Принципы хранения информации в памяти компьютера. Принципы хранения информации в компьютере

Для долговременного хранения информации, её накопления и передачи используются носители информации. Материальная природа носителей информации может быть различной: бумага, фото и кинопленки для аналоговых носителей, микросхемы памяти, магнитные и лазерные диски для информации в цифровой форме и т.д.

Носители информации характеризуются информационной ёмкостью. Современные микросхемы памяти могут хранить в 1см3 1010 битов информации, однако это во много раз меньше чем хранят молекулы ДНК. Однако если сравнивать с информационной емкостью традиционных носителей (книг), то прогресс очевиден.

Надежность и долговременность хранения информации

Надежность (устойчивость к повреждениям) достаточно высока у аналоговых носителей, повреждение которых приводит к потере информации только на поврежденном участке. Цифровые носители гораздо более чувствительны к повреждениям, т.к. потеря только одного байта может привести к невозможности прочитать весь файл. Именно поэтому необходимо соблюдать правила эксплуатации и хранения цифровых носителей информации.

Устройство компьютера

С точки зрения информатики компьютер -- это электронное устройство для ввода, хранения, обработки и передачи информации. Мы будем рассматривать только персональные компьютеры. В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип. Этот принцип опирается на шинный принцип обмена информацией между устройствами. Модульность позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию.

Шина представляет собой многопроводные линии, к которым подключаются процессор, оперативная память, а также периферийные устройства ввода, вывода и хранения информации. Эти устройства обмениваются через шину информацией в форме электрических импульсов, которые соответствуют последовательностям нулей и единиц машинного кода. Шина данных -- собственно, набор контактов, соединяющий различные компоненты компьютера для подвода к ним питания и обмена данными. По этой шине, например, прочитанные из оперативной памяти данные могут быть переданы процессору для обработки, а затем полученные данные могут быть отправлены в оперативную память для хранения. Таким образом, данные по шине данных могут передаваться от устройства к устройству в любом направлении. Выбор устройства или ячейки памяти, куда или откуда пересылаются данные по шине данных, производит процессор.

Существует понятие базовой конфигурации персонального компьютера, в которую входят:

• · Системный блок;
• · Монитор;
• · Клавиатура;
• · Мышь.

Рассмотрим элементы конфигурации персонального компьютера, точки зрения модульной структуры:

1. Системный блок

Системный блок представляет собой металлический корпус с блоком питания. В корпусе также располагается звуковой динамик. Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называются внутренними, а подключаемые снаружи -- внешними.

• 1.1. Системная (материнская) плата (motherboard), на которой располагаются различные устройства, входящие в системный блок. Конструкция материнской платы позволяет каждому пользователю заменять вышедшие из строя или устаревшие элементы системного блока. На системной плате крепятся:
  • а) Процессор (CРU - Central Рrocessing Unit) -- большая интегральная схема на кристалле, которая называется большой по количеству включенных в нее элементов. Процессор выполняет логические и арифметические операции, осуществляет управление функционированием компьютера. Процессор характеризуется тактовой частотой. Такт -- это промежуток времени между началами двух последовательных импульсов, которые подаются специальной микросхемой -- генератором тактовой частоты, синхронизирующим работу узлов компьютера. Тактовая частота -- это количество тактов в секунду. На выполнение процессором каждой базовой операции отводится определенное число тактов. Ясно, что чем больше тактовая частота, тем больше операций в секунду выполняет компьютер. Тактовая частота определяет быстродействие процессора и измеряется в Герцах (1с). Современные процессоры настолько быстры, что их частоты удобно измерять в ГГц (Гигагерцах). Другой характеристикой процессора является его разрядность. Разрядность - означает количество двоичных разрядов, которые могут передаваться или обрабатываться процессором одновременно. Производительность процессора является его интегральной характеристикой, которая зависит от частоты процессора, его разрядности, а также особенностей архитектуры. Наиболее известными изготовителями процессоров являются компании Intel и AMD.
  • б) Контроллеры - микросхемы, отвечающие за работу различных устройств компьютера (клавиатуры, HDD, FDD, мыши и т.д.). Сюда же отнесем и микросхему ПЗУ (Постоянное Запоминающее Устройство) в которой хранится ROM-BIOS.
  • в) Слоты (шины) - разъемы (ISA, РCI, SCSI, AGР и т.д.) под различные устройства (оперативная память, видеокарта и т.п.).
  • г) Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ, RAM - Random Access Memory -- микросхемы, служащие для кратковременного запоминания промежуточных команд, значений вычислений, производимых CРU, а также других данных. Там же для повышения быстродействия хранятся исполняемые программы. Оперативная память изготавливается в виде модулей памяти. Модули памяти представляют собой пластины с рядами контактов. Модули памяти различаются между собой по конструкции, быстродействию, информационной емкости и т.д. Важнейшей характеристикой является быстродействие. ОЗУ - быстродействующая память со временем регенерации 7·10-9 сек.
  • д) Видеокарта (видеоакселератор) - устройство, расширяющее возможности и ускоряющее работу с графикой. Видеокарта имеет свою видеопамять для хранения графической информации и графический процессор (GРU - Graрhic Рrocessor Unit), берущий на себя вычисления при работе с 3D графикой и видео. Может иметь выход на TV и видеовход.
  • е) Звуковая карта - устройство, расширяющее звуковые возможности компьютера. Звуки генерируются с помощью записанных в память образцов звуков разных тембров. Поддерживаются различные эффекты. Могут иметь линейный вход/выход, выход на наушники, микрофонный вход, (разъем для джойстика, аналоговый и цифровой вход CD аудио).
  • ж) Сетевая карта - устройство, отвечающее за подключение компьютера к сети для возможности обмена информацией.

Кроме материнской платы в системном блоке находятся:

Накопитель на жестком магнитном диске (винчестер, HDD - Hard Disk Drive) - герметично запаянный корпус с вращающимися магнитными дисками и магнитными головками. Жесткий магнитный диск представляет собой несколько десятков дисков, размещенных на одной оси и вращающихся с большой угловой скоростью. Основной функцией жесткого магнитного диска является долговременное хранение большого объема информации в виде файлов (программы, тексты, графика, фотография, музыка, видео). Жесткий диск -- это устройство, которое использует свойство сохранения намагниченности специальным магнитным веществом, нанесенным на поверхность диска. В процессе записи информации головки дисковода перемещаются вдоль поверхности диска, на которую нанесен слой этого магнитосодержащего вещества. В головки поступают импульсы (последовательность нулей и единиц), в результате намагничиваются или не намагничиваются элементы поверхности магнитного носителя.

