компьютер с архитектурой, позволяющей свободно подключать любые периферийные устройства. Главным нововведением являлось подключение всех устройств, незав
Центральный процессор
Центральный процессор (ЦП) – функционально-законченное программно-управляемое устройство обработки информации, выполненное на одной или нескольких СБИС. В современных ПК разных фирм применяю
Внутренние шины
Общая шина, наряду с центральным процессором и запоминающим устройством, во многом определяет производительность работы компьютера, так как обеспечивает обмен информацией между функциональны
Накопители на оптических дисках
Оптический компакт-диск, который был предложен в 1982 г. фирмами Philips и Sony первоначально для записи звуковой информации, идеально подходил для записи цифровой информации больших объемов на сме
Видеотерминалы
Видеотерминалыпредназначены для оперативного отображения текстовой и графической информации в целях визуального восприятия ее пользователей. Видеотерминал состоит из видеомонитора
Устройства ввода информации
Клавиатура.Клавиатурой называется устройство для ручного ввода информации в компьютер. Современные типы клавиатур различаются, в основном, принципом формирования сигнала при нажати
Устройства печати
Существует несколько типов устройств, обеспечивающих получение твердой копии электронного документа на бумаге или другой материале. Наиболее распространены два типа таких устройств: принтеры и плот
Сканеры.
Сканеры являются наиболее распространенными устройства для решения задачи перевода бумажных документов в электронные копии. Их можно классифицировать по целому ряду признаков. Прежде всего, сканеры
Системное программное обеспечение компьютера
Системный уровень ПО — переходный. Программы, работающие на этом уровне, обеспечивают взаимодействие прочих программ компьютерной системы с программами базового уровня и непосредственно с аппаратны
Операционная система. Назначение и основные функции ОС.
Особое место среди программных средств всех типов занимают ОС, являясь ядром программного обеспечения.
ОС - комплекс программ, обеспечивающих:
Эволюция ОС
ОС за все время существования компьютеров претерпели значительную эволюцию.
Первые операционные системы были однопользовательскими и однозначными. Они характеризуются невысоко
Пользовательские интерфейсы
По реализации интерфейса пользователя различают неграфические и графические операционные системы. Неграфические операционные системы реализуют интерфейс командной строки. Основ
Разрядная архитектура
Первая 32–разрядная ОС для компьютеров IBM PC - Windows 95. Она появилась в результате слияния ОС MS-DOS и ее графической оболочки Windows 3.1. Операционная система Windows ориентирована на работу
Графический пользовательский интерфейс
Пользовательский интерфейс Windows использует графический режим видеомонитора. Основу нового графического интерфейса пользователя составляет хорошо продуманная система окон, располагающаяся
Подключение новых периферийных устройств по технологии Plug and Play
Для подключения нового периферийного устройства в среде ОС MS-DOS пользователь должен обладать профессиональными знаниями: например, уметь написать файл конфигурации, знать структуру команды подклю
Наличие коммуникационных программных средств
Важнейшим направлением развития Windows является включение в ее структуру широко используемых и специальных программных средств для поддержки различных коммуникаций и компьютерных сетей.
С
Интеграция с глобальной сетью Интернет
Разработчики ОС Windows в последующих версиях (начиная с версии Windows 98) особое внимание уделили развитию ее коммуникационных возможностей. Наиболее ярким внешним новшеством по сравнению с
Повышение надежности и качества управления
Повышение надежности обеспечивают как новые, так и модернизированные старые служебные программы, которые выполняют: проверку системных файлов, очистку и проверку диска, автоматическое техническое о
Повышение надежности
Система Windows 98 и последующие версии более производительны по сравнению с предшествующими операционными системами (включая Windows 95). Это обеспечивается благодаря тому, что файловая система FA
Функции ОС по обслуживанию файловой структуры
Несмотря на то, что данные о местоположении файлов хранятся в табличной структуре, пользователю они представляются в виде иерархической структуры. Все необходимые преобразования берет на себя опера
Создание и именование файлов
Файл – это поименованная последовательность байтов произвольной длины. Поскольку из этого определения вытекает, что файл может иметь нулевую длину, то фактически создание файла состоит в присвоении
Особенности Windows
Использование «длинных» имен файлов в операционной системе Windows имеет ряд особенностей.
