Какие устройства предназначены для хранения информации

Какие устройства предназначены для хранения информации

Запоминающие устройства являются одним из основных компонентов любого вычислительного устройства. В них хранятся почти все данные и приложения компьютера, кроме аппаратного микропрограммного обеспечения, которое управляется с помощью отдельной памяти, доступной только для чтения или ПЗУ (постоянного запоминающего устройства). В зависимости от типа базового устройства накопители имеют различные формы. Например, стандартный компьютер имеет несколько устройств хранения данных, включая оперативную память, кэш-память и жесткий диск. В этом же устройстве могут присутствовать дисководы оптических дисков и подключаемые извне USB-накопители. Имеют более высокую производительность, и данные легко переносятся с одного устройства на другое. Устройства хранения подтверждают, что сохраненные данные могут быть заменены или удалены в соответствии с требованиями, поскольку устройства хранения легко читаются, записываются и перезаписываются.

Типы компьютерной памяти

1. Первичная память: называется также внутренней и основной. Это участок процессора, в котором хранятся инструкции программы, входные данные и промежуточные результаты. Обычно она имеет меньший размер. Они имеют самую высокую скорость доступа к данным. Примерами первичной памяти являются RAM (Random Access Memory) и ROM (Read Only Memory).
2. Вторичная память — это память, которая хранится вне компьютера. Обычно имеют большую емкость и хранят данные постоянно. Они могут быть как внутренними, так и внешними по отношению к компьютеру. Примерами вторичной памяти являются жесткие диски, CD- и DVD-диски, флэш-накопители Pen/Flash, SSD и т.д.
3. Третичная память — это тип памяти, который редко используется в персональных компьютерах, из-за чего третичная память не считается важной. Третичная память работает автоматически, без вмешательства человека. Это хранение компьютерных данных на съемных носителях, таких как ленточный накопитель, и для извлечения данных используется робот. В персональных приложениях используется редко.

Внешние устройства

Внешние накопители позволяют пользователям хранить данные отдельно от основного или первичного накопителя и памяти компьютера по относительно низкой цене. Это позволяет увеличить объем памяти без необходимости вскрытия системы.

Еще одним распространенным вариантом использования внешнего устройства хранения является транспортировка данных между локальными и внешними компьютерными системами.

При перемещении больших объемов данных в облако провайдеры часто используют внешние устройства хранения данных. Поскольку перемещение десятков терабайт данных по сети может занять несколько часов или дней, клиенты размещают свои данные на внешнем устройстве хранения, а затем отправляют его выбранному провайдеру для локального копирования. После первоначальной загрузки в облако по сети будут перемещаться только измененные данные для целей резервного копирования, архивирования или аварийного восстановления (DR).

Виды внешних устройств

Компакт-диск (CD)

Компакт-диск — плоский круглый оптический носитель информации, изобретенный Джеймсом Расселом.

Преимущества:

1. Имеют большую емкость, чем кассеты и дискеты. На 3,5-дюймовой дискете можно хранить только от 800 КБ до 2,8 МБ данных, а на компакт-диске — 700 МБ.
2. Существуют перезаписываемые форматы, такие как CD-R и CD-RW. Коммерческая доступность этих носителей делает хранение данных доступным для широкой публики.
3. По сравнению с виниловыми и кассетными записями компакт-диски имеют более широкий динамический диапазон и более низкий уровень шума, что обеспечивает более качественное и точное воспроизведение звука.

Наряду с достоинствами, компакт-диски имеют и недостатки, поскольку они устарели в связи с появлением новых технологий хранения данных. К числу таких недостатков относятся:

1. Проблемы с долговечностью: хрупкость компакт-диска объясняется тем, что его легко поцарапать при неаккуратном обращении. При сильном нагреве и влажности он может деформироваться и стать непригодным для использования.
2. Устаревание: доступны более совершенные носители информации и цифровых загрузок.
3. В компакт-дисках используется более старая технология чтения и записи, основанная на длине волны 780 нм. В дисках Blu-ray используется технология чтения и записи с длиной волны 405 нм.

Карта памяти

Карта памяти — устройство хранения данных, используемое для сохранения носителей и файлов данных. Это постоянный и энергонезависимый носитель для хранения данных и файлов со связанного с ним устройства. В первую очередь они используются в мобильных телефонах, фотоаппаратах и других портативных и карманных устройствах в качестве основной и переносной флэш-памяти. Помимо энергонезависимого хранения информации, в картах памяти используется технология твердотельных носителей, что снижает вероятность механических повреждений, подобных тем, что наблюдаются в традиционных жестких дисках.

