Шпаргалка по "Информатике"

Файлы компьютерной программы  при ее запуске загружаются в  оперативную память, в которой  хранятся во время работы с указанной  программой. Процессор выполняет  программно-реализованные команды, содержащиеся в памяти, и сохраняет  их результаты. Оперативная память хранит коды нажатых клавиш при работе с текстовым редактором, а также  величины математических операций. При  выполнении команды Сохранить (Save) содержимое оперативной памяти сохраняется  в виде файла на жестком диске.

Физически оперативная память в системе представляет собой  набор микросхем или модулей, содержащих микросхемы, которые обычно подключаются к системной плате. Эти микросхемы или модули могут  иметь различные характеристики и, чтобы функционировать правильно, должны быть совместимы с системой, в которую устанавливаются.

В настоящее время новые  типы памяти разрабатываются значительно  быстро, и вероятность того, что  в новые компьютеры нельзя будет  установить память устаревшего типа, как никогда велика. Поэтому при  замене системной платы зачастую приходится заменять и память.

Существует много различных  видов оперативной памяти, но их все можно подразделить на две  основные подгруппы - статическая память (Static RAM) и динамическая память (Dynamic RAM).

Эти два типа памяти отличаются, прежде всего, различной в корне  технологической реализацией - SRAM будет  хранить записанные данные до тех  пор, пока не запишут новые или  не отключат питание, а DRAM может хранить  данные лишь небольшое время, после  которого данные нужно восстановить (регенерировать), иначе они будут  потеряны.

Рассмотрим достоинства  и недостатки SRAM и DRAM:

Память типа DRAM, в силу своей технологии, имеет гораздо  большую плотность размещения данных, чем SRAM.

DRAM гораздо дешевле SRAM, но последняя производительнее  и надежнее, поскольку всегда  готова к считыванию.

Статистическая память SRAM в современных компьютерах используется как кэш второго уровня и имеет  сравнительно небольшой объем (обычно 128...1024 Кб). В кэше она используется именно потому, что к нему предъявляются  очень серьезные требования в  плане надежности и производительности. Основную же память компьютера составляют микросхемы динамической памяти.

Статическую память делят  на синхронную и асинхронную. Асинхронная  память уже не используется в персональных компьютерах, она была вытеснена  синхронной еще со времен 486-ых компьютеров.

Применение статической  памяти не ограничивается кэш-памятью  в персональных компьютерах. Серверы, маршрутизаторы, глобальные сети, RAID-массивы, коммутаторы - вот устройства, где  необходима высокоскоростная SRAM.

SRAM - очень модифицируемая  технология - существует множество  ее типов, которые отличаются  электрическими и архитектурными  особенностями. В обычной синхронной SRAM происходит небольшая задержка, когда память переходит из  режима чтения в режим записи.

Поэтому в 1997 г. несколько  компаний представили свои технологии статической RAM без такой задержки. Это технологии ZBT (Zero-Bus Turnaround - нуль-переключение шины) SRAM от IDT, и похожая NoBL (No Bus Latency - шина без задержек) - SRAM от Cypress Semiconductor. ZBT SRAM, хотя и не стала стандартом де-факто, но получила широкое применение, так как этот стандарт поддерживают такие компании, как IDT, Micron, Motorola и IBM.

Для измерения длины  есть такие единицы, как миллиметр, сантиметр, метр, километр. Известно, что  масса измеряется в граммах, килограммах, центнерах и тоннах. Бег времени  выражается в секундах, минутах, часах, днях, месяцах, годах, веках. Компьютер  работает с информацией и для  измерения ее объема также имеются  соответствующие единицы измерения.

Мы уже знаем, что компьютер воспринимает всю  информацию через нули и единички. Бит – это минимальная единица измерения информации, соответствующая одной двоичной цифре («0» или «1»). 
 
Байт состоит из восьми бит. Используя один байт, можно закодировать один символ из 256 возможных (256 = 2⁸). Таким образом, один байт равен одному символу, то есть 8 битам:

1 символ = 8 битам  = 1 байту.

Изучение компьютерной грамотности предполагает рассмотрение и других, более крупных единиц измерения информации.

