Bộ nhớ thông tin bên ngoài là gì Các loại bộ nhớ ngoài PC, tính năng và đặc điểm chính của chúng

7. Ký ức– môi trường hoặc bộ phận chức năng của máy tính được thiết kế để nhận, lưu trữ và phát hành dữ liệu có chọn lọc. Có RAM, thanh ghi, bộ đệm và bộ nhớ ngoài.

Chức năng và đặc điểm chính của bộ nhớ trong PC

Bộ nhớ trong- Đây là bộ nhớ mà bộ xử lý có thể truy cập trực tiếp trong quá trình hoạt động và sử dụng ngay.

Bộ nhớ trong bao gồm:

1. ĐẬP(RAM, tiếng Anh RAM, Random Access Memory - bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên) là thiết bị lưu trữ nhanh có dung lượng không lớn, được kết nối trực tiếp với bộ xử lý và được thiết kế để ghi, đọc và lưu trữ các chương trình thực thi và dữ liệu được xử lý bởi các chương trình này.

RAM chỉ được sử dụng để lưu trữ tạm thời dữ liệu và chương trình, vì khi tắt máy, mọi thứ có trong RAM sẽ bị mất. Quyền truy cập vào các phần tử RAM là trực tiếp - điều này có nghĩa là mỗi byte bộ nhớ có địa chỉ riêng.

2. Bộ nhớ đệm(Bộ đệm tiếng Anh) hoặc bộ nhớ cực nhanh là bộ nhớ dung lượng nhỏ rất nhanh được sử dụng khi trao đổi dữ liệu giữa bộ vi xử lý và RAM để bù đắp cho sự khác biệt về tốc độ xử lý thông tin của bộ xử lý và RAM chậm hơn một chút.

Bộ nhớ đệm được điều khiển bởi một thiết bị đặc biệt - một bộ điều khiển, bằng cách phân tích chương trình đang được thực thi, cố gắng dự đoán dữ liệu và lệnh nào mà bộ xử lý có thể sẽ cần trong tương lai gần và bơm chúng vào bộ nhớ đệm. Trong trường hợp này, cả “trượt” và “trượt” đều có thể xảy ra. Trong trường hợp xảy ra sự cố, tức là nếu dữ liệu cần thiết được bơm vào bộ đệm, nó sẽ được truy xuất từ bộ nhớ ngay lập tức. Nếu thông tin cần thiết không có trong bộ đệm, bộ xử lý sẽ đọc nó trực tiếp từ RAM. Tỷ lệ số lần truy cập và số lần bỏ lỡ quyết định tính hiệu quả của bộ nhớ đệm.

Bộ nhớ đệm được triển khai trên chip SRAM (RAM tĩnh), nhanh hơn, đắt hơn và dung lượng thấp hơn DRAM (SDRAM). Các bộ vi xử lý hiện đại có bộ nhớ đệm tích hợp, được gọi là bộ nhớ đệm cấp một có kích thước 8, 16 hoặc 32 KB. Ngoài ra, có thể cài đặt bộ đệm cấp hai có dung lượng 256, 512 KB trở lên trên bo mạch chủ máy tính.

Bộ nhớ liên tục(ROM, ROM tiếng Anh, Bộ nhớ chỉ đọc - bộ nhớ chỉ đọc) - bộ nhớ bất biến, được sử dụng để lưu trữ dữ liệu không bao giờ yêu cầu thay đổi. Nội dung bộ nhớ được “cố định” đặc biệt vào thiết bị trong quá trình sản xuất để lưu trữ vĩnh viễn. ROM chỉ có thể được đọc.

Các loại bộ nhớ ngoài PC, tính năng và đặc điểm chính của chúng.

Bộ nhớ ngoài(VRAM) được thiết kế để lưu trữ lâu dài các chương trình và dữ liệu và tính toàn vẹn của nội dung của nó không phụ thuộc vào việc máy tính được bật hay tắt. Loại bộ nhớ này có dung lượng lớn và tốc độ thấp. Không giống như RAM, bộ nhớ ngoài không có kết nối trực tiếp với bộ xử lý. Thông tin từ OSD đến bộ xử lý và ngược lại được lưu chuyển dọc theo chuỗi sau:

Bộ nhớ ngoài của máy tính bao gồm:

1. Ổ cứng(ổ đĩa từ cứng, HDD) - một loại bộ nhớ vĩnh viễn. Không giống như RAM, dữ liệu được lưu trữ trên ổ cứng không bị mất khi tắt máy tính, khiến ổ cứng trở nên lý tưởng để lưu trữ lâu dài các chương trình và tệp dữ liệu cũng như các chương trình hệ điều hành quan trọng nhất. Khả năng này (giữ thông tin nguyên vẹn và an toàn sau khi tắt máy) cho phép bạn tháo ổ cứng khỏi máy tính này và lắp nó vào máy tính khác.

Ổ cứng hay ổ cứng là thành phần quan trọng nhất của máy tính. Nó lưu trữ hệ điều hành, chương trình và dữ liệu. Nếu không có hệ điều hành Windows, bạn không thể khởi động máy tính của mình và không có chương trình, bạn không thể làm bất cứ điều gì khi máy đã khởi động. Nếu không có ngân hàng dữ liệu, mỗi lần nhập thông tin sẽ phải nhập thủ công.

2. Ổ đĩa (ổ đĩa mềm (FDD)) có hai loại chính - dành cho đĩa mềm lớn (kích thước 5,25 inch, đôi khi được ghi là 5,25") và dành cho đĩa nhỏ (3,5 inch, 3,5"). Tùy thuộc vào loại, một đĩa mềm 5 inch có thể chứa từ 360 thông tin (360 nghìn ký tự) đến 1,2 MB. Thẻ 3 inch, mặc dù nhỏ hơn nhưng chứa được nhiều thông tin hơn (720 KB - 1,44 MB). Ngoài ra, những chiếc ba inch này được bọc trong một hộp nhựa nên khó bị vỡ hoặc móp hơn. Ổ đĩa tiêu chuẩn cho máy tính hiện đại là ổ đĩa mềm nhỏ (3,5 inch). Do đó, tên của nó trong hệ thống máy tính là ổ đĩa 3,5 A.

