Понятие информационных ресурсов. Роль информационных ресурсов в развитии современного общества

Например, для изменения одного байта информации, записанной на NAND флеш-память, необходимо выполнить такие действия:

1. считать в буфер блок информации, в котором находится байт;
2. изменить в буфере нужный байт;
3. записать блок с измененным байтом.

Если к времени выполнения перечисленных операций прибавить еще и задержки на выбор блока и на доступ, то получим показатели, совсем не конкурентные с NOR флеш-памятью. Именно поэтому, а также благодаря возможности увеличения объема памяти без увеличения размеров микросхем, NAND-флеш нашел применение в устройствах хранения и переноски больших объемов информации. Наиболее распространенными устройствами, основанными на этом типе памяти, являются флешь-брелки и карты памяти.

Относительно NOR-флеша, то чипы с такой организацией используют преимущественно для сохранения программного кода (BIOS, RAM карманных компьютеров, мобильных телефонов и тому подобное). Они обеспечивают необходимый для таких случаев высокий уровень надежности сохранения информации и более гибкие возможности работы с ней.

Что такое флеш-брелок?

Как мы уже упоминали, приобрести NAND флеш-память можно в виде флеш-брелков или флеш-карт. Флеш-брелок – это “кусочек” памяти, с помощью которого можно быстро переносить информацию с компьютера на компьютер. Существующие модели флеш-брелков имеют объем от 16 Мб до 4 Гб.

Преимуществом флеш-брелков является то, что они легки, компактны, имеют хороший дизайн, не нуждаются в источниках питания и совместимы с распространенными операционными системами – Windows, MACOS, Linux.

К тому же благодаря отсутствию движущихся частей и механики, флеш-брелки являются очень надежными. В продаже есть модели с поддержкой порта USB 1.1 – скорость считывания составляет 1 Мб/с, записи – от 500 до 900 Кб/с, и USB 2.0 – скорость считывания достигает 5 Мб/с, записи – до 1 Мб/с.

Что такое флеш-карта?

Флеш-карты, часто применяемые в качестве памяти цифровых фотоаппаратов, являются энергозависимыми и могут хранить информацию на протяжении нескольких лет. Одна такая карта выглядит как тонкая пластинка, на которой содержится чип флеш-памяти с выведенными наружу контактами. Для работы с ней понадобится специальный кардридер, который подсоединяется к порту USB. Кардридер можно сравнить с дисководом, а флеш-карточки – с дискетами, однако объем флеш-карт значительно больше и достигает 4 Гб!

В отличие от брелков, флеш-карточки бывают различных стандартов (Multimedia Card, CompactFlash (type 1, 2), StarMedia, SecureDigitall, xD-Picture Card и MemoryStick). Однако все связанные с этим неудобства исчезают при покупке универсального кардридера, который позволяет работать с картами различных стандартов.

Среди недостатков обычных флеш-карт нужно отметить их хрупкость. К тому же при загрязнении или окислении контактов флеш-карты возможна некорректная работа с информацией, а разряд статического электричества может вообще вывести флеш-карту из строя. Поэтому для переноса информации все же лучше пользоваться флеш-брелками.

Что такое флэш-диск?

USB Flash Drive («флэшка») - тип внешнего носителя информации  для компьютера. Flash (англ.) - быстро  промелькнуть; осенить, прийти в  голову.  
По функциональному назначению флэш-диски ничем не отличаются от всех остальных компьютерных дисков: это устройства для долговременного энергонезависимого хранения информации с возможностью многократной перезаписи. Самое главное их отличие от тривиальных винчестеров и флоппи-дисков заключается в отсутствии каких-либо подвижных механических деталей конструкции. Для хранения информации во флэш-дисках используются микросхемы памяти, выполненные по технологии Flash, которую еще в начале 80-х годов разработала фирма Intel. В сущности эти микросхемы являются обычными электрически стираемыми ППЗУ, однако имеют три существенные особенности. Во-первых, их можно стирать и перезаписывать миллион раз, а то и больше - невероятная цифра для ЭСППЗУ, допускавших в то время в лучшем случае 1000 перезаписей. Во-вторых, емкость этих микросхем очень быстро достигла объема 1 Мбайт при весьма малых габаритах. И в-третьих, время хранения записанной в такой микросхеме информации практически неограниченно. Итак, с точки зрения инженера флэш-диск представляет собой компактное электронное устройство на основе микросхем памяти, которое можно подключить к компьютеру вместо накопителя жесткого диска. Нужно только точно знать, для чего это нужно.  

