В тот самый момент, когда первый компьютер впервые обработал несколько байт данных моментально встал вопрос: где и как хранить полученные результаты? Как сохранять результаты вычислений, текстовые и графические образы, произвольные наборы данных?
В оперативной памяти данные хранятся до выключения питания. Однако существует информация, которую следует хранить долгое время. Для этого компьютеру необходима дополнительная память.
Прежде всего, должно быть устройство, с помощью которого компьютер будет запоминать информацию, затем требуется носитель информации, на котором ее можно будет переносить с места на место, причем другой компьютер должен также легко прочитать эту информацию. Такого рода устройства называются периферийными или внешними запоминающими устройствами (ВЗУ).
Таковыми являются накопители на магнитной ленте (стримеры), накопители на дискетах, винчестеры, CD-ROM, магнитооптические диски, флэш-память.
ВИДЫ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ
1.1. УСТРОЙСТВО ЧТЕНИЯ ПЕРФОКАРТ
Устройство чтения перфокарт: предназначено для хранения программ и наборов данных с помощью перфокарт – картонных карточек с пробитыми в определенной последовательности отверстиями. Перфокарты были изобретены задолго до появления компьютера, с их помощью на ткацких станках получали очень сложные и красивые ткани, потому что они управляли работой механизма. Изменишь набор перфокарт и рисунок ткани будет совсем другим – это зависит от расположения отверстий на карте. Применительно к компьютерам был использован тот же принцип, только вместо рисунка ткани отверстия задавали команды компьютеру или наборы данных. Такой способ хранения информации не лишен недостатков:
- очень низкая скорость доступа к информации;
- большой объем перфокарт для хранения небольшого количества информации;
- низкая надежность хранения информации;
- к тому же от перфоратора постоянно летели маленькие кружочки картона, которые попадали на руки, в карманы, застревали в волосах и уборщицы были страшно недовольны.
Перфокартами люди были вынуждены пользоваться не потому что этот способ как-то особенно нравился им, или он имел какие-то неоспоримые достоинства, вовсе нет, он вообще не имел достоинств, просто в то время ничего другого еще не было, выбирать было не из чего.
«Основные устройства компьютера»
... компьютер, ПК Т.к. компьютер используется людьми для различных целей, его можно назвать универсальным устройством. Л. Л. Босова в учебнике «Информатика» пишет, что компьютер это «универсальная машина для работы с информацией». ... Манчестерская малая экспериментальная машина (1948) - первый электронный компьютер, построенный по принципу совместного хранения данных и программ в памяти. EDSAC (1949) - ...
1.2. НАКОПИТЕЛИ НА МАГНИТНОЙ ЛЕНТЕ
Для создания резервных копий информации, размещенной на жестких дисках компьютера, широко используются стримеры – устройства для записи информации на кассеты (картриджи) с магнитной лентой. Стримеры просты в использовании и обеспечивают самое дешевое хранение данных.
В стримерах в качестве носителя информации используется магнитная лента. Они могут быть выполнены как в виде внешнего, так и в виде внутреннего устройства. Стримеры в основном используются для архивации и создания резервных копий больших объемов данных на компактном носителе. Их недостатки: малая скорость передачи данных. Она значительно ниже, чем у винчестеров и сменных жестких дисков. Именно поэтому стримеры рекомендуются только для резервного копирования больших объемов информации. Существуют стандарты: QIC, TRAVAN, DDS, DAT и DLT.
У стандарта QIC (Quarter Inch Cartridge) низкое быстродействие, так как подключается к интерфейсу накопителей на гибких дисках. Существуют кассеты объемом от 40 Мб до 13 Гб.
TRAVAN разработан на основе QIC. Он использует контроллер накопителя на магнитных дисках или SCSI-2, в зависимости от объема кассеты.
DSS (Digital Data Storage) и DAT (Digital Audio Tape) стандарты разработаны фирмой Sony для цифровой аудио и видео записи.
Самый современный стандарт DLT (появился в середине 90-х годов. Накопители, созданные на основе этой технологии, хранят от 20 до 40 Гб данных. Общая емкость ленточных библиотек построенных на основе кассет DLT может достигать 5 Гб. Дорогим и редким ВЗУ является массовая память — набор микросхем памяти большого объема поставляемых на одной плате, эмулирующих работу жесткого диска.
Магнитооптические съемные диски.
кассет стримера, поскольку пользователь может работать с такими дисками как с обычными жесткими дисками, только съемными и несколько более медленными. Дисководы для магнитооптических дисков выпускаются емкостью от 230 Мбайт до 4,6 Гбайт. Наиболее популярны относительно дешевые модели для дисков размером 3,5 дюйма и емкостью диска 230 или 640 Мбайт. А более дорогие дисководы большой емкости (2,6 и 4,6 Гбайта) лишь немного уступают в быстродействии жестким дискам .
