Накопители на магнитных дисках

Основой накопителей на магнитных дисках является диск (или диски), покрытые магнитными окислами, которые под воздействием магнитного поля могут изменять свою намагниченность и оставаться в таком состоянии достаточно длительное время. Магнитный диск может быть либо гибким, на основе полимеров, либо жестким, на основе алюминиевых пластин.

Носителем в накопителях на гибких магнитных дисках (НГМД) является магнитный диск—дискета (флоппи-диск) — на полимерной основе, заключенный в пластиковый конверт. Носитель читается и записывается в приводе — дисководе, который содержит магнитную головку и двигатель, приводящий в движение диск и головку: Дискета может свободно выниматься из привода, поэтому дискеты чаше всего используют для переноса информации между компьютерами. Недостатками накопителей на гибких магнитных дисках являются их низкая емкость, недостаточные быстродействие и надежность.

Накопитель на жестком магнитном диске внешне представляет собой прочный металлический корпус, внутри которого находится один или несколько магнитных дисков. Он полностью герметичен и защищает дисковод от частичек пыли, которые при попадании в узкий зазор между головкой и поверхностью диска могут повредить чувствительный магнитный слой и вывести диск из строя. Кроме того, корпус экранирует накопитель от электромагнитных помех. Сам диск представляет собой круглую металлическую пластину с очень ровной поверхностью, покрытую тонким ферромагнитным слоем. Магнитные головки считывают и записывают информацию на диски. Цифровая информация преобразуется в переменный электрический ток, поступающий на магнитную головку, а затем передается на магнитный диск, но уже в виде магнитного поля, которое диск может воспринять и «запомнить».

Накопители на жестких магнитных дисках имеют большую емкость (измеряемую в десятках и сотнях гигабайт), большое быстродействие и поэтому являются основным внешним запоминающим устройством современного компьютера.

Существуют также и другие виды накопителей, например Zip, Jazz и другие, в которых основой выступают магнитные диски.

 

Накопители информации на гибких и жестких магнитных дисках (винчестеры, Zip, JAZ, ORB), оптических (CD, CDRW, DVD) и магнитооптических дисках наоборот дают возможность хранить большие объемы информации, но время ее

записи и считывания там велико. Поэтому эффективная работа на компьютере возможна только при совместном

использовании накопителей информации и устройств хранения, реализованных в виде электронных схем.

Оперативная память предназначена для хранения исполняемых в данный момент программ и необходимых для этого

данных, т.е. в ОЗУ хранится информация, с которой ведется работа в данный момент времени. Содержимое оперативной

памяти пропадает при выключении питания.

ПЗУ предназначено для хранения неизменяемой информации. В компьютере постоянно должна храниться информация,

которая нужна при каждом его включении. Например, в ПЗУ записываются команды, которые компьютер должен выполнить

сразу после включения питания для начала работы (например, BIOS). ПЗУ называют энергонезависимой памятью, так как

содержимое ПЗУ при отключении питания сохраняется.

Принцип записи информации на магнитные ленты и диски аналогичен принципу записи звука в магнитофоне. В

магнитооптических дисках информация также хранится на магнитном носителе, но чтение и запись осуществляются лучом

лазера, что значительно повышает сохранность информации. Информация на компакт-дисках CD представляет собой

участки, в различной степени отражающие лазерный луч.

Для работы с дискетами предназначено устройство, называемое дисководом, а для работы с компакт-дисками – CDROM (Compact Disc Read Only Memory). В настоящее время широко распостранены такие устройства для работы с компакт-

дисками, поддерживающие одновременно функции чтения CD, CDR, CDRW, DVD и обеспечивающие запись CDR и CDRW,

DVDR, DVDRW, т.е. не требуется приобретать два или три отдельных устройства, так как все функции объединены в одном.

Такие устройства разрабатывались в первую очередь для использования в ноутбуках (переносных портативных

компьютерах), где габариты, вес и функциональность играют далеко не последнюю роль.

 

 

Устройства ввода и вывода можно условно разделить на устройства, с помощью которых информация передается

машине от человека, человеку от машины и от одной машины другой машине.

Наиболее распространенные устройства следующие:

– устройства ввода: клавиатура, сканер, устройства местоуказания (мышь, джойстик, графический планшет, световое

перо);

– устройства вывода: дисплей, принтер, плоттер, звуковая карта;

– устройства, обеспечивающие связь с другими машинами: модем, сетевой адаптер, инфракрасный порт и т.д.

Кроме них имеются специальные устройства, обеспечивающие совместную работу ЭВМ с специальной аппаратурой,

микрофонами, видеокамерами, видеомагнитофонами, научными приборами и т.д.

 

Клавиатура – основное устройство ввода информации. Расположение латинских букв на ней соответствует

расположению клавиш на латинской печатной машинке (клавиатура QWERTY – по первым буквам в верхнем ряду), русских

букв – русской печатной машинке.