Таблица байтов:

1 байт = 8 бит

1 Кб (1 Килобайт) =  2¹⁰ байт = 2*2*2*2*2*2*2*2*2*2 байт = 
= 1024 байт (примерно 1 тысяча байт – 10³ байт)

1 Мб (1 Мегабайт) = 2²⁰ байт = 1024 килобайт (примерно 1 миллион байт – 10⁶байт)

1 Гб (1 Гигабайт) =   2³⁰ байт = 1024 мегабайт (примерно 1 миллиард байт – 10⁹байт)

1 Тб (1 Терабайт) =    2⁴⁰ байт = 1024 гигабайт (примерно 10¹² байт). Терабайт иногда называют тонна.

1 Пб (1 Петабайт) =   2⁵⁰ байт = 1024 терабайт (примерно 10¹⁵ байт).

1 Эксабайт =              2⁶⁰ байт = 1024 петабайт (примерно 10¹⁸ байт).

1 Зеттабайт =            2⁷⁰ байт = 1024 эксабайт (примерно 10²¹ байт).

1 Йоттабайт =           2⁸⁰ байт = 1024 зеттабайт (примерно 10²⁴ байт).

В приведенной выше таблице степени двойки (2¹⁰, 2²⁰, 2³⁰ и т.д.) являются точными значениями килобайт, мегабайт, гигабайт. А вот степени числа 10 (точнее, 10³, 10⁶, 10⁹ и т.п.) будут уже приблизительными значениями, округленными в сторону уменьшения. Таким образом, 2¹⁰ = 1024 байта представляет точное значение килобайта, а 10³ = 1000 байт является приблизительным значением килобайта.

Такое приближение (или округление) вполне допустимо  и является общепринятым.

Ниже приводится таблица байтов с английскими  сокращениями (в левой колонке):

1 Kb ~ 10³ b = 10*10*10 b= 1000 b – килобайт

1 Mb ~ 10⁶ b = 10*10*10*10*10*10 b = 1 000 000 b – мегабайт

1 Gb ~ 10⁹ b – гигабайт

1 Tb ~ 10¹² b – терабайт

1 Pb ~ 10¹⁵ b – петабайт

1 Eb ~ 10¹⁸ b – эксабайт

1 Zb ~ 10²¹ b – зеттабайт

1 Yb ~ 10²⁴ b – йоттабайт

Выше в правой колонке приведены так называемые «десятичные приставки», которые  используются не только с байтами, но и в других областях человеческой деятельности. Например, приставка  «кило» в слове «килобайт» означает тысячу байт, также как в случае с километром она соответствует  тысяче метров, а в примере с  килограммом она равна тысяче грамм.

Возникает вопрос: есть ли продолжение у таблицы  байтов? В математике есть понятие  бесконечности, которое обозначается как перевернутая восьмерка: ∞.

Понятно, что в  таблице байтов можно и дальше добавлять нули, а точнее, степени  к числу 10 таким образом: 10²⁷, 10³⁰, 10³³ и так до бесконечности. Но зачем это надо? В принципе, пока хватает терабайт и петабайт. В будущем, возможно, уже мало будет и йоттабайта.

Напоследок парочка  примеров по устройствам, на которые  можно записать терабайты и гигабайты  информации. Есть удобный «терабайтник»  – внешний жесткий диск, который  подключается через порт USB к компьютеру. На него можно записать терабайт информации. Особенно удобно для ноутбуков (где  смена жесткого диска бывает проблематична) и для резервного копирования  информации. Лучше заранее делать резервные копии информации, а  не после того, как все пропало.

Флешки бывают 1 Гб, 2 Гб, 4 Гб, 8 Гб, 16 Гб, 32 Гб и 64 Гб.

CD-диски могут вмещать 650 Мб, 700 Мб, 800 Мб и 900 Мб.

DVD-диски рассчитаны  на большее количество информации: 4.7 Гб, 8.5 Гб, 9.4 Гб и 17 Гб.