3. Ổ đĩa laser (CD-ROM và DVD-ROM) sử dụng nguyên lý quang học để đọc thông tin.

Các đĩa Laser CD-ROM (CD - Compact Disk) và DVD-ROM (DVD - Digital Video Disk) lưu trữ thông tin được ghi trên chúng trong quá trình sản xuất. Không thể viết thông tin mới cho họ, thông tin này được phản ánh trong phần thứ hai trong tên của họ: ROM (Bộ nhớ chỉ thực - chỉ đọc). Những đĩa như vậy được sản xuất bằng cách dập và có màu bạc.

Có đĩa CD-R và DVD-R (R - có thể ghi) có màu vàng. Thông tin trên các đĩa như vậy có thể được ghi, nhưng chỉ một lần. Trên các đĩa CD-RW và DVD-RW (RW - ReWritable), có màu "bạch kim", thông tin có thể được ghi nhiều lần.

4. Ổ băng từ (streamer) và ổ đĩa di động

Streamer (streamer băng tiếng Anh) - một thiết bị để sao lưu lượng lớn thông tin. Phương tiện được sử dụng ở đây là băng cassette từ có dung lượng từ 1 – 2 GB trở lên.

Bộ truyền phát cho phép bạn ghi một lượng thông tin khổng lồ vào một cuộn băng từ nhỏ. Các công cụ nén phần cứng được tích hợp trong ổ băng từ cho phép bạn tự động nén thông tin trước khi ghi và khôi phục thông tin sau khi đọc, điều này làm tăng lượng thông tin được lưu trữ.

Nhược điểm của các bộ truyền phát là tốc độ ghi, tìm kiếm và đọc thông tin tương đối thấp. Hiện tại, các bộ truyền phát đã lỗi thời và do đó chúng rất hiếm khi được sử dụng trong thực tế.

Bộ nhớ ngoài (ERAM) được thiết kế để lưu trữ lâu dài các chương trình và dữ liệu và tính toàn vẹn của nội dung của nó không phụ thuộc vào việc máy tính được bật hay tắt. Loại bộ nhớ này có dung lượng lớn và tốc độ thấp. Không giống như RAM, bộ nhớ ngoài không có kết nối trực tiếp với bộ xử lý. Thông tin từ OSD đến bộ xử lý và ngược lại được lưu chuyển dọc theo chuỗi sau:

Bộ nhớ ngoài của máy tính bao gồm:

ổ đĩa cứng;

ổ đĩa mềm;

ổ đĩa CD;

ổ băng từ (bộ truyền phát);

Ổ đĩa quang từ;

ổ cứng

Đĩa cứng (ổ đĩa từ cứng, HDD) là một loại bộ nhớ vĩnh viễn. Không giống như RAM, dữ liệu được lưu trữ trên ổ cứng không bị mất khi tắt máy tính, khiến ổ cứng trở nên lý tưởng để lưu trữ lâu dài các chương trình và tệp dữ liệu cũng như các chương trình hệ điều hành quan trọng nhất. Khả năng này (giữ thông tin nguyên vẹn và an toàn sau khi tắt máy) cho phép bạn tháo ổ cứng khỏi máy tính này và lắp nó vào máy tính khác.

Khi bạn bật máy tính, BIOS thực hiện POST (Tự kiểm tra khi bật nguồn) và kiểm tra xem có đĩa mềm trong ổ đĩa hay không. Nếu không có, nó sẽ vào ổ cứng và sao chép một chương trình ngắn gọi là "bộ nhớ khởi động" từ ổ cứng sang RAM. Sau đó, nó chuyển quyền điều khiển máy tính sang chương trình khởi động, chương trình này giám sát việc tải hệ điều hành. Sau khi hệ thống được khởi động, chương trình khởi động sẽ bị xóa khỏi bộ nhớ, chuyển quyền điều khiển máy tính sang hệ điều hành được tải đầy đủ.

Ổ cứng rất đáng tin cậy để lưu trữ lượng lớn thông tin và dữ liệu. Bên trong ổ cứng kín là một hoặc nhiều đĩa cứng được phủ các hạt kim loại. Mỗi đĩa có một đầu (một nam châm điện nhỏ) được gắn vào một cánh tay có khớp nối để di chuyển trên đĩa khi nó quay. Đầu từ hóa các hạt kim loại, khiến chúng xếp thành hàng để biểu thị số 1 và số 0 của số nhị phân. Động cơ di chuyển đĩa và đòn bẩy thường bị hao mòn. Chỉ có đầu đĩa mới có thể tránh bị mòn vì nó không bao giờ tiếp xúc với bề mặt đĩa.

Một chức năng khác của ổ cứng là mô phỏng RAM. Bằng cách sử dụng các phần của ổ cứng làm bộ nhớ ảo, Windows có thể chạy nhiều chương trình hơn. Nhược điểm của bộ nhớ ảo là tốc độ chậm so với bộ nhớ thông thường. Nếu bạn thiết lập nhiều hơn, máy tính của bạn sẽ chậm lại.

Ổ cứng là một thiết bị cơ khí trong máy tính và có thể gây ra nhiều vấn đề hơn các thiết bị điện tử. Nó thực sự rất đáng tin cậy. Các đĩa được thu thập trong phòng sạch, trong đó không khí được lọc liên tục và các hạt bụi được loại bỏ. Ổ cứng được lắp ráp từ vật liệu nhạy cảm với từ tính. Trước khi lấy đĩa ra khỏi phòng, chúng được đóng gói và niêm phong. Nếu bạn mở ổ cứng vì tò mò, bạn có thể nói lời tạm biệt với nó. Để ngăn điều này xảy ra, đừng bao giờ làm điều này - bạn không thể mở chúng.

Ổ cứng mới phải được định dạng trước khi sử dụng. Quá trình này bao gồm việc đặt các đường đồng tâm từ tính và chia chúng thành các phần nhỏ, giống như những miếng bánh. Hãy cẩn thận: nếu dữ liệu được ghi vào ổ cứng, việc định dạng sẽ phá hủy hoàn toàn dữ liệu đó.

