Оглавление
Накопители на магнитных дисках 2
Графический редактор Paint. Окно программы Paint. Набор инструментов. Приемы рисования. Формы и координаты указателя. 5
Текстовый редактор Word. Создание и редактирование таблиц 9
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК 1
Накопители на магнитных дисках
В НМД предусмотрена аналогичная НМЛ возможность последовательного доступа к информации. Накопитель на магнитных дисках сочетает в себе несколько устройств последовательного доступа, причем сокращение времени поиска данных обеспечивается за счет независимости доступа к записи от ее расположения относительно других записей.
Конструкция НМД сложнее, чем у НМЛ, а следовательно, выше их стоимость. В НМД в качестве носителей данных используется пакет магнитных дисков (или плоттеров), закрепленных на одном стержне, вокруг которого они вращаются с постоянной скоростью. Поверхность магнитного диска, покрытая ферромагнитным слоем, называется рабочей.
Первые подобные устройства были оборудованы сменными пакетами МД. Вставленные в кожух с герметически закрывающимся поддоном, они образовывали компактные единицы хранения, именуемые томами. Наиболее распространенными емкостями томов были 7.25, 29.100 Мбайт. Оператор ставил пакет на шпиндель устройства, снимал кожух (при этом пакет автоматически фиксировался на шпинделе) и включал двигатели раскрутки пакета. После достижения определенной скорости вращения осуществляется ввод в пространство между дисками пакета блока магнитных головок («гребенки»).
Принцип размещения головок - плавающий, поскольку они удерживаются на необходимом расстоянии от поверхности диска расходящимися потоками воздуха, возникающими при вращении пакета. В дальнейшем в основном применялись или полноконтактные головки (гибкие диски), или механически фиксируемые в вакууме на определенном расстоянии от поверхности («винчестер»). Попытки использовать жидкие среды (различные масла) для обеспечения необходимого размещения головок успеха не имели.
Количество магнитных головок равно числу рабочих поверхностей на одном пакете дисков. Если пакет состоит из 11 дисков, то механизм доступа состоит из 10 держателей с двумя магнитными головками на каждом из них. Совокупность дорожек, к которым имеется доступ при фиксированном положении блока, называется цилиндром. Держатели магнитных головок объединены в единый блок таким образом, чтобы обеспечить их синхронное перемещение вдоль всех цилиндров. Фиксируя блок механизма доступа на каком-либо из цилиндров, можно сделать переход с одной дорожки на другую данного цилиндра путем электронного переключения головок.
Любая операция чтения (записи) информации с (на) магнитного диска состоит из трех этапов. На первом этапе происходит механический подвод магнитной головки к дорожке, содержащей требуемые данные. На втором этапе обеспечивается ожидание момента, пока требуемая запись не окажется в зоне магнитной головки. На третьем этапе осуществляется собственно процесс обмена информацией между вычислительной машиной и магнитным диском. Таким образом, общее время, затрачиваемое на операцию записи-считывания, состоит из суммы времен поиска соответствующей дорожки, ожидания подвода записи (так называемое время ротационного запаздывания) и обмена с ЭВМ. Максимальное значение времени ротационного запаздывания равно времени, за которое совершается полный оборот магнитного диска.
Существует несколько способов физического сохранения данных на жестком диске. Обычные жесткие диски используют «вертикальное» отображение. Данные записываются сначала на одном цилиндре сверху вниз, затем головки переходят на другой цилиндр и так далее. При «горизонтальном» отображении сначала данные записываются последовательно от цилиндра к цилиндру на поверхности одного диска, затем также на поверхности следующего плоттера и так далее Такой способ лучше подходит для записи непрерывного высокоскоростного потока данных, например при записи «живого» видео.