При считывании информации головка движется вдоль поверхности носителя. Намагниченные участки вызывают в ней импульсы тока (явление электромагнитной индукции). Последовательности таких импульсов передаются в оперативную память компьютера. В отсутствии сильных магнитных полей и высоких температур элементы поверхности могут сохранять намагниченность достаточно долго.

CD/DVD-ROM (Comрact Disc Read Only Memory) - устройство, служащее для считывания/записи информации с CD/DVD дисков. Двоичная информация с поверхности CD считывается лучом лазера. В лазерных дисководах используется оптический принцип записи и считывания информации. Информация на лазерном диске записывается на спиралевидную дорожку, содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью.

В процессе считывания информации луч лазера, установленный в дисководе, падает на поверхность вращающегося диска и отражается. Так как поверхность лазерного диска имеет участки с различными коэффициентами отражения, то отраженный луч меняет свою интенсивность (логические 0 или 1). Затем отраженные световые импульсы с помощью фотоэлементов преобразуются в электрические импульсы и по шине передаются в оперативную память.

Запись на CD/DVD основана на изменении отражающих свойств вещества подложки CD под действием луча лазера.

В состав ЭВМ кроме системного блока входят следующие устройства ввода-вывода информации.

• 2. Монитор (дисплей) - устройство вывода графической информации. Есть электронно-лучевые (уже устаревшие) и LCD мониторы. На экране жидкокристаллического монитора изображения формируется в результате прохождения белого света лампы подсветки через ячейки, прозрачность которых зависит от приложенного электрического напряжения. Мониторы используют RGB систему образования цвета, т.е. цвет получается смешением 3-х основных цветов: красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue). Размеры по диагонали -- (14""), 15"", 17"", 19"", 21"", 24"". Размер пикселя - 0.2-0.3мм. Частота смены кадров - 77Гц при разрешении 1920x1200 пиксель, 85Гц при 1280x1024, 160Гц при 800x600. Количество цветов определяется количеством разрядов на один пиксель и может быть 256 (28, где 8 - количество разрядов), 65536 (216, режим High Color), 16 777 216 (224, режим True Color, может быть и 232).
• 3. Клавиатура (keyboard) - клавишное устройство ввода команд и символьной информации (108 клавиш). Подключается к последовательному интерфейсу (COM порт) либо к USB порту. Комбинация монитора и клавиатуры обеспечивает простейший интерфейс пользователя. С помощью клавиатуры вводят команды управления, а с помощью монитора получают от нее отклик.
• 4. Манипулятор типа мышь (mouse) - устройство ввода команд. Мышь подключается к компьютеру с помощью, так называемых портов (USB (Universal Serial Bus) или COM), которые передают электрические импульсы, несущие информацию, последовательно, один за другим. Аппаратно эти порты выведены на панель системного блока. Стандартной является 2-х кнопочная мышь с колесом прокрутки (scrolling). Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя мыши) на экране монитора.
• 5. Печатающее устройство (принтер) - устройство для вывода информации на бумагу, пленку или другую поверхность. Подключается к так называемому, параллельному интерфейсу (LРT порт) который передает одновременно 8 импульсов в машинном коде. Существуют конструкции, которые подключаются к USB (Universal Serial Bus) - универсальная последовательная шина, заменившая устаревшие COM и LРT порты).
• а) Матричный. (уже устаревшая технология) Изображение формируется иголками, пробивающими красящую ленту.
• б) Струйный. Изображение формируется выбрасываемыми из сопел (до 256) микрокаплями краски. Скорость движения капель до 40м/с.
• в) Лазерный. Изображение на бумагу переносится со специального барабана, наэлектризованного лазером, к которому притягиваются частички краски (тонера).
• 6. Сканер - устройство для ввода изображений в компьютер. Есть ручной, планшетный, барабанный.
• 7. Модем (МОдулятор-ДЕМодулятор) - устройство, позволяющее обмениваться информацией между компьютерами через аналоговые или цифровые каналы. Модемы отличаются друг от друга максимальной скоростью передачи данных (2400, 9600, 14400, 19200, 28800, 33600, 56000 бит в секунду), поддерживаемыми протоколами связи. Бывают модемы внутренние и внешние.

Формат: doc

Дата создания: 01.10.1998

Размер: 106.37 KB

ТЕМА 7.3 (лекция)

Операционная система MS DOS.

Основные принципы хранения информации на магнитных дисках в MS DOS.

Файловая Система MS DOS(логические диски,каталоги,

файлы,устройства MS DOS).

Дополнительную информацию см. тема 3.2.

Терминология :

Флоппи-диск(дискета) - съемный гибкий магнитный диск.

Винчестер - не съемный жесткий магнитный диск(пакет дисков).

Дорожка - концентрические окружности на магнитной поверхности

диска, где располагается информация.Дорожки нумеруются с 0-ой

(дорожка с самым большим радиусом)

Цилиндр - объединение дорожек с одним и тем же номером, располо-

женных на разных поверхностях диска(для флоппи-диска под цилиндром

подразумевается 2 дорожки)

Сектор - каждая дорожка, размещенная на диске, делится на секторы.

Каждый сектор имеет размер = 512 байт (для MS DOS)

Кластер - это минимальная порция информации, которую MS DOS

считывает/записывает за одно обращение диску.Кластер “содержит”

только последовательно расположенные сектора(цель - увеличить ско

рость обмена с диском).

Размер Кластера = N*(РазмерСектора)= N * 512 байт,

где N = 2,4,8 и т.д.

FAT - Таблица размещения файлов

НАКОПИТЕЛИ НА МАГНИТНЫХ ДИСКАХ

Магнитные диски используются как запоминающие устройства ,позволя-

ющие хранить информацию долговременно, при отключенном питании.