10.  
Внешние запоминающие устройства 
Введение. 
В оперативной памяти данные хранятся до выключения питания. Однако существует информация, которую следует хранить долгое время. Для этого компьютеру необходима дополнительная память. Такого рода устройства называются периферийными или внешними запоминающими устройствами (ВЗУ). Таковыми являются накопители на магнитной ленте (стримеры), накопители на дискетах, винчестеры, CD-ROM, магнитооптические диски. 
Накопители на гибких дисках. 
Одни из старейших периферийных устройств ПК - накопители на гибких дисках (Floppy Disk Drive), так называемые флоппи-диски. Носителем информации служат дискеты диаметрами 3,5”, 5,25”и 8”. В наши дни дискеты 5,25” используются крайне редко, 8” не используются совсем. Для всех форматов конструкция дискет одинакова. На пластмассовый диск, расположенный в пластиковом футляре наносится магнитный слой для записи информации. 
Существует понятие “плотность записи”. От нее зависит объем записываемой информации. Существуют стандарты SS/SD, DS/DD, DS/HD для 5/25” объем записываемой информации от 180 Кб до 1.2 Мб. DD, HD и ED для 3,5” дискет, объем записываемой информации от 720 Кб до 2,88 Мб. 
Чаще всего встречаются дискеты 3,5” HD. Как носители информации дискеты почти изжили себя. Малый объем, небольшая скорость чтения/записи, ненадежность делают их применение невыгодным. Однако, они обладают большой мобильностью. 
Накопители на жестких дисках. 
Следующий тип носителей – так называемые “винчестеры” или накопители на жестких дисках (Hard Disk Drive). По сравнению с дискетами они имеют некоторые преимущества: объем записываемой информации многократно превосходит возможности гибких дисков, скорость чтения/записи также намного больше, надежность гораздо более высока. “Винчестеры” выполняются как в виде внутренних и внешних (переносных) устройств. Физические размеры дисков определяются так называемым форм-фактором. HDD с форм-фактором 3,5” имеют стандартные размеры корпуса 41.6х101х146 мм. Также они имеют несколько стандартных значений высоты 2,6”, 1”,3/4”, 0,5”. Чаще всего в компьютерах используются винчестеры 3,5”, 1” в высоту, так называемые Slimline. Винчестеры бывают нескольких типов: MFM, RLL, ESDI, IDE и SCSI. Диски типов MFM, RLL и ESDI уже не устанавливаются в современные машины. Их использовали на ПК типа ХТ и 286АТ. 
Одними из первых винчестеров, достигшими емкости 100 Мб были диски типа ESDI. Они использовались на сетевых серверах и высокоскоростных устройствах. 
Сегодня используются винчестеры типа IDE (Integrated Drive Electronics). Их главное отличие от предыдущих типов заключается в том, что управляющая электроника расположена не в контроллере, а на винчестере. Данное преимущество проявляется при приеме и передаче информации, так как в таких устройствах оптимально согласованы прием и передача сигналов. IDE HDD обрабатывают данные совместно с шиной ввода/вывода, поэтому частота тактового сигнала шины должна соответствовать быстродействию HDD. 
Винчестеры типа SCSI имеют самую высокую скорость обмена данными. Хотя их основные характеристики сопоставимы с IDE-винчестерами, они различаются тем, что SCSI-винчестеры могут хранить большие объемы информации за счет высокой скорости обмена данными, в то время как объем IDE-винчестеров ограничен их производительностью. 
Основной характеристикой винчестера является его емкость. Сегодня объем данных, которые можно записать должен быть не менее 4-5 Гб. Однако требования постоянно растут, поэтому жесткий диск приходится менять раз в 1-2 года. Частота смены зависит от то того насколько интенсивно и с какими целями используется компьютер. 
Следующая важная характеристика - время доступа необходимое HDD для поиска информации на диске. Сегодня среднее время доступа для лучших IDE и SCSI дисков - это значение меньше 10 мс. 
Среднее время поиска – время в течение которого магнитные головки перемещаются от одного цилиндра к другому. Эта характеристика зависит, в основном, от механизма привода головок, а не от интерфейса диска. 
