Устройство, принцип действия, техническая характеристика современной флэш-памяти

Флэш-память появилась довольно давно (первые образцы были разработаны компанией Toshiba еще в 1984 г.), однако ее массовое использование началось с широким распространением цифровых фотокамер. Сегодня производители выпускают флэш-память нескольких типов:

– флэш-карты Compact Flash (CF), SmartMedia (SM), MultiMedia Card (MMC), SecureDigital (SD), Memory Stick PRO (MS PRO), Memory Stick (MS) и xD-Picture (xD) – для работы с ними необхо­дим соответствующий флэш-накопитель;

– USB-флэш-память (так называемые «флэшки»); по­следняя самодостаточна и не требует применения дополни­тельных устройств для записи и чтения информации, имеет разъем для подключения к USB-порту ПК (см. рисунок 2.22).

Флэш-память – разновид­ность ЭСППЗУ, ее полное название Flash Erase EEPROM (Electronically Erasable Programmable ROM) можно пе­ревести как «быстро электрически сти­раемое программируемое постоянное запоминающее устройство». Другими словами, флэш-память – это энергоне­зависимая (не потребляющая энергии при хранении данных) перезаписываемая (данные можно стереть и записать заново при помощи электрического тока) память, содержи­мое которой можно быстро стереть (Flash Erase).

Флэш-память – это полупроводниковая память особого типа. Ее элементарная ячейка, в которой хранится один бит информации, пред­ставляет собой не конденсатор, а полевой транзистор со специальной электрически изолированной областью, которую называют «плаваю­щим затвором» (floating gate). Электрический заряд, помещенный в эту область, способен сохраняться многие годы. При записи одного бита данных ячейка заряжается, заряд помещается на плавающий за­твор, при стирании он с затвора снимается и ячейка разряжается.

В качестве скоростного и универсального (не требующего при­менения дополнительных устройств) накопителя для переноса доста­точно большого объема данных (на сегодня до 32 Гбайт) удобно ис­пользовать USB-флэш-память.

В настоящее время некоторые ПК комплектуются устройствами чтения флэш-карт, можно приобрести переносное устройство (напри­мер, внешний карт-ридер для всех типов карт All-In-One REKi (CF/MD/SM/MMC/SD/MS/SMC/TransFlash) USB2.0 по цене 346 руб.), поэтому флэш-карты получают все большее распространение, тем бо­лее что они же используются и в фотоаппаратах, плеерах и других бы­товых устройствах.

Преимущества флэш-памяти по сравнению с другими средст­вами переноса и хранения данных очевидны – высокая надежность и ударопрочность (в результате отсутствия движущихся компонентов и простоты механической конструкции носителей и накопителей), ма­лое энергопотребление и компактность. Однако у нее есть и недос­татки: ограниченное число циклов перезаписи (в настоящее время до 1 млн.) и относительно медленная работа.

 

 

 

Устройства для резервного копирования данных

Стример – устройство для резервного копирования данных (backup) с жестких дисков на магнитные ленты.

Считается, что жесткие диски не обеспечивают должного уровня безопасности длительного хранения информации. Для более надежного архивного хранения данных рекомендуется применять стримеры.

Основной задачей резервного копирования является обеспече­ние сохранности оперативной информации, представляющей большое значение для любых предприятий.

Ежедневное проведение резервного копирования (а лучше два, три раза в день), хоть и является наилучшим выходом с точки зрения безопасности данных, но для хранения нескольких копий требуется слишком много места на магнитных лентах. Поэтому, кроме полного резервного копирования, применяется инкрементальное и дифферен­циальное копирование. В этом случае после первоначального полного копирования всей необходимой информации выполняется копирова­ние только новой и измененной информации. Для инкрементального метода полное копирование периодически повторяется.

Для небольших локальных сетей (до 20 компьютеров) воз­можно применение одного стримера (ленточного привода) со смен­ными ленточными картриджами. Для средних предприятий (до 100 компьютеров в сети) сущест­вуют автоматические ленточные библиотеки, способные вмещать до 10 картриджей одновременно.

В ленточные библиотеки более высокого уровня имеется воз­можность установить сразу несколько приводов для обеспечения не­обходимой скорости чтения/записи информации. Например, в ленточ­ную библиотеку Scalar100 могут быть установлены 8 ленточных при­водов для обеспечения теоретической скорости чтения/записи инфор­мации до 560 Мб/сек с общей емкостью хранимой информации до 28.8 Тб.

Наиболее крупные распределенные системы (более 250 компь­ютеров) при объемах информации, подлежащей резервному копиро­ванию более 1Тб/сутки используют виртуальные ленточные библио­теки. В таких системах используется схема D2D2T (Disk To Disk To Tape), а не Диск – Лента (D2T – Disk To Tape).

К наиболее распространенным форматам стримеров среднего класса относятся DDS, DAT, DLT, SuperDLT, DLT VS80, Ultrium и пр.

Технология DDS – в накопителях этой группы используется 4-миллиметровая лента формата DDS (Digital Data Storage), часто оши­бочно называемого DAT (Digital Audio Tape).