Для работы с Магнитными Дисками используется устройство, называ-

емое накопителем на магнитных дисках(НМД) .

Обычно НМД состоит из следующих частей:

Контроллер дисковода,

Собственно дисковод,

Интерфейсные кабеля,

Магнитный диск

Контроллер дисковода управляет обменом информацией между CPU и ОЗУ ,

с одной стороны, и НМД - с другой.

Контроллер дисковода вставляется в один из свободных разъемов сис-

темной платы IBM PC (MotherBoard).

Дисковод содержит головки чтения/записи,механический привод пере-мещения головок и электронную схему для управления движением головок

и чтением/записью данных.

Магнитный диск представляет собой основу с магнитным покрытием ,

которая вращается внутри дисковода вокруг оси.

Магнитное покрытие используется в качестве запоминающего устройства .

Магнитные Диски : жесткие(Винчестер) и гибкие(Флоппи) .

Накопитель на жестких магнитных дисках - НЖМД(HDD).

Накопитель на гибких магнитных дисках - НГМД(FDD).

Винчестер(HDD) - накопитель на несъемном магнитном диске,созданный

на основе спец.технологии(винчестерская технология - отсюда название).

Магнитный диск Винчестера(на металлической основе) “имеет” большую

плотность записи и большое число дорожек. Винчестер может иметь

несколько Магнитных Дисков.

НЖМД типа Винчестер созданы в 1973 г.

Все магнитные диски Винчестера(объединенные в пакет Дисков ) - гермет-ически “упакованы” в общий кожух. Магнитные диски НЕ могут изыматься

из HDD и заменяться на аналогичные!!!

Магнитные головки объединены в единый блок(блок магнитных головок).

Этот блок по отношению к дискам перемещается радиально.

Во время работы PC Пакет Дисков все время вращается с постоянной

скоростью(3600 об/мин).При считывании/записи информации блок

магнитных головок перемещается(позиционируется) в заданную область,

где производиться посекторное считывание/запись информации.

В силу инерционности процесса обработки информации и большой ско-

рости вращения пакета дисков возможна ситуация, когда блок магнит-

проблемы используется метод чередования секторов(секторы нумеруются

не по порядку, а с пропусками). Например, вместо того,чтобы нумеро-

вать секторы по порядку: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ... ,

их нумеруют так: 1 7 13 2 8 14 3 9 ...

В последнее время появились более скоростные SCSI-контроллеры,

которые обеспечивают достаточную скорость обработки информации,

и необходимость в чередовании секторов - отпадает.

Флоппи(FDD) (разработка фирмы IBM) - накопитель на съемном гибком

магнитном диске(флоппи). Флоппи-диск имеет пластиковую основу и

находится в спец.пластиковом кожухе.Флоппи-диск вставляется в FDD

вместе с кожухом.Флоппи-диск(в FDD) вращается внутри кожуха со ско-

ростью 300 об/мин.

На данный момент в IBM PC используются 2 типа FDD:

5.25" и 3.5"

Дискета 5.25" заключена в гибкий пластиковый кожух.

Дискета 3.5" заключена в жесткий пластиковый кожух.

HDD являются более скоростными устройствами, чем FDD.

МАГНИТНЫЕ ДИСКИ

Флоппи-диски(дискеты)

В качестве носителя информации используется магнитная поверхность

диска.Магнитная поверхность "разбита" на дорожки(концентрические

окружности, см. рис.1).Дорожки нумеруются начиная с 0-ой(макси-

мальный радиус). Магнитная поверхность "разбита" также на секторы

(см. Рис.1). Секторы нумеруются начиная с 1-го.

Принято, что каждая дорожка "разбита" на секторы. Размер каждого

сектора = 512 байт(для MS DOS).

Таким образом объем дискеты:

V = P * D * S * 512 (байт)

V - объем дискеты(байт),

P - кол-во поверхностей дискеты(1-а или 2-е),

D - кол-во дорожек на одной поверхности,

S - кол-во секторов на одной дорожке.

Если Дискета является системной, то ядро MS DOS размещается на-

чиная с 0-й дорожки,как более надежной(меньшая плотность записи).

Физический Адрес Сектора = Nповерхности + Nдорожки + Nсектора

Рис.1

Кол-во поверхностей "задается" при изготовлении Дискеты(может

быть 1-а или 2-е). Кол-во дорожек и кол-во секторов на дорожке

"задается" при форматировании дискеты. Форматирование дискет произ-

водится Пользователем с помощью спец.программ.

В табл.1 приведен перечень стандартных форматов флоппи-дисков,

применяемых в IBM PC.

На рис.2 представлено схематическое изображение дискеты 5.25" .

Рис.2

В зависимости от технологии изготовления дискеты 5.25" могут иметь

различные характеристики магнитной поверхности и,следовательно,

различные допустимые форматы.

Маркировка Дискет:

DS - Double Side (две стороны,поверхности),

DD - Double Density (удвоенная плотность)

HD - High Density (высокая плотность)

ED - Extra High Density (особо высокая плотность)

Если Дискета имеет маркировку DS/DD, то это значит - 360 Кб,

Если Дискета имеет маркировку DS/HD, то это значит - 1200 Кб,

Односторонние дискеты практически не встречаются.

В случае, если по каким-либо причинам маркировки нет на дискете,

то емкость дискеты можно определить косвенно по следующим приз-

1. магнитная поверхность дискет на 1200 Кб более темная, чем

у дискет на 360 Кб,

2. ободок на внутреннем центральном отверстии дискет на 360 Кб

более заметен, чем у дискет на 1200 Кб.

Важнейшими характеристиками дискеты являются:

Тип (5.25" или 3.5")

Формат(и,соответственно,емкость)

Винчестеры

Организация хранения информации на Винчестере, с точки зрения Поль-

зователя, не сильно отличается от Флоппи-дисков.

Разница лишь в том, что количество поверхностей,дорожек и секторов

значительно больше(соответственно больше и емкость).

Физический Адрес Сектора = Nцилиндра + Nдорожки + Nсектора

Важнейшими характеристиками Винчестера являются:

Емкость(от 10 Мб до 1.2 Гб),

Быстродействие(время произвольного доступа к информации,

чем меньше этот показатель, тем "быстрее" Винчестер)

(8-24 милисек)

Когда говорят (о Винчестере) 1 физический диск - имеется

в виду весь пакет дисков данного Винчестера.

