Курсовая работа по дисциплине «Организация ЭВМ».
Внешняя память.
Авторы работы:
Александров Николай, студент группы С-34.
Кузьмин Евгений, студент группы С-34.
Руководитель:
д. т. н. профессор С.Т. Мартирасян.
У оперативной памяти есть два важных недостатка. Первый — это цена. Второй недостаток связан с тем, что оперативная память полностью очищается при выключении компьютера, то есть ее нельзя использовать для длительного хранения программ и данных. Поэтому для длительного хранения больших объемов информации нужны другие носители. В качестве таких носителей используют магнитные, оптические, магнитооптические и другие. Скорость обращения к данным у них в тысячи раз меньше, чем у оперативной памяти, но зато меньше цена хранения одного мегабайта, сейчас цена 1 мегабайта порядка одного цента. проблем
В основе действия всех внешних накопительных устройств лежит принцип механического перемещения носителя относительно устройства, выполняющего считывание и запись информации. Чем выше скорость движения, тем быстрее работает устройство. Для достижения сверхвысоких скоростей требуется высочайшая точность изготовления механических частей и герметичное исполнение прибора, исключающее попадание пыли, дыма, влаги и прочего мусора.
Перфорационная карта, перфорированная карта, перфокарта - носитель информации в виде карточки из бумаги, картона, реже из пластмассы, стандартных формы и размеров, на которую информация наносится пробивкой отверстий (перфораций). Перфорационные карты применяют главным образом для ввода и вывода данных в ЭВМ, а также в качестве основного носителя записи в перфорационных вычислительных комплектах. Существует большое число видов карт, различающихся формой, размерами, объёмом хранимой информации, формой и расположением отверстий. В СССР использовали перфорированные карты в основном с 80 колонками (в устаревших моделях вычислительных устройств встречаются 45-колонные), изготовляемые из плотного картона толщиной 0,18 мм в виде прямоугольника со сторонами 187,4 и 82,5 мм. Для удобства подборки и укладки левый верхний угол карты срезан. Колонки размечают поперёк карты; вдоль карта разбивается на 12 строк (10 основных и 2 дополнительные). На одной перфорированной карте можно записать до 80 знаков (примерно 10—15 слов). Скорость обработки машинных перфокарт достигает 2000 карт в 1 мин. Воспроизведение (считывание) информации осуществляется с помощью электромеханических считывателей или фотоэлементами. За рубежом применяли также перфокарты с 90, 40 и 21 колонкой с 6, 12 и 10 строками соответственно. Разновидность перфокарт — карты с краевой перфорацией, применяемые в информационных системах, и карты для пишущих автоматов.
Карта с краевой перфорацией, носитель информации в виде карты из плотной бумаги, тонкого картона или пластмассового листа стандартной формы и размеров, имеющей по краям один или несколько рядов отверстий (перфораций). Информация размещается на средней части карты, а характеризующие ее признаки кодируются системой прорезей от отверстий к краям карты. Поиск и выборка документа в наборе карт производится механическим установлением тождества признаков искомой и имеющейся информации с помощью спиц, которые пропускают через отверстия, соответствующие заданным признакам. Карточки, у которых спицы попали в прорези, механически отделяются от карточек, не имеющих прорезей, т. е. с отличными от заданных признаками. Карточки с краевой перфорацией применяли в информационных системах как средство малой механизации, значительно ускоряющее и упрощающее процесс информационного поиска.
Магнитная лента
Магнитная лента представляет собой тонкую гибкую ленту, состоящую из основы и магнитного рабочего слоя. Рабочие свойства М. л. характеризуются её чувствительностью при записи и искажениями сигнала в процессе записи и воспроизведения. Наиболее широко применяется многослойная М. л. с рабочим слоем из игольчатых частиц магнитно-твёрдых порошков гамма-окиси железа (-Fe2O3), двуокиси хрома (CrO2) и гамма-окиси железа, модифицированной кобальтом, ориентированных обычно в направлении намагничивания при записи. В 1973 фирмой «Филипс» (Нидерланды) разработан высококачественный порошок с очень мелкими игольчатыми частицами железа. В качестве основы М. л. используются полиэтилентелефталатная (лучшая), поливинилхлоридная, ди- и триацетатная плёнки. Рабочий слой наносится на основу в виде магнитного лака, состоящего из магнитного порошка, связующего вещества, растворителя, пластификатора и различных добавок, улучшающих качество М. л. После нанесения магнитного лака и его затвердевания М. л. сматывается в рулоны, а затем разрезается на полосы нужной ширины. Для улучшения качества поверхности рабочего слоя М. л. каландрируют или полируют. М. л. желательно хранить в помещении с кондиционированным и обеспыленным воздухом при температуре 20 ± 5 °С и относительной влажности 60 ± 5%. Для работы в особо тяжёлых климатических условиях применяют металлические или биметаллические М. л.