Технология DAT развивается с 1989 г. Носитель – картридж величиной чуть меньше аудиокассеты (DAT-картриджи используются и для высококачественной записи музыки, что следует из их названия – Digital Audio Tape).

Стримеры DAT поддерживают технологию One Button Disaster Recovery (восстановление состояния системы после полной потери содержимого дисков без необходимо­сти форматирования новых дисков, установки ОС и т. п.).

Технология DLT появилась в 1985 г. – корпорация DEC выпус­тила стример TK-50, в результате развития которого появился формат Digital Linear Tape. В настоящее время обладателем прав и основным разработчиком технологии DLT является компания Quantum. Носи­тель – квадратный картридж 10×10 см.

Технология SuperDLT – позволяет записывать на SDLT-кар­тридж 160/320^* ГБ при скорости обмена 42/85^* МБ/с. Устройство мо­жет читать DLT IV картриджи, записанные на DLT8000. Среднее время доступа к файлу – 70 с. Стример может работать со 100% за­грузкой.

Технология DLT VS80 позволяет хранить на одном картридже 320/640^* ГБ информации.

Технология Ultrium является первой реализацией стандарта LTO (Linear Tape Open), совместного проекта HP, IBM и Seagate. Картридж Ultrium Generation 1 по размеру почти не отличается от DLT.

Итак, максимальная емкость картриджей для разных технологий составляет, Гбайт:

DDS – 40, DAT – 72, DLT – 80, SuperDLT – 320, DLT VS80 – 640, Ultrium – 800.

 

Устройства ввода информации. Их устройство, принцип действия, техническая характеристика.

К устройствам ввода информации персональных компьютеров относятся прежде всего клавиатура и «мышь», которыми любой поль­зователь постоянно пользуется. Реже используют сканер, дигитайзер, web-камера и музыкальные устройства ввода.

Клавиатура и мышь

Клавиатура – 101 – 105 клавишная, имеет латинские и русские буквы, цифры и другие символы (переключение латинских и русских букв в Microsoft Windows сочетанием клавиш Левый Alt+Shift или Ctrl+Shift). Мультимедийная клавиатура (см. рисунок 2.23) имеет дополнительные кла­виши – запуск Интернет-браузера, программы для работы с электрон­ной почтой, запуск универсального проигрывателя, клавиши регули­рования громкости и пр.

Манипулятор мышь – инструмент для работы с объектами на рабочем столе операционной системы. Используется для выбора нужного окна, файла, позиции в меню, в тексте, на экранной форма и пр., для открытия файлов (двойной или одиночный щелчок левой кнопки), вызова контекстного меню (правая кнопка), прокрутки списка или текста (колесико мышки). Самая чувствительная (и доро­гая) мышь – лазерная (например, Logitech MX1000 Laser Midnight Cordless Mouse, стоимость 2565 руб., чувствительность в 20 раз выше, чем обычной оптической).

Дигитайзер – устройство, которое используется для оцифровки конструкторской документации (чертежей).

Графический планшет и интерактивный перьевой дисплей – устройства, которые используются в компью­терной графике и анимации и взаимодействует с графическими приложениями типа Adobe Photoshop.

Дигитайзер может иметь размер рабочей области А1, рабочая область его выглядит, как чертежная доска. Приме­няется дигитайзер для поточечного координатного ввода графических изображений в системах автоматизированного проектирования (САПР).

Дигитайзер и графический планшет обычно содержит рабочую плоскость, ря­дом с которой находятся кнопки управления. Для ввода информации служит специальное перо или координатное устройство с «прицелом», подключенное кабелем к планшету или с беспроводной передачей данных. Сам дигитайзер подключается к компьютеру кабелем через USB-порт. Разрешающая способность таких графических планшетов не менее 100 dpi (точек на дюйм).

Сенсорные мониторы отличаются от обычных мониторов тем, что они имеют на поверхности экрана специальное покрытие, которое чувствительно к прикосновениям и передает координаты этого прикосновения через специальный драйвер в операционную систему.

Существует несколько видов сенсорных технологий:

– резистивная,

– поверхностно-акустическая,

– емкостная,

– инфракрасная.

К музыкальным устройствам ввода прежде всего относится MIDI-клавиатура, подключаемая к ПК че­рез его звуковую плату. Например, клавиатура M-Audio Pro Keys 88 (www.m-audio.com, рисунок 2.27) –полноразмерное (88 клавиш с профессиональной рояльной меха­никой) цифровое пианино и MIDI-контроллер. Существуют и другие музыкальные устройства, подключаемые к ПК, например, M-Audio Black Box – мощный эффект-процессор, способный моделировать 12 известных гитарных предусилителей со встроенной drum-машиной и гитарным тюнером.

Современная web-камера представляет собой цифровое устройство, производящее видеосъемку, оцифровку, сжа­тие, сохранение и передачу цифрового видео по компью­терной сети.

В состав web-камеры входят сле­дующие компоненты: ПЗС-матрица, объектив, оптический фильтр, плата видеозахвата, блок компрессии (сжатия) видеоизображения, цен­тральный процессор и встроенный web-сервер, ОЗУ, флэш-память, сетевой интерфейс, после­довательные порты, тревожные входы/выходы.