Презентация по информатике "Магнитная и оптическая память" (10 класс)

Описание презентации по отдельным слайдам:

• 

  1 слайд

  Магнитная и оптическая память
  Выполнил: учитель математики и информатики Лютов Р. А.
  МБОУ «Краснослободский многопрофильный лицей»
  

• 

  2 слайд

  Содержание
  Гибкие магнитные диски
  История
  Принцип работы
  Основные характеристики
  Жесткие магнитные диски
  История
  Принцип работы
  Основные характеристики
  Оптические диски
  История
  Принцип работы
  Основные характеристики
  

• 

  3 слайд

  Гибкие магнитные диски. История
  В конце 60-х годов американская фирма IBM предложила новое запоминающее устройство, которое использовало гибкий диск. В 1967 г. — Алан Шугарт возглавлял команду, которая разрабатывала дисководы в лаборатории фирмы IBM, где были созданы накопители на гибких дисках. Дэвид Нобль один из старших инженеров, работающих под его руководством, предложил гибкий диск (прообраз дискеты диаметром 8″) и защитный кожух с тканевой прокладкой. Фирма IBM предложила использовать гибкие диски диаметром 203 мм и разработала соответствующий стандарт на эти дисковые накопители. Первый, так называемый, гибкий диск был впервые представлен в 1969 году.
  

• 

  4 слайд

  Гибкие магнитные диски. Принцип работы
  Гибкие диски (дискеты), называемые иногда флоппи-дисками (Floppy Disk), представляют собой магнитные диски, заключенные в квадратные пластиковые кассеты размером 5,25 дюйма (133 мм) или 3,5 дюйма (89 мм). Гибкие диски позволяют переносить документы и программы с одного компьютера на другой, хранить информацию, делать архивные копии информации, содержащейся на жестком диске.
  Информация на магнитный диск записывается и считывается магнитными головками вдоль концентрических дорожек. При записи или чтении информации магнитный диск вращается вокруг своей оси, а головка с помощью специального механизма подводится к нужной дорожке. Дискеты размером 3,5 дюйма имеют емкость 1,44 Мбайт.
  

• 

  5 слайд

  Гибкие магнитные диски. Принцип работы
  Для уменьшения трения внутренняя часть конверта покрывается особым материалом. Через специально сделанные прорези магнитная головка считывания-записи дисковода контактирует с поверхностью диска и производит считывание или запись соответствующей информации. Накопитель на гибких магнитных дисках - сложное механическое устройство, оно требует подключения к компьютеру специального электронного блока-контроллера, который преобразует команды, поступающие от машины к накопителю, и следит за их выполнением, а также управляет процессом обмена данными.
  

• 

  6 слайд

  Гибкие магнитные диски. Основные характеристики
  Составляющими магнитного диска размером 3,5 дюйма и емкостью 1,44 Мбайта (далее рассматривается только он) являются:
  1. крышка защитная металлическая;
  2. пружина для крышки металлическая;
  3. конверт пластмассовый (верхняя и нижняя стороны);
  4. две прокладки из мягкой бумаги;
  5. задвижка защиты от записи пластмассовая;
  6. стабилизатор положения диска металлический;
  7. сердцевина диска металлическая;
  8. круглая запоминающая поверхность диска пластмассовая, покрытая магнитным слоем.
  

• 

  7 слайд

  Жёсткие магнитные диски. История
  C момента своего появления в 50-е годы накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) претерпели не менее существенные изменения, чем все остальные подсистемы компьютера.
  Первый накопитель на жестких магнитных дисках, использующий воздушный зазор между головками и магнитной поверхностью, обладал емкостью 5 млн. символов (символ, в отличие от байта, имеет длину 7 бит). Он размещался на сборке из 50 пластин диаметром 60,9 см.
  