Do số lượng rãnh ghi trên mỗi mặt của đĩa lớn hơn rất nhiều và số lượng đĩa lớn nên dung lượng thông tin của đĩa cứng có thể lớn hơn hàng trăm nghìn lần dung lượng thông tin của đĩa mềm và đạt tới 150-200 GB. . Tốc độ ghi và đọc thông tin từ ổ cứng khá cao (có thể đạt tới 133 MB/s) do tốc độ quay của đĩa rất nhanh (lên tới 7200 vòng/phút).

Ổ cứng sử dụng các phần tử khá mỏng manh và thu nhỏ (đĩa media, đầu từ, v.v.), do đó, để bảo toàn thông tin và hiệu suất, ổ cứng phải được bảo vệ khỏi những cú sốc và những thay đổi đột ngột về hướng không gian trong quá trình hoạt động.

Ổ đĩa mềm

Ổ đĩa (ổ đĩa mềm (FDD)) có hai loại chính - dành cho đĩa mềm lớn (kích thước 5,25 inch, đôi khi được ghi là 5,25") và dành cho đĩa nhỏ (3,5 inch, 3,5"). Tùy thuộc vào loại, một đĩa mềm 5 inch có thể chứa từ 360 thông tin (360 nghìn ký tự) đến 1,2 MB. Thẻ 3 inch, mặc dù nhỏ hơn nhưng chứa được nhiều thông tin hơn (720 KB - 1,44 MB). Ngoài ra, những chiếc ba inch này được bọc trong một hộp nhựa nên khó bị vỡ hoặc móp hơn. Ổ đĩa tiêu chuẩn cho máy tính hiện đại là ổ đĩa mềm nhỏ (3,5 inch). Do đó, tên của nó trong hệ thống máy tính là ổ đĩa 3,5 A.

Ổ đĩa 5 inch nằm ở mặt trước của bộ phận hệ thống máy tính và trông giống như một khe có cần chốt để lắp và chốt đĩa mềm. Ổ đĩa 3 inch có một khe nhỏ hơn (2 inch) và. thay vì chốt nó có một nút.

Ổ đĩa mềm giống ổ băng từ hơn là ổ cứng. Đầu của nó tiếp xúc vật lý với đĩa mềm và do đó từ hóa bề mặt, được bảo vệ khỏi bụi bằng một nắp chuyển động tự động rút lại khi đĩa được đưa vào ổ đĩa.

Ổ đĩa mềm cung cấp dữ liệu cho hệ thống thông qua cáp được kết nối với đầu nối trên bo mạch chủ. Nó khác với bộ điều khiển IDE dùng cho ổ cứng và tốc độ truyền dữ liệu chậm hơn nhiều.

Ổ đĩa mềm ngày càng ít được sử dụng nhưng vẫn cần thiết. Chúng chỉ được sử dụng để truyền một lượng nhỏ dữ liệu từ máy tính này sang máy tính khác cũng như để khởi động máy tính khẩn cấp. Ổ đĩa CD-ROM là phương pháp chính để phân phối phần mềm mới, nhưng máy tính không yêu cầu chúng thực hiện các chức năng xử lý dữ liệu.

Đĩa từ linh hoạt. Hai loại chính

Đĩa mềm hay đĩa mềm là một phương tiện chứa thông tin nhỏ, là một đĩa nhựa dẻo có vỏ (nhựa) bảo vệ. Được sử dụng để truyền dữ liệu từ máy tính này sang máy tính khác và phân phối phần mềm.

Ở giữa đĩa mềm có một thiết bị để kẹp và xoay đĩa bên trong vỏ nhựa. Đĩa mềm được đưa vào ổ đĩa, ổ đĩa sẽ quay với tốc độ góc không đổi.

Trong trường hợp này, đầu từ của ổ đĩa được lắp đặt trên một rãnh đồng tâm nhất định của đĩa, trên đó thông tin được ghi hoặc từ đó thông tin được đọc. Dung lượng thông tin của đĩa mềm hiện đại rất nhỏ và chỉ có 1,44 MB. Tốc độ ghi và đọc thông tin cũng thấp (chỉ khoảng 50 KB/s) do đĩa quay chậm (360 vòng/phút).

Để lưu giữ thông tin, các đĩa từ linh hoạt phải được bảo vệ khỏi tiếp xúc với từ trường mạnh (ví dụ: không đặt điện thoại di động cạnh đĩa mềm) và nhiệt, vì những tác động vật lý như vậy có thể dẫn đến khử từ của phương tiện và mất mát. của thông tin.

Hiện nay, phổ biến nhất là các đĩa mềm có đặc điểm: đường kính 3,5 inch (89 mm), dung lượng 1,44 MB, số rãnh 80, số cung trên rãnh 18 (Đĩa mềm có đường kính 5,25" hiện nay rất hiếm được sử dụng. , do đó dung lượng của chúng không vượt quá 1,2 MB và ngoài ra, chúng được làm bằng vật liệu kém bền hơn). Đĩa có tốc độ quay 360 mỗi phút, các đầu từ chỉ đứng yên khi nó ở đó. đã truy cập.

Gần đây, đĩa mềm 3 inch đã xuất hiện có thể lưu trữ tới 3 GB thông tin. Chúng được sản xuất bằng công nghệ Nano2 mới và yêu cầu phần cứng đặc biệt để đọc và ghi, phần cứng này chưa có trong gói tiêu chuẩn khi mua PC.

Thiết bị đĩa mềm

Đĩa mềm có kích thước và dung lượng khác nhau. Theo kích thước, việc phân chia được chia thành các đĩa mềm có đường kính 5,25" (" - inch) và các đĩa mềm có đường kính 3,5". Về dung lượng - đĩa mềm mật độ gấp đôi (bằng tiếng Anh mật độ kép, viết tắt - DD) và mật độ cao (viết tắt - HD).

Đĩa mềm 5,25" bao gồm một ống bọc nhựa bảo vệ chứa một đĩa nhựa được phủ từ tính. Đĩa này mỏng và dễ uốn cong - đó là lý do tại sao đĩa mềm được gọi là đĩa mềm. Tất nhiên, bạn không thể bẻ cong đĩa mềm và điều này được ngăn chặn bằng ống bảo vệ. Đĩa mềm có hai lỗ - một lỗ lớn ở giữa và một lỗ nhỏ bên cạnh. Lỗ lớn được thiết kế để cho phép đĩa từ quay bên trong đường bao.

