Внешние запоминающие устройства (ВЗУ).

Устройство ЭВМ. Общие сведения

Требования к ТО

Техническое обеспечение САПР

Техническое обеспечение САПР представляет собой coвокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств (ТС), предназначенных для автоматизированного проектирования (ГОСТ 23501.17–82).

Это устройства ввода, вывода, обработки и хранения информации, а также средств дистанционной передачи данных, образующих информационно-вычислительную систему, которая может быть представлена персональным компьютером с набором устройств ввода-вывода, графической станцией, содержащей несколько компьютеров, и сетью вычислительных машин.

В процессе автоматизированного проектирования к техническому комплексу САПР предъявляются следующие требования:

§ применение ТС непосредственно на рабочих местах проектировщиков;

§ обеспечение наибольших удобств и наглядности работы проектировщиков соответствующими инструментами САПР;

§ возможность параллельной работы многих проектировщиков разных категорий над одним проектом;

§ эффективность ввода, хранения и отображения проектной информации;

§ высокая точность и скорость вычислений;

§ совместимость с имеющимися ресурсами предприятия;

§ выдача результатов проектирования в виде проектной документации или непосредственно на технологическое оборудование.

В настоящее время наиболее массовыми техническими компонентами любой информационной технологии являются персональные компьютеры (ПК). Это новый класс средств вычислительной техники, отличающийся высокой надёжностью, дешевизной, компактностью, малым потреблением энергии.

Компьютер – это универсальное электронное устройство, необходимое для поиска, сбора, хранения, преобразования и использования информации в самых различных сферах человеческой деятельности.

Всё многообразие компьютеров имеет общую принципиальную схему или архитектуру.

Устройства ввода и вывода обеспечивают ввод информации в память ЭВМ и выдачу её наружу, т.е. обмен информацией с внешним миром.

Процессор – это своего рода «мозг» ЭВМ. Он руководит совместной работой всех устройств, осуществляет вычисления, преобразования символов и пересылает их по линиям связи с одних устройств ввода - вывода на другие.

Процессор персонального компьютера содержит:

§ основной микропроцессор, управляющий работой ЭВМ и выполняющий все преобразования информации;

§ оперативную память, в которой располагаются программы, выполняемые компьютером и используемые программами данные;

§ электронные схемы (контроллеры), управляющие работой различных устройств, входящих в компьютер (монитора, накопителей на магнитных дисплеях и т.д.);

§ порты ввода-вывода, через которые процесс обменивается данными с внешними устройствами.

В памяти компьютера хранятся программы и обрабатываемая информация для текущего и будущего использования. Память хранит информацию, передает её на обработку процессору и принимает от него полученную в результате обработки новую информацию. Вся память ЭВМ по особенностям организации и использования подразделяется на внутреннюю и внешнюю.

Основную часть внутренней памяти образуют оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). ОЗУ служит для хранения информации во времени её обработки.

Информация в ПЗУ вносится при изготовлении ПК.

Внешняя память используется в компьютерах для длительного хранения больших объёмов информации (программы и данные к ним), которые невозможно обеспечить с помощью устройств внутренней памяти. Реализуется внешняя память на дискетах, дисках, кассетах.

Различают внешнюю архитектуру ЭВМ (то, что видят люди, которые используют машины для своих целей) и внутреннюю архитектуру ЭВМ (то, из чего состоит машина и на чем основаны накопление, обработка и передача информации внутри машины).

Внешняя архитектура ЭВМ. В состав ПЭВМ включены следующие устройств.: процессор, клавиатура, монитор (дисплей), накопители (дисководы) для гибких магнитных дисков, накопитель на жестком диске (винчестер). Кроме того, к компьютеру могут подключаться принтер, мышь и т.д.

Внутренняя архитектура ЭВМ. Связь и обмен информацией между компонентами ЭВМ осуществляется с помощью магистрали. Магистраль – это общая линия проводов, к которой параллельно подсоединяются все компоненты ЭВМ (модули).

Подсоединяя к магистрали разные наборы модулей, можно получать различные ЭВМ.

Такой магистрально-модульный принцип построения ЭВМ получил широкое распространение, т.к. обладает важными достоинствами:

1. Процессор управляет устройствами с помощью тех же программ, которыми он работает с памятью, (т.е. не нужны специальные программы).

2. Можно подключать к магистрали новые внешние устройства. При этом не потребуется никаких изменений в уже существующих устройствах, процессоре, памяти.

