Устройство долговременного хранения данных на ПК

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Филиал ГОУ ВПО -

ВСЕРОССИЙСКОГО ЗАОЧНОГО ФИНАНСОВО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА

в  г. Архангельске

Кафедра математики и информатики

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Информатика»

Тема: Устройство долговременного  хранения данных на ПК

 

Студента

Номер личного дела

Специальность

Курс

Группа

Форма обучения

Руководитель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание Введение…………………………………………………………………………….

1. Теоретическая часть

1.1.Основные понятия устройств долговременного хранения      информации

1.2.Классификация устройств долговременного хранения информации

1.3.Характеристика устройств долговременного хранения       информации

Заключение

2. Практическая часть

2.1. Общая характеристика задачи

2.2. Описание алгоритма решения задачи

Список литературы Приложения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В данной курсовой работе рассматриваются устройства долговременного хранения данных на ПК

Понятие, возникающее в числе первых ассоциаций на слово «Компьютер» - «Информация». Компьютер принимает, обрабатывает, доставляет по назначению информацию, хранит её, выводит на периферийные устройства, сортирует её и управляет  ей. Все процессы, протекающие в  компьютере, подпадают под одну или  несколько из трёх категорий: ввод информации, обработка информации, вывод информации. Но не менее важный, а нередко  и намного более важный процесс  – безопасное хранение информации. Концепция устройства постоянной памяти, наряду с прочими блоками ЭВМ, предложена Чарльзом Бэббиджем в 1849 г. Первое устройство, которое Бэббидж  называет «store» предназначено для хранения цифровой информации на регистрах из колес; в современных машинах это - запоминающее устройство. Постоянные запоминающие устройства – ПЗУ – прошли долгую эволюцию и на сегодняшний день существуют во многих реализациях, оптимальных для тех или иных задача хранения информации. Главными критериями устройств хранения данных служат: объём памяти, физические габариты, скорость доступа к данным, надёжность хранения данных и совместимость с современными ПК. представления данных и сводным таблицам стало проще создавать профессионально оформленные диаграммы и работать с ними. Характерной особенностью внешней памяти является то, что ее устройства оперируют блоками информации, но никак не байтами или словами, как это позволяет оперативная память. Эти блоки обычно имеют фиксированный размер, кратный степени числа 2. Блок может быть переписан из внутренней памяти во внешнюю или обратно только целиком, и для выполнения любой операции обмена с внешней памятью требуется специальная процедура (подпрограмма). Процедуры обмена с устройствами внешней памяти привязаны к типу устройства, его контроллеру и способу подключения устройства к системе (интерфейсу).

Практическая часть курсовой работы заключается:

Организация ОАО «Триумф» предоставляет некоторые  виды кредитов как физическим, так  и юридическим лицам под процентные ставки (рис. 1).  На фирме ведется  журнал учета кредитов и их возврата (рис. 2). При этом за каждый просроченный день возврата начисляется штраф  в размере 1% от суммы кредита.

Для решения  поставленной задачи наиболее целесообразно  использовать пакет прикладных программ MS Excel. Его использование можно обосновать следующим:

1)в этом пакете есть все  необходимые для выполнения поставленной  задачи средства расчетов;

2)имеется развитая подсистема  построения графиков и диаграмм;

3)этот пакет прикладных программ  имеет на сегодняшний день  наибольшее распространение на  персональных компьютерах, что  позволяет использовать созданные  для расчета формы в дальнейшем  для подобных задач в реальной  работе экономиста. Поставленная задача решалась в версии MS Excel 2007.

Работа выполнена на ПК Intel^@Atom^TM Processor N450 – 2,3 ГГц / 4 Gb RAM / 160 Gb HDD / DVD-RW 16x52x52 / FDD 1,44.

 Для выполнения работы использовались следующие программы:

1. Текстовый редактор «MS Word – 2007».

2. Табличный процессор «MS Excel – 2007».

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1.Основные понятия устройств долговременного хранения информации

Внешняя память - это память, реализованная  в виде внешних, относительно материнской  платы, устройств с разными принципами хранения информации и типами носителя, предназначенных для долговременного  хранения информации. В частности, во внешней памяти хранится все программное  обеспечение компьютера. Устройства внешней памяти могут размещаться  как в системном блоке компьютера, так и в отдельных корпусах. Физически, внешняя память реализована  в виде накопителей.

Привод - это объединение механизма  чтения-записи с соответствующими электронными схемами управления. Его конструкция  определяется принципом действия и  видом носителя.

