Запись и считывание информации. Носители информации.

Тема урока: Запись и считывание информации. Носители информации.

Цели урока:

1.Сформировать у учащихся знания о способах хранения информации, процессах записи и считывания информации с носителей.

2 Развивать у учащихся познавательный интерес к предмету;

3 .Воспитывать ответственность.

Тип урока: комбинированный

Оснащенность урока: презентация «Носители информации»

Ход урока

1.Орг.момент(текущий инструктаж по ТБ, проверка отсутствующих).

2.Формирование новых знаний.

Во время работы компьютера все устройства, хотя бы временно, бывают носителями информации. Однако, как правило, этот термин используется в случаях продолжительного хранения данных.

Информация может сохраняться на разных материальных носителях, которые обеспечивают ее запись, хранение и воспроизведение. Различают магнитные, оптические, перфорированные, бумажные и экранные носители. К магнитным носителям относятся магнитные ленты и диски, к оптическим - компакт-диски, к перфорированным - перфокарты и перфоленты, к бумажным - бумага печатных устройств, к экранным - экраны дисплеев.
Основными магнитными носителями информации являются магнитные диски - жесткие и гибкие (дискеты). Первые жесткие магнитные диски имели диаметр около полуметра и собирались в пакеты. У современных магнитных дисков в персональных компьютерах размеры значительно меньше. Несмотря на разницу в размерах и объеме запоминаемых данных, диски имеют одинаковый принцип записи информации. Данные на магнитных дисках размещаются на концентрических дорожках, количество которых зависит от качества дисков. Дорожки, в свою очередь, делятся на секторы. Магнитная головка - устройство записи-чтения - перемещается вдоль радиуса вращающегося диска.
Плотность записи на дорожках бывает разной, и в соответствии с этим разным может быть объем памяти. Так, для дискет диаметром 3,5" объем памяти может равняться 720 Кб; 1,44 Мб; 2 Мб; 2,88 Мб.
На оптических дисках (ком-пакт-дисках) данные сохраняются на спиральных дорожках, состоящих из впадин и ровных участков. При считывании информации лазерным лучом впадины интерпретируются как нули, а ровные участки, хорошо отражающие свет, - как единицы.

Система магнитной записи
На рисунке показаны носитель и головка записи кольцевого типа. Головка состоит из сердечника с обмоткой. В сердечнике имеется зазор шириной 0,1-10 мкм. При включении в обмотку тока записи (входной сигнал) в области зазора возникает магнитное поле рассеяния (поле записи), которое воздействует на прилегающую к головке область рабочего слоя движущегося магнитного носителя, например магнитной ленты

Процесс магнитной записи: 1 - носитель записи, 2 - головка записи. Внизу показана последовательность участков с противоположным направлением намагниченности
В цифровой магнитной записи, используемой в компьютерной технике, в магнитную головку поступает ток, при котором поле записи через определенные промежутки времени изменяет свое направление на противоположное. В результате под действием поля рассеяния магнитной головки происходят намагничивание и перемагничивание отдельных участков движущегося магнитного носителя. При периодическом изменении направления поля записи в рабочем слое носителя возникает цепочка чередующихся участков с противоположным направлением намагниченности, которые соприкасаются друг с другом одноименными полюсами. В итоге сигнал, поступающий в головку записи, оставляет на движущемся носителе след, то есть магнитную запись. Рассмотренный вид записи, когда участки рабочего слоя носителя перемагничиваются вдоль его движения, называется продольной записью.

После записи информации на магнитном носителе остаются участки, обладающие разным магнитным состоянием. При двоичном кодировании принято обозначать одно состояние цифрой 0, а другое - цифрой 1. Цифры 0 и 1 и соответствующие им участки носителя называются битами. Определенная последовательность из фиксированного количества нулей и единиц соответствует тому или иному символу, например: букве алфавита, цифре, знаку препинания и т.д. Таким образом, создавая в рабочем слое носителя нужную очередность намагниченных и перемагниченных участков, можно осуществить запись информации.
Материал основы магнитных носителей должен обладать вполне определенными физико-механическими свойствами. Так, у магнитной ленты основа должна иметь высокую прочность на растяжение, хорошую износостойкость, гладкую поверхность, равномерную толщину, быть эластичной. Основным материалом для изготовления основы лент и гибких дисков является полиэтилентерефталат (лавсан). Материалом основы жестких дисков является алюминиевый сплав. Он должен быть пригоден для полировки, обладать высокой твердостью и износостойкостью, в нем не должны образовываться микротрещины в процессе его обработки. В качестве запоминающей (регистрирующей) среды в магнитных носителях используются ферролаковые рабочие слои. Ферролаковый слой готовят путем введения в состав лака магнитного порошка, который представляет собой систему, состоящую из микрочастиц размером менее микрона. Частицы должны быть максимально однородными. Магнитные поля, в которых перемагничиваются частицы, должны иметь близкие значения. Поверхность частиц должна быть идеально гладкой. Наличие на поверхности частиц различных неровностей, дефектов приводит к снижению их магнитной однородности.
Гибкие магнитные диски
Гибкие магнитные диски помещаются в пластмассовый корпус. В центре дискеты имеется приспособление для захвата и обеспечения вращения диска внутри пластмассового корпуса. Дискета вставляется в дисковод, который вращает диск с постоянной угловой скоростью.
При этом магнитная головка дисковода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска, на которую и производится запись или с которой производится считывание информации. Информационная емкость дискеты невелика и составляет всего 1,44 Мбайт. Скорость записи и считывания информации также мала (составляет всего около 50 Кбайт/с) из-за медленного вращения диска (360 об. /мин).
Жесткие магнитные диски
Жесткий магнитный диск представляет собой несколько десятков дисков, размещенных на одной оси, заключенных в металлический корпус и вращающихся с большой угловой скоростью.
За счет гораздо большего количества дорожек на каждой стороне дисков и большого количества дисков информационная емкость жесткого диска может в сотни тысяч раз превышать информационную емкость дискеты и достигать 150 Гбайт. Скорость записи и считывания информации с жестких дисков достаточно велика (может достигать 133 Мбайт/с) за счет быстрого вращения дисков (до 7200 об./мин).

