Скачать презентацию на тему виды памяти компьютера. Презентация по информатике на тему "устройства памяти компьютера "

Слайд 2

Память персонального компьютера.

Память предназначена для хранения программ и данных, с которыми процессор непосредственно работает. Она состоит из ячеек, местонахождение которых определяется уникальным адресом. Кроме временных данных, которые определяются тем, что компьютер делает в настоящий момент, он должен знать и постоянно помнить некоторые стандартные программы и данные. Решение проблем хранения различных видов информации и надежного функционирования персонального компьютера привело к использованию нескольких видов внутреннейи внешней памяти

Слайд 3

Классификация памяти компьютера

Внутренняя память Внешняя память

Слайд 4

Внутренняя память.

Оперативная память предназначена для хранения информации и реализуется с помощью набора микросхем, установленных на материнской плате. Модули памяти представляет собой пластины с рядами контактов, на которых помещаются большие интегральные схемы памяти. Оперативно запоминающее устройство (ОЗУ) Постоянно запоминающее устройство (ПЗУ) Кэш память

Слайд 5

ОЗУ

В памяти оперативно запоминающего устройства хранится временная информация, которая изменяется в ходе выполнения микропроцессором различных операций. Такого рода память обеспечивает доступ к любой произвольно выбранной ячейке памяти причем в любой момент времени. Это свойство отражено в англоязычном названии оперативной памяти RAM (Random Access Memory - память с произвольным доступом). Нельзя забывать, что ОЗУ является энергозависимыми устройством, т.е. при выключении питания компьютера стирается вся находящаяся в оперативной памяти информация. Оперативная память характеризуется высоким быстродействиеми относительно малым объемом. Для современных компьютеров диапазон емкости памяти составляет 16 - 512 Мбайт.

Слайд 6

ПЗУ

В памяти ПЗУ хранится информация, записанная на предприятии изготовителе, она должна быть неизменна в течение длительного времени. Постоянная информация включает основные системные программы, которые автоматически запускаются при включении компьютера. Компьютер может читать или исполнять программы из постоянной памяти, но он не может изменять их и добавлять новые. Память ПЗУ предназначена только для считывания информации. Это свойство постоянной памяти объясняет часто используемое английское название ROM (Read Only Memory - память только для чтения). Память ПЗУ так же реализуется в виде интегральных микросхем. Отличие заключается в том, что эти микросхемы являются энергонезависимыми. Выключение питания не приводит к потере данных. Существуют две основные разновидности микросхем ROM памяти, однократно программируемые (после записи содержимое памяти не может быть изменено) и многократно программируемые.

Слайд 7

Кэш память

Для увеличения производительности компьютера, согласования работы устройств с различным быстродействием современный компьютер использует еще один вид памяти - кэш память (от англ. cache - тайник, склад). Кэш память является промежуточным запоминающим устройством или буфером. Она используется при обмене данными между микропроцессором и RAM, между RAM и внешним накопителем. Использование кэш памяти сокращает число обращений к жесткому диску для чтения-записи, так как в ней хранятся данные, повторное обращение к которым, со стороны процессора не требует повторения процесса чтения или иной обработки информации. Существует два типа кэш памяти: внутренняя (от 8 до 64 кбайт), размещаемая внутри процессора и внешняя (от 256 кбайт до 1 Мбайт), которая устанавливается на системной плате. микропроцессор RAM RAM Внешние накопители

Слайд 8

Внешняя память

Внешняя память предназначена для долговременного хранения программ и данных. Устройства внешней памяти (накопители) являются энергонезависимыми, выключение питания не приводит к потере данных. Они могут быть встроены в системный блок или выполнены в виде самостоятельных блоков, связанных с системным через его порты. Важной характеристикой внешней памяти служит ее объем. Объем внешней памяти можно увеличивать, добавляя новые накопители. Не менее важными характеристиками внешней памяти являются время доступа к информации и скорость обмена информацией. Эти параметры зависят от устройства считывания информации и организации типа доступа к ней.