1.3. НАКОПИТЕЛИ НА ГИБКИХ ДИСКАХ
Одни из старейших периферийных устройств ПК — накопители на гибких дисках (Floppy Disk Drive), так называемые флоппи-диски. Носителем информации служат дискеты диаметрами 3,5”, 5,25”и 8”. В наши дни дискеты 5,25” используются крайне редко, 8” не используются совсем. Для всех форматов конструкция дискет одинакова. На пластмассовый диск, расположенный в пластиковом футляре наносится магнитный слой для записи информации.
На дискетах размером 5,25 дюйма имеется прорезь для защиты от записи. Если эту прорезь заклеить, то на дискету нельзя будет произвести запись. А на дискетах размером 3,5 дюйма имеется специальный переключатель – защелка, разрешающая или запрещающая запись на дискету. Запись на дискету разрешена, если отверстие, закрываемое защелкой, закрыто, и запрещена, если это отверстие открыто.
Существует понятие “плотность записи”. От нее зависит объем записываемой информации. Существуют стандарты SS/SD, DS/DD, DS/HD для 5/25” объем записываемой информации от 180 Кб до 1.2 Мб. DD, HD и ED для 3,5” дискет, объем записываемой информации от 720 Кб до 2,88 Мб.
Средства для хранения и переноса информации
... -- достаточно надежное и удобное средство для переноса и хранения файлов. У них сравнительно большой объем и высокая скорость чтения-записи. Сами устройства для чтения информации есть практически в ... но и выполнять резервное копирование. 3.Жёсткие диски Жесткий диск или винчестер, служит для долговременного хранения и использования данных. Достоинства: чрезвычайно большая емкость; простота и ...
Чаще всего встречаются дискеты 3,5” HD. Как носители информации дискеты почти изжили себя. Малый объем, небольшая скорость чтения/записи, ненадежность делают их применение невыгодным. Однако они обладают большой мобильностью.
1.4. НАКОПИТЕЛИ НА ЖЕСТКИХ ДИСКАХ
Следующий тип носителей – так называемые “винчестеры” или накопители на жестких дисках (Hard Disk Drive).
По сравнению с дискетами они имеют некоторые преимущества:
- объем записываемой информации многократно превосходит возможности гибких дисков,
- скорость чтения/записи также намного больше,
- надежность гораздо более высока.
“Винчестеры” выполняются как в виде внутренних и внешних (переносных) устройств. Физические размеры дисков определяются так называемым форм-фактором. HDD с форм-фактором 3,5 имеют стандартные размеры корпуса 41.6х101х146 мм. Также они имеют несколько стандартных значений высоты 2,6”, 1”,3/4”, 0,5”. Чаще всего в компьютерах используются винчестеры 3,5”, 1” в высоту, так называемые Slimline. Винчестеры бывают нескольких типов: MFM, RLL, ESDI, IDE и SCSI. Диски типов MFM, RLL и ESDI уже не устанавливаются в современные машины. Их использовали на ПК типа ХТ и 286АТ.
Одними из первых винчестеров, достигшими емкости 100 Мб были диски типа ESDI. Они использовались на сетевых серверах и высокоскоростных устройствах.
Сегодня используются винчестеры типа IDE (Integrated Drive Electronics).
Их главное отличие от предыдущих типов заключается в том, что управляющая электроника расположена не в контроллере, а на винчестере. Данное преимущество проявляется при приеме и передаче информации, так как в таких устройствах оптимально согласованы прием и передача сигналов. IDE HDD обрабатывают данные совместно с шиной ввода/вывода, поэтому частота тактового сигнала шины должна соответствовать быстродействию HDD.
Винчестеры типа SCSI имеют самую высокую скорость обмена данными. Хотя их основные характеристики сопоставимы с IDE-винчестерами, они различаются тем, что SCSI-винчестеры могут хранить большие объемы информации за счет высокой скорости обмена данными, в то время как объем IDE-винчестеров ограничен их производительностью.
Основной характеристикой винчестера является его емкость. Сегодня объем данных, которые можно записать должен быть не менее 4-5 Гб. Однако требования постоянно растут, поэтому жесткий диск приходится менять раз в 1-2 года. Частота смены зависит от того насколько интенсивно и с какими целями используется компьютер.
Следующая важная характеристика — время доступа необходимое HDD для поиска информации на диске. Сегодня среднее время доступа для лучших IDE и SCSI дисков — это значение меньше 10 мс.
Среднее время поиска – время в течение которого магнитные головки перемещаются от одного цилиндра к другому. Эта характеристика зависит, в основном, от механизма привода головок, а не от интерфейса диска.
Скорость передачи данных, зависит от числа байт в секторе, количестве секторов на дорожке и от скорости вращения дисков (3000-3600 об./мин).
У самых современных HDD скорость достигает 7200 об/мин.
Гарантированное производителями время безотказной работы обычно составляет 20000-500000 часов. Однако наработка винчестера за год составит 8760 часов, что делает этот параметр не столь важным, так как винчестер устареет раньше, чем испортится.