Сканер – устройство для ввода графической информации в компьютер. Сканеры бывают ручные, настольные

(планшетные), интегрированные в корпус принтера. Ручные сканеры (более дешевые, но обладающие более скромными возможностями) проводят над изображением (чаще всего их используют для считывания штрих-кодов), а в настольные лист бумаги вкладывают целиком. Кроме того, сканеры бывают цветные и черно-белые.

Устройства местоуказания предназначены для ввода координат в компьютер. Мышь – наиболее распространенный

манипулятор, позволяющий перемещать указатель (курсор мыши) по экрану дисплея и указывать им на определенные

объекты на экране (т.е. вводить в компьютер координаты выбранной точки на экране).

Дисплей (монитор) – основное устройство вывода информации. Дисплеи бывают основанными на электронно-лучевой

трубке или панели на жидких кристаллах (LCD, от англ. Liquid Crystal Display). Кроме того различают цветные и

монохромные (одноцветные) дисплеи.

Формирование изображения на экране обеспечивает как электронная начинка монитора, так и специальное устройство

– видеоадаптер, который формирует, хранит и передает изображение на экран дисплея. Конструктивно видеоадаптер

представляет собой плату, которая вставляется в корпус компьютера (в системный блок). Дисплей подключается

непосредственно к ней. На этой плате находятся, в частности, схемы видеопамяти, в которых запоминается изображение,

выводимое на экран.

Принтер – устройство вывода информации на бумагу. Принтеры бывают матричные, струйные, лазерные. Иногда

встречаются принтеры других типов – литерные, лепестковые, светодиодные и др. Кроме того, по формату бумаги

различают «широкие» и «узкие» принтеры.

В матричном принтере изображение выводится на бумагу с помощью специальной движущейся головки, в которой

имеется несколько (9, 24 или 48) иголок, наносящих удары по листу бумаги через красящую ленту. Скорость работы

матричных принтеров невысока (от 10 секунд на страницу при низком качестве, до нескольких минут – при высоком), кроме

того, они издают неприятный звук при работе. К их преимуществам следует отнести низкую стоимость, высокую

надежность. В струйных принтерах красящее вещество (тонер) выдувается на бумагу с помощью системы сопел. Эти

принтеры обеспечивают более высокие скорость и качество печати, позволяют создавать цветные изображения. При этом по

стоимости струйные принтеры незначительно отличаются от матричных. Эксплуатационные расходы (стоимость тонера и

обслуживания) у них выше.

Наиболее высокую скорость печати (до 5 секунд на страницу) при наилучшем качестве обеспечивают лазерные

принтеры. В них изображение переносится на бумагу со специального барабана, к участкам поверхности которого,

наэлектролизованного лучом лазера, притягиваются частицы красящего порошка. Лазерные принтеры являются достаточно

дорогими, но наиболее экономически выгодными при печати большого количества документов в офисе и дома. Плоттер (графопостроитель) – устройство для вывода чертежей на бумагу. Бывают струйные и механические плоттеры.

Устройство струйных плоттеров аналогично устройству струйных принтеров. В механических плоттерах пишущий узел с

перьями (шариковыми, керамическими или фитильными, как во фломастерах) перемещается по направляющим

относительно листа ватмана, или бумага, зажатая в прижимных устройствах, перемещается относительно пишущего узла.

Стри́мер, также ле́нточный накопи́тель — запоминающее устройство на принципе магнитной записи наленточном носителе, с последовательным доступом к данным, по принципу действия аналогичен бытовому магнитофону.

Основное назначение: запись и воспроизведение информации, архивация и резервное копирование данных.

Характеристика и конструкция IBM-совместимого персонального компьютера. Материнская плата. Слоты расширения. Процессор и сопроцессор плавающей точкой. Видеоадаптер и дисплей. Звуковые платы. Порты ввода-вывода. Последовательный порт. Параллельный порт. USBпорт.

Наибольшей популярностью в настоящее время пользуются персональные компьютеры фирмы IBM, первые модели которых появились в 1981 г. Существенно им уступают по популярности ПК фирм Apple и DEC (Digital Equipment Corporation) и их аналоги, занимающие по распространенности 2-е место.

За рубежом самыми распространенными моделями компьютеров в настоящее время являются IBM PC с микропроцессорами типа Pentium.

Основные усредненные характеристики современных ПЭВМ IBM PC представлены в табл. 1.

В настоящее время многочисленные компьютерные фирмы в России занимаются сборкой из зарубежных компонентов в основном IBM-совместимых персональных компьютеров.

По поколениям персональные компьютеры делятся на:

ПК 1-го поколения: используют 8-битные микропроцессоры;

ПК 2-го поколения: используют 16-битные микропроцессоры;

ПК 3-го поколения: используют 32-битные микропроцессоры;

ПК 4-го поколения: используют 64-битные микропроцессоры;

ПК 5-го поколения: используют 128-битные микропроцессоры.

Таблица 1.