Внешнее запоминающее устройство ВЗУ

Внешнее запоминающее устройство ВЗУ. Сохранение информации для последующего е использования или передачи другим людям имело определяющее значение для развития цивилизации.

До появления ЭВМ человек научился использовать для этой цели множество средств книги, фотографии, магнитофонные записи, кинопленки и т. п. Возросшие к концу ХХ века потоки информации, необходимость е в больших объмах и появление ЭВМ способствовали разработке и применению носителей информации, обеспечивающих возможность е долговременного хранения в более компактной форме.

К таким носителям при использовании современных моделей компьютеров четвертого поколения относятся гибкие и жесткие магнитные диски и так называемые диски CD-ROM, составляющие внешнюю память компьютера. Отметим, что помимо сохранения информации после выключения компьютера эти носители также обеспечивают перенос информации с одного компьютера на другой, что особенно важно в случае отсутствия возможности использования компьютерных сетей, и позволяют практически неограниченно увеличить общую память компьютера.

Устройства, которые обеспечивают запись информации на носители, а так же е поиск, считывание и воспроизведение в оперативную память, называют накопителями. В основу записи, хранения и считывания информации положены два принципа магнитный и оптический, что обеспечивает сохранение информации и после выключения компьютера. В основе магнитной записи преобразование цифровой информации в переменный электрический ток, который сопровождается переменным магнитным полем.

Магнитное покрытие диска представляет собой множество мельчайших областей спонтанной намагниченности доменов. Электрические импульсы, поступая на головку дисковода, создают внешнее магнитное поле, под воздействием которого собственные магнитные поля доменов ориентируется в соответствии с его направлением. После снятия внешнего поля на поверхности дисков в результате записи информации остаются зоны остаточной намагниченности, где намагниченный участок соответствует 1, а ненамагниченный 0. При считывании информации намагниченные участки носителя вызывают в головке дисковода импульс тока явление электромагнитной.

Жесткие диски. Накопители на жестком диске они же жесткие диски, они же винчестеры предназначены для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером программ операционной системы, часто используемых пакетов программ, редакторов документов, трансляторов с языков программирования и т. д. Из всех устройств хранения данных если не считать оперативную память жесткие диски обеспечивают наиболее быстрый доступ к данным обычно 7-20 миллисекунд, мс, высокие скорости чтения и записи данных до 5 Мбайтс.

Для пользователя накопители на жестком диске отличаются друг от друга прежде всего следующими характеристиками Емкостью, то есть тем, сколько информации помещается на диске Быстродействием, то есть временем доступа к информации и скоростью чтения и записи информации Интерфейсом, то есть типом контроллера, к которому должен присоединиться жесткий диск чаще всего IDEEIDE и различные варианты SCSI Основная характеристика жесткого диска это его мкость, то есть количество информации, размещенной на диске.

Первые жесткие диски для IBM PC имели мкость 5 Мбайт. Сейчас в выпускаемые компьютеры чаще всего устанавливаются жесткие диски мкостью от 800 Мбайт до 1,6 Гбайт, а диски мкостью 2-4 Гбайта переходят из разряда элитной продукции в разряд ширпотреба.

Диски с мкостью до 500 Мбайт считаются устаревшими, они уже практически не производятся. Максимальная мкость дисков на данный 9,1 Гбайт, но готовятся к выпуску диски большей мкости 18-27 Гбайт. Гибкий магнитный диск диаметром 5,25 дюйма 133 мм в настоящее время может хранить до 1,2 Мбайта информации. Такие диски двусторонние, повышенной плотности записи. Скорость вращения диска, находящегося в конверте из тонкой пластмассы 300-360 обмин. Гибкие магнитные диски диаметром 3,5 дюйма 89мм имеют мкость 1,44 Мбайта.

При такой плотности записи защита магнитного слоя становится особенно актуальной, поэтому сам диск спрятан в прочный пластмассовый корпус, а зона контакта головок с его поверхностью закрыта от случайных прикосновений специальной шторкой, которая внутри накопителя автоматически отодвигается. Контроллер дисковода включает и выключает двигатель вращения, проверяет, закрыт или открыт вырез, запрещающий операцию записи, устанавливает на нужное место головку чтениязаписи.