Зачем нужны флэш-диски?

Прогресс в области производства традиционных дисков настолько велик, что кажется, нет никакой необходимости создавать какие-либо аналогичные изделия на основе микросхем. И в самом деле, в офисном компьютере применение внутреннего флэш-диска оправдать пока невозможно. Однако стоит бегло сравнить эти устройства, и даже очень небогатое воображение подскажет тысячи возможностей применения, где альтернативы флэш-дискам пока не существует. Чем же они так хороши? Во-первых, в отличие от любого жесткого диска флэш-диск практически невосприимчив к вибрациям. Во вторых, устойчивость к ударам в 1000 g является нормой для этих устройств. И наконец, в третьих, диапазон рабочих температур флэш-дисков составляет от 40°С до +85°С, что является абсолютно недостижимым для традиционных механических дисков. Они все-таки вертятся, а на морозе это не так-то просто. Кроме того, самые маленькие флэш-диски, например DiskOnChip 2000 фирмы M-Systems, имеют размер микросхемы в корпусе DIP32 - и это при емкости от 2 до 72 Мб! К сожалению, все остальные свойства флэш-дисков пока еще несколько отстают от возможностей их механических собратьев, но и перечисленных преимуществ вполне достаточно для того, чтобы сделать правильный выбор устройства памяти для работы в жестких условиях эксплуатации. В мобильных приложениях, цифровых камерах, промышленных, встраиваемых и блокнотных компьютерах, радиотелефонах, в авиации, космосе и тысячах других областей работают флэш-диски.

Какими они бывают?

Проще всего на этот вопрос ответить одним словом: любыми. И это действительно так. В настоящее время флэш-диски выпускаются с интерфейсами ISA, PC/104, PCMCIA, СompactFlash, IDE, SCSI, в корпусе микросхем DIP32 с контактами, как у обычных микросхем ПЗУ, и в виде специализированных комплектов “контроллер + флэш-память” для распайки на платы. В зависимости от емкости и функционального назначения диски имеют различное конструктивное исполнение. Флэш-диски с интерфейсами ISA и PC/104 производятся в виде модулей на основе печатных плат (см. рис. 1) и предназначены для непосредственной установки в соответствующие разъемы компьютеров.

Эти устройства фиксируются внутри изделия и имеют емкость до 32 Мб. На их основе обычно реализуются системные диски для компьютеров с повышенными требованиями к надежности и скорости начальной загрузки. Если на таком диске запретить запись, то ни один злоумышленник, ни один сбой в программе не разрушит записанную на нем информацию. Диски, выполненные в конструктиве PCMCIA (рис. 2)

и CompactFlash (рис. 3), применяются в мобильной аппаратуре типа ноутбуков и палмтопов или во входящих в моду цифровых фотоаппаратах в качестве сменных устройств для хранения или переноса информации в обычные настольные компьютеры.

