Тестирование носителей информации. Практическая работа. Практическая работа 6 Тестирование носителей информации Теоретическая часть Виды носителей информации
 Скачать 1.69 Mb.
|
1 2 Практическая работа № 6 Тестирование носителей информации Теоретическая часть Виды носителей информации Носитель информации – физическая среда, непосредственно хранящая информацию. Основным носителем информации для человека является его собственная биологическая память (мозг человека). Собственную память человека можно назвать оперативной памятью. Здесь слово “оперативный” является синонимом слова “быстрый”. Заученные знания воспроизводятся человеком мгновенно. Собственную память мы еще можем назвать внутренней памятью, поскольку ее носитель – мозг – находится внутри нас. Носитель информации — строго определённая часть конкретной информационной системы, служащая для промежуточного хранения или передачи информации. Основа современных информационных технологий – это ЭВМ. Когда речь идет об ЭВМ, то можно говорить о носителях информации, как о внешних запоминающих устройствах (внешней памяти). Эти носители информации можно классифицировать по различным признакам, например, по типу исполнения, материалу, из которого изготовлен носитель и т.п. Один из вариантов классификации носителей информации представлен на рис. 1.  Рис. 1 Классификация носителей информации Список носителей информации на рис. 1. не является исчерпывающим. Ленточные носители информации М  агнитная лента — носитель магнитной записи, представляющий собой тонкую гибкую ленту, состоящую из основы и магнитного рабочего слоя. Рабочие свойства магнитной ленты характеризуются её чувствительностью при записи и искажениями сигнала в процессе записи и воспроизведения. Наиболее широко применяется многослойная магнитная лента с рабочим слоем из игольчатых частиц магнитно-твёрдых порошков гамма-окиси железа (у-Fе2О3), двуокиси хрома (СrО2) и гамма-окиси железа, модифицированной кобальтом, ориентированных обычно в направлении намагничивания при записи.Дисковые носители информации Д  исковые носители информации относятся к машинным носителям с прямым доступом. Понятие прямой доступ означает, что ПК может «обратиться» к дорожке, на которой начинается участок с искомой информацией или куда нужно записать новую информацию.Накопители на дисках наиболее разнообразны: Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), они же флоппи-диски, они же дискеты Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД), они же винчестеры (в народе просто «винты») Накопители на оптических компакт-дисках: CD-ROM (Compact Disk ROM) DVD-ROM Имеются и другие разновидности дисковых носителей информации, например, магнитооптические диски, но ввиду их малой распространенности мы их рассматривать не будем. Н  акопители на гибких магнитных дискахНекоторое время назад дискеты были самым популярным средством передачи информации с компьютера на компьютер, так как интернет в те времена был большой редкостью, компьютерные сети тоже, а устройства для чтения-записи компакт дисков стоили очень дорого. Дискеты и сейчас используются, но уже достаточно редко. В основном для хранения различных ключей (например, при работе с системой клиент-банк) и для передачи различной отчетной информации государственным надзорным службам. Дискета — портативный магнитный носитель информации, используемый для многократной записи и хранения данных сравнительно небольшого объема. Этот вид носителя был особенно распространён в 1970-х — начале 2000-х годов. Вместо термина «дискета» иногда используется аббревиатура ГМД — «гибкий магнитный диск» (соответственно, устройство для работы с дискетами называется НГМД — «накопитель на гибких магнитных дисках», жаргонный вариант — флоповод, флопик, флопарь от английского floppy-disk или вообще "печенюшка"). Обычно дискета представляет собой гибкую пластиковую пластинку, покрытую ферромагнитным слоем, отсюда английское название «floppy disk» («гибкий диск»). Эта пластинка помещается в пластмассовый корпус, защищающий магнитный слой от физических повреждений. Оболочка бывает гибкой или прочной. Запись и считывание дискет осуществляется с помощью специального устройства — дисковод (флоппи-дисковод). Дискета обычно имеет функцию защиты от записи, посредством которой можно предоставить доступ к данным только в режиме чтения. Н  акопители на жестких магнитных дискахВ качестве накопителей на жестких магнитных дисках широкое распространение в ПК получили накопители типа «винчестер». Термин винчестер возник из жаргонного названия первой модели жесткого диска емкостью 16 КВ (IBM, 1973 г.), имевшего 30 дорожек по 30 секторов, что случайно совпало с калибром 30/30 известного охотничьего ружья «Винчестер». Жесткие диски включают в себя электромеханическую и электронную части. Основные элементы конструкции накопителя на жестких магнитных дисках (рис. 2): - магнитные диски; - головки чтения/записи; - механизм привода головок; - двигатель привода дисков; - печатная плата с электронной схемой управления; - разъемы, элементы конфигурации и монтажа.  