Перспективы развития запоминающих устройств ПК

В персональных компьютерах «памятью» часто называют один из её видов — динамическая память с произвольным доступом (DRAM), — которая в настоящее время используется в качестве ОЗУ персонального компьютера.

Практически все компьютеры используют три вида памяти: оперативную, постоянную и внешнюю.

Наиболее известные запоминающие устройства, используемые в персональных компьютерах: модули оперативной памяти (ОЗУ), жёсткие диски (винчестеры), дискеты (гибкие магнитные диски), CD- или DVD-диски, а также устройства флеш-памяти.

Оперативная память предназначена для хранения переменной информации, так как допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения микропроцессором вычислительных операций. Таким образом, этот вид памяти обеспечивает режимы записи, считывания и хранения информации. Поскольку в любой момент времени доступ может осуществляться к произвольно выбранной ячейке, то этот вид памяти называют также памятью с произвольной выборкой – RAM (Random Access Memory). Для построения запоминающих устройств типа RAM используют микросхемы статической и динамической памяти.

Постоянная память, где храниться такая информация, которая не должна меняться в ходе выполнения микропроцессором программы, имеет собственное название – ROM (Read Only Memory), которое указывает на то, что обеспечиваются только режимы считывания и хранения. Постоянная память обладает тем преимуществом, что может сохранять информацию и при отключенном питании. Это свойство получило название энергонезависимости. Все микросхемы постоянной памяти по способу занесения в них информации (программированию) делятся на масочные (ROM), программируемые изготовителем, однократно программируемые пользователем (Programmable ROM) и многократно программируемые пользователем (Erasable PROM). Последние в свою очередь подразделяются на стираемые электрически и с помощью ультрафиолетового облучения. К элементам EPROM с электрическим стиранием информации относятся и микросхемы флэш-памяти (flash). От обычных EPROM они отличаются высокой скоростью доступа и быстрым стиранием записанной информации.

Внешняя память реализована обычно на магнитных или оптических носителях.

Внешнее запоминающее устройство (ВЗУ). Сохранение информации для последующего её использования или передачи другим людям имело определяющее значение для развития цивилизации. До появления ЭВМ человек научился использовать для этой цели множество средств: книги, фотографии, магнитофонные записи, кинопленки и т. п. Возросшие к концу ХХ века потоки информации, необходимость её в больших объёмах и появление ЭВМ способствовали разработке и применению носителей информации, обеспечивающих возможность её долговременного хранения в более компактной форме. К таким носителям при использовании современных моделей компьютеров четвертого поколения относятся гибкие и жесткие магнитные диски и так называемые диски CD-ROM, составляющие внешнюю память компьютера. Отметим, что помимо сохранения информации после выключения компьютера эти носители также обеспечивают перенос информации с одного компьютера на другой, что особенно важно в случае отсутствия возможности использования компьютерных сетей, и позволяют практически неограниченно увеличить общую память компьютера.

Устройства, которые обеспечивают запись информации на носители, а так же её поиск, считывание и воспроизведение в оперативную память, называют накопителями. В основу записи, хранения и считывания информации положены два принципа – магнитный и оптический, что обеспечивает сохранение информации и после выключения компьютера. В основе магнитной записи – преобразование цифровой информации в переменный электрический ток, который сопровождается переменным магнитным полем.

Жесткие диски. Накопители на жестком диске (они же жесткие диски, они же винчестеры) предназначены для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером: программ операционной системы, часто используемых пакетов программ, редакторов документов, трансляторов с языков программирования и т. д.^[26] Большинство жёстких дисков, рассчитанных на установку в настольные ПК, имеют скорость вращения шпинделя 7200 об./мин., ноутбучные накопители – 5400 об./мин., старые мобильные накопители – 4200 об./мин. Серверные решения имеют более внушительные характеристики – 10000 или 15000 об./мин.

CD,DVD накопители. Компакт-диск - оптический диск, состоящий из прозрачной полимерной основы диаметром 12 см и толщиной 1.2 мм. Двоичная информация на компакт-дисках представляется последовательным чередованием углублений (pits; ямки) и основного слоя (land; земля). Емкость CD - 650 или 700 Мбайт. Накопители CD записываются один раз. Накопители CD-RW позволяют записывать не только диски с однократной записью, но и перезаписываемые. отличие от CD-ROM, которые бывают только односторонними и однослойными, DVD могут быть также двухслойными и двусторонними. Таким образом, существует 4 варианта DVD-дисков: DVD-5 (односторонний однослойный, емкость 4,7 Гбайт), DVD-9 (односторонний двухслойный, 8,5 Гбайт), DVD-10 (двусторонний однослойный, 9,4 Гбайт) и DVD-18 (двусторонний двухслойный, 17 Гбайт).