Điều này được thực hiện bởi một động cơ bên trong bộ truyền động. Bên trong lớp vỏ bảo vệ được phủ một lớp xơ vải, giúp thu bụi từ đĩa từ khi nó quay. Lỗ nhỏ dùng để đếm số vòng quay của đĩa bên trong ổ đĩa. Phong bì có một khe dọc ở cả hai mặt, qua đó có thể nhìn thấy một đĩa có lớp phủ từ tính. Thông qua khe này, một đầu từ bên trong ổ đĩa chạm vào đĩa và ghi hoặc đọc dữ liệu từ đó. Dữ liệu được ghi vào cả hai mặt của đĩa. Không bao giờ chạm vào bề mặt của đĩa từ bằng ngón tay của bạn! Bằng cách này, bạn có thể làm hỏng nó bằng cách gãi hoặc dính dầu mỡ. Nếu bạn xoay đĩa mềm với khe cắm hướng về phía bạn, nhãn hướng lên trên, bạn sẽ thấy một đường cắt nhỏ hình chữ nhật ở phía trên bên phải của phong bì. Nếu bạn bọc nó bằng những mảnh giấy dính (thường được bán kèm theo đĩa mềm), đĩa sẽ được bảo vệ chống ghi. Thông thường, phần cắt này phải miễn phí; nó chỉ nên được niêm phong trên các đĩa mềm chứa dữ liệu quan trọng.

Cấu trúc của đĩa mềm 3,5" hơi khác một chút. Vỏ bảo vệ của nó được làm bằng nhựa cứng nên đĩa mềm như vậy khó bị uốn cong hoặc gãy hơn. Không thể nhìn thấy đĩa từ vì không có lỗ hở. Có có một khe để đầu từ tiếp cận bề mặt đĩa nhưng được che bằng một chốt. Chốt được giữ bằng lò xo. Bạn không cần phải mở bằng tay để tránh làm hỏng đĩa từ bên trong. ổ đĩa, chốt sẽ tự động mở ra. Để bảo vệ ghi, đĩa mềm có một chốt nhỏ ở phía trên bên trái của đĩa mềm nếu bạn cầm đĩa mềm với chốt lớn hướng về phía bạn, với nhãn hướng xuống. vì chốt ghi bình thường, ở trạng thái này đĩa mềm không được bảo vệ ghi. Để ngăn dữ liệu được ghi vào đĩa mềm, hãy trượt chốt lên trên, thao tác này sẽ mở ra một lỗ vuông nhỏ trên đĩa.

Phương pháp ghi đĩa mềm

Phương pháp ghi thông tin nhị phân trên môi trường từ tính được gọi là mã hóa từ tính. Thực tế là các miền từ trong môi trường được sắp xếp dọc theo các đường theo hướng của từ trường tác dụng với các cực bắc và nam của chúng. Thông thường, sự tương ứng một-một được thiết lập giữa thông tin nhị phân và hướng của các miền từ tính.

Thông tin được ghi dọc theo các rãnh đồng tâm (rãnh), được chia thành các khu vực. Số lượng rãnh và cung phụ thuộc vào loại và định dạng của đĩa mềm. Một khu vực lưu trữ lượng thông tin tối thiểu có thể được ghi vào hoặc đọc từ đĩa. Dung lượng của khu vực là không đổi và lên tới 512 byte.

Đầu ghi CD-ROM có thể ghi bất kỳ loại thông tin nào - nhạc, hình ảnh hoặc văn bản. Có những đĩa có thể ghi mà bạn chỉ có thể ghi thông tin một lần (CD-R). Nhưng cũng có những loại đĩa có thể ghi lại (CD-RW), chúng đắt hơn nhưng cho phép bạn xóa thông tin và thêm thông tin mới. Tuy nhiên, nếu bạn ghi nhạc vào đĩa CD có thể ghi lại, bạn chỉ có thể nghe nó trên PC, nhưng đĩa có thể ghi lại có thể phát trên bất kỳ đầu đĩa CD nào.

Nguyên lý quang học của việc ghi và đọc thông tin.

Ổ đĩa CD-ROM và DVD-ROM laser sử dụng nguyên lý quang học để ghi và đọc thông tin.

Trong quá trình ghi thông tin trên đĩa laser, nhiều công nghệ khác nhau được sử dụng để tạo ra các vùng bề mặt có hệ số phản xạ khác nhau: từ việc dập đơn giản đến thay đổi độ phản xạ của các vùng trên bề mặt đĩa bằng tia laser mạnh. Thông tin trên đĩa laser được ghi trên một rãnh hình xoắn ốc (giống như trên bản ghi máy hát), chứa các phần xen kẽ có độ phản xạ khác nhau.

Trong quá trình đọc thông tin từ đĩa laser, một chùm tia laser lắp trong ổ đĩa rơi xuống bề mặt đĩa quay và bị phản xạ. Vì bề mặt của đĩa laser có các vùng có hệ số phản xạ khác nhau nên chùm tia phản xạ cũng thay đổi cường độ (logic 0 hoặc 1). Sau đó, các xung ánh sáng phản xạ được chuyển đổi bằng tế bào quang điện thành xung điện và truyền qua đường cao tốc đến RAM.

Nếu được bảo quản đúng cách (trong trường hợp ở vị trí thẳng đứng) và vận hành (không gây trầy xước hoặc nhiễm bẩn), phương tiện quang học có thể lưu giữ thông tin trong nhiều thập kỷ.

Ổ đĩa và ổ đĩa laser

Ổ đĩa laser (CD-ROM và DVD-ROM) sử dụng nguyên lý quang học để đọc thông tin.

Dung lượng thông tin của ổ CD-ROM có thể đạt tới 650-700 MB và tốc độ đọc thông tin trong ổ CD-ROM phụ thuộc vào tốc độ quay của đĩa. Các ổ đĩa CD-ROM đầu tiên có tốc độ đơn và cung cấp tốc độ đọc thông tin là 150 KB/s. Hiện nay, ổ đĩa CD-ROM 52 tốc độ được sử dụng rộng rãi, cho tốc độ đọc thông tin nhanh hơn 52 lần (lên tới 7,8 MB/s).

