Понятие информационных ресурсов. Роль информационных ресурсов в развитии современного общества

 

Можно ли применить флэш-диск в несовместимом с IBM PC компьютере?

 

Этот вопрос задается практически всегда, когда разработчик микропроцессорного устройства, несовместимого с IBM PC, а точнее, несовместимого с DOS, узнает о существовании флэш-дисков серии DiskOnChip2000 или о специальных комплектах “контроллер и флэш-ПЗУ” для встраивания в компьютерные платы. Да, это возможно. Более того, есть даже специальные комплекты для разработки таких приложений и программное обеспечение в исходных текстах для быстрой разработки встроенного ПО. Например, для встраивания DiskOnChip2000 в несовместимые с DOS компьютеры, в том числе и на основе микроконтроллеров (например, 8051 или 80188), фирма M-Systems предлагает пакет Flite, включающий исходные тексты на языке Си для работы с флэш-памятью. Но в этой бочке меда есть ложка дегтя: стоимость такого пакета на 1000 лицензий превышает 20 000 долларов. Устанавливая эту цену, фирма руководствовалась, по всей вероятности, достаточно логичными соображениями. Во-первых, крупный производитель вполне способен пойти на такое капиталовложение. 20 долларов в стоимости крупносерийного продукта, производимого в тысячах экземпляров, за встроенный флэш-диск - вполне экономически оправданная сумма, особенно на фоне дорогостоящего труда западных программистов. Время разработки конечного продукта при этом ощутимо сокращается. Во-вторых, техническая поддержка нескольких крупных разработчиков значительно выгоднее, чем огромного числа “самодельщиков”, - если бы внутреннее устройство и система команд контроллера флэш-памяти распространялись открыто. В России, к сожалению, компьютерное оборудование с флэш-дисками такими тиражами пока не производится. Поэтому на время забудем о возможности простого встраивания флэш-дисков в “самопальную” аппаратуру. Исключение, пожалуй, составляют флэш-диски с интерфейсом IDE схемотехника, функционирование которых широко известны.

 

 

 

 

 

 

Мне нужен флэш-диск, кто их производит?

В настоящее время за пальму первенства в п  роизводстве флэш-дисков борются две фирмы: SanDisk (США) и M-Systems (Израиль). Все остальные, как правило, только наклеивают свои логотипы на продукцию этих фирм. Поэтому если вы увидите флэш-карточку PCMCIA с надписью MAXTOR или Compaq - не верьте глазам своим, это наверняка M-Systems или SanDisk. Принципиальной разницы между продукцией этих фирм нет, хотя у M-Systems номенклатура производимых дисков несколько шире, в частности, в нее входят диски в формате карт с шиной ISA, интерфейсом SCSI и DiskOnChip 2000. Время от времени обе фирмы устраивают небольшие ценовые войны, что нам, конечным пользователям, только на руку: глядишь, и в самом деле в каждом компьютере займут свое место неприхотливые и недорогие флэш-диски.

 

Как продлить жизнь флэш-дискам.

 

Носители информации на основе микросхем флэш-памяти сейчас очень популярны. У многих есть компьютерные флэш-диски в виде брелка с USB-портом, а без карты памяти одного из многочисленных форматов нельзя представить цифровой фотоаппарат или карманный компьютер. 
 
Активно оснащаются флэш-памятью мобильные телефоны, плееры и другие переносные устройства. В этой статье мы попытались обобщить типичные для флэшек неисправности, а также дать несколько полезных советов, которые помогут снизить риск их поломки. 
 
По практичности флэшкам нет равных среди всех сменных носителей. Большой и постоянно растущий объем, высокое быстродействие и надежность хранения данных, компактность, низкое энергопотребление и, наконец, удобство подключения – вот секрет их популярности. Кроме того, эти высокотехнологичные изделия продаются по вполне доступным ценам, которые постоянно снижаются. 
 
Однако ничего идеального в мире не бывает, за все надо платить. В данном случае платить приходится надежностью в эксплуатации.

Перечень типовых неисправностей флэш-носителей в порядке убывания их распространенности выглядит так:

• логические неисправности,
• механические поломки,
• электрические и тепловые повреждения,
• сбой контроллера,
• износ памяти.

Подробнее остановимся на основных симптомах поломок, методике ремонта и профилактике.