• 

  8 слайд

  Жёсткие магнитные диски. История
  В начале 60-х годов для создания зазора было предложено использовать поток воздуха, образующийся при вращении сборки из пластин, что позволило уменьшить зазор примерно до 20 мкм. Для предотвращения попадания пыли сборка головок и пластин была помещена в герметичный кожух. В кожухе имеется отверстие, прикрытое микропористым фильтром, для выравнивания внешнего и внутреннего давления. Наличие воздуха внутри кожуха принципиально: он необходим для создания воздушной подушки, на которую опирается головка.
  

• 

  9 слайд

  Жёсткие магнитные диски. Принцип работы
  Принцип работы жёстких дисков похож на работу магнитофонов. Рабочая поверхность диска движется относительно считывающей головки. При подаче переменного электрического тока на катушку головки возникающее переменное магнитное поле из зазора головки воздействует на ферромагнетик поверхности диска и изменяет направление вектора намагниченности доменов в зависимости от величины сигнала. При считывании перемещение доменов у зазора головки приводит к изменению магнитного потока в магнитопроводе головки, что приводит к возникновению переменного электрического сигнала в катушке за счёт электромагнитной индукции.
  

• 

  10 слайд

  Жёсткие магнитные диски. Принцип работы
  При работе с магнитными дисками используются следующие понятия.
  Дорожка – концентрическая окружность на магнитном диске, которая является основой для записи информации.
  Цилиндр – это совокупность магнитных дорожек, расположенных друг над другом на всех рабочих поверхностях дисков винчестера.
  Сектор – участок магнитной дорожки, который является одной из основных единиц записи информации. Каждый сектор имеет свой собственный номер.
  Кластер - минимальный элемент магнитного диска, которым оперирует операционная система при работе с дисками. Каждый кластер состоит из нескольких секторов.
  

• 

  11 слайд

  Жёсткие магнитные диски. Основы характеристики
  Интерфейс (interface) - совокупность линий связи, сигналов, посылаемых по этим линиям, технических средств, поддерживающих эти линии, и правил (протокола) обмена. Серийно выпускаемые жесткие диски могут использовать интерфейсы ATA (он же IDE), SATA, SCSI, SAS, FireWire, USB, SDIO и Fibre Channel.
  Ёмкость (capacity) - количество данных, которые могут храниться накопителем. Ёмкость современных устройств достигает 2000 ГБ (2 ТБ). В отличие от принятой в информатике системе приставок, обозначающих кратную 1024 величину, производителями при обозначении ёмкости жёстких дисков используются величины, кратные 1000. Так, ёмкость жёсткого диска, маркированного как «200 ГБ, составляет 186,2 ГиБ.
  Физический размер (форм-фактор) (dimension). Почти все современные (2001-2008 года) накопители для персональных компьютеров и серверов имеют ширину либо 3,5, либо 2,5 дюйма - под размер стандартных креплений для них соответственно в настольных компьютерах и ноутбуках. Также получили распространение форматы 1,8 дюйма, 1,3 дюйма, 1 дюйм и 0,85 дюйма. Прекращено производство накопителей в форм-факторах 8 и 5,25 дюймов.
  Время произвольного доступа (random access time) - время, за которое винчестер гарантированно выполнит операцию чтения или записи на любом участке магнитного диска. Диапазон этого параметра невелик - от 2,5 до 16 мс. Как правило, минимальным временем обладают серверные диски (например, у Hitachi Ultrastar 15K147 - 3,7 мс[5]), самым большим из актуальных - диски для портативных устройств (Seagate Momentus 5400.3 - 12,5[6]).
  Скорость вращения шпинделя (англ. spindle speed) - количество оборотов шпинделя в минуту. От этого параметра в значительной степени зависят время доступа и средняя скорость передачи данных. В настоящее время выпускаются винчестеры со следующими стандартными скоростями вращения: 4200, 5400 и 7200 (ноутбуки), 5400, 7200 и 10 000 (персональные компьютеры), 10 000 и 15 000 об/мин (серверы и высокопроизводительные рабочие станции).
  