Любой магнитный диск первоначально к работе не готов. Для приведения его в рабочее состояние он должен быть отформатирован, то есть должна бать создана структура диска. Для гибких дисков это магнитные концентрические дорожки, разделенные на сектора, помеченные магнитными метками, а у жестких ещ и цилиндры совокупность дорожек, расположенных друг над другом на всех рабочих поверхностях дисков. Все дорожки магнитных дисков на внешних цилиндрах больше, чем на внутренних.

Следовательно, при одинаковом количестве секторов на каждой из них плотность записи на внутренних дорожках должна быть выше, чем на внешних. Количество секторов, мкость сектора, а следовательно, и информационная мкость диска зависят от типа дисковода и режима форматирования, а также от качества самих дисков. CD-ROM Compact Disk Read Only Memory обладает мкостью до 3 Гбайт, высокой надежностью хранения информации, долговечностью. Диаметр диска может быть как 5,25, так и 3,5 дюйма.

Принцип записи и считывания оптический. Считывание информации с компакт-диска происходит при помощи лазерного луча, который, попадая на отражающий свет островок, отклоняется на фотодетектор, интерпретирующий его как двоичную единицу. Луч лазера, попадающий во впадину, рассеивается и поглощается фотодетектор фиксирует двоичный ноль. В то время как все магнитные диски вращаются с постоянным числом оборотов в минуту, то есть с неизменной угловой скоростью, CD-ROM вращается обычно с переменной угловой скоростью, чтобы обеспечить постоянную линейную скорость при чтении.

Таким образом, чтение внутренних секторов осуществляется при большем числе оборотов, чем наружных секторов. Именно этим объясняется достаточно низкая скорость доступа к данным для CD-ROMот 150 до 400 мс при скорости вращения до 4500 обмин по сравнению, например, с винчестером. Скорость передачи данных, определяемая скоростью вращения диска и плотностью записанных на нм данных, составляет не менее 150 Кбайтс и доходит до 1,2 Мбайтас.

Для загрузки компакт-диска в дисковод используется либо одна из разновидностей выдвижной панели, либо специальная прозрачная кассета. Выпускают устройства во внешнем исполнении, которые позволяют самостоятельно записывать специальные компакт-диски так называемые перезаписываемые CD-R. В отличие от обычных данные диски имеют отражающий слой золота. Подобные диски обычно служат как мастер0диски для дальнейшего тиражирования или создания архивов. Для создания резервных копий информации, размещенной на жестких дисках компьютера, широко используются стримеры устройства для записи информации на кассеты картриджи с магнитной лентой.

Стримеры просты в использовании и обеспечивают самое дешевое хранение данных. Разные стримеры отличаются по мкости от 20 Мбайт до 40 Гбайт на одной кассете, типу используемых кассет, исполнению внутреннему или внешнему, интерфейсу, скорости чтения-записи данных от 100 Кбайтс до 5 Мбайтси более, надежности записи на ленту и т. д. В продаже имеются стримеры самого разного назначения от недорогих моделей, рассчитанных на потребности индивидуальных пользователей, до очень быстрых и надежных стримеров с автоматической сменой кассет, используемых для резервирования десятков и сотен Гбайт данных.

Магнитооптические и другие съмные диски применяются для резервирования данных и для хранения редко используемых данных. Они значительно удобнее кассет стримера, поскольку пользователь может работать с такими дисками как с обычными жесткими дисками, только съмными и более медленными.

Дисководы для магнитооптических дисков выпускаются мкостью от 230 Мбайт до 4,6Гбайт, и если дисководы мкостью 230 Мбайт относительно медленные, то многие дисководы большей мкости 2,6 и 4,6 Гбайта лишь немного уступают в быстродействии жестким дискам. С магнитооптическими дисками конкурируют дисководы для съмных гибких и жестких дисков фирм Iomega, Syquest и др. Самыми жизнеспособными устройствами, предназначенными для хранения данных, оказываются накопители, использующие магнитооптические диски.

Дело в том, что диски CD-ROM удобны для хранения информации, а в работе с ней они оказываются медленнее, чем жесткие магнитные диски. Поэтому информацию с компакт-дисков обычно переписывают на МД, с которыми и работают. Такая система не подходит, если работа связана с базами данных, которые ввиду большой информационной мкости как раз выгоднее размещать на CD-ROM. Кроме того, компакт-диски, используемые в настоящий момент на практике, не являются перезаписываемыми.