Скорость передачи данных, зависит от числа байт в секторе, количестве секторов на дорожке и от скорости вращения дисков (3000-3600 об./мин).У самых современных HDD скорость достигает 7200 об/мин. 
Гарантированное производителями время безотказной работы обычно составляет 20000-500000 часов. Однако, наработка винчестера за год составит 8760 часов, что делает этот параметр не столь важным, так как винчестер устареет раньше чем испортится. 
На скорость работы винчестера существенно влияет кэш-память – ячейки памяти, размещенные на контроллере винчестера. Она работает по принципу кэш памяти 2-го уровня. Типичная величина может варьироваться от 64 Кб. до 1024 Кб. 
Съемные/внешние/переносные жесткие диски по своим характеристикам не отличаются от обычных. Альтернативой являются накопители со сменными дисками, в отличии от съемных винчестеров подвижным является лишь непосредственно носитель информации, функционально напоминают накопители на жестких дисках, но существенно превосходят их по характеристикам. Объем записываемой информации варьируется от 100 Мб, до 1 Гб, среднее время доступа 10-30 мс, средняя скорость обмена 4-6 Мб/сек. Производственных стандартов на данный вид ВЗУ не существует, однако наиболее распространены накопители серии Zip и Jaz фирмы iOmega. 
Приводы CD-ROM. 
Ранее использовавшиеся для аудиоаппаратуры компакт-диски были модифицированы для применения в РС и теперь стали неотъемлемой частью современных компьютеров. СD являются отличным носителем информации. Они более компактны, удобны и дешевы чем винчестер, однако, не могут использоваться как HDD, так как стоимость записи и ее скорость намного выше. Привод выполняется как внутренне устройство, и имеет размер дисковода 5,25”. Может управляются через IDE-, SCSI-интерфейс или звуковую карту. Диск изготавливается из поликарбоната, с одной стороны его покрывают отражающим слоем (из алюминия или золота). Запись осуществляется путем выжигания чередований углублений в металлическом слое лазерным лучом. 
Основная характеристика - скорость передачи данных. Единицей считывания является скорость считывания с магнитной ленты. У созданных позже устройств скорость считывания кратна ей и варьируется от 150 Кб/сек до 6-7 Мб/сек. Качество считывания характеризует коэффициент ошибок. Качество является оценкой вероятности искажения информационного бита при его считывании. Этот параметр отражает способность устройства корректировать ошибки чтения/записи. 
Среднее время доступа – время, требующееся приводу для поиска необходимых данных на носителе, варьируется от 400 до 80 мс. Буферная память позволяет передавать данные с постоянной скоростью. Существует три типа буферов: динамический, статический и с опережающим чтением. Средняя наработка на отказ составляет 50-125 тысяч часов, что намного опережает сроки морального устаревания устройства. 
Существуют также накопители CD-RW, позволяющие производить запись на компакт-диск. При этом диск покрыт слоем термочувствительной краски, с такими же отражающими свойствами, как и у алюминиевого покрытия. Этот привод считается последним достижением в области разработок записываемых компакт дисков. 
DVD (Digital Video Disk) – диски, которые сменят CD-ROM, первоначально разрабатывались для домашнего видео. Отличаются тем, что могут хранить объем данных многократно превышающий возможности компакт дисков (от 4,7 до 17 Гб.). При этом уровень качества звука и изображения хранимого на DVD приближается к студийному качеству. 
В DVD лазерный луч уже, что позволяет снизить толщину защитного слоя диска в 2 раза. Это привело к появлению двухслойных дисков. 