Устройства хранения информации
... и дальнейшие перспективы развития устройств хранения информации. I. ПАМЯТЬ КОМПЬЮТЕРА. ВНЕШНИЕ ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА Памятью компьютера называется совокупность устройств для хранения программ, вводимой информации, промежуточных результатов и выходных данных. Классификация памяти представлена в ...
На скорость работы винчестера существенно влияет кэш-память – ячейки памяти, размещенные на контроллере винчестера. Она работает по принципу кэш памяти 2-го уровня. Типичная величина может варьироваться от 64 Кб до 1024 Кб.
Съемные/внешние/переносные жесткие диски по своим характеристикам не отличаются от обычных. Альтернативой являются накопители со сменными дисками, в отличии от съемных винчестеров подвижным является лишь непосредственно носитель информации, функционально напоминают накопители на жестких дисках, но существенно превосходят их по характеристикам. Объем записываемой информации варьируется от 100 Мб, до 1 Гб, среднее время доступа 10-30 мс, средняя скорость обмена 4-6 Мб/сек. Производственных стандартов на данный вид ВЗУ не существует, однако наиболее распространены накопители серии Zip и Jaz фирмы iOmega .
1.5. ПРИВОДЫ CD-ROM
Ранее использовавшиеся для аудиоаппаратуры компакт-диски были модифицированы для применения в РС и теперь стали неотъемлемой частью современных компьютеров. СD являются отличным носителем информации. Они более компактны, удобны и дешевы чем винчестер, однако, не могут использоваться как HDD, так как стоимость записи и ее скорость намного выше. Привод выполняется как внутренне устройство, и имеет размер дисковода 5,25”. Могут управляться через IDE-, SCSI-интерфейс или звуковую карту. Диск изготавливается из поликарбоната, с одной стороны его покрывают отражающим слоем (из алюминия или золота).
Запись осуществляется путем выжигания чередований углублений в металлическом слое лазерным лучом.
Основная характеристика — скорость передачи данных. Единицей считывания является скорость считывания с магнитной ленты. У созданных позже устройств скорость считывания кратна ей и варьируется от 150 Кб/сек до 6-7 Мб/сек. Качество считывания характеризует коэффициент ошибок. Качество является оценкой вероятности искажения информационного бита при его считывании. Этот параметр отражает способность устройства корректировать ошибки чтения/записи.
Среднее время доступа – время, требующееся приводу для поиска необходимых данных на носителе, варьируется от 400 до 80 мс. Буферная память позволяет передавать данные с постоянной скоростью. Существует три типа буферов: динамический, статический и с опережающим чтением. Средняя наработка на отказ составляет 50-125 тысяч часов, что намного опережает сроки морального устаревания устройства.
Существуют также накопители CD-RW, позволяющие производить запись на компакт-диск. При этом диск покрыт слоем термочувствительной краски, с такими же отражающими свойствами, как и у алюминиевого покрытия. Этот привод считается последним достижением в области разработок записываемых компакт дисков.
DVD (Digital Video Disk) – диски, которые сменят CD-ROM, первоначально разрабатывались для домашнего видео. Отличаются тем, что могут хранить объем данных многократно превышающий возможности компакт дисков (от 4,7 до 17 Гб.).
При этом уровень качества звука и изображения хранимого на DVD приближается к студийному качеству.
В DVD лазерный луч уже, что позволяет снизить толщину защитного слоя диска в 2 раза. Это привело к появлению двухслойных дисков.
Магнитооптические накопители (Magneto-Optical) являются накопителем информации, в основе которого лежит магнитный носитель с оптическим управлением. Сплав, которым покрыта поверхность такого магнитооптического диска, меняет свои свойства как под воздействием тепла, так и под воздействием магнитного поля. Если происходит нагревание диска сверх некоторой температуры, то становится возможным изменение магнитной поляризации с помощью небольшого магнитного поля. На этом свойстве основываются технологии чтения записи магнитооптических дисков. Такие диски могут быть односторонними 3,5” емкости 128, 230, и 640 Мб. Двухсторонними 5,25” емкостью 600 Мб. – 2,6 Гб. 2,5” диски Mini Disk Data фирмы Sony, созданы специально для аудиоустройств и имеют емкость 140 Мб. 12” диски для однократной записи емкостью 3,5 – 7 Гб получили большое распространение при построении оптических библиотек .
Реферат технологии хранения информации
... и классифицировать знания о существующих технологиях хранения информации. Задачи: исследовать ресурсы Интернета классифицировать существующие носители информации рассказать о технологиях хранения информации, используемых в современных носителях Таким ... на две части: системную область и область данных. В первой находятся boot-запись (программа начальной загрузки), две копии таблицы размещения ...
1.6. ФЛЭШ-ПАМЯТЬ
Она используется в самых разнообразных цифровых устройствах. Так приятно, когда под рукой есть мобильный телефон, нужная информация находится в карманном компьютере, сделанные фотографии можно увидеть сразу, а не по возвращении из отпуска. Небольшой брелок умеет хранить массу полезных данных: флэш-память также служит памятью в МР3-плеерах и игровых приставках.