Слайд 9

НГМД

Гибкие магнитные диски, или флоппи-диски (floppy disk), являются наиболее распространенными носителями информации. Наиболее популярны гибкие диски размером 3,5" (дюйма), (3-дюймовые). Диски называются гибкими потому, что пластиковый диск, расположенный внутри защитного конверта, действительно гнется. Именно поэтому защитный конверт изготовлен из твердого пластика. Диск покрывается сверху специальным магнитным слоем, которых обеспечивает хранение данных. Информация записывается с двух сторон диска по дорожкам, которые представляют собой концентрические окружности. Каждая дорожка разделяется на секторы. Плотность записи данных зависит от плотности нанесения дорожек на поверхность, т. е. числа дорожек на поверхности диска, а также от плотности записи информации вдоль дорожки. Существуют стандарты DD, HD и ED для 3,5” дискет, объем записываемой информации от 720 Кб до 2,88 Мб. Самые распространенные - дискеты 3,5” HD. Как носители информации дискеты почти изжили себя, малый объем, небольшая скорость чтения/записи, ненадежность делают их применение невыгодным.

Слайд 10

НЖМД

Жесткие магнитные диски, или "винчестеры", являются обязательным компонентом персонального компьютера. Существуют разные версии происхождения названия "винчестер". По одной из них, первые жесткие диски были выпущены в филиале фирмы IВМ в небольшом городке Винчестере. Жесткий диск - это несколько алюминиевых пластин, покрытых магнитным слоем, которые вместе с механизмом считывания и записи заключены в герметически закрытый корпус внутри системного блока. Жесткие диски имеют преимущества перед гибкими дисками по двум основным параметрам: объем жестких дисков существенно выше и колеблется от нескольких сотен мегабайт до сотен гигабайт; скорость обмена информацией в 10 раз больше. Для обращения к жесткому диску используется имя, заданное латинской буквой С:. В случае, если установлен второй жесткий диск, ему присваивается следующая буква латинского алфавита D:. В компьютере предусмотрена возможность с помощью специальной системной программы условно разбивать один диск на несколько. Такие диски, которые не существуют как отдельное физическое устройство, а представляют лишь часть одного физического диска, называют логическими дисками.

Слайд 11

CD-ROM

Приводы CD-ROM. Компакт диски, использовавшиеся для аудиоаппаратуры, были модифицированы для применения в РС и в настоящее время стали неотъемлемой частью современных компьютеров. Является отличным носителем информации, более компактным, удобным и дешевым чем винчестер. Выполняется как внутренне устройство, и имеет размер дисковода 5,25”. Обычно управляются через IDE, SCSI интерфейс или звуковую карту. Диск изготовлен из поликарбоната, который покрыт с одной стороны отражающим слоем (из алюминия или золота). Запись производится с помощью лазерного луча выжигающего чередования углублений в поверхности металлического слоя. Основной характеристикой является скорость передачи данных. За единицу считывания, принята скорость считывания с магнитной ленты. Скорость считывания последующих устройств кратна этой и варьируется от 150 Кб./сек. До 6-7 Мб./сек. Скорость считывания последующих устройств кратна этой и варьируется от 150 Кб./сек. До 6-7 Мб./сек. Качество считывания характеризуется коэффициентом ошибок и представляет собой оценку вероятности искажения информационного бита при его считывании. Данный параметр отражает способность устройства корректировать ошибки чтения/записи. Среднее время доступа – время, которое требуется приводу для нахождения на носителе нужных данных. Варьируется от 400 до 80 мс.

Память ПК
Памятью компьютера называется совокупность устройств для
хранения
программ,
вводимой
результатов и выходных данных.
информации,
промежуточных
Память ПК
Внутренняя
память
ОЗУ
(RAM)
ОЗУ
ПЗУ
(ROM)
Внешняя
память
КЭШ
память
Жесткие Флоппи- СD/ DVDдиски
диски
диски
ZIPдиски
Flash
память
оперативное
запоминающее
устройство.
Это
энергозависимая память с произвольным доступом: RAM – Random
–
Access Memory.

Основные характеристики памяти:
информационная ёмкость(объем)
быстродействие
энергопотребление
Быстродействие памяти зависит от:
полосы пропускания (максимальная
скорость передачи данных х разрядность)
различного рода задержек

Задержки памяти делят на:
время доступа (access time)
длительность цикла памяти (cycle time).
Время доступа представляет собой промежуток
времени между выдачей запроса на чтение и
моментом поступления запрошенного слова из
памяти.
Длительность цикла памяти определяется
минимальным возможным временем между двумя
последовательными обращениями к памяти. То
есть это суммарное время считывания адреса
ячейки и считывания/записи данных в эту ячейку.