Конструкция жёсткого диска
Жёсткий диск состоит из двух основных частей: гермоблока и контроллера.
Гермоблок - это герметичная камера, заполненная чистым, не содержащим пыли воздухом, и содержащая в себе пакет магнитных дисков и блок магнитных головок (БМГ).
Магнитные диски состоят из основы, сделанной обычно из алюминия, реже из стекла или керамики и магнитного покрытия, в виде тонкой плёнки магнитотвёрдого материала (ферромагнетика), который служит собственно носителем информации. Магнитные диски собраны в пакет, находящийся на оси шпиндельного электродвигателя со стабильной скоростью вращения.
Блок магнитных головок перемещается вдоль поверхности диска от края к центру посредством сервопривода. На первых винчестерах сервопривод производился шаговым двигателем. Впоследствии стала применяться электромагнитная катушка (англ. сoil), подобная катушке магнито-электрического стрелочного прибора. Для управления головками в винчестере хранятся так называемые адаптивы - индивидуальные для каждого винчестера данные о физических характеристиках сервопривода головок - необходимые амплитуды и времена сигналов управления электромагнитом. Адаптивы обеспечивают быстрое и почти безошибочное позиционирование головки и уверенное удержание её на треке.
В выключенном положении головки лежат на дисках в специальной зоне парковки. Во избежание повреждений при транспортировке, головки в этом положении заблокированы, и не могут перемещаться до тех пор, пока диски не крутятся. При работе головки парят над поверхностью вращающихся дисков на расстоянии порядка от десятых долей до единиц микрометров. Таким образом поверхность дисков не изнашивается (как это происходит у дискет).
Внутри гермоблока вместе на блоке магнитных головок или рядом с ним расположен коммутатор, обеспечивающий переключение активных головок и предварительное усиление сигнала магнитного датчика. Если у жёсткого диска одна рабочая поверхность, то коммутатор выполняет только функции усилителя.
Контроллер представляет собой электронную схему, выполняющую функции управления органами гермоблока и преобразование информации, передаваемой между компьютером и головками. Конструктивно контроллер обычно выполнен в виде печатной платы, монтируемой на одной стороне гермоблока. На контроллере расположены узлы питания, управления шпиндельным двигателем, сервоприводом БМГ, чтения и записи информации на диски, обмена по внешнему интерфейсу, разъёмы интерфейса, питания, соединения с гермоблоком, а также технологические выводы и элементы конфигурации (джамперы).

USB-флеш-накопитель ( флешка, флэшка, флеш-драйв) - , использующее в качестве и подключаемое к или иному считывающему устройству по .

Основное назначение USB-накопителей - хранение, перенос и обмен данными, , загрузка () и др. Разработан умещающийся на флешку пакет программ для автоматического снятия улик с компьютера неквалифицированным полицейским ().

USB-флешки обычно съёмные и перезаписываемые.

Основные компоненты флешки:

• USB-интерфейс (Стандарт-А) - обеспечивает физическое соединение с компьютером.

• Контроллер - небольшой со встроенными ROM и RAM.

• NAND-чип - хранит информацию.

• Осциллятор - генерирует синхронизирующий сигнал (12 MHz) и управляет выводом данных.

На большинстве флешек используется файловая система , , , или . Для флешек от 64ГБ чаще всего .

3.Закрепление полученных знаний

стр.112 (уровни А,В)

5. Подведение итогов урока. Выставление оценок.

6. Домашнее задание

Параграф 13, стр.112 (уровень С)