Само название Flash впервые применила компания Toshiba в 1984 г. для описания своих новых микросхем, в которых доступ к данным осуществляется «inaflash», т.е. быстро, мгновенно.
Флэш представляет собой твердотельное полупроводникивое устройство, которое не требует дополнительной энергии для хранения данных, т.е. при выключении питания информация сохраняется. Данные с флэш-носителя можно сколько угодно раз считать и ограниченное число раз перезаписать. Последнее связано с тем, что перезапись идет через стирание, которое приводит к износу микросхемы. Современная флэш-память позволяет заменять содержимое ячеек от 10 тыс. до 1 млн. раз.
В отличие от жестких дисков, CD — и DVD-ROM, во флэш-накопителях нет движущихся частей. Это существенно снизило потребление энергии при записи, а также в 5-10 раз по сравнению с жесткими дисками увеличило механическую нагрузку, которую способно выдерживать устройство памяти. Твердотельные носители можно трясти и ронять без ущерба для их работоспособности по оценкам производителей, информация на флэш-микросхемах хранится от 20 до 100 лет.
Благодаря компактным размерам, высокой степени надежности и низкому энергопотреблению твердотельные накопители активно используют в современных портативных устройствах, причем как в качестве съемного носителя, так и для хранения кода ПО .
1.7. ДРУГИЕ УСТРОЙСТВА НАКОПЛЕНИЯ И ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ
Кроме вышеперечисленных основных устройств накопления и хранения информации существуют некоторые другие, по разным причинам менее популярные. К таким устройствам относятся:
- бернулли-диски;
- устройства резервирования данных;
- некоторые другие устройства.
Все эти устройства имеют разные емкости, скорости доступа к информации, свои минусы и плюсы, а также разную цену. У них есть свои ограничения, но есть и несомненные достоинства. Одно у них всех есть общее – эти устройства были созданы для хранения, накопления и резервирования данных.
2. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ НАКОПИТЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИИ
Следует отметить, что разработки в области автономных устройств для переноса информации начались довольно давно.
Создание, переработка и хранение информации в технике
... хранение, преобразование, создание и обмен информацией. Но прежде чем принять привычную сейчас форму компьютер претерпел три революции. Первая компьютерная революция свершилась в ... средств и трудозатратах обеспечила бы удовлетворительное регулярное поступление необходимой информации, отвечающей перечисленным выше требованиям. 3. Переработка информации В процессе обработки информации решается ...
Первая энергонезависимая полупроводниковая память называлась ROM, т.е. название подсказывает, что произвести запись здесь можно было только один раз. Поэтому ROM использовалась лишь для хранения информации. Частично эту проблему удалось решить при создании PROM. Микросхему можно было подвергнуть повторному (но пока только единственному) «прожигу» с помощью специального устройства и тем самым полностью перезаписать информацию на ней.
Следующим шагом стало создание компанией Intel микросхемы EPROM на базе МОП-транзистора (металл – оксид – полупроводник).
Появилась долгожданная возможность неоднократной перезаписи информации, хранящейся на всей микросхеме, после стирания содержимого рентгеновскими лучами. Впоследствии также выпущены схемы, где обнуление осуществлялось с помощью ультрафиолетовых лучей через специальное окошко на микросхеме.
В 1979 г. компания Intel разработала новый вид памяти – EEPROM, в котором появилась возможность перезаписывать не всю информацию на микросхеме, а ее часть. Данные в определенных ячейках изменялись под влиянием электрического тока.
И вот наконец пришел черед флэш-памяти. Разработанная компанией Toshiba микросхема получила название NAND от применяемой логической схемы NOTAND («НЕ-И»).
Позже, в 1988 г., компания Intel выпустила свой вариант флэш-памяти NOR (NOTOR, «НЕ-ИЛИ»).
Хотя с тех пор прошло уже без малого 20 лет, эти два типа микросхем и сейчас составляют львиную долю оборота рынка флэш-памяти.
Корпорация Hitachi разработала архитектуру флэш-памяти, названную AND, которая комбинирует свойства NOR и NAND. Эти микросхемы обладают повышенной износостойкостью за счет применения алгоритмов равномерного использования всех ячеек при работе. Операции записи и стирания информации производятся методом туннелирования.
Компания Mitsubishi создала собственную флэш-память, носящую название DiNOR, в которой запись и стирание информации происходит также методом туннелирования. Эта память более долговечная, поскольку использует особый метод стирания данных, предохраняющий ячейки от пережигания .
Рынок внешних накопителей информации в последнее время развивался в основном за счет портативных устройств на флэш-памяти. Однако их объем до сих пор не позволяет применять их там, где необходимо сохранять и транспортировать большие массивы информации. В таких случаях на помощь приходят накопители, построенные на базе жестких портативных дисков. Популярность последних постоянно растет, их используют не только в ноутбуках и КПК, но даже в смартфонах и мобильных телефонах. Большинство крупных компаний давно уже наладили выпуск жестких портативных дисков размером от 0,85 до 2,5 дюйма, которые могут служить и как внешние накопители информации. Компания WesternDigital выпустила на рынок два таких устройства, каждое из которых обладает своими интересными особенностями.