Информационная ёмкость
Производные единицы исчисляются
в 2-ичной системе:
1024 б - 1 Кб
210 байт – 1 килобайт
1048576 б - 1024 Кб– 1 Мб
220 байт - 210 килобайт - 1 мегабайт
1073741824 б – 1048576 Кб – 1024 Мб – 1 Гб
230 байт - 220 килобайт - 210 мегабайт - 1 гигабайт

входы
…
…
…
…
сигнал
синхронизации
SRAM память, построенная на триггерах
выход
Статическая память
SRAM

Динамическая память DRAM
столбцы
2
3
1
4
транзистор
«ключ»
конденсатор
T
T
K
T
K
T
K
T
Ячейка памяти (1 бит)
T
T
T
K
T
K
T
K
T
K
T
K
K
K
Линия адреса
T
K
T
K
T
K
Линия данных
K
T
K
K

Быстродействие микросхем ОП
характеризуется тремя видами задержек:
1. Задержка между подачей номера строки и номера
столбца – tRCD
2. Задержка между подачей номера столбца и
получением содержимого ячейки на выходе – tCAC
3. Задержка между чтением последней ячейки и подачей
номера новой строки - tRP

Технологии для RAM
до середины 90-х годов:
DRAM
– Dynamic Random Access Memory динамическая память –
основной вид архитектуры ОЗУ. Суммарная задержка 200 нс
1995 год:
FPM DRAM - Fast-Page
Mode DRAM - динамическая память
быстрого страничного режима
1996 год:
EDO DRAM
- Extend Data Output DRAM – динамическая
память с усовершенствованным выходом
2000 год (до настоящего момента):
SDRAM – Synchronous DRAM синхронная динамическая память
DDR-SDRAM - Double Data Rate SDRAM - SDRAM
удвоенной скорости передачи данных.
DRDRAM - Direct Rambus DRAM
- технология фирмы «Rambus»

Конструктивную основу RAM (ОЗУ)
составляют модули памяти
Соединительные проводники
(линии интерфейса),
объединенные в шины
Чипы памяти на
модуле
Общий вид модуля памяти

Слоты RAM на материнской плате
Выходы микросхемы –
пины (pins)
Чипы с матрицами памяти

DIP модули микросхем RAM
информационная емкость DIP по 64 и 256 Кбайт,1 и 4 Мбайт
Гнездо для установки DIP-корпуса
1. DIP-корпус
Установленные модули
Установка модулей DIP на материнскую плату

SIPP модули микросхем RAM
SIPP – сокращение от Single Inline Package
выходы микросхемы (пины)
основа микросхемы
чипы памяти
(изоляционный слой)

SIММ модули микросхем RAM
30pin модуль
чипы памяти
FPM DRAM
выходы микросхемы (пины)
пластмассовый держатель

SIММ модули микросхем RAM
72pin модуль
чипы памяти
EDO DRAM
выходы микросхемы (пины)
пластмассовый держатель
колодка слота

DIММ модули микросхем RAM
DIMM DDR2 256 Mb, “KINGMAX“
частота шины 533 МГц
DIMM DDR 512 Mb, “SAMSUNG“
частота шины 400 МГц
DIMM DDR 256 Mb, “KINGMAX “
частота шины 400 МГц

RIMM - Rambus In-line Memory Module
радиатор для охлаждения
микросхемы
4-е модуля RIMM,
установленные на
материнской плате

Новые разработки RAM
4 модуля
DIMM по 1 Гб
плата
расширения
Американская компания DDR Drive собирается представить
устройство хранения информации, использующее модули DIMM, в
виде платы расширения. Плата связывается с системой через слот
PCI Express. Новинка способна поддерживать до 8 Гб памяти в
четырёх слотах DIMM.

Новые разработки RAM
чипы памяти по 256 Мб
Компания Elpida Memory в конце 2004 г. сообщила
о выпуске и начале поставок первых 1 Гб модулей DIMM
DDR2 SDRAM для серверов.

Новые разработки RAM
Микросхема АВМ Advanced Memory Buffer
Компания Elpida Memory в 2005 году начала производство
модулей памяти с полной буферизацией (Fully-Buffered Dual in-line
Memory Modules) FB-DIMM емкостью от 512 Мб до 4 Гб, предназначенной для использования в серверах новых поколений.

