Внешние устройства ЭВМ

Внешние устройства ЭВМ

ГБПОУ КК ССХТ

Состав внешних устройств ЭВМ

Внешние устройства делятся на два вида:

• внешние Запоминающие устройства (ЗУ) устройства ввода-вывода .
• внешние Запоминающие устройства (ЗУ)
• устройства ввода-вывода .

Внешние ЗУ

• Предназначены для долговременного хранения данных
• Обладают энергозависимостью
• Имеют намного больший объем, чем основная память ПК

Классификация носителей данных

• жесткие диски
• компактные твердотельные носители
• оптические носители
• магнитооптические носители
• ленточные накопители.

Жесткие диски

Жесткие диски являются основным видом компьютерных накопителей.

Главные качества жесткого диска:

• емкость (объем) используемый интерфейс скорость обмена данными надежность шумность тепловыделение
• емкость (объем)
• используемый интерфейс
• скорость обмена данными
• надежность
• шумность
• тепловыделение

Жесткие диски

Накопитель на жестких магнитных дисках содержит четыре основных элемента: пакет дисковых пластин на вращающейся оси, головки чтения-записи, позиционер, контроллер.

Схема хранения данных на жестком диске

Данные хранятся на пластинах в виде концентрических дорожек, каждая из которых разделена на секторы по 512 байт, состоящие из горизонтально ориентированных доменов.

Характеристики жестких дисков

Плотность записи и емкость диска тесно связаны между собой.

Поверхностная плотность записи зависит от расстояния между дорожками и минимального размера магнитного домена.

Обобщающим критерием выступает плотность записи на единицу площади диска или емкость пластины.

Чем выше плотность записи, тем больше скорость обмена данными между головками и буфером.

Твердотельные носители

Компьютерное немеханическое запоминающее устройство на основе микросхем памяти, которое пришло на смену HDD.

По сравнению с традиционными жёсткими дисками (HDD), твердотельные накопители имеют меньший размер и вес и большую скорость, но в несколько раз большую стоимость за гигабайт и значительно меньшую износостойкость.

Плюсы твердотельных носителей

• полное отсутствие шума
• высокая механическая стойкость
• стабильность времени считывания файлов вне зависимости от их расположения или фрагментации
• скорость чтения/записи выше, чем у распространенных жёстких дисков, и в ряде операций может быть близка к пропускной способности интерфейсов. Твердотельные накопители могут реализовываться с более быстрыми интерфейсами
• количество произвольных операций ввода-вывода в секунду у SSD на порядок выше, чем у жёстких дисков, за счет возможности одновременного запуска множества операций и более низкой латентности каждой операции
• низкое энергопотребление
• намного меньшая чувствительность к внешним электромагнитным полям

Минусы твердотельных носителей

• Главный недостаток NAND SSD — ограниченное количество циклов перезаписи.
• модели накопителей минимального объема обычно имеют немного более низкую производительность в ряде операций за счёт меньшего параллелизма;
• производительность накопителя зачастую может временно снижаться при записи больших объёмов
• применение в SSD-накопителях аппаратной команды TRIM для пометки удаленной информации может сделать невозможным восстановление удалённой информации соответствующими утилитами.
• высокая сложность или невозможность восстановления информации после электрических повреждений
• низкая реальная помехозащищенность операций чтения из ячеек памяти и наличие сбойных ячеек.

Оптические Носители

Диск обычно плоский, его основа сделана из поликарбоната, на который нанесён специальный слой, который и служит для хранения информации. Для считывания информации используется обычно луч лазера, который направляется на специальный слой и отражается от него.

Плюсы оптических носителей

• относительно большой объём
• простота использования,
• распространённость,
• небольшая стоимость
• стойкость к магнитным воздействиям.

Минусы оптических носителей

Основной минус оптических носителей – это крайняя уязвимость к механическим повреждениям (царапины, ультрафиолет, температура)

Магнитооптические носители

Это носитель информации, сочетающий свойства оптических и магнитных накопителей. Для чтения информации используется оптическая система, для записи — одновременно оптическая и магнитная.

Плюсы магнитооптических носителей

• Более низкая подверженность магнитным полям по сравнению с магнитными дисками
• Гарантированное качество записи
• допускается значительное количество циклов стирания-записи, по заявлениям производителей — порядка миллиона
• скорость вращения составляет 3 000—3 600 об/мин, что обеспечивает много большую скорость передачи данных
• носитель полностью размещён внутри защитного корпуса из твёрдой пластмассы, что обеспечивает его лучшую сохранность
• Время хранения данных на MO оценивается в 50 лет

Минусы магнитооптических носителей

• Относительно низкая скорость записи
• Высокое энергопотребление.
• Высокая цена как самих дисков, так и накопителей.
• Малая распространённость.
• Существуют проблемы с чтением картриджей, отформатированных на дисководах другого производителя;

Ленточные накопители

Это запоминающее устройство на принципе магнитной записи на ленточном носителе, с последовательным доступом к данным.

Плюсы ленточных накопителей

• большая ёмкость;
• низкая стоимость и широкие условия хранения информационного носителя;
• стабильность работы;
• надёжность;
• низкое энергопотребление у ленточной библиотеки большого объёма.

Минусы ленточных накопителей

• низкая скорость произвольного доступа к данным из-за последовательного доступа
• сравнительно высокая стоимость устройства записи