С помощью спец.программ 1 физический диск Винчестера можно

"разбить" на несколько разделов (логических дисков ).

ФАЙЛОВАЯ СИСТЕМА MS DOS

Файл(по английски File) - папка,скоросшиватель.

Совокупность средств MS DOS, обеспечивающих доступ к информации

на внешних носителях называется системой управления файлами или

файловой системой .

Одно из понятий файловой системы MS DOS - логический диск.

Логические диски :

MS DOS, каждый логический диск это отдельный магнитный диск.

Каждый логический диск имеет свое уникальное имя .

В качестве имени логического диска используются буквы английского

алфавита от A до Z (включительно).

Кол-во логических дисков, таким образом, не более 26.

Буквы A и B - отведены строго под имеющиеся в IBM PC FDD .

Начиная с буквы C именуются логические диски (разделы) HDD .

Рис.3

В случае, если данный IBM PC имеет только один FDD, буква B

пропускается(см.рис.4).

Рис.4

Только логические диски A и C могут быть системными (см.тему 7.1)

Файловая структура логического диска :

Чтобы обратиться к информации на диске(находящейся в файле),

надо знать физический адрес первого сектора(Nповерхности+Nдо-

рожки+Nсектора), общее кол-во кластеров, занимаемое данным файлом,

адрес следующего кластера, если размер файла больше, чем размер

одного кластера и т.д. Все это очень туманно, трудно и не нужно.

MS DOS избавляет Пользователя от такой работы и ведет ее сама.

Для обеспечения доступа к файлам - файловая система MS DOS организует

и поддерживает на логическом диске определенную файловую структуру .

Элементы файловой структуры:

Стартовый сектор(сектор начальной загрузки,Boot-сектор ),

- таблица размещения файлов (FAT - File Allocation Table),

- корневой каталог (Root-Directory),

Область данных (оставшееся свободным дисковое пространство)

Эти элементы создаются спец.программами(в среде MS DOS) в процессе

инициализации диска.

Рис. 5

Стартовый сектор(сектор начальной загрузки, Boot-сектор ) :

Здесь записана информация, необходимая MS DOS для работы с диском:

- идентификатор OS (если диск системный),

- размер сектора диска,

- кол-во секторов в кластере ,

Кол-во резервных секторов в начале диска,

Кол-во копий FAT на диске(стандарт - две),

Кол-во элементов в каталоге,

Кол-во секторов на диске,

Тип формата диска,

Кол-во секторов в FAT,

Кол-во секторов на дорожку,

Кол-во поверхностей,

Блок начальной загрузки OS,

За стартовым сектором располагается FAT .

FAT(таблица размещения файлов) :

Область данных диска (см.выше) представлена в MS DOS как последо-

вательность пронумерованных кластеров.

FAT - это массив элементов, адресующих кластеры области данных диска .

Каждому кластеру области данных соответствует один элемент FAT.

Элементы FAT служат в качестве цепочки ссылок на кластеры файла

в области данных.

FAT - крайне важный элемент Файловой Структуры!!!

Нарушения в FAT могут привести к ПОЛНОЙ или ЧАСТИЧНОЙ потери ин-

формации на ВСЕМ логическом диске!!!

Именно поэтому, на диске хранится две копии FAT .

Существуют спец.программы, которые контролируют состояние FAT

и исправляют нарушения.

Корневой Каталог :

Это определенная область Диска,создаваемая в процессе инициализации

(форматировании) Диска, где содержится информация о файлах и ката-

логах, хранящихся на Диске. Корневой Каталог ВСЕГДА существует

на отформатированном Диске! На одном Диске ВСЕГДА бывает только

ОДИН Корневой Каталог. Размер Корневого Каталога для данного

Диска - величина фиксированная, поэтому максимальное кол-во

"привязанных" к нему файлов и других (дочерних) каталогов

(ПодКаталогов) - строго определенное.

Каталоги(ПодКаталоги) :

Каталог - это определенное место на диске(в области данных диска),

где содержится информация о файлах и ПодКаталогах, "привязанных"

к данному Каталогу.

MS DOS поддерживает иерархическую структуру каталогов(древообразную),

Рис.6

В отличие от Корневого Каталога, остальные каталоги(ПодКаталоги)

создаются с помощью спец.команд MS DOS(внутренних).

Основная цель такой структуры каталогов - организация эффективного

хранения большого кол-ва файлов на диске.

КАЖДЫЙ Каталог(кроме корневого) "имеет" "родителя", т.е. другой

Каталог, к которому "привязан" данный Каталог.

MS DOS рассматривает каждый Каталог(кроме корневого), как файл.

Термин "привязан" иногда заменяется термином "зарегистрирован".

Файлы :

Файл - это поименованная область памяти на каком-либо физическом

носителе, предназначенная для хранения информации.

Файл ВСЕГДА "привязан" к какому-либо Каталогу(в том числе,

может быть "привязан" и к корневому каталогу), см. рис. 7.

Рис.7

Идентификация Логических Дисков,Каталогов и Файлов :

Идентификация Логических дисков, Каталогов, Файлов

осуществляется на базе имен.

ВНИМАНИЕ!!!

Файловая система MS DOS НЕ допускает, чтобы были Логические

Диски,Каталоги,Файлы с одинаковыми ИДЕНТИФИКАТОРАМИ!!!.

В качестве имени логического диска используется одна из букв

латинского алфавита(A..Z ).

Каждый Файл или Каталог (кроме корневого) имеет ПОЛНОЕ имя.

ПОЛНОЕ Имя Файла(Каталога),кроме корневого,

состоит из следующих частей(рис.8) :

Имя логического диска(A..Z),

Символ-разделитель(двоеточие) “: ”,

Символ,идентифицирующий корневой каталог - "\ " (Слэш),

Перечень “родительских” каталогов(разделенных

символом "\ "),

Собственно имя файла(каталога),

Собственно имя файла(каталога) состоит из:

Символ-разделитель(точка) “. ”,

Расширение имени файла

“Имя логического диска”+ ”двоеточие”+ ”идентиф.корневого каталога”

+ ”весь перечень имен родительских каталогов” = маршрут доступа

к файлу (каталогу).