Новые разработки RAM
Компания OCZ Technology Inc. в декабре 2006г. представила новые
DDR2-модули с улучшенным радиатором (объемом по 1 Гб)
Новый сетчатый корпус радиатора, улучшая циркуляцию воздуха над микросхемами памяти, позволяет
эффективнее
решать
проблему
отвода тепла.

Новые разработки RAM
Компания OCZ Technology Inc. в ноябре 2006г. объявила о выпуске
модулей DDR2 1150 PC-9200 с гибридным радиатором (объемом
по 1 Гб)
Такая конструкция улучшает
климатические условия
работы микросхем памяти,
отводя тепло от контактных
площадок и нижней части
корпуса.
Гибридный
радиатор
несет ответственность за
верхнюю часть, теплопроводящая плата отвечает за нижнюю часть
микросхем и контакты.

Сравнительные характеристики типов SDRAM
SDRAM
DDR
SDRAM
DDR2
SDRAM
DDR3
SDRAM
Частота
системной
шины (МГц)
66, 100,
133
200, 266,
333, 400
400, 533
667, 800
800, 1066
1333, 1600
Напряжение
питания
3.3 (+/- 0.3)
2.5 (+/- 0.2)
1.8 (+/- 0.1)
1.5 (+/- 0.075)
DDR3 – это новейший этап развития памяти типа DDR SDRAM.
Первые модули памяти DDR3 были выпущены компанией
Infineon в июле 2005. От модулей DDR2 новые модули
отличаются более высокой скоростью передачи данных и
меньшим энергопотреблением.

Новая память Z-RAM вместо SRAM
для кэш-памяти
Разработка фирмы Innovative Silicon - Z-RAM (Zero
Capacitor DRAM), бесконденсаторная DRAM. В качестве
конденсатора используется затвор полевого транзистора,
отделенный от канала слоем диэлектрика. Основным
преимуществом
подобной
памяти
является
высокая
компактность ячейки памяти - ее размер меньше в пять раз по
сравнению с SRAM и в два раза - со стандартной DRAM
памятью. Еще одним плюсом Z-RAM является возможность
использования существующего оборудования и материалов при
производстве чипов - при изготовлении Z-RAM используется
SOI техпроцесс (кремний-на-изоляторе), который и применяет
AMD для производства своих чипов. Это позволит значительно
увеличить объем "кэша", а вместе с ним и производительность
чипов. (январь 2006г.)

Архитектура Z-RAM
Ячейка Z-RAM
Запись двоичных «1» и «0»

Новые разработки RAM
Seiko Epson выпустили прототип 16KB
SRAM модуля памяти, элементы которого
сформированы на низкотемпературном
поликристаллическом стекле и заключены
в платиск с использованием фирменной
“SUFTLA” технологии. Подобная
технология позволила создать различные
гибкие носители информации в
низкотемпературной среде.
Была успешно протестирована демо-система состоящая из 8 битного
процессора и модуля гибкой памяти.
Ячейка из 6-и транзисторов,
разработанная по 65-микронной
технологии. Уменьшение размера
ячейки SRAM позволяет увеличить
объем кэш-памяти и соответственно
производительность процессоров.

Постоянная память ПК
ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) или
ROM (read-only memory) – это энергонезависимая
постоянная память, доступная только для чтения.
микросхема ROM BIOS
размещение на
материнской плате

Постоянная память ПК
CMOS RAM - цифровой датчик времени.
Микросхема, созданная на основе технологии
Complementary Metal-Oxide Semiconductor
размещение CMOS батареи
на материнской плате

1 слайд

2 слайд

Внешняя память компьютера Внешняя память компьютера предназначена для долговременного хранения больших объемов информации. Внешняя память компьютера является энергонезависимой. Внешняя память может быть на магнитных и оптических дисках и магнитных лентах.

3 слайд

Внешняя память компьютера Носители информации –– устройства, позволяющие сохранять информацию длительное время. Накопители информации (приводы) –– устройства, которые обеспечивают запись информации на носитель, а также ее считывание в оперативную память.

