Ответы на билеты по информатике МПФ / 10

Билет №10

1. Накопители на жестких магнитных дисках. Устройство, технические характеристики, физический и логический уровни хранения информации (дорожка, сектор, цилиндр, кластер, файл).

Основным внешним запоминающим устройством для постоянного хранения программ и данных стал накопитель на жестком магнитном диске, или винчестер.В нем жесткие платины с рабочей магнитной пов-тью насажен на ось и вращается с большой скор. Обычно на ось насажена не 1, а несколько параллельн . пластин. Для каждой рабочей стороны пластины использ. Свои головки считывания/запись. Самая верхняя и нижняя поверхность пакета пластин иногда делаются нерабочими. Для уменьшения механических перемещений головок дорожки на разных рабочих поверхностях размечаются параллельно друг другу, а данные вначале записываются на 1 дорожку, а после ее исчерпания- на параллельную дорожку на другой рабочей пов-ти. Набор параллельных дорожек назыв. Цилиндром. По исчерпании свободного места на цилиндре начинается запись на соседнем цилиндре. Хотя диаметр пластин и меньше, чем у дискет, высокая плотность записи делает его несравненно более емким. Скорость чтения и запись последоват. Записан. Байтов сопоставима со скоростью обработки данных центральным процессором. Емкость и производит. Винчестеров повышается даже еще быстрее, чем у др. компонентов профессионал. Компьютера. У накопителей на жеских и гибких дисках сильно различается скорость считывания/записи длинных последовательных наборов и небольших записанных вразнобой последовательностей, т.к. в этом случае расходуется доп. Время на то, чтобы перевести головки к другой дорожке и подождать, пока диск повернется в нужное положение. Для уменьшения этого времени в последнее время винчестеры снабжают внутренней кэш-памятью. Жесткий диск- устройство быстрое, емкое и надежное, однако в отличие от гибкого диска его смена –достаточно серьезная процедура. Если есть возможность извлечь его без выключ. Компьют., при установке др. диска через стандартный интерфейс АТА ,требуется перезагрузить ОС. Для обеспечения возможности горячей смены винчестера без перезагрузки имеются винчечтеры с интерфейсом SCSI, которые присоединяются не прямо к материнской плате, а к плате управления, вставленный в этот слот расширения на мат. Плате. Винчестеры с интерфейсом SCSI заметно дороже. Другой вариант повышения надежности системы винчестеров, реализуемый последнее время в некоторых ПК-массивы RAID. В самом простом вар-те RAID 0-используется несколько одинаковых винчестеров с идентичным содержимым. Если из них начинает сбоить, то системы переключается на работу с др., а неисправный винчестер может быть заменен без перезагрузки ПК. В более сложных вариантах рейд наборы данных могут не дублироваться , а располагаться сразу на нескольких винчестерах. На уровне логическ. Организации хранения данных винчест.может быть разделен на неск. Разных логич. Устройств, с которыми программы работают как с независимыми винчестерами меньшего объема. В начальных дорожках винчестера записан MASTER BOOT, в кот указано насколько логич устройств и какого размера разбит диск. Далее в начале каждого раздела имеется свой BOOT , ЗА КОТ НАЧИНАЮТСЯ ОБЛАСТИ ЗАПИСАНИя ФАЙЛОВОЙ СТРУКТУРЫ И СОДЕРЖИМЫМ файлов. При этом разные логические разделы могут иметь разные файловые системы. Разные разделы винчестера могут содержать разные операционные сист. Обычно в Master Boot в явном виде указано какой винчестер и какой раздел является логическим, т. е BOOT передавать управление для загрузки операц сист. При серьезном сбое в файловой сист бывает что с одного раздела данные пропадают а с др нет, поэтому копии важных данных лучше хранить в др логическом разделе. У многих сервисных программ и версий операц сист имеется мах размер раздела, с кот они могут работать. Если раздел на винчестере имеет больший размер, то лишняя часть они просто не видят. Помимо магнитных дисков для записи могут использоваться и магнитные ленты, т.к. площадь поверхности магнитных лент значительно больше чем у диска , то емкость таких устройств выше. Кроме прослушивания запис ранее музыки CD-диски использовались в основном для хранения дистрибутиров программ. Невосстановимая потеря инфы происходит только при массивных повреждениях. Надежность записи на оптическом диске также может снизиться при слишком быстрой записи, особ на балванке низкого качества. Сейчас при записи оптич CD и DVD дисков можно пользоваться спец программами записи. Вплоть до Windows Xp для записи дисков нужны были спец программы. Программы записи на диск имеют доп настройки. Результатом развития технологий оптич дисков стали DVD- диски , имеющие большую плотность записи, для считывания и записи кот используется лазер с меньшей длиной волны. Для дальнейшего повыш емкости отрабатываются следующие направления:

1.запись в несколько слоев;

2. переход на новые стандарты плотности записи;

Еще один вариант хран данных – флеш-память. Вней использ-ся вариант оператив памяти, не забывающие данные при отсутствии питания. Такой вар медленнее винчестеров- запись и чтение происходит со скоростью порядка мегабайта в сек. Флеш- память уступает винчестерам также по емкости и долговечности работы, однако она значит легче и потребляет значительно меньше энергии.

