Флэш-память

Флэш-память по определению относится к РПЗУ с электрическим стиранием, но использует особую технологию построения запоминающих ячеек. Стирание во флэш-памяти производится сразу для целой области ячеек (блоками или всей микросхемы).

Каждая ячейка флэш-памяти состоит из одного полевого транзистора. Ячейки организованы в матрицу. Чистые ячейки содержат 1 во всех битах, при записи нужные биты обнуляются. В единичное состояние ячейки переводятся при стирании, причем для всей матрицы сразу. Чтение производится стандартно – подачей адреса. Запись происходит сложнее – для программирования каждого байта приходится выполнять запись и считывание всей микросхемы, но при этом шинные циклы типичны для процессора, а не растянутые, поэтому можно программировать прямо в устройстве.

Флэш-память имеет время доступа при чтении 35 нс, стирание всей микросхемы – доли секунд, запись байта – порядка мкс. По организации массива в плане стирания все современные микросхемы разбиты на отдельно стираемые блоки разного или одинакового размера.

Флэш-память применяется для хранения BIOS, в модемах, в цифровых фотоаппаратах и цифровых видеокамерах. Применяется она в виде внешней памяти в цифровых плеерах, носимых ПК и т.д.

Внешние запоминающие устройства. ВЗУ можно разделить на следующие классы:

1) по типу доступа:

- с произвольным доступом (диски, флэш-карты);

- с последовательным доступом (ленты);

2) по используемой технологии записи/считывания информации:

- с магнитными носителями (НЖМД, НГМД);

- с оптическими носителями (CD, DVD);

- использующие флэш-память;

3) по типу носителя:

- с постоянным носителем (жесткие диски)

- со сменными носителями (гибкие диски, сменные пакеты жестких дисков, картриджи стримеров).

Накопители на магнитных лентах. Эти накопители относятся к классу ВЗУ последовательного доступа. Доступ к требуемой информации требует перемотки предшествующей части. Магнитные ленты для цифровой записи размещаются на кассетах или бобинах. Принципы размещения информации: 1) информация размещается в виде блоков (массивов данных фиксированной или переменной длины); 2) информационные блоки разделены пустыми промежутками; 3) блоки разделяются на информационные и служебные, которые распознаются устройством; 4) физическое начало и конец ленты определяются оптическим или механическим образом. Магнитные ленты используются при организации больших информационных архивов и фондов пакетов программ. Стример – устройство для резервного копирования больших объемов информации. В качестве носителей применяются кассеты с магнитной лентой емкостью 1 – 2 Гбайт и более. Встроенные в стример средства аппаратного сжатия информации позволяют уплотнять ее физически перед записью и восстанавливать после считывания, что увеличивает объем. Недостаток стримера – сравнительно низкая скорость записи, поиска и считывания информации.

Накопители на магнитных дисках (НМД). НМД получили широкое распространение. Они делятся на два типа: накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) и накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД). В них каждая запись имеет свой уникальный адрес, обеспечивающий непосредственный (минуя остальные записи) доступ к ней. В НМД имеется возможность последовательного доступа к информации. Конструкция НМД сложнее и они дороже, чем НМЛ. Поверхность форматированного диска, как гибкого, так и жесткого, разделена на дорожки, которые делятся на секторы. Диск имеет четыре измерения: сторона диска или номер пластины диска (вертикальное измерение); дорожка или цилиндр (радиальное измерение); сектор внутри дорожки (измерение по окружности); количество данных в секторе. Накопители НГМД имеют такое достоинство, как высокий уровень стандартизации, и их можно использовать, как универсальное средство обмена между различными ЭВМ. НГМД состоит из следующих частей: корпуса, механизма фиксации и привода дискеты, блока магнитных головок.

Блок магнитных головок включает в себя каретку, на которой закреплены магнитные головки, шаговый двигатель, преобразующий вращательное движение в поступательное движение каретки и механизм прижима головки. При записи в соответствии с уровнями (1 и 0) происходит намагничивание поверхности диска, присчитывании, намагниченные зоны наводят в головке электрический сигнал, который потом декодируется.