4 слайд

Внешняя память компьютера Основные виды современных носителей информации и соответствующих им накопителей Flash-память м а г н и т н ы е о п т и ч е с к и е Носители Накопители ГМД (дискеты, флоппи-диски) НГМД ЖМД (Hard Disk) НЖМД винчестер МЛ НМЛ (стримеры) CD-ROM CD-ROM CD-R CD-RW CD-RW CD-RW DVD DVD

5 слайд

Внешняя память компьютера В основу записи, хранения и считывания информации на внешних носителях положены 2 принципа: магнитный оптический

6 слайд

Внешняя память компьютера Магнитные принцип намагниченный участок – 1 ненамагниченный участок – 0

7 слайд

Внешняя память компьютера Магнитные носители ГМД – гибкие магнитные диски ЖМД – жесткие магнитные диски МЛ – магнитные ленты

8 слайд

Внешняя память компьютера ГМД – гибкие магнитные диски Гибкие диски (дискеты, Floppy disk) позволяют переносить информацию с одного компьютера на другой, хранить информацию, не используемую постоянно на ПК: архивную и копии. Размер дискеты равен 3.5 дюйма Объем памяти равен 1.44 Мб Процесс записи и считывания информации медленный (≈ 50 Кб/с или 360 об/мин)

9 слайд

Внешняя память компьютера ГМД – гибкие магнитные диски окно защиты от записи приспособление для зажима отверстие для считывания/записи скользящая крышка пластмассовый корпус

10 слайд

Внешняя память компьютера ГМД – гибкие магнитные диски преимущества гибких исков: Дешевые Легкие Широко распространенные Произвольный доступ недостатки гибких дисков: Самые медленные носители Маленький объем памяти

11 слайд

Внешняя память компьютера ЖМД – жесткие магнитные диски Жесткий магнитный диск – это несколько тонких металлических (алюминиевый сплав) дисков, расположенных друг под другом, очень быстро вращающихся на одной оси, и заключенных в металлический корпус. Размещен внутри системного блока. Объем памяти измеряется в Гбайтах (80,150 и т.д.) Скорость доступа к информации 133 Мб/с (7200 об/мин)

12 слайд

Внешняя память компьютера ЖМД – жесткие магнитные диски преимущества жестких дисков: Находится в герметичном закрытом корпусе Надежно защищен от пыли и других загрязнений Скорость чтения и записи с жесткого диска высокая Произвольный доступ

13 слайд

Внешняя память компьютера ЖМД – жесткие магнитные диски Жесткие диски обычно монтируются в одном корпусе с дисководом, поэтому винчестером называют все устройство целиком: привод + носитель

14 слайд

Внешняя память компьютера МЛ –магнитные ленты Кассета с рулоном магнитной ленты в пластмассовом кожухе. Основным ее достоинством является ее относительная малая стоимость и большой объем памяти. Главный недостаток в том, что на доступ к информации затрачивается больше времени, чем при других видах памяти.

15 слайд

Внешняя память компьютера Магнитные диски – устройства прямого (произвольного) доступа Магнитные ленты – устройства последовательного доступа

16 слайд

Внешняя память компьютера Оптический принцип, оптические носители СD диски – устройство для хранения информации, которая кодируется посредством чередования отражающих и не отражающих свет участков на спиральной дорожке диска Размер лазерного диска равен 4.72” Объем памяти ≈ 650Мб Скорость чтения и записи с лазерного диска средняя

17 слайд

18 слайд

Внешняя память компьютера Оптический принцип, оптические носители CD-ROM – это оптический носитель информации, предназначенный только для чтения.

19 слайд

Внешняя память компьютера Оптический принцип, оптические носители CD-R (CD-Recordable) позволяют записывать собственные компакт-диски.

20 слайд

Внешняя память компьютера Оптический принцип, оптические носители CD-RW позволяют записывать и перезаписывать диски CD-RW, записывать диски CD-R, читать диски CD-ROM. Являются универсальными.

Устройства памяти компьютера

Для хранения данных и программ их обработки предназначена память. Исторически компьютерную память делят на внутреннюю и внешнюю .

Внутреннюю память компьютера составляют постоянное запоминающее устройство (ПЗУ ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ ) и сверхоперативная память (кэш ).

Память компьютера

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

Постоянное запоминающее устройство предназначено для чтения хранящейся в нём информации. В ПЗУ находятся программы, которые записываются туда на заводе-изготовителе.