3. Если «длинное» имя файла включает пробелы, то в служебных операциях его надо заключать в кавыч
Общая характеристика программ служебного уровня
Программное обеспечение этого уровня взаимодействует как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Основное назначение служебных программ (их также называют у
Вычислительных систем
Наряду с аппаратным и программным обеспечением средств вычислительной техники в некоторых случаях целесообразно рассматривать информационное обеспечение, под которым понимают совокупность пр
Текстовые редакторы
Текстовые редакторы – это программы для создания и редактирования текстовых документов. Редактирование текста – это комплекс операций по внутренней (смысловой) и внешней (оформител
Основные версии текстового процессора MS Word
Первоначальные версии текстового процессора MS Word относятся к 80-м годам, и соответственно, к ОС MS-DOS. Последней версией процессора для неграфической среды была версия MS Word 5.0. Она позволял
Режимы отображения документов
Начиная с шестой версии MS Word поддерживающей несколько режимов представления документов. В обычном режиме представляется только содержательная часть документа без реквизитных элементов оформления
Специальные средства ввода текста
Остановимся на особенностях текстового процессора Microsoft Word 2000, позволяющих автоматизировать ввод текста.
Средства отмены и возврата действий. Все операции
Специальные средства редактирования текста
Специальные средства редактирования, характерные для текстового процессора Microsoft Word, на примере последней версии Microsoft Word 2000.
Режимы вставки и замены символов
Характеристика основных шрифтов Windows
По способу создания изображения шрифты подразделяются на растровые и векторные. Растровый шрифт получается на основе некоторой матрицы пикселей (экранных точек), векторный – на основе
Обычный режим
В обычном режиме отображаются три области: область структуры, область слайда и область заметок. Эти области позволяют одновременно работать над всеми аспектами презентации. Размеры областей можно и
Режим сортировщика слайдов
В режиме сортировщика слайдов на экране в миниатюре отображаются сразу все слайды презентации. Это упрощает добавление, удаление и перемещение слайдов, задание времени показа слайдов и выбор способ
Цели моделирования
Практически во всех науках о природе, живой и неживой, об обществе, построение и использование моделей является мощным орудием познания. Реальные объекты и процессы бывают столь многогранны и сложн
Системный подход в моделировании систем
Классический (или индуктивный) подход к моделированию рассматривает систему, переходя от частного к общему, и синтезирует ее путем слияния компонент, разрабатываемых отдельно. Сист
Искусственный интеллект
Идеи моделирования человеческого разума известны с древнейших времен. Впервые об этом упоминается в сочинении философа и теолога Раймунда Луллия (около 1235 – 1315) «Великое искусство», который не
База знаний
База знаний – основа любой интеллектуальной системы. В ней хранятся знания, представляющие собой выявленные закономерности предметной области (принципы, связи, законы), позволяющие решать задачи в
Экспертные системы
Экспертные системы предназначены для анализа данных, содержащихся в базах знаний, и выдачи рекомендаций по запросу пользователя. Используются в тех случаях, когда исходные данные хорошо формализуют
Вопросы для самоконтроля
1. Перечислите основные направления искусственного интеллекта.
2. Что такое нейросет»?
3. Где применяются нейрокомпьютеры?
4. Что такое «эвристика»?
5. Что являе
Понятие алгоритма
Слово «алгоритм» происходит от «algorithmi» – латинской формы описания имени великого узбекского математика IХ в. аль - Хорезми, который сформулировал правила выполнения арифметических действий. Пе
Свойства алгоритма
Алгоритм должен быть составлен таким образом, чтобы исполнитель, в расчете на которого он создан, мог однозначно и точно следовать командам алгоритма и эффективно получать определенный результат. Э
Способы описания алгоритмов
Существуют несколько способов описания алгоритма: словесное, псевдокод, блок-схема, программа.
Словесное описание представляет структуру алгоритма на естественном языке. Запись алго
Алгоритмы решения задач
Логическая структура алгоритма решения любой задачи может быть выражена комбинацией трех базовых структур: следования, ветвления и цикла (это содержание теоремы Бема – Якопини).