DVD có dung lượng thông tin lớn hơn nhiều (lên tới 17 GB) so với CD. Đầu tiên, người ta sử dụng tia laser có bước sóng ngắn hơn, cho phép đặt các rãnh quang với mật độ dày đặc hơn. Thứ hai, thông tin trên đĩa DVD có thể được ghi trên hai mặt, với hai lớp trên một mặt.

Thế hệ ổ đĩa DVD-ROM đầu tiên cung cấp tốc độ đọc thông tin khoảng 1,3 MB/s. Hiện tại, ổ đĩa DVD-ROM 16 tốc độ đạt tốc độ đọc lên tới 21 MB/s.

Để ghi và ghi lại vào đĩa, người ta sử dụng các ổ đĩa CD-RW và DVD-RW đặc biệt, có tia laser khá mạnh cho phép bạn thay đổi độ phản xạ của các vùng bề mặt trong quá trình ghi. Những ổ đĩa này cho phép bạn ghi và đọc thông tin từ đĩa ở các tốc độ khác nhau. Ví dụ: đánh dấu ổ đĩa CD-RW là “40x12x48” có nghĩa là đĩa CD-R được ghi ở tốc độ 40x, đĩa CD-RW được ghi ở tốc độ 12x và đĩa CD-RW được đọc ở tốc độ 48x.

Ổ đĩa băng từ (bộ truyền phát) và ổ đĩa di động

Gần đây, các thiết bị lưu trữ trên đĩa di động ngày càng được sử dụng nhiều, không chỉ cho phép tăng lượng thông tin được lưu trữ mà còn truyền thông tin giữa các máy tính. Dung lượng của đĩa di động dao động từ hàng trăm MB đến vài gigabyte.

Máy tính góp phần nâng cao hiệu quả công việc của con người. Nhưng nó sẽ có giá trị gì nếu không thể lưu trữ dữ liệu? Trong việc này, anh ấy được giúp đỡ bởi phần chính và phần bên ngoài (dài hạn) Và mặc dù chủ đề chính của bài viết là phần thứ hai, nhưng để hoàn thiện, một phần trong bài viết sẽ được dành cho phần đầu tiên.

Bộ nhớ chính đề cập đến điều gì?

Nó bao gồm:

Bộ nhớ truy cập tạm thời. Nó dễ bay hơi và khi tắt máy tính, tất cả thông tin lưu trữ trên đó sẽ bị mất.
Nó không dễ bay hơi. Nó chứa thông tin không nên thay đổi. Trước hết, nó bao gồm cấu hình PC và phần mềm kiểm tra các thiết bị thành phần trước khi tải hệ điều hành. Đây cũng là nơi lưu trữ một trong những thành phần quan trọng nhất - hệ thống đầu vào/đầu ra cơ bản, được gọi là BIOS. Cần lưu ý rằng ROM và máy tính có nhiều điểm chung. Nhưng do sự khác biệt về tầm quan trọng của thông tin được lưu trữ nên chúng bị tách biệt.

Bộ nhớ ngoài

Đây là tên của nơi lưu trữ nhiều dữ liệu khác nhau để lưu trữ lâu dài, hiện không được sử dụng bởi thành phần hoạt động của máy tính. Chúng bao gồm các chương trình khác nhau, kết quả tính toán, văn bản, v.v.

Bộ nhớ ngoài không dễ bay hơi. Nó cũng thuận tiện để vận chuyển trong trường hợp máy tính không được kết nối với mạng cục bộ hoặc toàn cầu. Để làm việc với bộ nhớ ngoài, bạn cần có một ổ đĩa. Đây là (các) thiết bị đặc biệt cung cấp chức năng ghi và đọc thông tin. Cũng cần thiết là cơ chế lưu trữ - phương tiện truyền thông.

Sự khác biệt đáng kể giữa bộ nhớ dài hạn và RAM là nó không có kết nối trực tiếp với bộ xử lý. Điều này gây ra những bất tiện nhất định dưới dạng nhu cầu làm phức tạp cấu trúc của PC. Do đó, RAM và bộ nhớ dài hạn của máy tính hoạt động cùng nhau: từ bộ nhớ thứ hai, dữ liệu được truyền sang bộ nhớ thứ nhất, sau đó qua bộ nhớ đệm hoặc trực tiếp đến bộ xử lý.

Bộ nhớ ngoài bao gồm những gì?

Để hiểu những gì chúng ta đang giải quyết, chúng ta cần tưởng tượng những thiết bị bộ nhớ ngoài này. Vì vậy, nó bao gồm:

Ổ đĩa cứng. Kích thước được sử dụng làm thước đo lượng thông tin có thể được lưu trữ trên máy tính.
Các thiết bị lưu trữ đã lỗi thời. Được sử dụng để chuyển các chương trình và tài liệu giữa các máy tính.
Ổ đĩa CD. Được sử dụng để lưu trữ một lượng lớn dữ liệu.
Ổ đĩa flash. Được sử dụng để lưu trữ lượng dữ liệu đáng kể trong các đối tượng nhỏ.
Bộ nhớ ngoài bao gồm tất cả các ổ đĩa khác có thể dễ dàng di chuyển sang các máy tính khác. Theo quy định, chúng đã lỗi thời và không được lưu hành.

Phân loại

Thiết bị lưu trữ được chia thành các loại và loại. Các nguyên tắc hoạt động, vận hành và kỹ thuật, phần mềm, vật lý và các đặc tính khác của chúng được lấy làm nền tảng. Mỗi thiết bị đều có công nghệ riêng để ghi/lưu trữ/phát thông tin số. Các đặc điểm chính quan trọng đối với người dùng (chúng cũng có thể được phân loại theo chúng):

Tốc độ trao đổi dữ liệu.
Năng lực thông tin.
Độ tin cậy của việc lưu trữ dữ liệu.
Giá.

Đây là những thông số phân biệt các thiết bị lưu trữ. Tất nhiên, có nhiều đặc điểm khác nhau hơn, nhưng chúng sẽ chỉ được các chuyên gia quan tâm.