Преимущества:

1. Имеют небольшие размеры и могут находиться в тесном помещении.
2. Совместимы с устройствами. Их используют мобильные телефоны, цифровые камеры, ПК, ноутбуки и планшеты.
3. Энергонезависимая память. Даже при отсутствии электричества они не теряют и не удаляют данные или информацию.

Недостатки:

1. Скорость передачи данных на карте памяти ниже, чем во внутренней памяти и оперативной памяти (Random Access Memory).
2. Чувствительность к источникам электростатического электричества. При работе с картами памяти следует избегать воздействия предметов, создающих статическое электричество, поскольку это может привести к их повреждению или порче.
3. Долговечность: Карты памяти чувствительны, хрупки и легко разрушаются.

Цифровой универсальный диск (DVD)
Цифровой универсальный диск или цифровой видеодиск содержит гораздо больше данных, чем обычный компакт-диск. Диски DVD обычно используются для хранения и просмотра фильмов и других данных. Первые дисководы DVD-ROM, использующие эти диски, были проданы в 1997 году.

Преимущества:

1. Сырье, используемое для производства DVD-дисков, стоит недорого. Кроме того, они являются недорогим выбором для хранения данных по сравнению с другими методами хранения.
2. При передаче данных с помощью DVD-R данные защищены, и их нежелательное изменение в процессе передачи затруднено, поскольку DVD-R не позволяет перезаписывать данные на диск.
3. Автономная передача данных: используются для распространения фильмов, программного обеспечения, драйверов и т.д. В тех случаях, когда распространение через Интернет недоступно или проблематично, этот вариант является наиболее оптимальным.

Недостатки:

1. Мягкая поверхность DVD-диска легко царапается, что приводит к нарушению его работоспособности и потере данных.
2. Несовместимы с некоторыми ПК, ноутбуками, планшетами, смартфонами, телевизорами и т.д.
3. Обычно емкость DVD-дисков составляет от 4 до 12 Гбайт. В зависимости от потребностей пользователя они могут быть разной емкости.

Внешние жесткие диски

Самым доступным способом увеличения объема памяти, как для хранения мультимедийных данных, так и для резервного копирования, являются внешние жесткие диски. Для подключения этого внешнего устройства хранения данных к компьютеру требуется только кабель USB.

Преимущества:

1. Компактные и портативные. Для доступа к данным не нужно подключаться к Интернету.
2. Скорость передачи данных.

Недостатки:

• Если нет корпуса, защищающего жесткий диск от ударов и тряски, его можно случайно испортить.
• Перегрев: конструкция большинства внешних жестких дисков предусматривает наличие вентиляторов охлаждения. Однако при чрезмерном нагреве может потребоваться больше вентиляторов, так как в процессе работы жесткий диск может нагреваться до 45-50 градусов.

1. Жесткий диск (HDD) представляет собой герметичный корпус с одной или несколькими пластинами и манипулятором с несколькими головками (преобразователями). Данные хранятся на пластине, покрытой магнитным веществом, а запись и считывание осуществляются головками, которые перемещаются по пластине при ее вращении.
2. Твердотельные накопители (SSD) не имеют движущихся частей. Они хранят данные на микросхемах флэш-памяти, похожих на USB-накопители. Твердотельные накопители и микросхемы памяти имеют микросхему контроллера, которая определяет местоположение запрашиваемых данных. Лучше использовать, если вы собираетесь использовать внешнее устройство хранения данных для редактирования фотографий или видео и нуждаетесь в быстром доступе к файлам.

Флэш-накопитель

Флэш-накопитель отличается от оптического или стандартного жесткого диска тем, что представляет собой компактное, ультрапортативное устройство хранения данных, не имеющее движущихся частей. Подключаются к компьютерам и другим устройствам через встроенный разъем USB Type-A или USB-C, в результате чего получается гибрид USB-устройства и кабеля.

Преимущества:

1. Портативность.
2. USB-накопители имеют относительно высокую скорость передачи данных, поскольку не требуют подключения к Интернету. Однако на скорость влияют различные факторы, в том числе версия USB, аппаратная шина и устройство USB-контроллера.
3. Компактны и легки, они без труда помещаются в карманы и сумки. Это отличная альтернатива жестким дискам и планшетам, которые занимают много места.
4. Емкость: изначально USB-накопители имели ограниченный объем памяти. До сих пор были доступны USB-устройства емкостью до 2 Тбайт. Таким образом, пользователи избавлены от необходимости носить с собой внешнее оборудование в кейсах с огромным объемом памяти.