2. Точечные оценки параметров. Случайные и систематич ошибки. Оценочные ф-ции. Хар-ки качества оценок. Оценки математич ожидания и дисперсии.

Точечной оценкой параметра наз способ определения ожидаемого значения параметра случайной величины по набору ее наблюдений.

Пусть имеется 7 наблюдений х1….х7, некоторой случайной величины «кси» и мне хочется указать ожидаемую величину ее математич ожидания. Предложения по ее оценке:

1. (х1+…+х7)/7 ; 2) (х1+х3)/2т; 3) 4 ; 4) Х1 ; 5) 2х3-х4 ; 6) (х1-х2)^2/2 ; 7) (Мах+мin)/2 ; 8) Мe

Здесь в 7 варианте мах и min значения из наблюдаемого набора х1…х7, а в варианте №8 Мe – стандартная оценка медианы. Наиб употребительной яв оценка типа №1 – среднее арифметич среди всех наблюдений. Однако из того, что что-то яв наиб часто используемым еще не следует, что это лучших выбор. Основная прелесть оценки типа №3 в том, что для нее вообще не нужны какие-то фактических данные. Неплоха также оценка типа №4 – один раз померил и хватит .Основное возражение оценки типа №3 в том, что она наверняка даст ошибочное значение. Но и стандар оценка типа №1 тоже наверняка не даст точное знач математич ожидания. Оценочной ф-ей «эф от лямбда» параметра лямбда от n аргументов назовем любую ф-ию от n аргументов, принимающую числовые знач. Оценка параметра случайн величины кси при помощи оценочной функции f от лямбда параметра лямбда от n аргументов наз случайную величину , определ-ую как f от лямбда кси1…кси n), где кси1 ….кси n независимые случ величины, распределенные так же как кси. Оценка параметра случайной величины кси при помощи оценочной ф-ии «эф от лямбда» параметра лямбда от n аргументов наз-ся несмешенной, если М(f от лямбда(кси1…кси n ))=лямбда.Таким образом несмешенная оценка- такая кот в среднем дает прави льное значение. Оценка параметра случайной величины кси при помощи оценочной ф-ии «эф от лямбда» параметра лямбда от n аргументов наз-ся несмешенной на множестве случайных величин пси, если для любых кси из пси М(f от лямбда(кси1…кси n ))=лямбда. . Оценка параметра случайной величины кси при помощи оценочной ф-ии «эф от лямбда» параметра лямбда от n аргументов наз-ся состоятельной , если при n -> бесконечность если М(f от лямбда(кси1…кси n ))->лямбда. Таким образом состоятельные оценки – оценки , смещенность кот стремится к 0 при увелич объема наблюдений. Одна несмещ оценка параметра лямбда по n наблюдениям наз эффективнее др несмещ оценки параметра лямбда по n наблюдениям если для люб случайн величины кси ее дисперсия меньше. Одна несмещ оценка параметра лямбда по n наблюдениям наз эффективнее др несмещ оценки параметра лямбда по n наблюдениям на множестве кси, если для любой случайной величины кси из тризубца ее дисперсия меньше. Робатностью оценки наз-ся ее устойчивость к сильным возмущениям малой доли наблюдений. Резюме: по умолчания для оценки математич ожидания использ среднее арифметич. Ее достоинства:

• Несмещённость

• Предельная эффективность при работе с норм случайными величинами

• Возможность использ-я при работе с переменными, для кот отстус доп инфа о возможном виде их распредел-я

Недостатки:

• При работе с некот спец классами случайных величин есть более эффектив оценки

• Оценка не робастна, поэтому при работе со сред арифмет нужно также анализировать распред-е на наличие выскакивающих вариантов.

В некот случаях, когда имеется достаточно подробная инфа о возможном характера распр-я изучаемой случайной величины, более эффектив оценками матемачиж ожид может оказаться не сред арифметич , а др оценки.

Дисперсия- матем ожидание квадрата отклонения случ величины от своего математич ожидания. Поэтому если известно , что случ величина имеет матем ожид m , то ее стандарт оценка по наблюдениям х1…хn имеет вид: S=((x1-m)^2+……+(x^n-m)^2)/n. В соответ с несмещенностью стандарт оценки матем ожид через сред арифметич , это несмещенная оценка дисперсии.

Пакеты статистич программ определяют оценки только наиб часто используемых параметров и при этом не польз-ся никакой доп инфой о возможном виде распределения исслед-ой случайной величины. Стандарт оценка математич ожид несмещенная, но в то же время неробастна. Неробастность стандарт оценок старших моментов столь велика, что практически ими нельзя пользоваться. До сих пор достаточно часто использ-ся смещенная оценка дисперсии. Пользоваться ее не нужно никогда.