Контроллеры. Чтобы компьютер мог работать, необходимо, чтобы в его оперативной памяти находились программа и данные. А попадают они туда из различных устройств компьютера клавиатуры, дисководов для магнитных дисков и т. д. Иногда по традиции эти устройства называют внешними, хотя некоторые из них могут встраиваться внутрь системного блока. Результаты выполнения программ также выводятся на различные устройства монитор, диски, принтер и т. д. Обмен информацией между оперативной памятью и устройствами он называется вводом-выводом не происходит непосредственно между любым устройством и оперативной памятью имеются два промежуточных звена 1. Для каждого устройства в компьютере имеется электронная схема, которая им управляет.

Эта схема называется контроллером, или адаптером. Некоторые контроллеры например, контроллер дисков могут управлять сразу несколькими устройствами. 2. Все контроллеры адаптеры взаимодействуют с микропроцессором и оперативной памятью через системную магистраль передачи данных, которую в просторечии называют шиной.

Электронные платы. Электронные схемы IBM PC состоят из нескольких модулей электронных плат. Модульная структура электронных схем компьютера позволяет легко приспособить компьютер к нуждам пользователя и облегчает ремонт компьютера при ремонте обычно требуется заменить одну плату, а не все. На основной плате компьютера системной, или материнской, плате обычно располагаются основной микропроцессор, оперативная память, кэш-память, шина или шины и BIOS. Кроме того, там находятся электронные схемы контроллеры, управляющие некоторыми устройствами компьютера.

Так, контроллер клавиатуры всегда находится на материнской плате. Часто там же находятся и контроллеры других устройств жестких дисков, дисководов для дискет и т. д. Такие контроллеры называются встроенными или интегрированными в материнскую плату. На современных материнских платах обычно находятся интегрированные контроллеры дискет, портов ввода-вывода, часто контроллер жестких дисков, иногда видеоконтроллер.

Разным пользователям в компьютере нужен разный набор контроллеров. Поэтому все контроллеры компьютера встраиваются в материнскую плату только в некоторых специальных компьютерах. В большинстве компьютеров материнская плата содержит несколько разъмов слотов, в которые могут вставляться электронные платы, содержащие контроллеры для подключения дополнительных устройств платы контроллеров.

При вставке в разъм материнской платы контроллер подключается к шине магистрали передачи данных между оперативной памятью и устройствами. Одним из контроллеров, присутствующем почти в каждом компьютере, является контроллер портов ввода-вывода. Часто этот контроллер интегрирован в состав материнской платы. Контроллер портов ввода-вывода соединяется кабелями с разъмами на задней стенке компьютера, через которые к компьютеру подключаются принтер, мышь и некоторые другие устройства. Порты ввода-вывода бывают следующих типов Параллельные обозначаемые LPT1-LPT2, к соответствующим разъмам на задней стенке компьютера имеющим 25 гнзд обыкновенно подключаются принтеры Последовательные обозначаемые COM1-COM3. К соответствующим разъмам на задней стенке компьютера имеющим 9 или 25 штырьков обычно подсоединяются мышь, модем и другие устройства Игровой порт к его разъму имеющему 15 гнзд подключается джойстик.

Игровой порт имеется не у всех компьютеров. Как правило, контроллер портов компьютера поддерживает один параллельный и два последовательных порта.

Видеоконтроллеры. Электронные схемы компьютера, обеспечивающие формирование видеосигнала и тем самым определяющие изображение, показываемое монитором, называются видеоконтроллером. Видеоконтроллер обычно выполняется в виде специальной платы, вставляемой в разъм системной шины компьютера, но на некоторых компьютерах он входит в состав материнской платы. Видеоконтроллер получает от микропроцессора компьютера команды по формированию изображения, конструирует это изображение в своей служебной памяти видеопамяти, и одновременно преобразует содержимое видеопамяти в сигнал, подаваемый на монитор видеосигнал.

