- •Технические средства информатизации
- •Тема 1.1. Информация: основные определения и понятия
- •1.1.1. Информация: основные определения и понятия
- •Тема 1.2. Определение и классификация технических средств информатизации (тси)
- •Тема 1.3. Общие сведения о представлении данных
- •Тема 1.4. Представление текстовых и числовых данных
- •Тема 1.5. Представление мультимедийных данных
- •Введение к модулю 2
- •Тема 2.1. Классификация эвм
- •Тема 2.2. Общая характеристика конструкции и устройства эвм
- •Тема 2.3. Характеристики эвм
- •Тема 2.4. Архитектура персональных эвм
- •Введение к модулю 3
- •Тема 3.1. Устройство и составные элементы crt-монитора
- •Тема 3.2. Типы масок в crt-мониторах
- •Тема 3.3. Характеристики crt-монитора
- •Тема 3.4. Активные и пассивные жидкокристаллические матрицы
- •Тема 3.5. Устройство lcd-монитора с активной матрицей
- •Тема 3.6. Устройство видеоадаптера
- •Тема 3.7. Основные характеристики видеоадаптеров и технология sli
- •Тема 3.8. Технологии создания графических эффектов
- •Введение к модулю 4
- •Тема 4.1. Классификация печатающих устройств и механические печатающие устройства
- •Тема 4.2. Печатающие устройства с термопереносом красителя
- •Тема 4.3. Современные технологии струйной печати
- •Тема 4.4. Устройство печатающего узла струйного принтера
- •Тема 4.5. Принцип электростатической фотографии
- •Тема 4.6. Устройство лазерных и светодиодных принтеров
- •Тема 4.7. Классификация копировальных аппаратов
- •Тема 4.8. Устройство копировального аппарата
- •Введение к модулю 5
- •Тема 5.1. Классификация сканеров
- •Тема 5.2. Устройство планшетного сканера
- •Тема 5.3. Основные этапы работы планшетного сканера
- •Тема 5.4. Характеристики сканера
- •Пзс: прецизионный взгляд на мир
- •1. Темновой ток
- •2. Неоднородность чувствительности
- •3. Шумы
- •Тема 5.5. Общие сведения об устройстве цифровых фотокамер
- •Тема 5.6. Оптическая система цифровой фотокамеры
- •Тема 5.7. Основные параметры цифровой фотокамеры
- •Тема 5.8. Общие сведения о дигитайзерах и графических планшетах
- •Тема 5.9. Принцип работы графического планшета и его характеристики
- •Тема 5.10. Разновидности 3-х мерных дигитайзеров
- •Введение к модулю 6
- •Тема 6.1. Виды памяти в технических средствах информатизации
- •Тема 6.2. Устройства внутренней памяти технических средств информатизации
- •Тема 6.3. Устройства внешней памяти
- •Тема 6.4. Общие сведения о внешних оптических носителях памяти и устройство привода для чтения носителей cd-rom
- •Тема 6.5. Структура носителей cd и dvd
- •Тема 6.6. Перспективные технологии внешних оптических носителей данных
- •Тема 6.7. Разновидности Flash-памяти и принцип хранения данных
- •Тема 6.8. Разновидности сменных карт Flash-памяти
- •Тема 6.9. Накопители Flash-памяти с usb интерфейсом
- •Будущее накопителей информации. Часть 1. Жесткие диски
- •Тенденции развития магнитных накопителей информации
- •Суперпарамагнитный предел
- •Hamr и soma - технологии 2010 года
- •Вместо заключения
- •Будущее накопителей информации. Часть 2. Ее величество оптика
- •Blue Ray vs hd-dvd
- •Многослойные оптические диски
- •Голографическая память
- •Вместо заключения
- •Введение к модулю 7
- •Тема 7.1. Этапы обработки звуковых данных
- •Тема 7.2. Устройство звуковой карты
- •Тема 7.3. Классификация и характеристики звуковых карт
- •Тема 7.4. Форматы источников видеосигналов для устройств обработки
- •Тема 7.5. Карты оцифровки видео
- •Тема 7.6. Методы сжатия видеоданных
- •Тема 7.7. Способы монтажа видеоданных
- •Типы и характеристики интерфейсов
- •Архитектура системных интерфейсов
- •Системные интерфейсы для пк на основе Intel-386 и Intel-486
- •Интерфейс pci
- •Порт agp
- •Pci Express
- •Интерфейсы накопителей
- •Вопросы для самоконтроля
- •Технология Bluetooth– как способ беспроводной передачи информации.