WD Passport Pocket. Внешний накопитель WDPassportPocket благодаря небольшим размерам 61*45*9,5 мм может вполне сойти за крупную «флэшку». Он построен на базе жесткого диска и располагает внушительным объемом памяти в 6 Гбайт. При этом масса WD
PassportPocket составляет 80 г, что, учитывая его размеры, позволяет без труда уместить накопитель даже в кармане рубашки.
На верхнем торце расположен убирающийся внутрь корпуса складной разъем для подключения к ПК. В результате в сложенном виде разъем защищен от внешнего воздействия и механических повреждений. Благодаря значительному объему памяти устройство можно использовать для хранения и транспортировки данных, а если установить на него операционную систему, то и в качестве системного диска.
WDPassportPocket передает данные по протоколу USB 2.0, что позволяет обмениваться большими объемами информации с высокой скоростью. В среднем скорость записи на устройство равняется 3,5 Мбайт/с. Накопитель полностью совместим с компьютерами PC и Macintosh. При подключении WDPassportPocket к ПК он автоматически опознается операционной системой и не требует дополнительных драйверов.
Легкость в работе, небольшие размеры и солидный объем памяти позволяют применять WDPassportPocket как для работы, так и для развлечений. Устройство подойдет и профессионалам вне зависимости от сферы их деятельности, и простым пользователям ПК.
WD Passport 120 Гбайт. Второй внешний накопитель серии WDPassport существенно отличается от коллеги. Выглядит он как небольшая пластмассовая коробочка, верхняя часть которой изготовлена из серебристого пластика, и нижняя – из прорезиненного материала. В качестве носителя информации здесь используется 2,5-дюймовый жесткий диск, помещенный в прочный амортизирующий и теплорассеивающий корпус, защищающий от перегрева и ударных нагрузок при падении. Применение защитного корпуса существенно отразилось на размерах изделия (144*89*21 мм), носить в кармане такой «кирпич» довольно проблематично. Однако, учитывая внушительный объем жесткого диска в 120 Гбайт, а также наличие защитного корпуса, предохраняющего его от динамических нагрузок, не думаю, что стоит относить размеры аппарата к недостаткам. На правом торце накопителя расположены разъем mini-USB для соединения с ПК и еще один – для подключения внешнего питания, который задействуется при подсоединении к портам USB 1.1. Порты во избежание выхода из строя прикрыты резиновой заглушкой.
В модели WDPassportиспользуется жесткий диск с частотой вращения 5400 об/мин.
Передача данных осуществляется посредством протокола USB2.0 – средняя скорость записи на устройство составляет 10 Мбайт/с.
Как уже отмечалось, WDPassportобладает защитным корпусом, предохраняющим жесткий диск при падении. По заявлению производителя, устройство способно выдержать падение с небольшой высоты без каких-либо последствий. В качестве короткого краш-теста накопитель «случайно» уронили с метровой высоты на пол, после чего подключили к ПК. В процессе дальнейшей его эксплуатации сбоев в работе не наблюдалось, что подтвердило его устойчивость к динамическим нагрузкам.
Большой объем памяти и прочный корпус, защищающий жесткий диск от динамических нагрузок, позволяют использовать WDPassportне только дома или в офисе, но и в полевых условиях, не беспокоясь за сохранность данных при транспортировке .
В настоящее время основные усилия разработчиков сосредоточены на наращивании объемов памяти и сокращении размеров носителей с параллельным снижением энергопотребления.
Уже представлены новые разработки памяти на основе нанокристаллов. Эта технология позволяет уменьшить ячейку и упростить производство памяти, сохраняя при этом ее надежность. Кремниевые нанокристаллы, напоминающие по форме сферу диаметром порядка
50 ангстрем (или пяти миллиардных метра), размещают между двумя оксидными слоями. Запись информации производится за счет способности кристаллов сохранять заряд. Скорость записи флэш-памяти такого типа может быть существенно увеличена благодаря тому, что туннелирование зарядов в нанокристаллы происходит значительно быстрее, чем в стандартные ячейки флэш-памяти. Также ведутся разработки в области увеличения быстродействия за счет записи данных одновременно на несколько ячеек в каждой микросхеме.
Еще одной перспективной технологией считается ферроэлектрический принцип хранения информации – FeRAM (FerroelectricRandomAccessMemory).
В русскоязычной литературе ферроэлектрики обычно называют сегнетоэлектриками, поскольку впервые их необычные свойства были обнаружены у кристаллов сегнетовой соли. Особенность ферроэлектриков состоит в сравнительно легком изменении величины дипольного момента под влиянием электрического поля (т.е. изменяется сила взаимодействия с заряженными частицами, в том числе электронами).