Максимальное кол-во символов в ПОЛНОМ имени файла = 78,

Максимальное кол-во символов в имени файла = 8,

Максимальное кол-во символов в расширении имени файла = 3,

Расширение НЕ обязательно т.е. может и НЕ присутствовать

(в этом случае точка тоже отсутствует).

Рис.8

Таким образом размер собственно имени файла НЕ превышает 12 символов!

В ПОЛНОМ имени файла разрешается использовать только следующие

A-Z 0-9 $ & # `~ () - % ! _ ^

В ПОЛНОМ имени файла запрещается использовать все остальные

символы!!!

ЗАПРЕЩАЕТСЯ В ПОЛНОМ имени файла использовать ПРОБЕЛ !!!

Примеры допустимых имен файлов:

Format.com Read.me MyFyle.txt 28-03-96.doc 123.45

Примеры НЕ допустимых имен файлов:

123456789.txt aa?.doc 35*.? It.F.doc .txt

Использование расширений:

Файлы,хранящиеся на диске, с точки зрения файловой системы

MS DOS,которая выступает в роли зав.складом(который ничего не

понимает в устройстве и назначении различных вещей,хранящихся

на складе),вообще говоря,представляют собой “некоторое сборище информации”.На самом деле файлы, в зависимости от информации

которая там хранится, могут иметь различное назначение:

данные, программы, драйверы, настроечные файлы и т.д.

Расширения имени файла - не обязательный, но очень важный

компонент. Он используется для разделения файлов по отдельным

В MS DOS есть перечень предопределенных(и наиболее часто встреча-

ющихся) расширений файлов.В Табл.2 приведен их НЕ полный перечень.

Табл. 2

Устройства MS DOS :

В MS DOS имеется ряд имен файлов, которые зарезервированы

для внутреннего использования.Каждое такое имя отражает

какое-либо устройство.ЗАПРЕЩАЕТСЯ использование этих имен

НЕ по назначению! В Табл.3 приведен перечень этих имен.

С точки зрения Пользователя - эти устройства(табл.3) ничем

не отличаются от обычных файлов(с ними можно производить все

те же операции, что и с обычными файлами).

Символы подстановки в именах файлов :

Когда необходимо произвести какие-либо действия над файлами -

Пользователь вызывает определенные внутренние или внешние

команды MS DOS и “передает” им,в качестве параметров, имена

файлов. Очень часто приходится производить одни и те же действия

над многими файлами. Например, необходимо скопировать ВСЕ файлы

какого-либо каталога в другой каталог.Если файлов больше 200, то

ровно 200 раз необходимо произвести эту операцию для каждого файла

в отдельности.Это, как минимум, слегка огорчает Пользователя.

Для решения такого рода проблем существуют спец.средства, которые

помогают производить однотипные операции над целой группой файлов

за один “заход”.

Так называемые символы подстановки позволяют “фильтровать” файлы,

используя их имена. К ним относятся символы: ? и * .

Эти символы можно использовать в любом месте собственно имени

файла(имени и расширении).

Символ ? означает, что команда(при фильтрации файлов) “признает”

любой символ в имени или расширении файла, в позиции которого

находится символ ? .

Символ * означает, что команда(при фильтрации файлов) “признает”

все символы,в имени или расширении файла, начиная с позиции, где

находится символ * .

Символы ? и * действуют не зависимо друг от друга применительно

к имени или расширению.

ВЫПОЛНИТЬ ОПЕРАЦИЮ НАД СЛЕДУЮЩИМИ ГРУППАМИ ФАЙЛОВ:

*.* - все файлы, без исключения,

*.txt - файлы с любыми именами, но с расширением.txt,

II*.* - файлы,имена которых начинаются с цепочки символов

II и имеющие любое расширение,

YE??0198.* - файлы,имена которых начинаются с цепочки символов

YE, два следующих символа НЕ имеют значение,

следующие четыре символа должны быть 0198, расши-

рение НЕ имеет значение(применительно к расчетному

отделу: все результаты расчетов по работнику

с табельным номером 0198),

Атрибуты файлов :

Каждый Файл(Каталог) имеет атрибут, который указывает на то,

что этот файл является именно файлом;или на то, что он является

Каталогом.

Файлы, в зависимости от атрибута, могут быть скрытыми,архивными

системными, только для чтения.(Скрытые файлы MS DOS “не видит”).

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Справочное Руководство по IBM PC. Методические

материалы.Часть 2. ТПП “СФЕРА”. М. 1991 г.

2. Савельев А.Я., Сазонов Б.А., Лукьянов С.Э. "Персо-

нальный компьютер для всех". Книга 1.

М., ВЫСШАЯ ШКОЛА, 1991 г.

3. Брябрин В.М. “Программное обеспечение персональных

ЭВМ”. М. “НАУКА”, 1990 г.

4. Фигурнов В.Э. “IBM PC для Пользователя”

г.Уфа, НПО “Информатика и Компьютеры”, 1993 г.

Периферийные устройства . Периферийные устройства (принтер и др.) подключаются к аппаратуре компьютера через специальные контроллеры - устройства управления периферийными устройствами.

Клавиатура служит для ввода информации в компьютер и подачи управляющих сигналов. Она содержит стандартный набор алфавитно-цифровых клавиш и некоторые дополнительные клавиши - управляющие и функциональные, клавиши управления курсором, а также малую цифровую клавиатуру.

Курсор - светящийся символ на экране монитора, указывающий позицию, на которой будет отображаться следующий вводимый с клавиатуры знак.

Монитор - устройство визуального отображения информации (в виде текста, таблиц, рисунков, чертежей и др.).

Принтер - печатающее устройство. Осуществляет вывод из компьютера закодированной информации в виде печатных копий текста или графики.

Существуют тысячи наименований принтеров. Но основных видов принтеров три: матричные, лазерные и струйные.

Матричные принтеры используют комбинации маленьких штырьков, которые бьют по красящей ленте, благодаря чему на бумаге остаётся отпечаток символа. Каждый символ, печатаемый на принтере, формируется из набора 9, 18 или 24 игл, сформированных в виде вертикальной колонки. Недостатками этих недорогих принтеров являются их шумная работа и невысокое качество печати, приемлемое, в основном, для домашних целей.