- •О плохом. Безопасность.
- •Ieee-1394 (FireWire) Введение и история создания
- •Технические характеристики
- •Топология
- •Новые модификации ieee 1394
- •Повышение эффективности
- •Что дальше? 1394b
- •Разъёмы
- •Знакомьтесь, Bus Owner/Supervisor/Selector. Или просто boss
- •Заключение
- •FireWire 800 против всех: сравнение стандартов ieee-1394b, ieee-1394a, usb 2.0, ata-133 и Serial ata 150
- •Струйная печать с твердыми чернилами (со сменой фаз)
- •Пузырьковая струйная печать (bubble-jet)
- •Пьезоэлектрическая струйная печать Физические основы пьезоэлектроники
- •Технологии сканирования изображений. Классификация сканеров, основные характеристики сканеров.
- •Планшетные сканеры.
- •Барабанные сканеры.
- •Штриховые коды. Сканеры штриховых кодов.
- •Плазменные дисплеи, основные характеристики, достоинства и недостатки. Устройство и принцип работы ячейки плазменного дисплея.
- •История жёстких дисков.
- •Физические основы записи и чтения информации
- •Схемы записи и воспроизведения
- •Представление цифровой информации на внешнем носителе
- •Структура накопителя на жестких магнитных дисках
- •Метод записи данных на жесткий магнитный диск
- •Формат записи информации на жестком магнитном диске
- •Адаптер накопителей на жестких магнитных дисках
- •Стандарты usb интерфейсов:
- •Основные технические характеристики и преимущество интерфейса usb:
- •Часть 1.
- •Часть 2
- •Часть 1
- •Часть 2
- •Часть 1
- •Часть 2
- •Часть 1
- •Часть 2
- •Клавиатуры
- •Расширенные 101- клавиатуры
- •104-Клавишная Windows-клавиатура
- •Портативные клавиатуры
- •Индикатор Num Lock
- •Устройство клавиатуры
- •Конструкции клавиш
- •Механические переключатели
- •Замыкающие накладки
- •Резиновые колпачки
- •Мембранная клавиатура
- •Интерфейс клавиатуры
- •Автоматическое повторение
- •Настройка параметров автоматического повторения в Windows
- •Номера клавиш и скан-коды
- •Международные раскладки клавиатуры и языки
- •Разъемы для подключения клавиатуры и мыши
- •Клавиатуры и мыши для порта usb
- •Клавиатуры с дополнительными функциональными возможностями
- •Эргономичные клавиатуры
- •Беспроводные клавиатуры
- •Поиск неисправностей и ремонт клавиатуры
- •Как разобрать клавиатуру
- •Чистка клавиатуры
- •Замена клавиатуры
- •Интерфейсы мыши
- •Последовательная мышь
- •Порт мыши на системной плате (ps/2)
- •Комбинированная мышь
- •Шинная мышь
- •Поиск неисправностей
- •Чистка мыши
- •Конфликты, вызванные прерываниями
- •Драйвер мыши
- •Проблемы при работе с прикладными программами
- •IntelliMouse фирмы Microsoft
- •Устройство TrackPoint II/III
- •Устройство Glidepoint/Track Pads
- •Введение в порты ввода-вывода
- •Последовательные порты
- •Микросхема uart
- •Высокоскоростные последовательные порты
- •Конфигурация последовательных портов
- •Тестирование последовательных портов
- •Программа Microsoft Diagnostics (msd)
- •Диагностика в Windows 9x
- •Тестирование с замыканием петли
- •Параллельные порты
- •Стандарт ieee 1284
- •Стандартные параллельные порты
- •Двунаправленные порты (8-разрядные)
- •Усовершенствованный параллельный порт (ерр)
- •Порт с расширенными возможностями (еср)
- •Обновление параллельного порта для работы в режимах ерр и еср
- •Конфигурация параллельных портов
- •Устройства, подключаемые к параллельным портам
- •Преобразователи "параллельный порт-scsi"
- •Тестирование параллельных портов
- •Usb и 1394 (I.Link) FireWire - новые интерфейсы ввода-вывода
- •Универсальная последовательная шина usb