• 

  12 слайд

  Жёсткие магнитные диски. Основы характеристики
  Надёжность (reliability) - определяется как среднее время наработки на отказ (MTBF). Также подавляющее большинство современных дисков поддерживают технологию S.M.A.R.T.
  Количество операций ввода-вывода в секунду - у современных дисков это около 50 оп./с при произвольном доступе к накопителю и около 100 оп./сек при последовательном доступе.
  Потребление энергии - важный фактор для мобильных устройств.
  Уровень шума - шум, который производит механика накопителя при его работе. Указывается в децибелах. Тихими накопителями считаются устройства с уровнем шума около 26 дБ и ниже. Шум состоит из шума вращения шпинделя (в том числе аэродинамического) и шума позиционирования.
  Сопротивляемость ударам (G-shock rating) - сопротивляемость накопителя резким скачкам давления или ударам, измеряется в единицах допустимой перегрузки во включённом и выключенном состоянии.
  Скорость передачи данных (Transfer Rate) при последовательном доступе:
  внутренняя зона диска: от 44,2 до 74,5 МБ/с;
  внешняя зона диска: от 60,0 до 111,4 МБ/с.
  Объём буфера - буфером называется промежуточная память, предназначенная для сглаживания различий скорости чтения/записи и передачи по интерфейсу. В современных HDD он обычно варьируется от 8 до 32 МБ.
  

• 

  13 слайд

  Оптические диски. История
  Технология лазерной записи информации на оптические диски появилась на свет задолго до рождения персональных компьютерови разрабатывалась скорее для специальных музыкальных проигрывателей или для дополнительных телеустройств. По утверждению одного из источников, приоритет в разработке «лазерной» технологии принадлежит советским учёным Александру Прохорову и Николаю Басову — создателям тех самых «холодных» лазеров, которые стали основой различных устройств чтения информации не только в компьютерах, но и во множестве другой бытовой техники. В 1964 году оба учёных были удостоены Нобелевской премии. Спустя всего лишь четыре года компанией «Philips» был получен уже и первый патент на способ воспроизведения данных с помощью лазерного луча.
  

• 

  14 слайд

  Оптические диски. История
  Другой американский изобретатель, Джеймс Рассел, считается первооткрывателем способа записи на оптическом носителе цифрового сигнала, который наносился на тонкую металлическую плёнку прожиганием с помощью мощной галогенной лампы.
  Рассел подал заявку на патент в 1966, патент был выдан ему в 1970. После судебного разбирательства, крупнейшие производители оптических дисков, начавшие их массовое производство в начале 1980-х, компании «Sony» и «Philips», были вынуждены заплатить Расселу за соответствующие лицензии.
  

• 

  15 слайд

  Оптические диски. Принцип работы
  В приводе компакт-дисков можно выделить несколько базовых элементов: лазерный диод, сервомотор, оптическую систему (включающую в себя расщепляющую призму) и фотодетектор.
  Принцип работы дисковода напоминает принцип работы обычных дисководов для гибких дисков. Считывание информации с компакт-диска, так же как и запись, происходит при помощи лазерного луча, но, разумеется, меньшей мощности. Поверхность оптического диска (CD-ROM) перемещается относительно лазерной головки постоянной линейной скоростью,  а угловая скорость меняется в зависимости от радиального положения головки.
  

• 

  16 слайд

  Оптические диски. Основы характеристики
  Бесконтактное считывание информации с компакт-диска осуществляется с помощью оптической головки или лазерного звукоснимателя. Оптическая головка состоит из полупроводникового лазера, оптической системы и фотоприёмника, преобразующего световой сигнал в электрический. Считывающий лазерный луч фокусируется на спиральной дорожке с питами, находящимися в глубине диска. Головка никогда не соприкасается с диском – она находится всегда на строго определённом расстоянии от него, обеспечивающем нахождение дорожки из питов в фокусе оптической системы.
  

• 

  17 слайд

  Список использованных источников
  http://museum.lissi-crypto.ru/history/3/
  http://inf1.info/disk
  http://dvdset.ru/nakopiteli-i-privody/nakopiteli-na-gibkih-diskah/gibkie-magnitnye-diski.-dva-osnovnyh-vida.html