В обычном состоянии ферроэлектрик не является однородно поляризованным, а состоит из доменов с различными направлениями поляризации. Под действием электрического поля кристалл становится однодоменным, причем после выключения поля это состояние сохраняется в течение длительного времени. При воздействии поля противоположного направления значение поляризации также меняется. На этом принципе строится двоичная система.. переключение поляризации происходит за время меньше 1нс. К преимуществам этой технологии следует отнести стойкость к радиации и другим проникающим излучениям.
Предыдущий вид памяти наряду с магниторезистивной MRAM (Magneto-resistiveRAM) считается наиболее перспективным преемником флэш-памяти. В основе работы MRAM лежит принцип изменения электрического сопротивления проводника под действием магнитного поля. Сторонники этого вида памяти считают, что она может совершить настоящую революцию, заменив не только флэш, но и DRAM, и SRAM. Ячейка MRAM состоит из двух слоев ферромагнетика, разделенных между собой слоем магниторезистивного материала.
К ферромагнетикам относят вещества, у которых при определенных условиях устанавливается магнитоупорядоченное состояние, так что магнитные моменты атомных носителей магнетизма выстраиваются параллельно, а само вещество намагничивается. В отсутствие внешнего магнитного поля ферромагнетик разбит на хаотично ориентированные домены. Под воздействием магнитного поля эти домены переходят в магнитоупорядоченное состояние.
Сопротивление магниторезистивного материала будет определяться ориентацией магнитных моментов ферромагнитных слоев. Если намагниченность слоев совпадает по направлению, то электрическое сопротивление ячейки мало, что соответствует логической единице. В противном случае ячейка не пропускает электроны, а заворачивает их своим магнитным полем, сопротивление ячейки возрастает, что соответствует логическому нулю. Изменить ориентацию магнитного момента ферромагнитного слоя можно только внешним воздействием. Заслуживающим внимания является и тот факт, что достаточно поменять направление магнитного момента только в одном из ферромагнитных слоев, чтобы изменить состояние ячейки в целом.
Благодаря существованию коэрцитивной силы повлиять на состояние ячейки внешними бытовыми электромагнитными полями довольно сложно, поэтому ячейка MRAM остается для них практически неуязвимой. Скоростные показатели записи в такой ячейке значительно превышают аналогичные параметры для флэш-памяти. Процессы записи/стирания могут осуществляться бесконечное количество раз. Однако размер ячейки и соответственно ее себестоимость пока слишком велики.
Еще одна технология будущего – это NRAM (Nanotube-based или NonvolatileRAM), в которой для хранения информации используются углеродные нанотрубки. В исходном состоянии они расположены под прямым углом друг к другу и прикрепляются таким образом, что образуют мостики между электродами на поверхности кремниевой пластины. Под воздействием напряжения нанотрубки прогибаются, причем это положение остается стабильным, и после снятия напряжения. Под центром каждого мостика находится еще один электрод, который и сообщает, в каком положении находится мостик. Для возврата в исходное состояние нужно приложить напряжение противоположного знака.
Сложности этой технологии заключаются в реализации точного и равномерного размещения нанотрубок на подложках. Такой вид памяти обещает стать более емким, быстрым и долговечным, чем современная флэш-память.
В качестве одного из ближайших преемников на рынке твердотельной памяти рассматривается OvonucUnifiedMemory (OUM), устройство памяти на аморфных полупроводниках. Аморфное состояние вещества характеризуется отсутствием строгой периодичности в расположении частиц. У веществ в этом состоянии существует определенная согласованность только в расположении соседних частиц. С увеличением расстояния между двумя выбранными атомами согласованность уменьшается, а затем и вовсе исчезает. Кристаллам, напротив, присуще регулярное расположение частиц, которое с определенным периодом повторяется в трех измерениях. В природе аморфное состояние менее распространено, чем кристаллическое, причем большинство веществ получить в таком виде не удается вовсе. Тем удивительнее, что ряд веществ в аморфном состоянии обладает свойствами полупроводников. К последним, в частности, относятся халькогенидные стекла.
В OUM-технологии используются уникальные свойства халькогенидов, открывающие возможность для их практического применения во флэш-памяти. Под действием электрического ока они могут переходить из аморфного состояния в кристаллическое, причем время перехода обычно менее 10 -10 -10-12 с.
Значительное различие величин электрического сопротивления в аморфном и кристаллическом состоянии позволяет определять текущее состояние ячейки, обеспечивая запись логических нуля и единицы. Преимущества этой технологии – большее, чем у флэш-памяти, число максимальных циклов перезаписи, увеличенная скорость доступа, повышенная емкость и низкая себестоимость. Правда, по сравнению с MRAM память OUM обладает меньшим быстродействием.
Существуют также подобные OUM технологии, получившие название ChalcogenideRAM (CRAM) и PhaseChangeMemory (PRAM).