Механизм герметически запечатан в корпус с частичным вакуумом внутри. Эту конструкцию часто называют главным дисковым агрегатом (HDA). Среда внутри жесткого диска должна быть очищена от пыли, для этого воздух, попадающий в HDA, пропускается через специальные фильтры. Двигатель, вращающий диск с постоянной скоростью, измеряемой в оборотах в минуту (rpm), включается при подаче питания на диск и остается включенным до снятия питания.
Между пластинами существует расстояние для читающей/записывающей головки, установленной на конце двигающегося рычага. Головка удалена от пластины на долю миллиметра. В первых системах эта дистанция составляла 0.2 миллиметра, на сегодняшний день она сокращена до 0.07 миллиметров. Поэтому малейшее загрязнение может разрушить головку, сблизив ее с диском, а также повредить магнитное покрытие диска.
Головки рассчитаны таким образом, чтобы касаться диска только после его остановки, когда питание отключено. При снижении оборотов вращения воздушный поток ослабевает и, когда прекращается полностью, головка осторожно касается поверхности диска. Точку касания называют зоной посадки LZ (land zone), которая специально предназначена для касания головки и не содержит данных.
Когда диск форматируют на физическом уровне, он разделяется на секторы и дорожки. Физически дорожки расположены друг над другом и образуют цилиндры, которые затем делятся по секторам. В одном секторе 512 байтов. Сектор - минимальная единица измерения размера диска. Все жесткие диски имеют резервные сектора, которые используются его схемой управления, если на диске обнаружены дефектные секторы.
Теоретически внешние цилиндры могут содержать больше данных, так как имеют большую длину окружности. Однако в накопителях, не использующих метод зонной записи, все цилиндры содержат одинаковое количество данных, несмотря на то, что длина окружности внешних цилиндров может быть вдвое больше, чем внутренних. В результате теряется пространство внешних дорожек, так как оно используется крайне неэффективно.
Процесс управления плотностью записи называется прекомпенсацией. Для компенсации различной плотности записи используют метод зонно-секторной записи (Zone Bit Recording), где все пространство диска делится на зоны (восемь и более), в каждую из которых входит обычно от 20 до 30 цилиндров с одинаковым количеством секторов.
В зоне, расположенной на внешнем радиусе (младшая зона), записывается большее количество секторов на дорожку (120-96). К центру диска количество секторов уменьшается и в самой старшей зоне достигает 64-56. При этом емкость жестких дисков можно увеличить приблизительно на 30 %.
С увеличением плотности записи на диск возникают трудности при детектировании пиков аналоговых сигналов, поступающих от магнитных головок. В последнее время для устранения этого недостатка стали применять метод PRLM (Partial Response Maximum Likelihood), в котором используется специальный алгоритм цифровой фильтрации входного сигнала.
Для установки дисковых накопителей в системном блоке предусмотрены специальные монтажные отсеки. Габаритные размеры, соответствующие горизонтальному и вертикальному размерам винчестера, стандартизированы и характеризуются типоразмерами, или форм-фактором (form-factor).
В прошлом контроллер диска не успевал считывать физически смежные секторы, таким образом, диску требовалось совершить полный оборот, прежде чем следующий логический сектор мог считаться. Чтобы уменьшить время ожидания, используется фактор чередования (например, N: 1, когда один сектор считывается, а N пропускаются). В современных НЖМД применяется интегрированный контроллер и собственный буфер данных для повышения быстродействия.
Когда компьютер обращается к данным, операционная система с помощью таблицы файловой системы FAT (File Allocation Table) определяет их положение на диске (в каком секторе, на какой дорожке можно найти запрашиваемые данные).
НЖМД могут содержать от 256 Кбайт до 8 Мбайт кэш-памяти, которая хранит всю информацию о секторах, цилиндрах и предоставляет ее в случае необходимости.
Пластины диска могут выходить из равновесия по причине изменения температуры. Во время воспроизведения мультимедиа это может выразиться в виде внезапных пауз в звуке и потерянных видеокадров. Для предотвращения этого устройство постоянно проводит температурную калибровку.