В соответствии со своими задачами они имеют специальную конструкцию в виде компактной карточки, напоминающей кредитную или телефонную. Стандарт допускает три возможные толщины карточек PCMCIA - 2,5; 5 и 10 мм. Соответственно эти карточки называются PCMCIA Card Type I, II и III. Одной из самых главных функциональных особенностей этих устройств является возможность их установки в приемный слот в “горячем” режиме без выключения питания. Для этого разъем приемного слота имеет специальную конструкцию, обеспечивающую строгую очередность соединения контактов земли, питания и логических сигналов. Сегодня для карточек Type III достигнута емкость 300 Мб. Карточки серии Compact Flash являются логическим продолжением развития стандарта PCMCIA в сторону дальнейшего уменьшения габаритов. По размеру они примерно вдвое меньше PCMCIA Сard Type I, но сохраняют совместимость с ними на уровне интерфейса. С помощью специального переходника CompactFlash можно устанавливать в приемный слот для карточек PCMCIA. Максимальная емкость дисков в формате CompactFlash пока составляет 24 Мб. Диски с интерфейсом SCSI (рис. 4) имеют просто огромную для флэш-дисков емкость - до 1,7 Гб и применяются в таких экзотических областях, как бортовые накопители в авиации или тестирующее оборудование, перемещающееся внутри нефте- и газопроводов.

Это объясняется только экономической нецелесообразностью применения подобных дисков для “нормальных” задач: стоимость флэш-диска SCSI такого объема составляет сегодня около 25 000 долларов (!). Настоящий бум среди производителей одноплатных компьютеров вызвало появление новой версии флэш-диска DiskOnChip2000 в корпусе DIP32 (рис. 5) производства фирмы M-Systems. Гнезда для установки этих малюток появились в нынешнем году на платах многих производителей промышленных компьютеров.

Почему они так дорого стоят?

При единичных закупках стоимость одного мегабайта на флэш-диске составляет от 10 до 24 долларов. Это объясняется в первую очередь ценой самих микросхем флэш-памяти. Для сравнения: стоимость мегабайта на обычном электромеханическом диске сегодня не превышает 20 центов. Но если уж речь зашла о стоимости, то неплохо проследить динамику изменения цен на флэш-диски. Еще год назад стоимость одного мегабайта на флэш-диске была не меньше 50 долларов, по прогнозам же производителей этих устройств, к 2000 г. эта цифра должна уменьшиться до 1 доллара. С другой стороны, есть такое понятие, как начальная стоимость накопителя. Эта величина остается почти неизменной с момента появления жестких дисков и составляет около 250 долларов. Десять лет назад за эту цену потребителю предлагался жесткий диск объемом 32 Мб, год назад еще можно было найти 500-мегабайтовые диски за такую стоимость, а сегодня за эти деньги почти невозможно найти НЖМД емкостью менее 1 Гб. В то же время начальная стоимость флэш-дисков гораздо ниже: она составляет сегодня 40 - 50 долларов. За 250 долларов можно приобрести флэш-диск относительно большой емкости - 16 Мб (или 32 Мб, если использовать программы уплотнения типа Stacker). При этом существует огромное количество приложений, нуждающихся в накопителях емкостью меньше 10 Мб, например кассовые аппараты, мобильные компьютерные устройства, станки с ЧПУ или аппараты для выдачи чеков на автомобильных стоянках. В подобных случаях применение флэш-дисков оправданно не только с точки зрения эксплуатационных свойств, но и экономически. А если рассматривать мобильные компьютеры, то здесь стоимость диска просто отступает на задний план, если оценить его энергопотребление: лучше заплатить большую цену, чем каждый час менять или перезаряжать батареи, да и само устройство более компактно. Таким образом, если вам требуется надежный накопитель небольшого объема, логично применить флэш-диск. Хотя с точки зрения высокоскоростной работы в нормальных условиях позиции традиционных жестких дисков еще долго не пошатнутся.

Сто тысяч циклов записи - это много или мало?