Лазерные принтеры работают примерно так же, как ксероксы. Компьютер формирует в своей памяти «образ» страницы текста и передает его принтеру. Информация о странице проецируется с помощью лазерного луча на вращающийся барабан со светочувствительным покрытием, меняющим электрические свойства в зависимости от освещённости.

Струйные принтеры генерируют символы в виде последовательности чернильных точек. Печатающая головка принтера имеет крошечные сопла, через которые на страницу выбрызгиваются быстросохнущие чернила. Эти принтеры требовательны к качеству бумаги. Цветные струйные принтеры создают цвета, комбинируя чернила четырех основных цветов - ярко-голубого, пурпурного, желтого и черного.

Принтер связан с компьютером посредством кабеля принтера, один конец которого вставляется своим разъёмом в гнездо принтера, а другой - в порт принтера компьютера. Порт - это разъём, через который можно соединить процессор компьютера с внешним устройством.

Плоттер (графопостроитель) - устройство, которое чертит графики, рисунки или диаграммы под управлением компьютера.

Плоттеры используются для получения сложных конструкторских чертежей, архитектурных планов, географических и метеорологических карт, деловых схем. Плоттеры рисуют изображения с помощью пера.

Сканер - устройство для ввода в компьютер графических изображений. Создает оцифрованное изображение документа и помещает его в память компьютера.

Если принтеры выводят информацию из компьютера, то сканеры, наоборот, переносят информацию с бумажных документов в память компьютера. Существуют ручные сканеры, которые прокатывают по поверхности документа рукой, и планшетные сканеры, по внешнему виду напоминающие копировальные машины.

Модем - устройство для передачи компьютерных данных на большие расстояния по телефонным линиям связи.

Цифровые сигналы, вырабатываемые компьютером, нельзя напрямую передавать по телефонной сети, потому что она предназначена для передачи человеческой речи - непрерывных сигналов звуковой частоты.

Модем обеспечивает преобразование цифровых сигналов компьютера в переменный ток частоты звукового диапазона - этот процесс называется модуляцией, а также обратное преобразование, которое называется демодуляцией. Отсюда название устройства: модем - модулятор/демодулятор.

Манипуляторы (мышь, джойстик и др.) - это специальные устройства, которые используются для управления курсором.

Мышь имеет вид небольшой коробки, полностью умещающейся на ладони. Мышь связана с компьютером кабелем через специальный блок - адаптер, и её движения преобразуются в соответствующие перемещения курсора по экрану дисплея. В верхней части устройства расположены управляющие кнопки (обычно их три), позволяющие задавать начало и конец движения, осуществлять выбор меню и т.п.

Джойстик - обычно это стержень-ручка, отклонение, которой от вертикального положения приводит к передвижению курсора в соответствующем направлении по экрану монитора. Часто применяется в компьютерных играх. В некоторых моделях в джойстик монтируется датчик давления. В этом случае, чем сильнее пользователь нажимает на ручку, тем быстрее движется курсор по экрану дисплея.

Трекбол - небольшая коробка с шариком, встроенным в верхнюю часть корпуса. Пользователь рукой вращает шарик и перемещает, соответственно, курсор. В отличие от мыши, трекбол не требует свободного пространства около компьютера, его можно встроить в корпус машины.

Принципы хранения информации . В компьютере используется память нескольких типов, отличающихся по своему функциональному назначению и, как следствие, способами хра­нения информации, а также конструктивно. Память компьютера подразделяется на основную и внешнюю.

В современных компьютерах устройства внешней памяти по­зволяют сохранять информацию после выключения компьютера, так как в них используется магнитный или оптический способ записи/чтения информации. В качестве носителей информации в этих случаях применяют магнитные и оптические диски. Основная память, называемая иногда внутренней, располагается внутри системного блока. Она является обязательной составной частью любого компьютера, реализуется в виде электронных микросхем и в персональных компьютерах располагается на материнской плате. Основная память состоит из постоянной и оперативной.

Постоянная память, или постоянное запоминающее устройст­во - ПЗУ (Read only memory - ROM), - память только для чте­ния. Она реализована, как уже говорилось, в виде электронных схем и служит для хранения программ начальной загрузки компь­ютера и тестирования его узлов. Мы называем этот тип памяти по­стоянным, потому что записанная в ней информация не изменяется после выключения компьютера. Она энергонезависима, так как хранимые в ней команды начинают выполняться при первом же импульсе тока, поступившего на контакты электронной микросхе­мы. (Отметим, что сохранение информации в ПЗУ после выклю­чения компьютера не означает, что содержимое этой памяти невозможно изменить. Существует так называемая перепрограм­мируемая постоянная память, для которой возможно изменение хранимой информации.)

Оперативная память, или оперативное запоминающее устрой­ство (ОЗУ), предназначена для хранения информации, изменяю­щейся в ходе выполнения процессором операций по ее обработке. Информацию в такую память можно записать для хранения, изме­нять или использовать при необходимости. Вся информация, вво­димая в компьютер и возникающая в ходе его работы, хранится в этой памяти, но только тогда, когда компьютер включен. Структурно оперативную память можно представить себе как совокупность ячеек памяти, разделенных на разряды для хра­нения в каждом из них бита информации. Следовательно, в любую ячейку памяти записывается некоторый набор нулей и единиц, или машинное слово - фиксированная, упорядоченная последователь­ность битов, рассматриваемая аппаратной частью компьютера как целое. Машинное слово может быть различной длины в зависимости от типа компьютера (от 8 до 64 бит) и определяет наибольшее число, которое может удерживаться в ячейке памяти. При байтовой архитектуре минимальной единицей измерения инфор­мации является байт, а машинное слово может равняться 2, 4 или 8 байтам. Следовательно, можно говорить об объеме памяти компьютера и измерять его в килобайтах, мегабайтах, гигабайтах соответствии с количеством байтовых ячеек как дискретных структурных единиц памяти.