Логические неисправности

 

Носитель физически исправен, но опознается как пустой или неформатированный, а ранее записанные данные не видны. В этом случае повреждена файловая система, точнее, ее служебные таблицы. Данные обычно остаются на месте, и их можно пытаться восстановить с помощью различных эвристических программ. Любая эвристика основана на некоторых допущениях, и применительно к флэш-носителям эти допущения не всегда верны. Программы могут в упор не видеть данные, и тогда требуется кропотливая ручная работа. Восстановление цифровых фотографий также зависит от формата данных (JPG, TIFF или RAW) и от прошивки конкретной ЦФК. 
 
Основная причина неисправности – преждевременное извлечение устройства из разъема или внезапное отключение питания, когда операционная система не успевает обновить файловую систему носителя. 
 
Профилактика: аккуратно завершайте работу с флэш-носителями. В компьютерах и ноутбуках используйте "безопасное извлечение устройства". В ЦФК и другой подобной технике следите за зарядом аккумулятора и выключайте питание не раньше, чем закончится запись на карту.

Механические поломки

 

"Флэшки" нередко  страдают от грубого обращения. Многие флэш-диски имеют непрочный  корпус, плату из тонкого текстолита, слабое крепление разъема USB. Карты памяти бывают слабы на изгиб. Механические напряжения создают микротрещины и приводят к нарушению контактов. От ударов и падений страдает кварцевый резонатор. У большинства устройств негерметичный корпус, пропускающий воду. 
 
Ремонт: восстановление контактов, замена деталей. Если треснул чип памяти, то данные потеряны, ремонт не оправдан. К счастью, так бывает редко. 
 
Профилактика: бережно обращайтесь с устройствами, карты памяти храните в футлярах. 
 
Выбирайте флэш-диски с прочным, не слишком тонким корпусом; чем больше металла, тем лучше. 
 
Старайтесь не задевать флэш-диск, вставленный в порт USB: вместе с поломкой можно получить замыкание. Если ваш носитель побывал в воде, особенно морской, его лучше сразу отдать специалисту, недостаточная просушка может стать фатальной для данных.

Электрические и тепловые повреждения

Нестабильное электропитание, а также разряды статики – частая причина неисправности флэш-носителей. Многие модели имеют слабую защиту от перепадов напряжения, и случайные броски выводят их из строя. 
 
Нередко к поломке флэш-дисков приводит устаревшая электропроводка: многие компьютеры до сих пор не заземлены. 
 
На их корпусе может блуждать потенциал в десятки вольт, а статический заряд стекает куда придется. Все это при совпадении неблагоприятных условий приводит к выгоранию контроллера и элементов обвязки. 
 
Еще одна причина неисправностей – «человеческий фактор». Неопытные сборщики компьютеров умудряются неправильно подключить шлейф USB-порта, идущий от передней панели, к разъему материнской платы. В результате при подключении устройство моментально сгорает.  
 
Проблема нагрева для флэш-дисков не так актуальна, как для жестких дисков. Но и здесь кроется причина поломок. 
 
Многие пластиковые корпуса не обеспечивают хорошего теплоотвода, и при активной работе нагруженные детали могут перегреться, выйти из строя и даже проплавить корпус. 
 
Ремонт: замена неисправных деталей, если стоимость запчастей невысока. 
 
Профилактика: обеспечьте компьютерам заземление и качественное питание. Прежде чем вставить флэш-диск в порт USB, коснитесь рукой системного блока. От статики и перегрева хорошо защищены флэш-диски в металлических корпусах. В свете проблем со сборкой, а также из-за меньших наводок надежнее использовать порты USB на материнской плате (для удобства доступа к задней панели поставьте удлинитель).

Сбой контроллера

Контроллер стоит на всех флэш-дисках и многих картах памяти, в некоторых ситуациях (предположительно, сбои по питанию) его прошивка блокируется и не отвечает на запросы операционной системы. В этом случае устройство опознается как Generic Drive с нулевой емкостью, данные обычным путем не доступны. Их можно считать непосредственно с чипа памяти на специальном стенде. 
 
Ремонт: восстановление прошивки контроллера с помощью технологических утилит.  
 
Профилактика: защита от статики, контроль питания.

Износ памяти

Носитель опознается, но читается с ошибками вследствие дефектов на физическом уровне. Флэш-память по своей природе выдерживает ограниченное число перезаписей, причем по мере роста емкости чипов заявленный ресурс снижается: от 1 млн циклов 3-5 лет назад до 100 тыс. в новых моделях. 
 
Казалось бы, в любом случае порог высок и опасаться нечего, но вспомните про файловую систему. Ряд ее служебных полей переписывается при каждом обновлении любого из файлов, именно эти ячейки первыми выходят из строя. 
 