Линейна
Языки программирования
Языки программирования - это искусственные языки. От естественных они отличаются ограниченным числом «слов», значение которых понятно транслятору, и очень строгими правилами записи команд (оператор
Поколение языков программирования
Языки программирования принято делить на пять поколений. В первое входят языки, созданные в начале 50-х годов, когда первые компьютеры только появились на свет. Это был первый язык ассемблера, созд
Лекция 6.1. Системы программирования
Процесс создания программы включает:
Составление исходного кода программ (рис. 6.1) на языке программирования;
Этап трансляции, необходимый для создания объектного кода программы;
Обзор языков программирования высокого уровня
Fortran (Фортран ). Первый компилируемый язык, созданный Джимом Бэкусом в 50-е годы. Основным критерием при разработке компиляторов Фортрана является эффективность исполняемого кода. В
Языки программирования БД
Эта группа отличается от алгоритмических языков, прежде всего решаемыми задачами. Первые БД появились очень рано, как только появилась потребность в обработке больших массивов информации и выборке
Этапы подготовки и решения задач на компьютере
Компьютер предназначен для решения разнообразных задач: научно-технических, инженерных, разработки системного программного обеспечения, обучения, управления производственными процессами и т.д. В пр
Определение и назначение
Компьютерной сетью называется объединение нескольких ЭВМ для совместного решения информационных, вычислительных, учебных и др. задач.
Простейшим видом сети является одно - ранговая
Сетевое программное обеспечение
Для реализации услуг в сети и доступа пользователей к услугам разрабатываются программное обеспечение. В настоящее время получили распространение 2 основные концепции такого программного обеспечени
Сетевая операционная система NET Ware
В любой физической конфигурации поддержка доступа от одного компьютера к другому, наличие и отсутствие выделенного компьютера, выполняется программой – сетевой ОС. Сетевая ОС является надстройкой п
Структура сетевой ОС Net Ware
Сетевая ОС Net Ware координирует функционирование Р.С. и регулирует процесс совместного использования сетевых ресурсов. Эти средства обеспечивают защиту и их целостность, контролиру
Утилиты Net Ware
Утилиты разделяются на диалоговые и утилиты командной строки. Имеются варианты диалоговой утилиты выполняющейся под DOS и Windows. Развитый интерфейс DOS – утилит представляет собой выбор из меню.
Радиальная топология ЛВС
С
К
Ячеистая топология
Сеть с ячеистой топологией обладает высокой избыточностью и надежностью, так как каждый компьютер в такой сети соединен с каждым другим отдельным кабелем (рис. 7.2.4). Сигнал от компьютера-отправит
Сетевые кабели
НА сегодня подавляющая часть компьютерных сетей использует для соединения кабели. Это среда передачи сигналов между компьютерами.
В большинстве сетей применяются три основные группы кабеле
Беспроводная среда
Беспроводная среда не означает полное отсутствие проводов в сети. Обычно беспроводные компоненты взаимодействуют с сетью, в которой в качестве среды передачи используется кабель. Такие сети называю
Лекция 8.1. Информационная безопасность (ИБ) и ее составляющие
В вычислительной технике понятие безопасности является весьма широким. Оно подразумевает и надежность работы компьютера, и сохранность ценных данных, и защиту информации от внесения в нее изменений
Компьютерные вирусы
Компьютерный вирус — это программный код, встроенный в другую программу, или в документ, или в определенные области носителя данных и предназначенный для выполнения несанкционированных действий на
Методы защиты от компьютерных вирусов
Существуют три рубежа защиты от компьютерных вирусов:
• предотвращение поступления вирусов;
• предотвращение вирусной атаки, если вирус все-таки поступил на компьютер;
•
Средства антивирусной защиты
Основным средством защиты информации является резервное копирование наиболее ценных данных. При резервировании данных следует также иметь в виду и то, что надо отдельно сохранять все регистрационн
Защита от несанкционированного вмешательства
Организация надежной защиты КС невозможна с помощью только программно - аппаратных средств. Очень важным является административный контроль работы КС и защита от несанкционированного доступа к инфо
Понятие о несимметричном шифровании информации
Системам шифрования столько же лет, сколько письменному обмену информацией. Обычный подход состоит в том, что к документу применяется некий метод шифрования (назовем его ключом), после чего докуме
Принцип достаточности защиты
Защита публичным ключом (впрочем, как и большинство других видов защиты, информации) не является абсолютно надежной. Дело в том, что поскольку каждый желающий может получить и использовать чей-то
Понятие об электронной подписи
Мы рассмотрели, как клиент может переслать организации свои конфиденциальные данные (например, номер электронного счета). Точно так же он может общаться и с банком, отдавая ему распоряжения о пере
Новости и инфо для студентов