Магнитооптические накопители (Magneto-Optical) являются накопителем информации, в основе которого лежит магнитный носитель с оптическим управлением. Сплав, которым покрыта поверхность такого магнитооптического диска, меняет свои свойства как под воздействием тепла, так и под воздействием магнитного поля. Если происходит нагревание диска сверх некоторой температуры, то становится возможным изменение магнитной поляризации с помощью небольшого магнитного поля. На этом свойстве основываются технологии чтения записи магнитооптических дисков. Такие диски могут быть односторонними 3,5” емкости 128, 230, и 640 Мб. Двухсторонними 5,25” емкостью 600 Мб. – 2,6 Гб. 2,5” диски Mini Disk Data фирмы Sony, созданы специально для аудиоустройств и имеют емкость 140 Мб. 12” диски для однократной записи емкостью 3,5 – 7 Гб получили большое распространение при построении оптических библиотек. 
Накопители на магнитной ленте (стримеры). 
В стримерах в качестве носителя информации используется магнитная лента. Они могут быть выполнены как в виде внешнего, так и в виде внутреннего устройства. Стримеры в основном используются для архивации и создания резервных копий больших объемов данных на компактном носителе. Их недостатки: малая скорость передачи данных. Она значительно ниже, чем у винчестеров и сменных жестких дисков. Именно поэтому стримеры рекомендуются только для резервного копирования больших объемов информации. Существуют стандарты: QIC, TRAVAN, DDS, DAT и DLT. У стандарта QIC (Quarter Inch Cartridge) низкое быстродействие, так как подключается к интерфейсу накопителей на гибких дисках. Существуют кассеты объемом от 40 Мб до 13 Гб. TRAVAN разработан на основе QIC. Он использует контроллер накопителя на магнитных дисках или SCSI-2, в зависимости от объема кассеты. DSS (Digital Data Storage) и DAT (Digital Audio Tape) стандарты разработаны фирмой Sony для цифровой аудио и видео записи. Самый современный стандарт DLT (появился в середине 90-х годов. Накопители, созданные на основе этой технологии, хранят от 20 до 40 Гб данных. Общая емкость ленточных библиотек построенных на основе кассет DLT может достигать 5 Гб. Дорогим и редким ВЗУ является массовая память - набор микросхем памяти большого объема поставляемых на одной плате, эмулирующих работу жесткого диска. 
Заключение. 
Таким образом, можно сказать, что жесткие диски еще долго будут сохранять лидирующие позиции на рынке ВЗУ. Это связано с низкой стоимостью записи по сравнению с CD, которые являются достойными конкурентами по объему записываемой информации. Различные способы хранения и записи информации соответствуют различным целям. На текущий момент не существует универсального ВЗУ, которое может быть использовано как постоянное и переносное одновременно и быть при этом доступным обычным пользователям. По всей видимости, в ближайшие годы нам придется так же пользоваться винчестерами в качестве основного носителя хотя мысль не стоит на месте, и никто не знает, что еще может изобрести человек в скором времени. 
Внешние запоминающие устройства виды назначение принцип действия и основные характеристики. Реферат Запоминающие устройства классификация запоминающих устройств организация памяти Э. Основными параметрами характеризующими запоминающие устройства компьютера являются. Какие виды запоминающих устройств используются в компьютере их значение и характер. Основными параметрами характеризующими запоминающие устройства компьютера является. Основными параметрами характеризующими запоминающие устройство компьютера являются. ВНЕШНЕЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ВИДЫ НАЗНАЧЕНИЕ ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ. Внешние запоминающие устройства Классификация ВЗУ по способу хранения информации. Устройства хранения информации назначение классификация основные характеристики. Функциональное назначение счетчика оперативно запоминающего устройства группы. Работа с внешними запоминающими устройствами в профессиональном компьютере. Запоминающие устройства ПЭВМ Их иерархия Назначение основных видов памяти. Эволюция устройств внешней памяти Магнитные ленты и диски различных типов. Внешнее запоминающее устройство запись на которое ведется во много слоев. Внешние запоминающие устройства их назначение и основные характеристики.