Флэш-память. Флэш-память - особый вид энергонезависимой перезаписываемой полупроводниковой памяти. Информация, записанная на флэш-память, может храниться очень длительное время (от 20 до 100 лет), и способна выдерживать значительные механические нагрузки (в 5-10 раз превышающие предельно допустимые для обычных жёстких дисков). Основное преимущество флэш-памяти перед жёсткими дисками и носителями CD-ROM состоит в том, что флэш-память потребляет значительно (примерно в 10-20 и более раз) меньше энергии во время работы. В устройствах CD-ROM, жёстких дисках, кассетах и других механических носителях информации, большая часть энергии уходит на приведение в движение механики этих устройств. Кроме того, флэш-память компактнее большинства других механических носителей.

Безусловно, флэш — перспективная технология. Однако, несмотря на высокие темпы роста объемов производства, устройства хранения данных, основанные на ней, еще достаточно дороги, чтобы конкурировать с жесткими дисками для настольных систем или ноутбуков. В основном, сейчас сфера господства флэш-памяти ограничивается мобильными устройствами флэш-дисками и внутренними и внешними накопителями SSD, а также картами памяти. Также флэш применяется в качестве замены жестких дисков в бюджетных моделях ноутбуков. Для домашних компьютеров очень заманчиво, хотя и неоправданно дорого, выглядит использование SSD-накопителя в качестве системного диска.

Инновационные технологии с молниеносной скоростью врываются во все области нашей жизни и то, что вчера еще казалось непостижимым и научной фантастикой, становится реальностью. На сегодняшний день SSD накопители, которые многие считают прекрасной альтернативой распространенным накопителям на жестких дисках, начинают небольшими темпами отвоевывать долю рынка у своих предшественников. Однако процесс их совершенствования в полном разгаре и недалек тот час, когда они станут доступны для массового покупателя и наиболее распространенным решением хранения данных в ноутбуках, а жесткие диски уйдут в историю, как некогда дискеты. Но это всего лишь предположение, которое имеет право на жизнь.

Также нельзя забывать про многочисленные SD карты памяти, используемые в качестве переносной памяти в различны мобильных устройствах – мобильных телефонах, фотоаппаратах, видеокамерах и т.д. Специфика этих устройств, за исключением некоторых дорогих моделей использующих НЖМД в качестве основной памяти или возможностью сбрасывать отснятый материал на «болванки», не позволяет использовать другие типы памяти. Поэтому в данной категории устройств, накопители на флэш памяти практически не испытывают конкуренции с другими типами накопителей.

Производители традиционных НЖМД тоже не стоят на месте - ученые из Hitachi Global Storage Technologies разработали метод при котором достигается плотность записи в 1,5 Пб на см², а экспериментальная скорость записи достигла 250 Мбит/с^[27].

В конце 2006 года консорциум INSIC (Information Storage Industry Consortium), который объединяет ведущих производителей и исследовательские центры по технологиям хранения данных, представил обзор развития архивных накопителей на ближайшие 5-10 лет. В данном обзоре основная роль была отведена новому поколению оптических библиотек, использующих новые носители Blu-ray.

По мнению экспертов, широкие перспективы технологии "голубого лазера" заключаются в следующем. Прежде всего - это универсальность: Blu-ray принят в качестве предпочтительного архивного носителя в основных секторах IT-индустрии, а также в таких специфических областях, как радио- и телевещание, медицина, охрана правопорядка, издательское дело и многих других. Благодаря этому диски BD становятся стандартом архивных носителей, поскольку другие типы – жесткие диски, магнитные ленты, не соответствуют требованиям нормативных документов по созданию электронных архивов.

Долговечность BD (более 50 лет), их емкость (50ГБ, в перспективе до 200ГБ) и скоростные характеристики (от 9 МБ/с) позволяют этим дискам обеспечить создание уникальных по конкурентоспособности систем архивирования. Применение Blu-ray во многих индустриальных областях приведет к росту производства носителей, и следовательно к падению стоимости носителей порядка 50% в год.

В долгосрочной перспективе, распространяющейся на срок после 2012 года, ожидается, что Blu-ray будет оставаться единственной IT-технологией, применяющейся как на потребительском рынке, так и на профессиональном рынке, что еще больше повысит ее ценовую конкурентоспособность.