В НЖМД (винчестер) в качестве носителей информации используется пакет магнитных дисков, закрепленных на одном стержне, вокруг которого они вращаются с постоянной скоростью. Поверхность магнитного диска, покрытая ферромагнитным слоем, называется рабочей. Каждый магнитный диск пакета, кроме верхнего и нижнего, имеет две рабочих поверхности.

Число магнитных головок равно числу рабочих поверхностей на одном пакете дисков. Хранимая информация изменяет направление намагниченности дорожки. Скорость передачи данных в НЖМД составляет 10 – 40 Мбайт/сек.

Накопители на компакт-дисках. Они относятся к оптическим ВЗУ. Эти накопители имеют высокую плотность записи, на несколько порядков выше, чем для магнитных носителей. Информация на оптическом диске CD представляется в виде углублений и выступов на диске, расположенных на спиральной дорожке, выходящей из области вблизи диска. На каждом дюйме по радиусу диска размещается 16 тысяч витков спирали. Емкость CD составляет 780 Мбайт. Считывание информации производится лазерным лучом, который направляется на поверхность вращающегося диска, вдоль дорожек которого располагаются впадины, отражающие луч в направлении фотодетектора, фиксирующего записанные двоичные данные.

Диски CD бывают двух видов:

1. однократно записываемые CD-R диски имеют покрывающий основу слой органического красителя, поверх которого нанесено светоотражающее напыление, при этом при записи фрагменты красителя выжигаются;

2. перезаписываемые диски CD-RW (CD-E) под отражающим слоем имеют регистрирующий слой, который может менять свое состояние между поликристаллическим и аморфным, прозрачность слоя зависит от его состояния и при перезаписи состояние отдельных участков изменяется

Разновидность компакт-дисков

PC CD-ROM – диски с файлами данных для IBM PC.

MAC CD-ROM – диски с файлами данных для ПК Макинтош.

CD-R и CD-RW – чистые диски для записи и перезаписи.

CD-DA – традиционный стандарт аудиозаписи (до 99 треков, до 74 минут).

CD-Text – формат, предложенный фирмой Филлипс для записи текстовой информации на аудиодиск.

CD-Graphics – формат для записи графики. Графика записывается с разрешением 288x24 (2 цвета), 288x192 (16 цветов).

Photo CD – хранение изображений в формате Kodak.

Video CD – высококачественная цифровая запись.

CD Plus, CD Extra – мультимедийные диски.

Магнитооптические накопители. Магнитооптический диск представляет собой поликарбонатную подложку толщиной 1.2 мм, на которую нанесено несколько тонкопленочных слоев: защитный слой, отражающий слой, диэлектрические слои, которые теплоизолируют магнитный слой, магнитный слой – хранитель информации.

Технология записи такова: лазерный луч нагревает точку на диске, а электромагнит изменяет магнитную ориентацию этой точки, в зависимости от того, что необходимо записать (0 или 1). Считывание производится лазерным лучом меньшей мощности, который отражаясь от этой точки, меняет свою полярность.

МО-диски выпускаются двух размеров:3,5 дюйма, (содержит 500 Мбайт данных) и 5,25 дюйма (содержит 2,3 Гбайт данных).

Магнитооптические накопители выпускаются двух типов: перезаписываемые и типа WORM 9однократная запись – многократное чтение).

Относительно недавно появились FMD – флюоресцентные многослойные диски. Этот диск монолитен и разделен по вертикали на условные области – слои. Материал, содержащий записанную информацию, не отражает, а излучает световые волны. При освещении полупроводниковым лазером с определенной длиной волны, вещество начинает излучать, сдвигая спектр излучения на величину, зависящую от толщины слоя. Выбирая толщину слоя такой, чтобы спектр отраженного света получался смещенным относительно длины волны излучающего лазера на строго определенную величину, можно с высокой точностью записывать информацию вглубь диска, и потом считывать ее. Такой диск назвали трехмерным.

Дата добавления: 2014-12-16