11. Устройства ввода информации

Клавиатура. Универсальным устройством ввода информации является клавиатура. Клавиатура позволяет вводить числовую и текстовую информацию. Стандартная клавиатура имеет 104 клавиши и 3 информирующих о режимах работы световых индикатора в правом верхнем углу.

Координатные устройства ввода. Для ввода графической информации и для работы с графическим интерфейсом программ используются координатные устройства ввода информации: манипуляторы (мышь, трекбол), сенсорные панелитачпад и графические планшеты.

 
 

В оптико-механических манипуляторах мышь и трекбол основным рабочим органом является массивный шар (металлический, покрытый резиной). У мыши он вращается при перемещении ее корпуса по горизонтальной поверхности, а у трекбола вращается непосредственно рукой.

Вращение шара передается двум пластмассовым валам, положение  которых с большой точностью  считывается инфракрасными оптопарами (то есть парами "светоизлуча-тель-фотоприемник") и затем преобразуется в электрический  сигнал, управляющий движением указателя  мыши на экране монитора. Главным "врагом" мыши является загрязнение, а способом борьбы с ним - использование специального "мышиного" коврика.

В настоящее время широкое  распространение получили оптические мыши, в которых нет механических частей. Источник света, размещенный  внутри мыши, освещает поверхность, а  отраженный свет фиксируется фотоприемником и преобразуется в перемещение  курсора на экране.

Разрешающая способность  мышей обычно составляет около 600 dpi (dot per inch - точек на дюйм). Это означает, что при перемещении мыши на 1 дюйм (1 дюйм =2,54 см) указатель мыши на экране перемещается на 600 точек.

Манипуляторы имеют обычно две кнопки управления, которые используются при работе с графическим интерфейсом  программ. В настоящее время появились  мыши с дополнительным колесиком, которое  располагается между кнопками. Оно  предназначено для прокрутки  вверх или вниз не умещающихся  целиком на экране изображений, текстов  или Web-страниц.

Современные модели мышей  и трекболов часто являются беспроводными, то есть подключаются к компьютеру без помощи кабеля.

 
 

В портативных компьютерах  вместо манипуляторов используется сенсорная панель тачпад (от мышь и трекбол английского слова TouchPad), которая представляет собой панель прямоугольной формы, чувствительную к перемещению пальца и нажатию пальцем. Перемещение пальца по поверхности сенсорной панели преобразуется в перемещение курсора на экране монитора. Нажатие на поверхность сенсорной панели эквивалентно нажатию на кнопку мыши.

Для рисования и ввода рукописного  текста используются графические планшеты . С помощью специальной ручки можно чертить, рисовать схемы, добавлять заметки и подписи к электронным документам. Качество графических планшетов характеризуется разрешающей способностью, которая измеряется в Ipi (lines per inch - линиях на дюйм) и способностью реагировать на силу нажатия пера.

 
 

В хороших планшетах разрешающая  способность достигает 2048 Ipi (перемещение  пера по поверхности планшета на 1 дюйм соответствует перемещению на 2048 точек на экране монитора), а количество воспринимаемых градаций нажатий на перо составляет 1024.

Сканер. Для оптического ввода в компьютер и преобразования в компьютерную форму изображений (фотографий, рисунков, слайдов), а также текстовых документов используется сканер .

 
 

Сканируемое изображение  освещается белым светом (черно-белые  сканеры) или тремя цветами (красным, зеленым и синим). Отраженный свет проецируется на линейку фотоэлементов, которая движется, последовательно  считывает изображение и преобразует  его в компьютерный формат. В отсканированном  изображении количество различаемых  цветов может достигать десятков миллиардов.

Системы распознавания текстовой  информации позволяют преобразовать  отсканированный текст из графического формата в текстовый. Такие системы  способны распознавать текстовые документы  на различных языках, представленные в различных формах (например, таблицах) и с различным качеством печати (начиная от машинописных документов).

Разрешающая способность  сканеров составляет 600 dpi и выше, то есть на полоске изображения длиной 1 дюйм сканер может распознать 600 и  более точек.

Цифровые камеры и ТВ-тюнеры. Последние годы все большее распространение получают цифровые камеры (видеокамеры и фотоаппараты). Цифровые камеры позволяют получать видеоизображение и фотоснимки непосредственно в цифровом (компьютерном) формате.

 
 

Цифровые видеокамеры  могут быть подключены к компьютеру, что позволяет сохранять видеозаписи  в компьютерном формате.

Для передачи "живого" видео по компьютерным сетям используются недорогие Web-камеры, разрешающая способность  которых обычно не превышает 640x480 точек.

Цифровые фотоаппараты позволяют  получать высококачественные фотографии с разрешением до 2272x1704 точек (всего  до 3,9 млн пикселей). Для хранения фотографий используются модули flash-памяти или жесткие диски очень маленького размера. Запись изображений на жесткий  диск компьютера может осуществляться путем подключения камеры к компьютеру.