Для борьбы с этим явлением применяется технология "выравнивания износа" (wear leveling): часто изменяемые данные перемещаются по адресному пространству флэш-памяти. 
 
Ремонт: низкоуровневое форматирование с сокрытием дефектов. 
Профилактика: износ ограничивает срок службы флэш-носителей. При постоянном обновлении данных сбои могут начаться уже через 1-2 года. Экземпляры "со стажем" выводите из эксплуатации или используйте для хранения менее важных данных.

Заключение

Несмотря на описанные проблемы, флэшки – удобные и надежные средства хранения и переноса информации. Несложные меры профилактики помогут вам продлить жизнь своим устройствам и избежать большей части неприятностей. А если сбой все же случился – обращайтесь в специализированные сервис-центры. Ремонтные технологии, лишь частично раскрытые здесь, позволяют добиваться успеха в 90% случаев.

Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ)

Очень часто в различных применениях требуется хранение информации, которая не изменяется в процессе эксплуатации устройства. Это такая информация как программы в микроконтроллерах, начальные загрузчики (BIOS) в компьютерах, таблицы коэффициентов цифровых фильтров в сигнальных процессорах, DDC и DUC, таблицы синусов и косинусов в NCO и DDS. Практически всегда эта информация не требуется одновременно, поэтому простейшие устройства для запоминания постоянной информации (ПЗУ) можно построить на мультиплексорах. Иногда в переводной литературе постоянные запоминающие устройства называются ROM (read only memory - память доступная только для чтения). Схема такого постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), построенная на мультиплексоре.

В этой схеме построено постоянное запоминающее устройство на восемь одноразрядных ячеек. Запоминание конкретного бита в одноразрядную ячейку производится запайкой провода к источнику питания (запись единицы) или запайкой провода к корпусу (запись нуля). На принципиальных схемах такое устройство обозначается как показано на рисунке 2.

Рисунок 2. Обозначение постоянного запоминающего устройства на принципиальных схемах.

Для того, чтобы увеличить разрядность ячейки памяти ПЗУ эти микросхемы можно соединять параллельно (выходы и записанная информация естественно остаются независимыми). Схема параллельного соединения одноразрядных ПЗУ приведена на рисунке 3.

 
Рисунок 3. Схема многоразрядного ПЗУ (ROM).

В реальных ПЗУ запись информации производится при помощи последней операции производства микросхемы - металлизации. Металлизация производится при помощи маски, поэтому такие ПЗУ получили название масочных ПЗУ. Еще одно отличие реальных микросхем от упрощенной модели, приведенной выше - это использование кроме мультиплексора еще и демультиплексора. Такое решение позволяет превратить одномерную запоминающую структуру в двухмерную и, тем самым, существенно сократить объем схемы дешифратора, необходимого для работы схемы ПЗУ. Эта ситуация иллюстрируется следующим рисунком:

Рисунок 4. Схема масочного постоянного запоминающего устройства (ROM).

Масочные ПЗУ изображаются на принципиальных схемах как показано на рисунке 5. Адреса ячеек памяти в этой микросхеме подаются на выводы A0 ... A9. Микросхема выбирается сигналом CS. При помощи этого сигнала можно наращивать объем ПЗУ (пример использования сигнала CS приведён при обсуждении ОЗУ). Чтение микросхемы производится сигналом RD.

 
Рисунок 5. Условно-графическое обозначение масочного ПЗУ (ROM) на принципиальных схемах.

Программирование масочного ПЗУ производится на заводе изготовителе, что очень неудобно для мелких и средних серий производства, не говоря уже о стадии разработки устройства. Естественно, что для крупносерийного производства масочные ПЗУ являются самым дешевым видом ПЗУ, и поэтому широко применяются в настоящее время. Для мелких и средних серий производства радиоаппаратуры были разработаны микросхемы, которые можно программировать в специальных устройствах - программаторах. В этих ПЗУ постоянное соединение проводников в запоминающей матрице заменяется плавкими перемычками, изготовленными из поликристаллического кремния. При производстве ПЗУ изготавливаются все перемычки, что эквивалентно записи во все ячейки памяти ПЗУ логических единиц. В процессе программирования ПЗУ на выводы питания и выходы микросхемы подаётся повышенное питание. При этом, если на выход ПЗУ подаётся напряжение питания (логическая единица), то через перемычку ток протекать не будет и перемычка останется неповрежденной. Если же на выход ПЗУ подать низкий уровень напряжения (присоединить к корпусу), то через перемычку запоминающей матрицы будет протекать ток, который испарит ее и при последующем считывании информации из этой ячейки ПЗУ будет считываться логический ноль.