Thiết bị từ tính

Nguyên lý hoạt động của các thiết bị này dựa trên cơ sở lưu trữ thông tin, sử dụng đặc tính từ tính của vật liệu. Bản thân các thiết bị, theo quy luật, có các bộ phận chịu trách nhiệm đọc/ghi và một phương tiện từ tính để lưu trữ mọi thứ. Loại thứ hai được chia thành các loại tùy thuộc vào đặc tính vật lý và kỹ thuật cũng như tính năng thiết kế của chúng. Các loại phổ biến nhất là thiết bị băng và đĩa. Họ có một công nghệ chung: do đó, sử dụng từ hóa với từ trường xen kẽ, thông tin sẽ được áp dụng và đọc. Các quá trình này thường được thực hiện dọc theo các trường đồng tâm. Đây là những rãnh đặc biệt nằm dọc theo toàn bộ mặt phẳng của sóng mang quay. Việc ghi âm được thực hiện bằng mã kỹ thuật số.

Từ hóa được thực hiện thông qua việc sử dụng đầu đọc/ghi. Chúng đại diện cho ít nhất hai mạch từ được điều khiển có lõi. Một điện áp xoay chiều được cung cấp cho cuộn dây của chúng. Nếu cường độ của nó thay đổi thì hướng của các đường sức từ cũng thay đổi. Khi quá trình này xảy ra, giá trị của bit thông tin sẽ thay đổi từ 0 thành 1 hoặc từ 1 thành 0. Đây là cách hoạt động của thiết bị bộ nhớ dài hạn của máy tính này.

Bất chấp sự phức tạp và chậm chạp rõ ràng của kế hoạch như vậy, chúng tôi dám đảm bảo với bạn rằng những giả định này là không chính đáng. Do đó, một máy tính có thể trích xuất một lượng thông tin khổng lồ từ các đĩa từ cứng hiện đại vào những thời điểm cụ thể. Nếu chúng ta tính hệ số hiệu quả, thì những cái được phát hành trong vài năm gần đây sẽ lớn hơn hàng trăm, hàng nghìn lần so với những cái được tạo ra cách đây hai thập kỷ.

Tổ chức

Dữ liệu cho hệ điều hành được tổ chức và kết hợp thành các cung và rãnh. Cái sau, đánh số bốn mươi hoặc tám mươi, là những vòng đồng tâm hẹp trên đĩa. Mỗi track được chia thành các phần riêng biệt gọi là các cung. Khi việc đọc hoặc ghi được thực hiện, một số nguyên luôn được đọc. Và điều này không phụ thuộc vào lượng thông tin được yêu cầu. Kích thước của một cung là 512 byte.

Bạn cũng nên làm quen với thuật ngữ hình trụ. Đây là tên của tổng số rãnh mà từ đó thông tin có thể được đọc mà không cần di chuyển đầu. Ô vị trí dữ liệu (hoặc cụm) là vùng nhỏ nhất của đĩa được hệ điều hành sử dụng để ghi tệp. Thông thường chúng có nghĩa là một hoặc nhiều lĩnh vực.

Về thiết bị lưu trữ. Đĩa cứng

Ổ cứng có tầm quan trọng lớn nhất đối với chúng ta khi làm việc với máy tính hiện đại làm phương tiện lưu trữ thông tin. Chúng thường kết hợp phương tiện lưu trữ, thiết bị đọc/ghi và phần giao diện (thường còn được gọi là bộ điều khiển) trong một gói. Các thiết bị như vậy được kết hợp thành các buồng đặc biệt, nơi chúng nằm trên cùng một trục và hoạt động với khối đầu và cơ cấu truyền động chung. Ổ cứng hiện là thiết bị có dung lượng được sử dụng rộng rãi nhất - hiện nay ít người có thể ngạc nhiên trước khả năng lưu trữ thông tin lên tới 1 hoặc thậm chí 10 terabyte. Nhưng điều này vẫn ảnh hưởng đến tốc độ hoạt động. Vì vậy, khi công việc mới bắt đầu, quá trình đọc dữ liệu có thể mất hơn chục giây. Mặc dù vậy, khi so sánh với các mẫu cũ hơn, sự tiến bộ về hiệu suất là rõ ràng.

Về lưu trữ: Thiết bị di động

Ổ cứng, như đã được nhấn mạnh nhiều lần, có thể lưu trữ lượng dữ liệu đáng kể, nhưng việc di chuyển chúng từ máy tính này sang máy tính khác không phải là một việc dễ dàng. Và đây là lúc các thiết bị di động ra tay giải cứu.

Đây là những cơ chế đặc biệt mà qua đó bạn có thể truyền dữ liệu giữa các máy tính khác nhau mà không gặp vấn đề gì đáng kể. Dung lượng bộ nhớ ngoài của chúng không lớn bằng ổ cứng nhưng nhờ dễ dàng vận chuyển và kết nối (sau đó là đọc thông tin) nên chúng đã tìm được chỗ đứng cho mình. Hiện nay, phổ biến nhất là hai loại thiết bị như vậy: ổ đĩa flash và Mỗi loại đều có ưu điểm và nhược điểm riêng, nhưng trên thế giới từ lâu đã có xu hướng dần dần bị loại thiết bị đầu tiên tiếp quản.

Phần kết luận

Như bạn có thể thấy, bộ nhớ dài hạn của máy tính bao gồm khá nhiều thiết bị khác nhau. Tất cả đều cung cấp khả năng lưu trữ dữ liệu trong một khoảng thời gian đáng kể cũng như khả năng truy xuất dữ liệu đó.

Tóm lại, chúng ta có thể nói rằng bộ nhớ dài hạn của máy tính thực hiện đầy đủ chức năng được giao cho nó.

Sự ra đời của máy tính và theo đó là thông tin ảo được lưu trữ trên nhiều phương tiện điện tử khác nhau đã dẫn đến thực tế là chúng ta ngày càng cần nhiều phương tiện lưu trữ thông tin hơn. Đó là lý do tại sao phương tiện bên ngoài được phát minh để lưu trữ và trao đổi thông tin, nhờ đó dữ liệu có thể được chuyển sang máy tính cá nhân.

Vì vậy, toàn bộ điều có thể được chia thành hai phần:

Bộ nhớ điện tử (nội bộ) riêng;

PC được lưu trữ trên phương tiện của bên thứ ba.