Рис. 2 Основные элементы накопителя на жестких дисках Основные параметры накопителей на жестких дисках: форматированная емкость, Гбайт – объем хранимой полезной информации; скорость вращения шпинделя, об/мин (RPM) – параметр, косвенно свидетельствующий о производительности (внутренней) жесткого диска. Типовое значение RPM для большинства современных жестких дисков – 7200 об/мин. Для высокопроизводительных дисков скорость вращения достигает значения 15000 об/мин; объем буферной памяти, используемой для ускорения процесса чтения/записи. Объем буфера в современных жестких дисках достигает значения 16 МБ. Интерфейс жесткого диска определяет способ подключения накопителя к системной плате. Для жестких дисков, устанавливаемых в корпусе системного блока, применяются 3 типа интерфейсов: ATA (IDE), SerialATA, SCSI. Внешние диски могут подключаться через интерфейсы USB и IEEE1394. Интерфейс ATA (AT Attachment) был разработан для подключения жестких дисков с собственным встроенным интерфейсом (IDE – Integrated Device Electronics). Спецификация IDE определяет, что на системной плате устанавливается контроллер IDE-интерфейса с двумя одинаковыми каналами, к каждому из которых можно подключить до 2 равноправных устройств. Состояние накопителя (Master и Slave) определяется положением переключателей (джамперов). До скорости передачи данных в 33 Мбайт/с (UltraATA/33) включительно для IDE-интерфейса применяется 40-жильный плоский кабель с 40-контактными разъемами и длиной не более 46 см (18 дюймов). Перекруток проводов не допускается. Для стандартов UltraATA/66, UltraATA/100 и UltraATA/133 используют 80-жильный кабель. Развитием семейства ATA является интерфейс SerialATA (последовательный ATA). Интерфейсный кабель SerialATA содержит две пары сигнальных проводов (уровни логических сигналов 0,5 В) и три земляных провода, шина питания состоит из 15 линий. Сигналы передаются в дифференциальной форме. К каждому кабелю подключается только одно устройство. Скорость передачи по интерфейсу SATA составляет 150 Мбайт/с, SATAII – 300 МБ/c. Диски с интерфейсом SCSI (Small Computer System Interface) –высокопроизводительные устройства (скорость вращения шпинделя до 15000 об/мин) повышенной надежности. Такие диски используются в составе серверных платформ и рабочих станций с RAID (Redundant Array of Independent/Inexpensive Disks) контроллерами. SCSI жесткие диски используют интерфейсы Ultra160SCSI и Ultra320SCSI, пропускная способность которых составляет 160 и 320 Мбайт/с соответственно. Для SCSI-интерфейса применяется 50-жильный плоский кабель. Накопители на оптических дисках К  омпакт-диск («CD», «Shape CD», «CD-ROM», «КД ПЗУ») — оптический носитель информации в виде диска с отверстием в центре, информация с которого считывается с помощью лазера. Изначально компакт-диск был создан для цифрового хранения аудио (т. н. Audio-CD), однако в настоящее время широко используется как устройство хранения данных широкого назначения (т. н. CD-ROM). Аудио-компакт-диски по формату отличаются от компакт-дисков с данными, и CD-плееры обычно могут воспроизводить только их (на компьютере, конечно, можно прочитать оба вида дисков). Встречаются диски, содержащие как аудиоинформацию, так и данные — их можно и послушать на CD-плеере, и прочитать на компьютере.Оптические диски имеют обычно поликарбонатную или стеклянную термообработанную основу. Рабочий слой оптических дисков изготавливают в виде тончайших плёнок легкоплавких металлов (теллур) или сплавов (теллур-селен, теллур-углерод, теллур-селен-свинец и др.), органических красителей. Информационная поверхность оптических дисков покрыта миллиметровым слоем прочного прозрачного пластика (поликарбоната). В процессе записи и воспроизведения на оптических дисках роль преобразователя сигналов выполняет лазерный луч, сфокусированный на рабочем слое диска в пятно диаметром около 1 мкм. При вращении диска лазерный луч следует вдоль дорожки диска, ширина которой также близка к 1 мкм. Возможность фокусировки луча в пятно малого размера позволяет формировать на диске метки площадью 1-3 мкм. В качестве источника света используются лазеры (аргоновые, гелий-кадмиевые и др.). В результате плотность записи оказывается на несколько порядков выше предела, обеспечиваемого магнитным способом записи. Информационная ёмкость оптического диска достигает 1 Гбайт (при диаметре диска 130 мм) и 2-4 Гбайт (при диаметре 300 мм). Широкое применение в качестве носителя информации получили также магнитооптические компакт-диски типа RW (Re Writeble). На них запись информации осуществляется магнитной головкой с одновременным использованием лазерного луча. Лазерный луч нагревает точку на диске, а электромагнит изменяет магнитную ориентацию этой точки. Считывание же производится лазерным лучом меньшей мощности. Во второй половине 1990-х годов появились новые, весьма перспективные носители документированной информации - цифровые универсальные видеодиски DVD (Digital Versatile Disk) типа DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R с большой