Носитель - это  физическая среда хранения информации, по внешнему виду может быть дисковым или ленточным. По принципу запоминания  различают магнитные, оптические и  магнитооптические носители. Ленточные  носители могут быть лишь магнитными, в дисковых носителях используют магнитные, магнитооптические и  оптические методы записи-считывания информации.

Накопители - это запоминающие устройства, предназначенные  для продолжительного (что не зависит  от электропитания) хранения больших  объемов информации. Емкость накопителей  в сотни раз превышает емкость  оперативной памяти или вообще неограниченная, когда речь идет о накопителях  со сменными носителями [1, С.27].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2.Классификация  устройств долговременного хранения  информации

Самыми распространенными  устройствами долговременного хранения информации являются

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3.Характеристика  устройств долговременного хранения  информации.

Накопители  на жестких магнитных дисках (НЖМД)

НЖМД - это  основное устройство для долговременного  хранения больших объемов данных и программ. Другие названия: жесткий  диск, винчестер, HDD (Hard Disk Drive). Внешне, винчестер представляет собой плоскую, герметически закрытую коробку, внутри которой находятся на общей оси несколько жестких алюминиевых или стеклянных пластинок круглой формы. Поверхность любого из дисков покрыта тонким ферромагнитным слоем (вещество, которое реагирует на внешнее магнитное поле), собственно на нем хранятся записанные данные. При этом запись проводится на обе поверхности каждой пластины (кроме крайних) с помощью блока специальных магнитных головок. Каждая головка находится над рабочей поверхностью диска на расстоянии 0,5-0,13 мкм. Пакет дисков вращается непрерывно и с большой частотой (4500-10000 об/мин), поэтому механический контакт головок и дисков недопустим [2, С.27].

Существует  огромное количество разных моделей  жестких дисков многих фирм, таких  как Seagate, Maxtor, Quantum, и т.д. Для обеспечения совместимости винчестеров, разработаны стандарты на их характеристики, определяющие номенклатуру соединительных проводников, их размещение в переходных разъемах, электрические параметры сигналов. Распространенными являются стандарты интерфейсов IDE (Integrated Drive Electronics) или ATA и более продуктивные EIDE (Enhanced IDE) и SCSI (Small Computer System Interface). Характеристики интерфейсов, с помощью которых винчестеры связаны с материнской платой, в значительной степени определяют производительность современных жестких дисков.

Среди других параметров, которые влияют на быстродействие HDD, следует отметить следующие:

1)скорость  обмена - определяет объемы данных, которые могут быть переданы  из накопителя к микропроцессору  и в обратном направлении за  определенные промежутки времени;  максимальное значение этого  параметра равно пропускной способности дискового интерфейса и зависит от того, какой режим используется [3, С.27]: PIO или DMA; в режиме PIO обмен данными между диском и контроллером происходит при непосредственном участии центрального процессора, чем больше номер режима PIO, тем выше скорость обмена; работа в режиме DMA (Direct Memory Access) разрешает передавать данные непосредственно в оперативную память без участия процессора; скорость передачи данных в современных жестких дисках колеблется в диапазоне 30-60 Мбайт/с.

2)среднее  время доступа - время (в миллисекундах), на протяжении которого блок  головок смещается с одного  цилиндра на другой. Зависит от  конструкции привода головок  и составляет приблизительно 10-13 миллисекунд;

3)емкость  кэш-памяти - во всех современных  дисковых накопителях устанавливается  кэш-буфер, ускоряющий обмен данными;  чем больше его емкость, тем  выше вероятность того, что в  кэш-памяти будет необходимая  информация, которую не надо считывать  с диска (этот процесс в тысячи  раз медленней); емкость кэш-буфера  в разных устройствах может  изменяться в границах от 64 Кбайт  до 2Мбайт;

4)время задержки - это время от момента позиционирования  блока головок на нужный цилиндр  до позиционирования конкретной  головки на конкретный сектор, другими словами, это время  поиска нужного сектора;

5)скорость обращения дисков - в наше время выпускаются накопители EIDE с частотой обращения 4500-7200 об/мин, и накопители SCSI - 7500-10000 об/мин;

Накопители  на гибких магнитных дисках (НГМД)

НГМД или  дисковод вмонтирован в системный  блок. Гибкие носители для НГМД выпускают  в виде дискет (другое название флоппи-диск). Собственно, носитель - это плоский  диск со специальной, достаточно плотной  пленкой, покрытой ферромагнитным слоем и помещенной в защитный конверт с подвижной задвижкой в верхней части. Дискеты используются, в основном, для оперативного переноса небольших объемов информации с одного компьютера на другой. Данные, записанные на дискете можно защитить от стирания или перезаписи. Для этого нужно передвинуть маленькую защитную задвижку в нижней части дискеты таким образом, чтобы образовалось открытое окошко. Для того чтобы разрешить запись, эту задвижку следует переместить назад и закрыть окошко [4, С.27].