- •Usb 2.0
- •Адаптеры usb
- •Компьютеры типа legacy-free
- •Ieee-1394 (FireWire или I.Link)
- •Магнитооптическая технология
- •Цены и производительность
- •Сравнение магнитооптических и магнитных накопителей
- •Флэш-карты
- •Как работает флэш-память
- •Типы устройств флэш-памяти
- •CompactFlash
- •SmartMedia
- •Ата-совместимая pc Card (pcmcia)
- •Sony MemoryStick
- •Сравнение устройств флэш-памяти
- •Перемещение устройств флэш-памяти из камеры в компьютер
- •Устройства считывания с карт флэш-памяти
- •Адаптеры типа pc Card II
- •Адаптеры в виде дискеты
- •Альтернативы флэш-памяти
- •Хранение данных на магнитных носителях
- •История развития устройств хранения данных на магнитных носителях
- •Как магнитное поле используется для хранения данных
- •Конструкции головок чтения/записи
- •Ферритовые головки
- •Тонкопленочные головки
- •Головки с металлом в зазоре
- •Магниторезистивные головки
- •Гигантские магниторезистивные головки
- •Ползунок
- •Способы кодирования данных
- •Частотная модуляция (fm)
- •Модифицированная частотная модуляция (mfm)
- •Кодирование с ограничением длины поля записи (rll)
- •Сравнение способов кодирования
- •Декодеры prml (Partial-Response, Maximum-Likelihood)
- •Измерение емкости накопителя
- •Поверхностная плотность записи
- •1 Частотная модуляция в кодировании информации для магнитных носителей
- •Fm кодирование
- •Mfm кодирование
- •Кодирование с ограничением длины поля записи
- •Rll-кодирование
- •Prml-кодирование
- •Головки чтения/записи
- •Функционирование магнитных головок чтения/записи
- •Количество головок чтения записи
- •Фазовые переходы цикла Записи Данных:
Метод записи данных на жесткий магнитный диск
Для записи на ЖМД используются методы ЧМ, модифицированной частотной модуляции (МЧМ) и RLL-метод, при котором каждый байт данных преобразуется в 16-битовый код.
При методе МЧМ плотность записи данных возрастает вдвое по сравнению с методом ЧМ. Для этого метода (рис. 14.2), если записываемый бит данных является единицей, то стоящий перед ним бит тактового импульса не записывается. Если записывается «0», а предыдущий бит был «1», то синхросигнал также не записывается, как и бит данных. Но если перед «0» стоит бит «0», то синхросигнал записывается.
В настоящее время существуют 3 вида записи :
Метод параллельной записи
На данный момент это самая распространённая технология записи информации на НЖМД. Биты информации записываются с помощью маленькой головки, которая проходя над поверхностью вращающегося диска намагничивает миллиарды горизонтальных дискретных областей — доменов. Каждая из этих областей является логическим нулём или единицей, в зависимости от намагниченности. На сегодняшний день, домены становятся настолько малы, что остро встаёт вопрос о их стабильности. Дальнейшее развитие этой технологии под вопросом, многие считают этот метод исчерпавшим себя. Плотность записи, при использовании этого метода, на данный момент равна 150 Гбит/дюйм² (23Гбит/см²).
Метод перпендикулярной записи
Для того чтобы решить проблему с дальнейшим увеличением плотности, многие производители рассматривают технологию, при которой биты информации сохранялись бы в вертикальных доменах. Это позволит использовать более сильные магнитные поля и снизить площадь материала, необходимую для записи 1 бита. Плотность записи у экспериментального прототипа — 200 Гбит/дюйм² (31 Гбит/см²), в дальнейшем планируется довести плотность до 400—500 Гбит/дюйм² (60—75 Гбит/см²).