ВНУ внешние устройства связи человека с машиной. Клавиатура. Клавиатура IBM PC предназначена для ввода в компьютер информации от пользователя. Пока что задача распознавания компьютером человеческого голоса удовлетворительно не решена, поэтому печать на клавиатуре это основной способ ввода алфавитно-цифровой информации от пользователя в компьютер.

Каждая клавиша клавиатуры представляет собой крышку для миниатюрного переключателя. Содержащийся в клавиатуре небольшой микропроцессор отслеживает состояние этих переключателей, и при нажатии или отпускании каждой клавиши посылает соответствующие сообщение прерывание, а программы компьютера операционной системы обрабатывают эти сообщения. На IBM PC- совместимых компьютерах наиболее широко распространена так называемая улучшенная клавиатура с 101 или 102 клавишами.

Однако иногда используют и другие модели клавиатуры. Например, в клавиатурах портативных компьютерах для уменьшения размера исключены дублирующие клавиши, а оставшиеся расположены более компактно. На стандартной 101-клавишной клавиатуре в левом нижнем большом блоке клавиш белым цветом выделены так называемые алфавитно-цифровые клавиши. При нажатии на эти клавиши в компьютер вводится алфавитно-цифровой символ. Какой именно зависит от того, установлен ли режим ввода латинских или русских букв, и нажата или нет клавиша Shift. Клавиша пробел.

Самая большая клавиша, располагающаяся под блоком алфавитно-цифровых клавиш, применяется для ввода пробела пустого символа. Клавиша Caps Lockслужит для фиксации режима прописных букв. В этом режиме при обычном нажатии на буквенные клавиши вводятся прописные буквы, а при нажатой клавише Shift строчные. Режим прописных букв удобен при вводе текста, состоящего из таких букв. На верхней части клавиатуры располагается блок так называемых функциональных клавиш F1-F12. Порядок использования этих клавиш определяется программой и операционной системой, с которыми Вы в данный момент работаете.

Клавиши Home, End, PgUp, PgDn называют клавишами управления курсором. Как правило, нажатие на них приводит к перемещению курсора в соответствующем направлении или к перелистыванию изображаемого на экране текста. Блок клавиш в правой части стандартной 101-клавишной клавиатуры используется для двух целей. В режиме блокировке цифр режим Num Lock этот блок удобен для ввода числовой информации и знаков арифметических действий.

В этом режиме при нажатии на белые клавиши из этого блока вводятся цифры от 0 до 9 и точка. А если режим блокировки цифр выключен, то эти клавиши дублируют клавиши управления курсором, а также клавиши Insert, Delete. Выключение и включение режима блокировки цифр осуществляется нажатием клавиши Num Lock. Клавиша Insert обычно используется либо для вставки символов, либо для переключения между двумя режимами ввода символов ввода с раздвижкой символов и ввода с замещением ранее набранных символов.

Клавиша Delete обычно используется для удаления символов выделенного фрагмента текста, справа от курсора в Windows или под курсором в DOS-программах, работающих в текстовом режиме. Клавиша Enter обычно используется для окончания ввода того или иного объекта. Клавиша Backspace обычно удаляет символ, находящийся слева от курсора. Клавиша Escape, как правило, используется для отмены какого-либо действия, выхода из режима программы.

Клавиша Tab при редактировании текстов обычно используется для перехода к следующей позиции табуляции. В других программах е значение может быть иным переключение между полями запроса. На клавиатуре имеются специальные клавиши Control, Alt, Shift. Они предназначены для изменения значений других клавиш. Принтеры. Принтер предназначен для вывода информации на бумагу. Обычно принтеры могут выводить не только текстовую информацию, но также рисунки и графики. Одни принтеры позволяют печатать только в одном цвете черном, другие могут выводить также и цветные изображения.

Матричные принтеры. Матричные принтеры в 80-х годах и в начале 90-х годов были наиболее распространенными принтерами для IBM PC. Сейчас эти принтеры сильно потеснены струйными и лазерными принтерами, так как обеспечивают худшее качество печати, сильно шумят при работе и малопригодны для цветной печати. Однако матричные принтеры применяются до сих пор, так как они недороги, а стоимость отпечатанной страницы у них самая низкая.