Они также основаны на том, что вещество может переходить из аморфной фазы в кристаллическую под воздействием электрических полей. В отличие от флэш-памяти они устойчивы к воздействию ионизирующего излучения. Однако по энергопотреблению они проигрывают флэш-памяти .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, можно сказать, что жесткие диски еще долго будут сохранять лидирующие позиции на рынке ВЗУ. Это связано с низкой стоимостью записи по сравнению с CD, которые являются достойными конкурентами по объему записываемой информации. Различные способы хранения и записи информации соответствуют различным целям. На текущий момент не существует универсального ВЗУ, которое может быть использовано как постоянное и переносное одновременно и быть при этом доступным обычным пользователям. По всей видимости, в ближайшие годы нам придется так же пользоваться винчестерами в качестве основного носителя, хотя мысль не стоит на месте, и никто не знает, что еще может изобрести человек в скором времени.
Последние два десятилетия характеризуются стремительным прогрессом развития технологий в области записи и хранения информации, одной из которых является флэш-память. Но технологии развиваются быстро, и как знать, не придется ли через десяток лет сдувать пыль с новостей о применении флэш-памяти.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/hranenie-informatsii/
1. Ефимова О., Морозов В., Шафрин Ю. – «Информатика и вычислительная техника» — М.: АБФ, 1998 – 655С.
2. Макарова Н.В. – «Информатика» — М.: Финансы и статистика, 2005 – 768с.: ил.
3. Фигурнов В.Э. – «IBMPC для пользователя. Краткий курс» — М.: ИНФРА-М, 1998. – 480 с.: ил.
4. Мир ПК. – Старкова М. – «В твердой памяти?» — январь 2006
5. Мир ПК. – Полтев С. – «Система центрального накопления» — март 2006
6. Мир ПК. – Воробьев Р. – «Жесткий отпор флэш-памяти» — октябрь 2006
РАЗДЕЛ 2. ОПИСАНИЕ РАСЧЕТА ИНВАРИАНТНОЙ СМЕТЫ РАСХОДОВ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОННЫХ ТАБЛИЦ EXCEL
Задание
1. Составить расчет инвариантной сметы расходов на ремонт квартиры.
2. Построить диаграмму структуры расходов по смете.
3. Разработать два сценария для расчета расходов при изменении цен на материалы и расценок на выполнение работ.
4. Подобрать параметры для расчета возможных размеров цен при заданной величине расходов.
5. Составить план погашения кредита на расходы по смете и рассчитать будущую стоимость расходов.
РАСЧЕТ ИНВАРИАНТНОЙ СМЕТЫ РАСХОДОВ НА РЕМОНТ КВАРТИРЫ
Составить смету на ремонт квартиры на основе следующих данных:
- объект ремонта;
- работы и расценки;
- цены материалов и нормы расхода.
Состав исходных данных, используемых в примере, приведен в табл. 1:
Таблица 1
Исходные данные
Расчет сметы состоит из трех расчетов:
- расчет объема работ;
- расчет потребности и стоимости материалов;
- расчет стоимости работ.
Ниже приводятся эти расчеты (см. табл. 2):
Таблица 2
Расчет объема работ, потребности и стоимости материалов
 |
Объем работ рассчитывается инвариантно, т.е. при помощи функции «ЕСЛИ» в зависимости от количества комнат:
- =ЕСЛИ(B26=1;B4*C4;ЕСЛИ(B26=2;B4*C4+B5*C5;
- «ошибка»));
- =ЕСЛИ(B27=1;2*D4*(B4+C4);ЕСЛИ(B27=2;2*D4*(B4+C4)+2*D5*(B5+C5);»ошибка»)).
Рис. 1Пример расчета объема работ
Расчет потребности и стоимости материалов рассчитывается по следующим формулам (см. табл. 3):
Таблица 3
Расчет потребности и стоимости материалов
| Материал | Потребность | Стоимость |
| Обои, м | =С27*С14 | =В30*В15 |
| Клей, кг | =С27*С16 | =В31*В16 |
| Краска, кг | =С26*С17 | =В32*В17 |
| Грунтовка, кг | =С27*С20 | =В33*В20 |
| Бетонит | =С27*С21 | =В34*В21 |
| Итого материалов | =СУММ (С30:С34) |
Расчет стоимости работ приведен ниже (см. табл. 4):
Таблица 4
Расчет стоимости работ
Рис. 2 Пример расчета стоимости работ
Стоимость ремонта рассчитывается в зависимости от вида ремонта: 1-й – стандартный ремонт, 2-й – евроремонт.