Недостатки:

1. Уязвимость к вирусам: если один из компьютеров заражен вредоносным ПО, он может быстро перенести его на флэш-накопитель, поскольку он не защищен от вредоносного ПО. В результате файлы могут стать нечитаемыми.
2. Некоторые производители выпускают низкокачественные USB-накопители по более низкой цене. Печатные платы всегда соединяются с металлическим наконечником с помощью пайки. При неправильной пайке детали могут быть ослаблены.
3. Количество циклов чтения и записи составляет всего около 100 000. По истечении этого времени USB-накопитель, скорее всего, выйдет из строя. Они не подходят для загрузки операционных систем и выполнения программ.

Внутренние устройства

Виды внутренних устройств

RAM

Расшифровывается как Random Access Memory. Она используется для хранения информации, которая используется немедленно, или можно сказать, что это временная память. Компьютеры переносят программное обеспечение, установленное на жестком диске, в оперативную память для его обработки и использования пользователем. После выключения компьютера данные удаляются. С помощью оперативной памяти компьютер может выполнять совокупность задач: загружать приложения, просматривать веб-страницы, редактировать электронные таблицы, играть в новейшие игры и т.д. Оперативная память позволяет быстро переключаться между этими задачами, запоминать, на каком этапе выполнения одной задачи вы находитесь, после переключения на другую задачу. Память также используется для загрузки и запуска приложений, например, программы электронных таблиц, для ответов на команды, например, для всех правок, сделанных в таблице, или для переключения между несколькими программами, например, когда вы вышли из таблицы, чтобы посмотреть электронное письмо. Память практически всегда активно используется компьютером.

В зависимости от технических характеристик она составляет от 1 ГБ до 32 ГБ/64 ГБ.

ROM

Расшифровывается как Read-Only Memory. Данные, записанные или хранящиеся в этих устройствах, являются энергонезависимыми, т.е. после сохранения данных в памяти их нельзя изменить или удалить. Память, из которой можно только читать, но нельзя записывать. Этот тип памяти является энергонезависимым. Информация в ней хранится постоянно, в процессе изготовления только один раз.

В ПЗУ хранятся инструкции, которые используются для запуска компьютера. Оно также используется в других электронных устройствах, таких как стиральные машины и микроволновые печи. Микросхемы ПЗУ могут хранить только несколько мегабайт (Мб) данных, что составляет от 4 до 8 Мб на одну микросхему ПЗУ. Типы ПЗУ:

1. PROM — Programmable Read-Only Memory (программируемая память только для чтения). Это ПЗУ, которые могут быть запрограммированы. Для ввода программы в ПЗУ используется специальный программатор PROM. После программирования микросхемы информация на PROM не может быть изменена. PROM энергонезависима, т.е. данные не теряются при отключении питания.
2. EPROM: другой вид памяти — стираемая программируемая память с возможностью чтения. С помощью EPROM можно стереть информацию, которая была ранее записана на микросхеме, и записать на нее новые данные.
3. EEPROM — это электрически стираемая программируемая память типа «только чтение». Здесь данные могут быть стерты без использования ультрафиолетового излучения, с помощью простого приложения электрического поля.

CMOS

CMOS — это термин, обычно используемый для обозначения небольшого объема памяти на материнской плате компьютера, в котором хранятся настройки BIOS. Некоторые из этих настроек BIOS включают в себя системное время и дату, а также настройки аппаратного обеспечения.

CMOS — это также компьютерная микросхема на системной плате, а точнее, микросхема оперативной памяти, что означает, что при выключении компьютера она теряет сохраненные в ней настройки (подобно тому, как содержимое оперативной памяти не сохраняется при каждом перезапуске компьютера). Однако для обеспечения постоянного питания микросхемы используется батарейка CMOS.

При первой загрузке компьютера BIOS извлекает информацию из микросхемы CMOS, чтобы понять настройки оборудования, время и все остальное, что в ней хранится. Обычно в микросхеме хранится не более 256 байт информации.

Кэш-память

Кэш-память — это специальная очень высокоскоростная память, более компактная и быстрая. В ней хранятся копии данных из часто используемых мест основной памяти. В процессоре существуют различные независимые кэши, в которых хранятся инструкции и данные. Наиболее важное применение кэш-памяти заключается в том, что она используется для уменьшения среднего времени доступа к данным из основной памяти.

1. Чрезвычайно быстрый тип памяти, выполняющий роль буфера между оперативной памятью и процессором.
2. Хранит часто запрашиваемые данные и инструкции, чтобы они были немедленно доступны процессору, когда это необходимо.
3. Кэш-память дороже основной или дисковой памяти, но экономичнее регистров процессора.
4. Используется для ускорения и синхронизации с высокоскоростным процессором.