Основными параметрами  дискеты является технологический  размер (в дюймах), плотность записи и полная емкость. По размерам различают 3,5-дюймовые дискеты и 5,25-дюймовые дискеты (сейчас уже не используются). Плотность  записи может быть простой SD (Single Density), двойной DD (Double Density) и высокой HD (High Density). Стандартная емкость 3,5-дюймовой дискеты - 1,44 Мбайт, возможно использование дискет емкостью 720 Кбайт. В настоящее время стандартом являются дискеты размером 3,5  дюйма, высокой плотности HD, имеющие емкость 1,44 Мбайт.

Накопитель CD-ROM

Начиная с 1995 года, в базовую конфигурацию персонального  компьютера вместо дисководов на 5,25  дюймов начали включать дисковод CD-ROM. Аббревиатура CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) переводится как постоянное запоминающее устройство на основе компакт-дисков. Принцип действия этого устройства состоит в считывании цифровых данных с помощью лазерного луча, который отражается от поверхности диска. В качестве носителя информации используется обычный компакт-диск CD. Цифровая запись на компакт-диск отличается от записи на магнитные диски высокой плотностью, поэтому стандартный CD имеет емкость порядка 650-700 Мбайт. Такие большие объемы характерны для мультимедийной информации (графика, музыка, видео), поэтому дисководы CD-ROM относятся к аппаратным средствам мультимедиа. Кроме мультимедийных изданий (электронные книги, энциклопедии, музыкальные альбомы, видеофильмы, компьютерные игры) на компакт-дисках распространяется разнообразное системное и прикладное программное обеспечения больших объемов (операционные системы, офисные пакеты, системы программирования и т.д.) [5, С.27].

Компакт-диски  изготовляют из прозрачного пластика диаметром 120  мм и толщиной 1,2  мм. На пластиковую поверхность напыляется слой алюминия или золота. В условиях массового производства запись информации на диск происходит путем выдавливания на поверхности дорожки, в виде ряда углублений. Такой подход обеспечивает двоичную запись информации. Углубление (pit - пит), поверхность (land - лэнд). Логический нуль может быть представлен как питом, так и лэндом. Логическая единица кодируется переходом между питом и лэндом. От центра к краю компакт-диска нанесена единственная дорожка в виде спирали шириной 4 микрона с шагом 1,4 микрона. Поверхность диска разбита на три области. Начальная (Lead-In) расположена в центре диска и считывается первой. В ней записано содержимое диска, таблица адресов всех записей, метка диска и другая служебная информация. Средняя область содержит основную информацию и занимает большую часть диска. Конечная область (Lead-Out) содержит метку конца диска.

Для штамповки  существует специальная матрица-прототип (мастер-диск) будущего диска, которая  выдавливает дорожки на поверхности. После штамповки, на поверхность  диска наносят защитную пленку из прозрачного лака.

Основные  характеристики CD-ROM[6, С.27]:

1)время доступа  - время, нужное для поиска информации  на диске, измеряется в миллисекундах. 

2)скорость  передачи данных - измеряется в  кратных долях скорости проигрывателя  аудио компакт-дисков (150 Кбайт/сек)  и характеризует максимальную  скорость с которой накопитель  пересылает данные в оперативную  память компьютера, например, 2-скоростной CD-ROM (2x CD-ROM) будет считывать данные  с скоростью 300 Кбайт/сек., 50-скоростной (50x) - 7500 Кбайт/сек.;

Основной  недостаток стандартных CD-ROM - невозможность  записывания данных, но существуют устройства однократной записи CD-R и  многоразовой записи CD-RW.

Накопитель CD-R (CD-RECORDABLE)

Внешне похожи на накопители CD-ROM и совместимые  с ними по размерам дисков и форматам записи. Позволяют выполнить одноразовую  запись и неограниченное количество считываний. Запись данных осуществляется с помощью специального программного обеспечения. Скорость записи современных  накопителей CD-R составляет 4х-8х.

Накопитель CD-RW (CD-REWRITABLE)

Используются  для многоразовой записи данных, причем можно как просто дописать новую  информацию на свободное пространство, так и полностью перезаписать диск новой информацией (предыдущие данные уничтожаются). Как и в  случае с накопителями CD-R, для записи данных необходимо установить в системе  специальные программы, причем формат записи совместимый с обычным CD-ROM. Скорость записи современных накопителей CD-RW составляет 2х-4х.