Они автоматически запускаются при включении компьютера. Эти программы предназначены для первона­чальной загрузки операционной системы. После выключения питания компьютера информация в ПЗУ сохраняется - это энергонезависимое устройство.

Оперативная память (ОЗУ)

Вся информация, необходимая для работы компьютера, помещается в оперативную память . Процессор может мгновенно обращаться к информации, находящейся в оперативной памяти, поэтому она называется «быстрой» (оперативной). После выключения источника питания вся информация, содержащаяся в оперативной памяти, разрушается - оперативная память энергозависима .

Оперативная память (ОЗУ)

ОЗУ характеризуется по двум параметрам: объем и быстродействие.

Возможности компьютера во многом зависят от объёма оперативной памяти: чем больше объём памяти, тем большими возможностями по работе с информацией обладает компьютер. Оперативная память компьютера состоит из большого количества ячеек, в каждой из которых может храниться определенный объем информации, например, один текстовый символ. В наиболее распространённых персональных компьютерах ёмкость ОЗУ 128-256 Мб.

ОЗУ

Второй важной характеристикой модулей оперативной памяти является их быстродействие, то есть период времени, за который происходит операция записи или считывания информации из ячеек памяти. Современные модули памяти обеспечивают скорость доступа к информации свыше 10 наносекунд (10 -9 с).

Кэш-память

Для ускорения вычислений информация из наиболее часто используемых участков ОЗУ помещается в сверхбыстро­действующие микросхемы памяти - кэш-память. Отсутствие кэш-памяти может на 20-30% снизить общую производительность компьютера. В настоящее время широко распространена кэш-память ёмкостью 64-512 Кб.

Внешняя (долговременная) память

Внешняя память предназначена для долговременного хранения программ и данных, не используемых в данный момент. Внешняя память, в отличие от оперативной, является энергонезависимой .

Для работы с внешней памятью необходимо наличие:

1) накопителя, или дисковода, - устройства, обеспечивающего запись/считывание информации;

2) носителя - устройства хранения информации.

Основные характеристики накопителей и носителей:

информационная ёмкость;

скорость обмена информацией;

надёжность хранения информации;

стоимость.

Магнитные диски

Магнитные диски - это круглые пластмассовые или металлические пластины, имеющие магнитное покрытие. Данные хранятся на таких дисках в виде намагниченных или ненамагниченных областей. Информация на магнитные носители может записываться многократно.

Дискета

Дискета (флоппи-диск) представляет собой тонкий и гибкий пластмассовый диск, покрытый с двух сторон специальным веществом и помещенный в жесткий пластмассовый конверт. Такие диски пользователь сам помещает в дисковод и вынимает из него. Большинство применяемых сейчас дискет имеют размер 3,5 дюйма. Информационная емкость дискеты - 1,44 Мб. На ней может быть, например, записана книга объемом около 600 страниц или несколько качественных графических изображений.

Жесткие диски (винчестеры)

Жесткие диски (винчестеры) сделаны из стекла или металла. Жесткие диски чаще всего постоянно находятся внутри компьютера. Они выполняют точно такие же функции, что и гибкие диски; однако, жесткие диски способны хранить значительно большее количество информации, быстрее вращаются и, в отличие от гибких дисков, их нельзя потерять, они защищены от грязи, пыли, влаги, температуры и других внешних воздействий. Наиболее популярны сегодня диски ёмкостью 20-300 Гб.

Лазерные диски

В настоящее время широкое распространение получили CD-ROM или лазерные диски. Запись и считывание информации в лазерных дисководах происходит с помощью света. Поэтому лазерные диски иначе называют оптическими.

Устройство лазерного диска

По своей структуре лазерный диск напоминает слоеный пирог. Первый слой - основной - изготавливается из пластмассы, второй - отражающий - выполнен из металла, третий - защитный - сделан из прозрачного лака.

Основной слой содержит полезную информацию, закодированную в нанесённых на него микроскопических углублениях, называемых питами .

Информация на лазерном диске записана на одну спиралевидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью. Лазерный луч падает на поверхность вращающегося диска, интенсивность отраженного луча зависит от отражающей способности участка дорожки и интерпретируется как 0 или 1.

СD-RОМ удобен для хранения неизменяемой информации объемом до 650Мб

Записывающие СD

Первое время главным недостатком компакт-диска была невозможность записи на него в домашних условиях.