Не успели носители blu-ray обосноваться на нашем рынке, формат DVD все еще занимает лидирующие позиции на рынке, как уже стандартизирован[28] новый формат – голографический многоцелевой диск (Holographic Versatile Disc) HVD. Емкость носителя примерно 3,9 Тб. Этот тип носителя предназначен для корпоративных пользователей и госучреждений. Так что не исключено что через несколько лет появятся бытовые HVD приводы, которые со временем вытеснят «устаревший» Blu-ray.

.

Заключение

Современный компьютер – это универсальное, многофункциональное, электронное автоматическое устройство для работы с информацией. Компьютеры в современном обществе взяли на себя значительную часть работ, связанных с информацией. По историческим меркам компьютерные технологии обработки информации ещё очень молоды и находятся в самом начале своего развития. Ещё много потоков информации, не вовлеченных в сферу действия компьютеров. Компьютерные технологии сегодня преобразуют или вытесняют старые (докомпьютерные) технологии обработки информации. Текущий этап завершится построением в индустриально развитых странах глобальных всемирных сетей для хранения и обмена информацией, доступных каждой организации и каждому члену общества. Надо только помнить, что компьютерам следует поручать то, что они могут делать лучше человека, и не употреблять во вред человеку, обществу.

На сегодняшний день в мире существует более 130 миллионов компьютеров и более 80 % из них объединены в различные информационно-вычислительные сети от малых локальных сетей в офисах до глобальных сетей типа Internet. Всемирная тенденция к объединению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение передачи информационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений (факсов, E-Mail писем и прочего) не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из любой точки земного шара, а так же обмен информацией между компьютерами разных фирм производителей работающих под разным программным обеспечением.

Развитие идет также по пути "интеллектуализации" компьютеров, устранения барьера между человеком и компьютером. Компьютеры будут способны воспринимать информацию с рукописного или печатного текста, с бланков, с человеческого голоса, узнавать пользователя по голосу, осуществлять перевод с одного языка на другой.

Главным выводом можно считать тот факт, что разнообразие существующих на сегодняшний момент научных разработок в области микроэлектроники, а также обширности накопленных знаний в области других научных дисциплин позволяет надеяться на создание “суперкомпьютера”, который будет доступен по цене всем желающим и будет справляться со всеми поставленными перед ним задачами, а область применения ЭВМ станет чрезвычайно обширной:

• по мере поступления рыночной информации автоматически управлять процессами производства продукции;

• накапливать человеческие знания и обеспечивать получение необходимой информации в течение нескольких минут;

• регулировать движение всех видов транспорта;

• ставить диагнозы в медицине;

• обрабатывать налоговые декларации;

• создавать новые виды продукции;

• вести домашнее хозяйство;

• и главное это будущее ЭВМ сможет вести диалог с человеком.

В настоящий момент мы, конечно же, даже не можем себе представить, как достичь этих невероятных пределов. Но ученые по крупицам собирают некие физические сведения, которые не ясны простому человеку и если развитие ЭВМ будет идти теми же темпами, все описанное станет реальностью через каких-нибудь две сотни лет.

В компьютерах пятого поколения происходит качественный переход от обработки данных к обработке знаний.

Было определено, что основной проблемой до сих пор остается безопасность, как для человека, так и для самих ПК.

А так-же будет увеличиваться производительность, быстродействие, тактовая чистота системной платы и тактовая частота микропроцессора.

Оперативная память будет увеличивать емкость и количество циклов записи.

Внешние запоминающие устройства благодаря новым технологиям увеличивают свою емкость, скорость чтения, запись информации и срок эксплуатации.

Стремительное развитие компьютерных технологий значительно меняет нашу жизнь. Главное, чтобы производители персональных компьютеров в гонке за совершенствованием технической базы и увеличением объема продаж не забывали о том, что персональный компьютер должен быть в первую очередь полностью безопасным для человека.

Будущие инновации ИТ-индустрии, по моему мнению, будут сосредоточены вокруг 64-битной вычислительной платформы, разработки более естественных интерфейсов, унифицированных систем коммуникаций и веб-сервисов. 64-битные платформы с многоядерными процессами обеспечат быстроту не только за счёт более скоростных процессоров, но и за счёт увеличения системной памяти. Эти технологии найдут своё применение и в мобильных устройствах, включая телефоны. Большая часть того, что продаётся в серверном и даже в потребительском пространстве, будет обладать 64-битными возможностями.

Для отрасли это означает появление новых драйверов для периферии. Платформа ПК продолжит изменяться в разных форм-факторах, в частности, компьютеры будут встраиваться в холодильники, игрушки и другие приборы, а также станут более мобильными и будут постоянно подключены к интернету.

Дата добавления: 2014-12-27