Метод тепловой магнитной записи
Метод тепловой магнитной записи (англ. Heat assisted magnetic recording — HAMR) на данный момент активно разрабатывается. При использовании этого метода используется точечный подогрев диска, который позволяет головке намагничивать очень мелкие области его поверхности. После того, как диск охлаждается, намагниченность «закрепляется». Именно этот метод собираются использовать компании Seagate и IBM для достижения плотности в 4 Тбит на кв. дюйм (620 Гбит на кв. см). Это позволит изготовить 3,5-дюймовый винчестер объемом 25 Тб. В качестве максимальной отметки плотности пока названо значение 100 Тбит на кв. дюйм (около 15 Тб на кв. см), что соответствует 0,65-Пб (петабайт) объема в форм-факторе 3,5 дюйма.
Формат записи информации на жестком магнитном диске
В НЖМД обычно используются форматы данных с фиксированным числом секторов на дорожке (17, 34 или 52) и с объемом данных в одном секторе 512 или 1024 байта. Секторы маркируются магнитным маркером.
Конкретный формат данных определяется внутренней программной конфигурацией ПЭВМ и техническими характеристиками адаптера накопителя. Структура формата (рис. 14.3) подобна структуре, применяемой в НГМД.
Начало каждого сектора обозначается адресным маркером. В начале идентификатора и поля данных записываются байты синхронизации, служащие для синхронизации схемы выделения данных адаптера НЖМД. Идентификатор сектора содержит адрес диска в пакете, представленный кодами номеров цилиндра, головки и сектора. В отличие от НГМД в НЖМД в идентификатор дополнительно вводят байты сравнения и флага. Байт сравнения представляет одинаковое для каждого сектора число, с помощью которого осуществляется правильность считывания идентификатора. Байт флага содержит флаг - указатель состояния дорожки (основная или запасная, исправная или дефектная).
Контрольные байты записываются в поле идентификатора один раз при записи идентификатора сектора, а в поле данных - каждый раз при каждой новой записи данных. Контрольные байты в НЖМД предназначены не только для определения, но и для коррекции ошибок считывания. Наиболее часто используются полиномные корректирующие коды; использование конкретных кодов зависит от схемной реализации адаптера.
Перед использованием НЖМД производится его начальное форматирование - процедура, выполняемая под управлением специальной программы, при работе которой на дисковый пакет записывается служебная информация и проверяется пригодность полей данных.
В последнее время компании используют адаптивное форматирование. Его суть заключается в том, что каждый экземпляр накопителя индивидуально настраивается на заводе таким образом, чтобы обеспечить лучшую производительность и надежность. Для этого каждая пара «головка-поверхность пластины» собранного диска тестируется на определение характеристик быстродействия, и затем каждая сторона магнитной пластины индивидуально форматируется (размечается на дорожки и сектора) так, чтобы обеспечить наилучшие характеристики при работе именно с данной головкой. В результате, линейная плотность записи на каждой стороне каждой пластины может не совпадать с соседними
Пять различных интервалов в НЖМД используются для синхронизации электронных процессов чтения-записи и управления работы электромеханических узлов накопителя.
В результате начального форматирования определяется расположение секторов, и устанавливаются их логические номера. Поскольку скорость вращения диска очень большая, для обеспечения минимального числа оборотов диска при обращении к последовательным секторам, секторы с последовательными номерами размещаются через N физических секторов друг от друга (рис. 14.4).
Кратность расположения секторов задается при форматировании диска. Коэффициенты чередования бывают 6:1, 3:1, и 1:1. Новейшие модели НЖМД используют коэффициенты 1:1, а их контроллеры считывают с диска за одно его обращение информацию с целой дорожки и затем хранят ее в буферной памяти. При запросе из буферной памяти передается информация уже из требуемых секторов.
Каждая дорожка диска разделяется на одинаковое число секторов, поэтому сектора на дорожках, которые находятся ближе к нулевой дорожке, имеют меньший размер. Для записи таких секторов
используются магнитные поля большей интенсивности (компенсация записи). Число поверхностей диска (головок), число цилиндров (дорожек) и точка, с которой начинается компенсация записи, являются параметрами для настройки контроллера НЖМД.
Среднее время доступа к информации на НЖМД составляет
tср=tn+0,5/F+tобм , (14.1)
где tn - среднее время позиционирования; F - скорость вращения диска; tобм - время обмена. Время обмена зависит от технических средств контроллера и типа его интерфейса, наличия встроенное буферной кэш-памяти, алгоритма кодирования дисковых данных и коэффициента чередования.