Этот недостаток был устранен с появлением сначала однократно записываемых дисков СD-R , а затем дисков для многократной перезаписи СD-RW.

Записывающие СD

Пластиковая основа для СD-R не несёт полезной информации.

Сверху нанесена плёнка сплава редкоземельных металлов, способных обратимо менять своё состояние в зависимости от температуры нагрева лазерным лучом.

В последнее время на рынке появились цифровые универсальные диски DVD объемом до 7 Гб.

По внешнему виду и внутреннему устройству они сильно похожи на СD: используются аналогичные технологии нанесения на пластиковую основу углублений- питов ; регистрации отраженного от металлического покрытия сигнала и его интерпретации в виде нулей и единиц. Принципиальное отличие состоит в увеличении плотности записи за счет использования полупроводникового лазера с меньшей длиной волны.

Флэш - устройства

Слайд 2

Основной функцией внешней памяти является долговременное хранение информации. Внешняя память Магнитнаяпамять Оптическаяпамять Флэш-память

Слайд 3

Магнитный принцип записи и считывания информации

В накопителях на гибких магнитных дисках (НГМД) и накопителях на жестких магнитных дисках (НЖМД) в основу записи информации положено намагничивание ферромагнетиков в магнитном поле, хранение информации основывается на сохранении намагниченности, а считывание информации базируется на явлении электромагнитной индукции. В отсутствии сильных магнитных полей и высоких температур элементы носителя могут сохранять свою намагниченность в течение долгого времени (лет, десятилетий).

Слайд 4

Гибкие магнитные диски

Гибкие магнитные диски помещаются в пластмассовый корпус. Такой носитель информации называется дискетой. Информационная емкость дискеты невелика и составляет 1,44 МБ. Скорость записи и считывания информации также мала – около 50 Кбайт/с из-за медленного вращения диска (360 об/мин.)

Слайд 5

Жесткие магнитные диски

Жесткий магнитный диск представляет собой несколько десятков дисков, размещенных на одной оси, заключенных в металлический корпус и вращающихся с большой угловой скоростью. За счет большего количества дорожек на каждой стороне дисков и большого количества дисков информационная емкость дисков достаточно велика. Скорость чтения-записи – 300 Мб/с (по шине SATA), которая достигается за счет быстрого вращения дисков (до 7200 об/мин.).

Слайд 6

Оптический принцип записи и считывания информации

В процессе записи информации на лазерные диски для создания участков поверхности с различными коэффициентами отражения применяются различные технологии: от простой штамповки до изменения отражающей способности участков поверхности диска с помощью мощного лазера. Информация на лазерном диске записывается на одну спиралевидную дорожку, содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью.

Слайд 7

В процессе считывания информации с лазерных дисков луч лазера, установленный в дисководе, падает на поверхность вращающегося диска и отражается. Так как поверхность имеет участки с различными коэффициентами отражения, то отраженный луч также меняет свою интенсивность (0 или1). Затем отраженные импульсы преобразуются с помощью фотоэлементов в электрические импульсы и по магистрали передаются в оперативную память.

Слайд 8

Оптические диски

Оптические CD-диски рассчитаны на использование инфракрасного лазера с длиной волны 780 нм и имеют информационную емкость 700 Мбайт. Оптические DVD-диски рассчитаны на использование красного лазера с длиной волны 650 нм. Они имеют большую информационную емкость по сравнению с CD-дисками (4,7 Гбайт) за счет меньшей ширины и более плотного размещения оптических дорожек. DVD-диски могут быть двухслойными (емкость 8,5 Гбайт), при этом оба слоя имеют отражающую поверхность, несущую информацию. В настоящее время на рынок поступили оптические диски HD DVD и Blu Ray, информационная емкость которых в 3-5 раз превосходит инофрмационную емкость DVD-дисков за счет использования синего лазера с длиной волны 405 нанометров.

Слайд 9

Лазерные дисководы и диски

На лазерных CD-ROM и DVD-ROM дисках хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна. Производятся такие диски путем штамповки на дорожке микроскопических физических углублений (участков с плохой отражающей способностью).