Струйные принтеры. Струйные принтеры являются одним из наиболее распространенных типов принтеров для IBM PC. В струйных принтерах изображение формируется микро каплями специальных чернил, выбрасываемых на бумагу через сопла в печатающей головке. В отличие от матричных принтеров, струйные работают с гораздо меньшим шумом, обеспечивают лучшее качество печати и самую дешевую цветную печать приемлемого качества. Однако стоимость отпечатанной страницы на них выше, чем на матричных принтерах.

Лазерные принтеры. Лазерные принтеры обеспечивают наилучшее качество печати. В этих принтерах используется принцип ксерографии изображение переносится на бумагу со специального барабана, к которому электрически притягиваются частички краски. Отличие от обычного ксерокопировального аппарата состоит в том, что печатающий барабан электризуется с помощью лазера по командам из компьютера. Лазерные принтеры обеспечивают самую высокую среди всех принтеров скорость печати и не требуют специальной бумаги.

Монитор дисплей. Монитор служит для пользователя окном в компьютер. Он позволяет наблюдать за работой компьютера и узнавать о полученных результатах. На экран монитора выводится текст, рисунки, различная справочная информация, т. е. все необходимое пользователю для работы. По устройству и принципу действия монитор похож на современный телевизор. Традиционно принято два режима работы монитора текстовый и графический.

При работе в текстовом режиме весь экран условно делиться на строки длиной в 80 символов. Позицию отдельного символа в строке принято называть знакоместом. На каждом знакоместе может отображаться только один символ из представленных на клавиатуре и нескольких дополнительных, которые могут быть введены с помощью клавиши Alt. Текстовый режим достаточно удобен для работы с текстовыми документами и в основном используется именно для этого. Однако ему присущ ряд недостатков, например постоянство размера символов, невозможность включения в текст рисунков, элементов декоративного оформления и т. д. В текстовом режиме на экране обычно присутствует специальный указатель курсор. Его назначение показывать место на экране, где происходит или будет происходить действие.

Курсор имеет, как правило, вид мерцающей черточки и располагается ниже знакоместа, в котором появится символ или произойдет что-то другое. Графический режим более универсален и позволяет отображать текст совместно с графиками, гистограммами, рисунками и т. д. Символы текста могут быть различной величины и начертания. В связи со многими достоинствами графического режима, в настоящее время он используется большинством современных программ.

Для полноценной работы в графическом режиме годится не любой монитор. Желательно, чтобы он был типа VGA Video Graphics Array или Super VGA. Собственно, сегодня все продаваемые компьютеры комплектуются такими мониторами. Мультимедиа. В последнее время вс чаще приходится слышать о средствах мультимедиа, установленных в персональных компьютерах, или о самих мультимедиа-компьютерах.

Что это означает Мультимедиа принято называть совокупность аппаратуры и программ, необходимых для эффективного использования на компьютере динамической графики высокого разрешения, записи и воспроизведения звука, вывода на экран теле- и видеоинформации. А компьютеры, на которых установлена такая аппаратура и используются соответствующие программы, называют мультимедиа-компьютерами. Области применения мультимедиа достаточно широки.

В первую очередь это обучающие и справочные системы, комплексы для сложных научных экспериментов, а также игровые развлекательные программы. Для того чтобы имелась возможность установить в компьютер и использовать средства мультимедиа, он должен обладать достаточно высокой производительностью. Другими словами - иметь быстрый центральный процессор желательно 486, достаточный объм оперативной памяти 8-16 Мбайт и т. д. К числу наиболее распространенных мультимедиа средств относятся звуковые платы, обеспечивающие запись и воспроизведение звука на компьютере.

Плата комплектуется, как правило, компактными аудиоколонками или наушниками и микрофоном. К средствам мультимедиа принято относить также проигрыватель дисковод компьютерных компакт-дисков, называемых CD-ROM. Дисковод может быть внешним и внутренним. Больше распространен внутренний тип дисковода, устанавливаемого внутрь системного блока. Его принцип действия аналогичен проигрывателю аудиодисков CD-плейеру.

Благодаря совершенной технологии записи информации на каждом CD-ROM диске умещаются сотни мегабайт информации. Это обстоятельство позволяет эффективно использовать CD-ROM для хранения больших объмов графической и звуковой информации, присущей программам ориентированным на средства мультимедиа.