Давайте разберемся, что означает внушительная цифра 100 тысяч циклов записи, часто приводимая в технических описаниях флэш-дисков. Нередко можно услышать такое мнение: “Мое устройство каждую секунду записывает 1 Кб. Значит, через полтора часа работы мне придется покупать новый флэш-диск?”. Конечно же нет! Посмотрим, например, как работают флэш-диски компании M-Systems на основе микросхем флэш-памяти 28F008SA фирмы Intel. Эти микросхемы объемом 1 Мб имеют блочную структуру по 64 Кб. Физическая организация флэш-памяти подразумевает стирание блока, если мы хотим его переписать заново. Иными словами, если мы будем осуществлять последовательную запись в один блок по одному байту, то на 64 тыс. циклов записи нам потребуется один цикл стирания. Здесь стоит вспомнить, что большинство производителей микросхем флэш-памяти, в том числе и Intel, гарантируют не менее одного миллиона циклов стирания блока памяти микросхемы. При этом все производители флэш-дисков применяют различные программные либо аппаратные приемы, чтобы обеспечить равномерное распределение числа циклов стирания по всем блокам флэш-диска. В частности, файловая система TrueFFS, разработанная фирмой M-Systems, гарантирует 95%-ную утилизацию блоков флэш-диска. Иными словами, на диск объемом 1 Мб в течение срока его жизни может быть записано до 95 Гб.

Как установить флэш-диск в компьютер?

Это зависит от типа флэш-диска, но в любом случае можно сказать: это не сложнее, чем установка обычного жесткого диска. Флэш-диски имитируют работу традиционного НЖМД на аппаратном или программном уровне. Устройства с интерфейсами IDE и SCSI с точки зрения операционной системы компьютера и способов обращения к ним ничем не отличаются от традиционных жестких дисков и не требуют какого-либо дополнительного программного обеспечения кроме того, что стандартно входит в данную ОС. Для флэш-дисков, выполненных в виде плат с разъемом ISA, необходим дополнительный драйвер, эмулирующий работу НЖМД. Но они поставляются с уже записанным необходимым ПО. Как правило, после установки такого диска в компьютер и включения питания в системе просто появляется дополнительный жесткий диск. Никаких операций форматирования или разбиения на разделы не нужно. Единственной проблемой может оказаться конфликт с другим устройством, работающим через то же самое окно в области расширенной памяти. В этом случае для устранения конфликта придется переставить перемычки начального адреса на плате флэш-диска или внести необходимые изменения в начальные установки компьютера. Все это хорошо описано в документации на каждый конкретный флэш-диск. При установке дисков в виде карточек PCMCIA в зависимости от типа карточки требуется установка в config.sys ссылки на соответствующий драйвер: atadrv.sys для карточек типа АТА или драйвер фирмы-изготовителя - в других случаях. Для установки в систему флэш-диска типа DiskOnChip2000 на плате процессора должно быть 32-контактное гнездо под микросхему ПЗУ в корпусе DIP32. На многих платах промышленных компьютеров такие гнезда есть. Установите в него DiskOnChip2000 и подайте питание - все необходимое ПО для DOS/Windows уже записано на диске.  
 
Большинство моделей имеют индикатор чтения/записи в виде светодиода, вмонтированного в корпус, и микропереключатель запрета записи. 
 
В комплект поставки устройства, как правило, входит:

1. само устройство.
2. кабель-удлинитель для подключения к порту USB (не обязательно нужен, но если доступ к задней стенке компьютера затруднен – может пригодиться)
3. компакт-диск с документацией и драйверами (тоже не обязательно присутствует, на ОС Windows 2000/XP|Vista драйвера к Usb флеш-дискам есть в комплекте ОС).

Установка в Windows 2000/XP происходит автоматически без вашего участия и драйверы не нужны. После подключения устройства к разъему USB система обнаруживает его и устанавливает как съемный диск (Removable disk). Перезагрузка не нужна. После установки в Systray появляется новый значок, говорящий о наличии съемного диска и обеспечивающий его безопасное отключение (производитель может рекомендовать перед отключением диска от компьютера выполнить его программное отключение), а в папке “Мой компьютер” появляется новый диск под первой свободной буквой. Порядок работы с ним ничем не отличается от порядка работы с любым другим диском.