ёмкостью (до 17 Гбайт). По технологии применения оптические, магнитооптические и цифровые компакт-диски делятся на 3 основных класса: Диски с постоянной (нестираемой) информацией (CD-ROM). Это пластиковые компакт-диски диаметром 4,72 дюйма и толщиной 0,05 дюйма. Они изготавливаются с помощью стеклянного диска-оригинала, на который наносится фоторегистрирующий слой. В этом слое лазерная система записи формирует систему питов (меток в виде микроскопических впадин), которая затем переносится на тиражируемые диски-копии. Считывание информации осуществляется также лазерным лучом в оптическом дисководе персонального компьютера. CD-ROM обычно обладают ёмкостью 650 Мбайт и используются для записи цифровых звуковых программ, программного обеспечения для ЭВМ и т.п.; Диски, допускающие однократную запись и многократное воспроизведение сигналов без возможности их стирания (CD-R; CD-WORM - Write-Once, Read-Many - один раз записал, много раз считал). Используются в электронных архивах и банках данных, во внешних накопителях ЭВМ. Они представляют собой основу из прозрачного материала, на которую нанесён рабочий слой; Реверсивные оптические диски, позволяющие многократно записывать, воспроизводить и стирать сигналы (CD-RW; CD-E). Это наиболее универсальные диски, способные заменить магнитные носители практически во всех областях применения. Они аналогичны дискам для однократной записи, но содержат рабочий слой, в котором физические процессы записи являются обратимыми. Технология изготовления таких дисков сложнее, поэтому они стоят дороже дисков для однократной записи. Э  лектронные носители информацииВообще говоря, все рассмотренные ранее носители тоже косвенно связаны с электроникой. Однако имеется вид носителей, где информации хранится не на магнитных/оптических дисках, а в микросхемах памяти. Эти микросхемы выполнены по FLASH-технологии, поэтому такие устройства иногда называют FLASH-дисками (в народе просто «флэшка»). Микросхема, как можно догадаться, диском не является. Однако операционные системы носители информации с FLASH-памятью определяют как диск (для удобства пользователя), поэтому название «диск» имеет право на существование. Флэш-память (англ. Flash-Memory) — разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти. Флэш-память может быть прочитана сколько угодно раз, но писать в такую память можно лишь ограниченное число раз (обычно около 10 тысяч раз). Несмотря на то, что такое ограничение есть, 10 тысяч циклов перезаписи — это намного больше, чем способна выдержать дискета или CD-RW. Стирание происходит участками, поэтому нельзя изменить один бит или байт без перезаписи всего участка (это ограничение относится к самому популярному на сегодня типу флэш-памяти — NAND). Преимуществом флэш-памяти над обычной является её энергонезависимость — при выключении энергии содержимое памяти сохраняется. Преимуществом флэш-памяти над жёсткими дисками, CD-ROM-ами, DVD является отсутствие движущихся частей. Поэтому флэш-память более компактна, дешева (с учётом стоимости устройств чтения-записи) и обеспечивает более быстрый доступ. Практическая часть Для тестирования HDD на состояние воспользуемся программой  Данная программа выводит основные сведения по жесткому диску – модель, размер буфера, версию прошивки, интерфейс подключения, буквы томов (логических дисков) и т.д. Особо стоит обратить внимание на таблицу внизу программы – это данные S.M.A.R.T. S.M.A.R.T. (от англ. self-monitoring, analysisand reporting technology — технология самоконтроля, анализа и отчётности) — технология оценки состояния жёсткого диска встроенной аппаратурой самодиагностики, а также механизм предсказания времени выхода его из строя.  Д  анные в таблице выводятся в несколько столбцов. ID – код параметра.В   о всех программах ID совпадают, но могут указываться либо в 16-ричном формате либо в 10-чном. Например, в CrystalDiskInfo значение параметра температуры указанно в шестнадцатеричном формате, а в программе HDDScan в десятичном.Следующий столбец – это расшифровка параметра. В программах значение может отличаться из-за различной интерпретации.  Следующий столбец – это текущее значение параметра.  Следующий столбец показывает нам наихудшее значение параметра за всю «жизнь» HDD.  Следующий столбец показывает критическое значение параметра.  Третий, четвертый, пятый столбец не говорят конкретных значений и их значение показано в «попугаях» - относительных значениях.  А вот последний столбец – RAW уже в свою очередь показывает конкретные значения параметра или сырые значения. Они хранятся в шестнадцатеричном виде.  Перевести эти значения можно, например, в онлайн-конвертере систем счисления. Например, программа нам сразу показывает общее время работы жесткого диска.  Но мы можем воспользоваться таблицей параметров S.M.A.R.T. и посмотреть значение.  И если мы переведем значение с 16-ричного в 10-чное, то получим такое же значение.  Более подробное описание параметров S.M.A.R.T. приведено ниже. Таблица известных атрибутов S.M.A.R.T. выглядит следующим образом:
1 2 | ||||||||
