Общие сведения. Устройства хранения данных

Устройства хранения данных

Контроллеры

Системная плата, помимо рассмотренных элементов, содержит ряд дополнительных, которые обеспечивают нормальное функционирование системы и во многом определяют качество системной платы и компьютера в целом.

К таким компонентам относятся:

· контроллер прерываний;

· контроллер клавиатуры;

· контроллеры ввода-вывода, обслуживающие дисководы гибких дисков и порты;

· преобразователь напряжения;

· тактовый генератор;

· таймер.

Современная компьютерная система - это сложная электронно-программная система, ориентированная на одновременное выполнение нескольких задач, что способствует производительности ПК. На заре компьютеризации исполнение программ велось последовательным способом - следующая программа начинала выполняться только тогда, когда заканчивалось выполнение текущей программы. В современных системах параллельно выполняются сразу несколько задач. Компьютер определяет, какая из задач является наиболее важной и выполняет ее в первую очередь. Поступление сигнала о необходимости перехода к исполнению "внеочередной" задачи подает блок аппаратных прерываний, который указывает процессору, к какой программе и по какому адресу тот должен обратиться. При этом обмен информацией может происходить "побайтно" через центральный процессор, а может в "пакетном режиме" напрямую между двумя устройствами, минуя центральный процессор. Второй вариант обмена данными организуется блоком прямого доступа к памяти.

Основной функцией контроллера прерываний является обработка запросов от устройств ПК, для каждого из которых определен свой уровень важности — приоритет. В соответствии с приоритетом устройств устанавливается очередность обработки микропроцессором запросов от этих устройств.

Все современные ПК содержат 16 линий запроса прерывания (Interrupt ReQuest, IRQ). Приоритет убывает в порядке возрастания номера линии

Различают устройства хранения информации, реализованные в виде электронных схем, и накопители информации, при помощи которых данные записываются на какой-либо носитель, например магнитный или оптический (ранее использовались даже бумажные носители- перфокарты и перфоленты). Устройства, представляющие собой электронные схемы, отличаются небольшим временем доступа к данным, но не позволяют хранить большие объемы информации. Накопители информации наоборот дают возможность хранить большие объемы информации, но время ее записи и считывания там велико. Поэтому эффективная работа на компьютере возможна только при совместном использовании накопителей информации и устройств хранения, реализованных в виде электронных схем.

Выше было зафиксировано, что память ПК подразделяется на внутреннюю и внешнюю. Внутренняя память уже рассмотрена в п. 4.2 и надо отметить, что физической основой внутренней памяти, как было показано ранее, являются электронные схемы (ПЗУ, ОЗУ), отличающиеся высоким быстродействием. Однако, они не позволяют хранить большие объемы данных. Кроме этого, основная внутренняя память — оперативная является энергозависимой, т.е. при отключении ПК ее содержимое стирается. Вследствие этого возникает необходимость в средствах длительного хранения больших объемов данных. В персональных компьютерах эта функция возложена на внешнюю память, которая по своим характеристикам в противоположность внутренней памяти, является медленной, энергонезависимой и практически неограниченной.

Внешняя память используется для длительного хранения большого объема данных и программ.

Внешняя память — это память, реализованная в виде внешних, относительно материнской платы, устройств с разными принципами хранения информации и типами носителей (рис. 4.7), предназначенных для долговременного хранения данных. Устройства внешней памяти могут размещаться как в системном блоке компьютера, так и в отдельных корпусах.

Рис.4.7. Устройства хранения данных

При изучении носителей важно иметь представление о физических принципах, положенных в основу записи и чтения данных. В современных компьютерах сочетаются три вида носителей, отличающиеся физическим принципом организации памяти: электрические, магнитные, оптические.

Накопитель представляет собой совокупность носителя данных и соответствующего привода. Различают накопители со сменными и постоянными носителями.

Привод — это объединение механизма чтения-записи с соответствующими электронными схемами управления. Его конструкция определяется принципом действия и видом носителя.

Носитель — это физическая среда хранения информации. По внешнему виду может быть дисковым или ленточным. По способу запоминания различают магнитные, оптические и магнитооптические носители. Ленточные носители могут быть только магнитными, в дисковых носителях используют магнитные, магнитооптические и оптические методы записи считывания информации.

Рассмотрим более детально накопители на магнитных носителях, из которых наиболее широко применяются накопители на жестких магнитных дисках (выпуск накопителей на гибких магнитных дисках в настоящее время прекращен).

Дата добавления: 2014-10-15