Формулы расчета приведены ниже (см. табл. 5):
Таблица 5
Формулы расчета стоимости работ
| Работы | Вид ремонта | Стоимость |
| Покраска потолка | 2 | =ЕСЛИ(B38=1;C26*B9;ЕСЛИ(B38=2;C26*C9;»ошибка»)) |
| Оклеивание обоями | 2 | =ЕСЛИ(B39=1;C27*B10;ЕСЛИ(B39=2;C27*C10;»ошибка»)) |
| Штукатурные работы | 2 | =ЕСЛИ(B40=1;C27*B11;ЕСЛИ(B40=2;C27*C11;»ошибка»)) |
| Итого работы | =СУММ(C38:C40) | |
| Непредвиденные расходы | =C41*0,1 | |
| Всего расходов | =СУММ(C35+C41+C42) |
ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММЫ СТРУКТУРЫ РАСХОДОВ ПО СМЕТЕ
Диаграмма отражает структуру расходов по смете. Для этих целей применяется круговая диаграмма, приведенная ниже (см. рис. 3):
Рис. 3 Структура затрат на ремонт квартиры
РАЗРАБОТКА СЦЕНАРИЕВ ДЛЯ РАСЧЕТА РАСХОДОВ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ЦЕН НА МАТЕРИАЛЫ И РАСЦЕНОК НА ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТ
В приведенных двух сценариях показано как при изменении цен на материалы изменяются расходы по смете (см. табл. 6):
Таблица 6
| Структура сценария | Текущие значения: | 1 | 2 | |
| Изменяемые: | ||||
| Обои | 150 | 50 | 120 | |
| Клей | 20 | 15 | 25 | |
| Краска | 100 | 90 | 65 | |
| Грунтовка | 100 | 110 | 80 | |
| Бетонит | 20 | 15 | 25 | |
| Результат: | ||||
| Расходы | 72720,4 | 61578,45 | 70167,95 | |
ПОДБОР ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ РАСЧЕТА ЦЕН ПРИ ЗАДАННОЙ ВЕЛИЧИНЕ РАСХОДОВ
При выполнении подбора параметров устанавливаем расходы по смете 65 000 руб. и задаем подобрать размер цены на обои (см. рис. 10 и 11):
 |
Рис. 4 Подбор параметра
 |
Рис. 5 Результат подбора параметра
В результате подобрана цена в размере 74,5 руб. за 1 м обоев (см. табл. 7):
Таблица 7
Результат подбора параметра
| Материал | Цена, руб. |
| Обои, м | 74,53176931 |
СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНА ПОГАШЕНИЯ КРЕДИТА НА РАСХОДЫ ПО СМЕТЕ И РАСЧЕТ БУДУЩИХ РАСХОДОВ
Взят кредит на ремонт квартиры в сумме 75 000 тыс. руб. на один год под 20% годовых с ежеквартальными платежами. Требуется рассчитать сумму ежеквартальных выплат, в том числе по процентам и основному долгу, т.е. составить план погашения кредита с использованием финансовых функций: ППЛАТ, ПЛПРОЦ, ОСНПЛАТ.
План погашения кредита (см. табл. 8):
Таблица 8
 |
План погашения кредита
Формулы расчета приведены ниже (см. табл. 9):
Таблица 9
Формулы расчета плана погашения кредита
| План погашения кредита | |||||
| Период | Заем на начало периода | Общий платеж | Плата по процентам |
Плата по основному долгу |
Заем на конец периода |
| 1 | =F8 | =ПЛТ(20%/4;4;
|
=ПРПЛТ(20%/4;1;4;-B47;0) |
=ОСПЛТ(20%/4;1;4; -B$47) |
=B47-E47 |
| 2 | =F47 | =ПЛТ(20%/4;4;
|
=ПРПЛТ(20%/4;2;4;-B47;0) |
=ОСПЛТ(20%/4;2;4; -B47) |
=B48-E48 |
| 3 | =F48 | =ПЛТ(20%/4;4;
|
=ПРПЛТ(20%/4;3;4;-B47) |
=ОСПЛТ(20%/4;3;4; B47) |
=B49-E49 |
| 4 | =F49 | =ПЛТ(20%/4;4;
|
=ПРПЛТ(20%/4;4;4;-B47;0) |
=ОСПЛТ(20%/4;4;4; -B47) |
=B50-E50 |
| Итого | =СУММ(C47:C50) | =СУММ(D47:D50) |
=СУММ(E47+E48+E49 +E50) |
||
Финансовая функция БЗ используется для расчета будущей стоимости вклада. На ремонт квартиры в настоящее время согласно смете требуется 73 тыс. руб. Через три года стоимость ремонта квартиры при ставке 20% и ежеквартальном начислении процентов составит 135 тыс. руб. Окно расчета функции БЗ приведено ниже (см. рис. 6):
Рис. 6 Расчет будущей стоимости вклада
Фигурнов В.Э. – «IBMPC для пользователя. Краткий курс» — М.: ИНФРА-М, 1998
Ефимова О., Морозов В., Шафрин Ю. – «Информатика и вычислительная техника» — М.: АБФ, 1998
Макарова Н.В. – «Информатика» — М.: Финансы и статистика, 2005
Мир ПК. – Старкова М. – «В твердой памяти?» — январь 2006
Мир ПК. – Старкова М. – «В твердой памяти?» — январь 2006
Мир ПК. – Воробьев Р. – «Жесткий отпор флэш-памяти» — октябрь 2006
Мир ПК. – Старкова М. – «В твердой памяти?» — январь 2006