Ổ đĩa trong được gọi là ổ cứng hoặc ổ đĩa cố định; chúng được tích hợp sẵn và thường được gọi là ổ cứng.

Theo quy định, dung lượng dữ liệu trên phương tiện của bên thứ ba lớn hơn nhiều lần so với dung lượng được lưu trữ trực tiếp trên máy tính. Thông thường, tất cả các chương trình và tệp được sao chép ở đó, không cần truy cập liên tục, trong khi ổ cứng nhằm mục đích lưu trữ vĩnh viễn các thông tin cần thiết: chương trình hệ điều hành, tài liệu, chương trình ứng dụng, v.v.

Hiện tại, bộ nhớ ngoài của máy tính được đại diện bởi một số lượng lớn các thiết bị khác nhau, nhưng đại diện đầu tiên của nó là đĩa mềm, vốn đã trở thành quá khứ, hay đơn giản hơn là đĩa mềm thông thường. Những đĩa mềm này vừa với ổ đĩa máy tính của bạn và có dung lượng lưu trữ là 1,44 megabyte.

Sự phát triển của đa phương tiện dẫn đến sự xuất hiện và phát triển của các phương tiện bên ngoài khác, với sự trợ giúp của dữ liệu (thường là âm nhạc, phim, trò chơi) được đưa vào máy tính cá nhân. Bộ nhớ ngoài của máy tính như vậy được gọi là đĩa compact laser (Compact Disks). Dữ liệu được ghi lại trên chúng ở dạng số hóa. Và nếu chúng được thiết kế để ghi dữ liệu một lần thì chúng được gọi là CD-ROM, trong khi các đĩa được thiết kế để ghi và ghi lại dữ liệu nhiều lần được gọi là CD-RW. Dung lượng của một đĩa CD laser tiêu chuẩn thay đổi từ 690 đến hai nghìn megabyte.

Bộ nhớ ngoài của máy tính được đọc từ đĩa laser sử dụng ổ đĩa CD-ROM, có thể ở bên trong hoặc bên ngoài.

Đĩa DVD có dung lượng lớn hơn, chủ yếu dùng để ghi và truyền phim. Việc phân chia thành ROM và RW cũng như việc đọc dữ liệu từ chúng diễn ra theo nguyên tắc của đĩa CD.

Có một loại truyền dữ liệu khác, phổ biến nhất hiện nay - bộ nhớ ngoài của máy tính, được gọi là bộ nhớ flash. Trong trường hợp này, dữ liệu được ghi vào vi mạch, đảm bảo độ an toàn dữ liệu cao nhất cũng như tốc độ đọc và ghi thông tin cao. Ổ đĩa flash ngày nay đã trở nên vô cùng phổ biến không chỉ như một thiết bị máy tính mà còn trên điện thoại di động, máy ảnh và các thiết bị khác yêu cầu thiết bị ghi dữ liệu nhận được. Chúng có nhiều loại kích cỡ khác nhau và cũng có thể có dung lượng khác nhau, lên tới vài chục gigabyte.

Bộ nhớ ngoài của máy tính, hiện cho phép bạn lưu trữ khối lượng lớn nhất, được gọi là ổ cứng ngoài. Dung lượng của chúng có thể lên tới vài terabyte và độ tin cậy của việc lưu trữ dữ liệu là phù hợp. Các ổ cứng như vậy được kết nối với máy tính bằng cổng USB. Ngoài ra, thiết bị của họ không chỉ cho phép hoạt động như một nơi lưu trữ dữ liệu bổ sung mà còn hoạt động (khi được kết nối liên tục với máy tính) như một phần mở rộng của chính bộ nhớ máy tính. Vì vậy, các tập tin cần thiết cho toàn bộ hoạt động của hệ thống có thể được lưu trữ ở đó. Ví dụ, đây là RAM ngoài.

Tiến độ không đứng yên, phương tiện truyền thông bên ngoài không ngừng cải tiến. Khối lượng dữ liệu ngày càng tăng, sự tiện lợi và độ tin cậy của chúng ngày càng tăng. Tuy nhiên, điều đáng ghi nhớ là bất kỳ thiết bị nào cũng có thể hỏng hóc bất cứ lúc nào. Đó là lý do tại sao tất cả thông tin quan trọng được lưu trữ trên máy tính đều phải được sao chép.

Bộ nhớ ngoài (dài hạn)

Chức năng chính của bộ nhớ ngoài của máy tính là khả năng lưu trữ lâu dài một lượng lớn thông tin (chương trình, tài liệu, âm thanh và video clip, v.v.). Một thiết bị cung cấp chức năng ghi/đọc thông tin được gọi là thiết bị lưu trữ, hoặc ổ đĩa và thông tin được lưu trữ trên phương tiện truyền thông(ví dụ: đĩa mềm).

Nguyên lý từ tính của việc ghi và đọc thông tin. Trong các ổ đĩa từ mềm (FMD) và ổ đĩa từ cứng (HDD) hoặc ổ cứng, việc ghi thông tin dựa trên từ hóa của sắt từ trong từ trường, việc lưu trữ thông tin dựa trên sự bảo toàn từ hóa và việc đọc thông tin dựa trên về hiện tượng cảm ứng điện từ.

Trong quá trình ghi thông tin trên đĩa từ cứng và đĩa mềm, đầu ổ đĩa có lõi làm bằng vật liệu từ mềm (độ từ dư thấp) di chuyển dọc theo lớp từ của môi trường từ cứng (độ từ dư cao). Đầu từ nhận được các chuỗi xung điện (chuỗi xung logic và số 0), tạo ra từ trường trong đầu. Kết quả là, các phần tử trên bề mặt của chất mang được từ hóa tuần tự (loại logic) hoặc không bị từ hóa (số 0 logic).

Trong trường hợp không có từ trường mạnh và nhiệt độ cao, các phần tử mang có thể giữ được từ tính trong thời gian dài (năm và nhiều thập kỷ).

Khi đọc thông tin, khi đầu từ di chuyển trên bề mặt chất mang, vùng nhiễm từ của chất mang sẽ tạo ra xung điện trong đó (hiện tượng cảm ứng điện từ). Chuỗi xung như vậy được truyền qua đường cao tốc đến RAM của máy tính.