Слайд 10

На дисках CD-R и DVD-R информация может быть записана, но только один раз. Данные записываются на диск лучом лазера повышенной мощности, который разрушает органический краситель записывающего слоя и меняет его отражающие свойства. Управляя мощностью лазера, на записывающем слое получают чередование темных и светлых пятен, которые при чтении интерпретируются как логические 0 или 1. Строение DVD-диска

Слайд 11

На дисках CD-RW и DVD±RW информация может быть записана и стерта многократно. Записывающий слой изготавливается из специального сплава, который можно нагреванием приводить в два различных устойчивых агрегатных состояния – аморфное и кристаллическое. При записи (или стирании) луч лазера нагревает участок дорожки и приводит его в одно из устойчивых состояний, которые характеризуются различной степенью прозрачности. При чтении луч лазера имеет меньшую мощность и не изменяет состояние записывающего слоя, а чередующиеся участки с различной прозрачностью интерпретируются как логические 0 и 1. Строение DVD-RW-диска Строение СD-RW-диска

Слайд 12

Оптические CD- и DVD –дисководы используют лазер для чтения или записи информации. Скорость чтения/записи информации зависит от скорости вращения диска. Первые CD-дисководы были односкоростными и обеспечивали скорость чтения информации 150 Кбайт/с. В настоящее время широкое распространение получили CD-дисководы, которые обеспечивают в 52 раза большую скорость чтения и записи дисков. (до 7,8 Мбайт/с).. Запись CD-RW дисков производится на меньшей скорости, поэтому CD-дисководы маркируются 3-мя числами «скорость чтения × скорость записи CD-R × скорость записи CD-RW.

Слайд 13

Первое поколение DVD-накопителей обеспечивало скорость считывания информации примерно 1,3 Мбайт/с. В настоящее время широкое распространение получили DVD-дисководы, которые обеспечивают в 16 раз большую скорость чтения (примерно 21 Мбайт/с), в 8 раз большую скорость записи DVD±R дисков и в 6 раз большую скорость записи DVD±RW дисков. DVD-дисководы маркируются тремя числами (например, «16 × 8 × 6»).

Слайд 14

Флэш-память

Свойства флэш-памяти Полупроводниковая – не содержащая механически движущихся частей, построенная на основе полупроводниковых микросхем Энергонезависимая – не требующая дополнительной энергии для хранения данных (энергия требуется только для записи) Перезаписываемая – допускающая изменения хранимых в ней данных

Слайд 15

Принцип записи и чтения на картах флэш-памяти

Во флэш-памяти для записи и считывания информации используются электрические сигналы. В простейшем случае каждая ячейка флэш-памяти хранит один бит информации и состоит из одного полевого транзистора со специальной электрически изолированной областью («плавающим затвором»). При отсутствии сигнала на линии управления ячейка памяти хранит один бит информации (0 или 1) на стоке полевого транзистора. Между стоком и истоком ток не идет. При записи данных на линию управления подается положительное напряжение и электроны в результате эффекта туннелирования попадают на плавающий затвор. Между стоком и истоком возникает электрический ток и в результате на стоке полевого транзистора записывается один бит данных.

Слайд 16

Карты флэш-памяти

Флэш-память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный плоский корпус. Микросхемы флэш-памяти могут содержать миллиарды ячеек, каждая из которых хранит 1 бит информации. Информация, записанная на флэш-память может храниться очень длительное время (от 20 до 100 лет) и способна выдержать значительные механические нагрузки (в 5-10 раз превышающие предельно допустимые для жестких дисков). Флэш-память компактнее и потребляет значительно меньше энергии (примерно в 10 -20 раз), чем магнитные и оптические дисководы.Накопители на флэш-памяти представляют собой микросхему флэш-памяти, дополненную контроллером USB, и подключаются к последовательному порту USB. USB флэш-диски могут использоваться в качестве сменного носителя информации.

Слайд 20

Вопросы

Почему сердечник магнитной головки изготавливается из магнитомягкого материала, а магнитный слой носителя – из магнитожесткого материала? Как можно увеличить информационную емкость жестких дисков? Почему в CD-дисководах используется инфракрасный лазер, в DVD-дисководах – красный лазер, а в HDDVD- и Blu-Ray-дисководах – синий лазер? В чем состоит различие между дисками CD-ROM, CD-R и CD-RW? Что означают числа маркировки DVD-дисководов? В чем состоит отличие микросхем флэш-памяти от микросхем оперативной памяти? В чем состоит преимущество флэш-памяти перед магнитной и оптической памятью?

Посмотреть все слайды