Ширина и толщина М. л. зависят от её назначения. В звукозаписи используют М. л. шириной 3,81 и 6,25 мм и толщиной 9, 12, 18, 27,37 и 55 мкм (кассетные и катушечные бытовые магнитофоны, студийные магнитофоны). Видеозапись осуществляется на М. л. шириной 50,8 и 25,4 мм и толщиной 37 мкм (студийные видеозаписи), 6,25 и 12,7 мм при толщине 37 мкм (бытовые видеомагнитофоны). В запоминающих устройствах применяют М. л. шириной 12,7 мм и толщиной 37 мкм (в ЭВМ первого «поколения» использовались также М. л. шириной 19,05 и 35 мм при толщине свыше 50 мкм). В измерительной аппаратуре применяются М. л. шириной 6,25 мм и толщиной 18 мкм, а также 12,7 и 25,4 мм и толщиной 37 мкм. В кино используют перфорированные М. л. шириной 35 мм и толщиной 150 мкм. В СССР тип М. л. обозначается комбинацией из пяти элементов: первый элемент — буква, обозначает назначение (например, А — звукозапись; Т — видеозапись и так далее); второй элемент — цифра (от 0 до 9), указывает на материал основы; третий элемент — цифра (от 0 до 9), обозначает толщину М. л. (например, 2 — 18 мкм; 3 — 27 мкм и т.д.); четвёртый элемент — цифра (от 01 до 99), обозначает технологическую разработку; пятый элемент — ширина М. л. в мм. Иногда ставят шестой дополнительный буквенный индекс: П — для перфорированных М. л.; Р — для М. л. к студийным магнитофонам; Б — для М. л. к бытовым магнитофонам. Например, А-4402-6 обозначает М. л. для звукозаписи на лавсановой основе, толщиной 37 мкм, шириной 6,25 мм (технологическая разработка — 02).
Разрабатываются металлизированные М. л. с тонким рабочим слоем из сплавов Со—Ni, Со—Р, Со—N—Р и Со—W, нанесённым электроосаждением, химическим восстановлением или напылением в вакууме.
Ярким примером магнитной ленты является компакт кассета .
Компа́кт-кассе́та (аудиокассе́та или просто кассе́та) — носитель информации на магнитной ленте, во второй половине 20 века— распространённый медианоситель для звукозаписи.
Массовое производство компакт-кассет впервые было организовано в Ганновере в 1964 году. В в 1965 году корпорацией Philips было запущено производство музыкальных кассет, а в сентябре 1966 года музыкальные кассеты были представлены в США.
Первоначальное предложение компании Philips состояло из 49 наименований. Компакт-кассеты того времени были предназначены для диктофонов и для использования в специальной аппаратуре. Они совершенно не подходили для записи музыки. Кроме того, конструкция кассет ранних моделей была ненадёжной.
В 1971 году компания Advent Corporation впервые представила кассету c магнитной лентой на основе оксида хрома . Появление этих кассет кардинально изменило судьбу этого вида носителей аудиоинформации. Качество звука на них было намного выше. Это привело к появлению кассет с записанной на них (в фабричных условиях) музыкой (фонограммой), кроме того, кассеты начали использоваться для самостоятельной записи музыки.
Корпус имеет размеры 100,4 × 63,8 × 12,0 миллиметров и сделан из пластмассы; в дешёвых моделях каждая половинка корпуса представляет собой единую деталь из прозрачного пластика (в кассетах более раннего производства это также непрозрачный чёрный или белый пластик, он немного уступает в привлекательности прозрачному, однако менее подвержен растрескиванию при механических воздействиях), в более дорогих возможны составные конструкции. Внутри кассеты находятся две катушки с лентой диаметром до 52,0 мм при намотке всей ленты на одну катушку (однако при использовании более тонкой пленки 18 мкм для 90-минутных кассет 60-минутная кассета будет иметь диаметр полной катушки около 42 мм); расстояние между осями катушек 42,5 мм. Длина плёнки для 90-минутных кассет составляет 135 метров при толщине 18 мкм. Плёнка помещается на пластмассовую катушку внешним диаметром не менее 20,0 мм (как правило диаметр сердечника составляет 22 мм), содержащую шесть зубцов, захватываемых валами лентопротяжного механизма, и втулку, крепящую конец ленты к катушке. Между катушками и половинками корпуса прокладываются пластины-щёчки из полимерной плёнки, иногда с нанесением антифрикционного материала (графит?) или на бумажной основе, уменьшающие трение. Кассеты могут собираться на пяти саморезах (разборные) или быть неразборными (некоторые кассеты фирмы TDK имеют четыре самореза по краям, а в центре направляющую). Лента, сматываемая с подающей катушки, проходит через пару направляющих роликов (в нижних углах корпуса), задающих положение ленты — строго по оси корпуса.
Снизу корпус кассеты имеет пять окон (общая ширина, включая перегородки, 67,0 мм), через которые осуществляется доступ к ленте:
- Для стирающей головки (в прямом направлении) или прижимного ролика (в обратном)