В оперативной памяти в виде последовательности машинных слов хранятся как данные, так и программы. В любой момент вре­мени доступ может осуществляться к произвольно выбранной ячейке, поэтому этот вид памяти называют также памятью с про­извольной выборкой - RAM(Random Access Memory).

Хранение информации и ее носители. Внешняя память компьютера (гибкие и жесткие диски, диски С D -RОМ )

Возросшие к концу XX в. потоки информа­ции необходимость сохранения ее в больших объемах и появле­ние ЭВМ способствовали разработке и применению носителей информации, обеспечивающих возможность ее долговременного хранения в более компактной форме. К таким носителям при использовании современных моделей компьютеров четвертого поколения относятся гибкие и жесткие магнитные диски и так на­зываемые диски С D - R ОМ, составляющие внешнюю память компь­ютера.

Устройства, которые обеспечивают запись информации на носители, а также ее поиск, считывание и воспроизведение в опе­ративную память, называют накопителями. В основу записи, хра­нения и считывания информации положены два принципа - магнитный и оптический, что обеспечивает сохранение информа­ции и после выключения компьютера.

Магнитные диски (МД) бывают гибкие и жесткие. Гибкий МД (ГМД) диаметром 5,25 дюйма (133 мм) в настоящее время может хранить до 1,2 Мбайта информации.

Жесткий магнитный диск (МД), или винчестер, обычно встраивается вместе с дисководом в корпус системного блока (но может иметь и внешнее расположение). Любой магнитный диск первоначально к работе не готов. Для приведения его в рабочее состояние он должен быть отформатрован, т.е. должна быть создана структура диска. Для ГМД - это магнитные концентрические дорожки, разделенные на сектора, помеченные магнитными метками, а у жестких МД - еще и ци­линдры - совокупность дорожек, расположенных друг над другом всех рабочих поверхностях дисков.

CD - R ОМ (Сотрас t Disc R еа d Оп1у Мето ry ) обладает емкостью до 3 Гбайт, высокой надежностью хранения информации, долго­вечностью (прогнозируемый срок его службы при качественном исполнении составляет 30-50 лет). Диаметр диска может быть как 5,25, так и 3,5 дюйма. Принцип записи и считывания оптический.

Считывание информации с компакт-диска происходит при по­мощи лазерного луча, который, попадая на отражающий свет ост­ровок, отклоняется на фотодетектор, интерпретирующий его как двоичную единицу. Луч лазера, попадающий во впадину, рассеи­вается и поглощается - фотодетектор фиксирует двоичный ноль.

Магнитооптические диски лишены этих недостатков, так как ^ учтены достижения магнитной и оптической технологий. На магнитооптические диски можно записывать информацию и быстро считывать ее. Они сохраняют все преимущества ГМД (перено­симость, возможность отдельного хранения, увеличение памяти компьютера) при огромной информационной емкости.

Конструктивно магнитооптический диск состоит из толстой стеклянной подложки, на которую наносится светоотражающая алюминиевая пленка и ферромагнитный сплав - носитель инфор­мации, покрытый сверху защитным слоем прозрачного пластика.

Основная литература: – 1-638 c, 1- 432 c.

Дополнительная литература: – c, – c, – c.

Контрольные вопросы :

Какие периферийные устройства относятся к устройствам ввода?

Какие периферийные устройства относятся к устройствам вывода?

Основные принципы хранения информации?

Оперативная память – память, предназначенная для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций. Оперативная память изготавливается в виде модулей памяти (плоских пластин с электрическими контактами, по бокам которых размещаются большие интегральные схемы памяти). У модулей оперативной памяти большое количество показателей (тип, вид, тайминги, частота), которые существенно влияют на работу памяти.

При работе память компьютера обращается к одному из двух типов так называемых «хранилищ» информации. Энергозависимая память компьютера – ОЗУ (Оперативное Запоминающее Устройство) – это такое хранилище информации, которое должно быть постоянно обновлено, чтобы в нем хранилась разная информация, необходимая в данный момент для работы компьютера. Она автоматически очищается при отключении компьютера от электропитания.

Статическая память компьютера – ПЗУ (Постоянное Запоминающее Устройство) – это хранилище информации, рассчитанное на неизменное и долговременное хранение файлов, которые должны находиться в памяти компьютера, после того как компьютер будет отключен от электропитания.

Внешняя (долговременная) память – это место длительного хранения данных (программ, результатов расчётов, текстов и т.д.), не используемых в данный момент в оперативной памяти компьютера. Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя (дисковода – устройства, обеспечивающего запись и считывание информации) и устройства хранения – носителя. Устройства принято делить на виды и категории в связи с их принципами функционирования, эксплуатационно-техническими, физическими, программными и др. характеристиками.

Гибкие магнитные диски . Съемные магнитные диски (дискеты) вставляют в компьютер через специальную щель системного блока – дисковод. На самом деле это не один диск, а группа дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью. Основными параметрами гибких дисков являются: технологический размер (измеряется в дюймах), плотность записи (измеряется в кратных единицах) и полная емкость.

Жёсткие магнитные диски или НЖМД, винчестер , – основное хранилище информации больших объёмов, основанное на принципе магнитной записи, скрыт внутри корпуса системного блока. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров. Информация в НЖМД записывается на жёсткие пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала. Носитель информации совмещён с накопителем, приводами блоком электроники и обычно установлен внутри системного блока компьютера.

Внешние жесткие диски – динамичные системы хранения данных. Они удобны при ведении бизнеса, предоставляют свободу творчества, взаимодействия в любое время, в любом месте.

Внешний жесткий диск прост в использовании благодаря своей портативности, поддерживают высокоскоростной интерфейс для быстрой передачи данных.

Оптические дисководы и диски . Собирательное название для носителей информации, выполненных в виде дисков, чтение с которых ведётся с помощью оптического излучения. Диски обычно плоские, их основа сделана из поликарбоната, на который нанесён специальный слой для хранения информации. Для считывания информации используется обычно луч лазера, который направляется на специальный слой и отражается от него.