Đĩa từ linh hoạt.Đĩa từ linh hoạt được đặt trong hộp nhựa. Phương tiện lưu trữ này được gọi là đĩa mềm. Ở giữa đĩa mềm có một thiết bị để kẹp và xoay đĩa bên trong vỏ nhựa. Đĩa mềm được đưa vào ổ đĩa, ổ đĩa sẽ quay với tốc độ góc không đổi.

Trong trường hợp này, đầu từ của ổ đĩa được lắp đặt trên một rãnh đồng tâm nhất định của đĩa, trên đó thông tin được ghi hoặc từ đó thông tin được đọc. Dung lượng thông tin của đĩa mềm nhỏ chỉ 1,44 MB. Tốc độ ghi và đọc thông tin cũng thấp (chỉ khoảng 50 KB/s) do đĩa quay chậm (360 vòng/phút).

Để lưu giữ thông tin, các đĩa từ linh hoạt phải được bảo vệ khỏi tiếp xúc với từ trường mạnh và nhiệt, vì những tác động vật lý như vậy có thể dẫn đến sự khử từ của phương tiện và mất thông tin.

Đĩa từ cứng.Đĩa từ cứng gồm vài chục đĩa đặt trên một trục, được bọc trong vỏ kim loại và quay với tốc độ góc cao (Hình 4.6).

Do số lượng rãnh ghi trên mỗi mặt của đĩa lớn hơn nhiều và số lượng đĩa lớn nên dung lượng thông tin của đĩa cứng có thể lớn hơn hàng trăm nghìn lần dung lượng thông tin của đĩa mềm và đạt tới 150 GB. Tốc độ ghi và đọc thông tin từ ổ cứng khá cao (có thể đạt tới 133 MB/s) do tốc độ quay của đĩa rất nhanh (lên tới 7200 vòng/phút).

Cơm. 4.6. Đĩa từ cứng

Nguyên lý quang học của việc ghi và đọc thông tin.Ổ đĩa CD-ROM và DVD-ROM laser sử dụng nguyên lý quang học để ghi và đọc thông tin.

Ổ đĩa và ổ đĩa laser.Ổ đĩa laser (CD-ROM và DVD-ROM - Hình 4.7) sử dụng nguyên lý quang học để đọc thông tin.

Các đĩa Laser CD-ROM (CD - Compact Disk) và DVD-ROM (DVD - Digital Video Disk) lưu trữ thông tin được ghi trên chúng trong quá trình sản xuất. Không thể viết thông tin mới cho họ, thông tin này được phản ánh trong phần thứ hai trong tên của họ: ROM (Bộ nhớ chỉ đọc). Những đĩa như vậy được sản xuất bằng cách dập và có màu bạc.

Dung lượng thông tin của ổ CD-ROM có thể đạt tới 650 MB và tốc độ đọc thông tin trong ổ CD-ROM phụ thuộc vào tốc độ quay của đĩa. Các ổ đĩa CD-ROM đầu tiên có tốc độ đơn và cung cấp tốc độ đọc thông tin là 150 KB/s. Hiện nay, ổ đĩa CD-ROM 52 tốc độ được sử dụng rộng rãi, cho tốc độ đọc thông tin nhanh hơn 52 lần (lên tới 7,8 MB/s).

Cơm. 4.7. CD-ROM và DVD-ROM

Thế hệ ổ đĩa DVD-ROM đầu tiên cung cấp tốc độ đọc thông tin khoảng 1,3 MB/s. Hiện tại, ổ đĩa DVD-ROM 16 tốc độ đạt tốc độ đọc lên tới 21 MB/s.

Có đĩa CD-R và DVD-R (R - có thể ghi) có màu vàng. Thông tin trên các đĩa như vậy có thể được ghi, nhưng chỉ một lần. Trên các đĩa CD-RW và DVD-RW (RW - ReWntable, rewritable), có màu "bạch kim", thông tin có thể được ghi nhiều lần.

Để ghi và ghi lại vào đĩa, người ta sử dụng các ổ đĩa CD-RW và DVD-RW đặc biệt, có tia laser khá mạnh cho phép bạn thay đổi độ phản xạ của các vùng bề mặt trong quá trình ghi. Những ổ đĩa này cho phép bạn ghi và đọc thông tin từ đĩa ở các tốc độ khác nhau. Ví dụ: ổ đĩa CD-RW có nhãn "40x12x48" có nghĩa là đĩa CD-R được ghi ở tốc độ 40x, đĩa CD-RW được ghi ở tốc độ 12x và đĩa CD-RW được đọc ở tốc độ 48x.

Bộ nhớ flash. Bộ nhớ flash là loại bộ nhớ không ổn định, cho phép dữ liệu được ghi và lưu trữ trên chip. Thẻ nhớ flash (Hình 1.8) không chứa các bộ phận chuyển động, đảm bảo an toàn dữ liệu cao khi sử dụng trên thiết bị di động (máy tính xách tay, máy ảnh kỹ thuật số, v.v.).

Cơm. 4.8. Thẻ nhớ flash

Bộ nhớ flash là một con chip được đặt trong một gói phẳng thu nhỏ. Để đọc hoặc ghi thông tin, thẻ nhớ được lắp vào các ổ đĩa đặc biệt được tích hợp trong thiết bị di động hoặc kết nối với máy tính qua cổng USB. Dung lượng thông tin của thẻ nhớ có thể đạt tới 512 MB.

Những nhược điểm của bộ nhớ flash bao gồm thực tế là không có tiêu chuẩn duy nhất và các nhà sản xuất khác nhau sản xuất thẻ nhớ không tương thích với nhau về kích thước và các thông số điện.

Những câu hỏi cần xem xét

1. Những nguyên tắc cơ bản khi lưu trữ và sử dụng các loại phương tiện lưu trữ là gì?

Nhiệm vụ thực tế

4.4. Lập bảng so sánh các thông số chính của thiết bị lưu trữ thông tin (dung lượng, tốc độ trao đổi, độ tin cậy của việc lưu trữ thông tin, chi phí lưu trữ một megabyte).