3. Из готовых модулей можно легко составлять ЭВМ разной мощности и назначения. Состав ЭВМ можно легко менять в процессе эксплуатации.

Внешние запоминающие устройства – внешняя память – обладает большой емкостью, но уступает в быстродействии ОЗУ и применяется для долговременного хранения информации, реже используемой в вычислительном процессе, которая затем переписывается в ОЗУ для исполнения процессором. ВЗУ состоит из накопителя и контроллера.

Накопители позволяют переносить документы и программы с одного компьютера на другой, хранить информацию, не используемую постоянно на компьютере, делать архивные копии информации, содержащейся на жестком диске.

Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) – малогабарит­ные ВЗУ, в которых в качестве носителя информации используется гиб­кий диск (дискета, флоппи-диск).

Накопители на магнитных дисках (НМД) – накопители ВЗУ прямо­го доступа с подвижными (вращающимися) запоминающими элемента­ми, в качестве которых применяются сменные и несменные жесткие диски, покрытые с одной или двух сторон слоем ферромагнитного веще­ства. Информация записывается (считывается) магнитными головками на концентрических дорожках при его вращении. Поиск нужной дорож­ки осуществляется смещением головки по радиусу диска. Наиболее распространены НМД типа Винчестер (НВМД).

НВМД – ВЗУ на жестких магнитных дисках с герметизированным модулем памяти, включающим пакет магнитных дисков, блок магнит­ных головок и часть механизма позиционирования, благодаря чему обес­печивается высокая плотность записи, малое время доступа, высокая на­дежность. Винчестеры предназначены для стационарной установки в ПК. Обычно они извлекаются из корпуса ПК только при замене. Накопители на жестком диске (винчестеры) предназначены для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером: программ операционной системы, часто используемых пакетов программ, редакторов, документов и т.д.

В накопителях на оптических дисках (НОД) запоминающей средой являются металлические или металлополимерные диски диаметром 120-130 мм, на поверхности которых при записи информации лучом лазера за счет испарения при нагреве создаются оптические неоднородности, например, в виде микроскопических углублений (лунок). Воспроизводит информацию также луч лазера значительно меньшей мощности, не нару­шающий структуру поверхности диска, образовавшейся при записи.

Наиболее распространены диски «только для чтения» – CD-ROM. Они имеют только одну спираль­ную дорожку, идущую от наружного диаметра диска к внутреннему.

Время доступа относительно велико (200-600 мс), чтобы обеспечить по­стоянную линейную скорость при чтении, так как чтение внутренних сек­торов осуществляется с увеличенным, а наружных – с уменьшенным числом оборотов привода. CD-диски чувствительны к вибрациям.

Достоинства CD: по сравнению с винчестерами CD значительно на­дежнее в транспортировке, обладают высокой плотностью записи ин­формации, большой емкостью памяти (500-700 Мбайт), практически не изнашиваются, возможна смена диска.

CD-R, CD-WORM – устройства, позволяющие делать однократную запись информации на CD. Вся информация перед записью должна быть предварительно сфор­мирована на другом устройстве массовой памяти. Эти CD удобны толь­ко для архивирования.

PD/CD – комбинированный накопитель с возможностью перезапи­си на специальный носитель по методу изменения фазы вещества после предварительного стирания информации. То же устройство читает и обычные CD. Иногда встречается и другая аббревиатура подобных дисков – CD-RW.

В накопителях на магнитооптических дисках (НМОД) используется магнитная запись под воздействием лазерного луча. Емкость до 2 Гбайт. Магнитооптическая технология поддерживает многократную перезапись данных. Поверхность магнитооптического диска покрыта сплавом, свойства которого меняются под воздействием теплоты и магнитного поля. Если нагреть диск сверх некоторой температуры, то возможно изменение магнитной поляризации за счет небольшого магнитного поля. На этом основаны технология чтения и записи магнитооптических дисков.

Твердотельные (электронные) диски (SSD) – устройства хранения данных, в которых информация записывается в полупроводниковые элементы памяти вместо традиционных носителей. Практически любой накопитель данных может быть заменен на SSD с сохранением полной совместимости с наиболее распространенными ОС типа DOS или WINDOWS.

Главные отличительные свойства SSD – исключительная надежность, устойчивость к ударам и вибрациям, широкий диапазон рабочих температур, компактность и высокая скорость доступа к данным. Эти качества и определяют область применения SSD, делая их незаменимыми в приложениях промышленной автоматизации, мобильных компьютерах.

Дата добавления: 2013-12-11