Лазерные дисководы и диски. Лазерные дисководы (CD-ROM и DVD-ROM) используют оптический принцип чтения информации. На лазерных CD-ROM (CD – CompactDisk, компакт-диск) и DVD-ROM (DVD – Digital Video Disk, цифровой видеодиск) дисках хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна, что отражено во второй части их названий: ROM (ReadOnlyMemory – только чтение). Производятся такие диски путем штамповки и имеют серебристый цвет. На дисках CD-RW и DVD-RW (RW – ReWntable, перезаписываемый), которые имеют «платиновый» оттенок, информация может быть записана многократно.

Первое поколение оптических дисков: лазерный диск, компакт-диск, магнитооптический диск.

Второепоколениеоптическихдисков: DVD, MiniDisc, Digital Multilayer Disk, DataPlay, Fluorescent Multilayer Disc, GD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory), Universal Media Disc.

Третьепоколениеоптическихдисков: Blu-rayDisc, HDDVD, Forward Versatile Disc, Ultra Density Optical, Professional Disc for DATA, Versatile Multilayer Disc.

Четвертоепоколениеоптическихдисков: HolographicVersatileDisc, SuperRensDisc.

Flash- память . Flash-память – это энергонезависимый тип памяти. Она представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный плоский корпус. Для считывания или записи информации карта памяти вставляется в специальные накопители, встроенные в мобильные устройства или подключаемые к компьютеру через USB-порт. Карты flash-памяти не имеют в своем составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах (портативных компьютерах, цифровых камерах и др.). Их существует огромное множество: SD, MMC, CompactFlashType I и II, MemoryStick, MemoryStickDuo, TransFlash, miniSD, microSD, RS-MMC, SmartMedia, MiniDisk и др.

Co mpactFlash – пожалуй, самая древняя флеш-память: первый экземпляр был выпущен еще в далеком 1994 году компанией SanDisk. Всего существует два типа карт CompactFlash: CF Type I, CF Type II, причем отличаются они лишь толщиной корпуса.

SD (SecureDigital) – также был создан усилиями компаний SanDisk, Panasonic и Toshiba. В этих картах используются криптограммы (шифрование данных), что обеспечивает защиту данных от несанкционированного копирования или перезаписи.

MMC (MultiMediaCard) – является плодом работы компаний SanDisk и Siemens. В каждой MMC есть собственный контроллер памяти. При этом толщина мультимедийных карт почти на треть меньше, чем у «шпионского» брата, что позволяет использовать MMC-накопители в различных миниатюрных устройствах.

RS-MMС (ReducedSize MMC) – также известны как MMCmobile. Они отличаются от MMC лишь уменьшенными размерами и используются в основном в мобильных телефонах.

Memory Stick Duo – являетсяэволюциейсамих Memory Stick. Уменьшились размеры и энергопотребление карт, но вместе с тем уменьшилась и максимальная емкость. В остальном полностью аналогична обычной MS.

SmartMedia – стандарт, который был разработан Toshiba в далеком 1995 году. Особенностями данного стандарта можно считать очень низкое энергопотребление и отсутствие собственного контроллера, скорость работы крайне низка и максимальный объем памяти составляет всего-навсего 256 Мб, что ничтожно мало по сегодняшним меркам, особенно учитывая размеры карты

ХDPicture (ExtremeDigital) – были созданы компаниями FujiFilm и Olympus для замены порядком устаревшего формата SmartMedia. Применяются данные карты преимущественно в цифровых фотоаппаратах этих компаний.

Также в последнее время широкое распространение получили USB флеш-накопители («флешка», USB-драйв, USB-диск), практически вытеснившие дискеты и CD.

Хранение информации в Интернете

Интернет – это объединение компьютеров по всему миру в единую информационную сеть. По-другому Интернет называют мировой компьютерной сетью.

Для соединения компьютеров используют обычные телефонные линии и прибор модем. Модем преобразует информацию к виду, пригодному для передачи по телефону.

Таким образом, информация, хранящаяся по всему миру, становится доступна каждому, кто имеет компьютер, телефон и модем.

Телефонная связь не является единственным способом соединения компьютеров. Гораздо быстрее информация передается по оптическим кабелям и с помощью радиосвязи. Эти каналы постепенно вытесняют в Интернет телефонные соединения.

В Интернете можно найти ответ практически на любой вопрос. Прочитать свежую газету, заглянуть в библиотеку, заказать билеты на самолет, купить товары, завести друзей по переписке.

Мы знаем, что программы и данные в компьютере хранятся на жестком диске в виде файлов.

Файл – это определенное количество информации, имеющее имя и хранящееся в долговременной (внешней) памяти.

Имя файла – последовательность символов, позволяющая пользователю ориентироваться в файловой системе. Имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой: собственное имя файла и расширение, определяющее его тип. Собственное имя файла может содержать от 1 до 255 символов. Кроме латинского допускается применение русского алфавита.

Расширение – это сочетание букв и чисел длиной от одного до трёх символов, который дополняет само имя, но чаще указывает на формат и тип хранящихся в файле данных. От собственно имени файла оно отделяется точкой и является его необязательной частью. Расширения служат для идентификации типа (формата) файла. С их помощью пользователь и программное обеспечение компьютера может определить тип данных, хранящихся в файле.

Расширение принято указывать в виде *.rar, т.е. перед символами расширения добавляют звездочку и точку, где звездочка символизирует любое имя файла.

Расширение может указывать не только на тип информации, которая хранится в файле (изображение, медиа файл, текстовый файл), но и на способ кодирования этой информации. Например, *.gif, *.jpg, *.bmp, *.raw, *.png и др. – это расширения файлов изображений, но способы кодирования изображения в таких файлах разный, и не каждая программа, открывающая один тип, сможет открыть другой.

Существуют файлы, не имеющие расширения, обычно это системные файлы.

Файл открывается той программой, в которой был создан, или универсальной программой.

Примеры расширений файлов разных типов:

*doc, *, xdoc, *.rtf, *.txt, *.pdf – текстовые документы (содержимое таких файлов текст и открываются они в программе для работы с текстом – Письмо.doc, Каталог.xls, текст.txt).

*.jpg, *.gif, *.jpeg, *.bmp, *.raw, *.png, *.emf, *.ico, *tif, *.tiff, *.jp2, *.pcx, *.tga, *.wbmp – графическое изображение (фотографии и картинки – Рисунок.gif, Природа.tif, Фото.jpg, Рисунок.bmp).