Этапы развития информатики и ВТ

Сейчас в мире присутствует множество различных типов магнитных носителей: дискеты для компьютеров, аудио- и видеокассеты, бобинные ленты, жёсткие диски внутри компьютеров и.т.д.

Но постепенно открываются новые законы физики, и вместе с ними — новые возможности записи информации. Уже несколько десятилетий назад появилось множество носителей информации, базирующихся на новой технологии — считывания информации при помощи линз и лазерного луча. Но всё равно технология магнитной записи просуществует ещё довольно долго из-за своего удобства в использовании.

 

 

 

2. Внешние магнитные носители

 

2.1 Накопители на магнитной ленте

 

Магнитные ленты хранили и использовали намотанными на катушки. В ЭВМ унифицированы катушки двух видов: подающие и принимающие. Ленты поставлялись пользователям на подающих катушках и не требовали дополнительной перемотки при установке их в накопители. Лента на катушку наматывалась рабочим слоем внутрь.

Основные размеры одинаковы как для подающих, так и для принимающих катушек. Запись информации на магнитную ленту осуществлялась по девяти дорожкам.

В накопителях ЭВМ информация записывалась с продольной плотностью 8 бит/мм, 32 бит/мм, или 63 бит/мм. На девяти дорожках параллельно записывалось 8 информационных битов и 1 контрольный бит, которые составляли 1 байт. Для записи контрольного разряда отводилась четвертая дорожка. Группа байтов, записываемая по одному КСК или по связанной цепочкой данных последовательности КСК, образовывала зону.

При плотности записи 32 бит/мм в конце зоны записывались две контрольные строки: строка циклического контроля (ЦКС) и строка продольного контроля (ПКС). ЦКС записывалась на ленте за последним байтом данных с промежутком в 4 байта. Для формирования ПКС велся подсчет единиц на каждой дорожке зоны. Их общее число на любой дорожке должно было быть четным. Это делалось путем записи нуля или единицы в соответствующий разряд ПКС. Строка ПКС записывалась после ЦКС с промежутком в 4 байта. При плотности записи 8 и 63 бит/мм, размещение данных на ленте такое же, как и при плотности записи 32 бит/мм, но в конце зоны записывался только ПКС с промежутком в 4 байта от последнего байта данных. Строка ПКС одновременно являлся признаком конца зоны. Начало зоны определялось по появлению первого байта данных.

Для записи информации с плотностью 8 и 32 бит/мм использовался потенциальный метод без возвращения к нулю с модификацией по единице называемый методом «без возвращения к нулю» (БВН-1). В зарубежной литературе этот метод сокращенно называют также NRZ-1.

При плотности 63 бит/мм использовался другой метод записи - метод фазовой модуляции или фазового кодирования (ФК). В каждом такте записи изменялась полярность тока в записывающей головке и, следовательно, изменялось магнитное состояние носителя. Полярность тока изменялась с отрицательной на положительную при записи нуля и с положительной на отрицательную при записи единицы. Происходило как бы изменение фазы тока записи. Логическая схема тракта записи анализировала значение следующей записываемой двоичной цифры: если должна была быть записана та же цифра, что и в предыдущем такте, то ток в головке записи предварительно реверсировался. Метод ФК позволял значительно повысить достоверность выделения сигналов при считывании информации в условиях наложения соседних магнитных отпечатков на носителе. Объяснялось это тем, что при изменении частоты в широких пределах фазе искажения сигналов оставались малыми, что проще идентифицировать считываемые сигналы и поэтому реализовать более высокую плотность записи 63 бит/мм. При использовании метода фазового кодирования строка ЦКС не записывалась.

 

2.2 Накопитель на гибких магнитных дисках (НГМД - дисковод)

 

Это устройство использовали в качестве носителя информации гибкие магнитные диски - дискеты, которые могут быть 5-ти или 3-х дюймовыми. Дискета - это магнитный диск вроде пластинки, помещенный в картонный конверт. В зависимости от размера дискеты изменяется ее емкость в байтах. Если на стандартную дискету размером 5’25 дюйма помещается до 720 Кбайт информации, то на дискету 3’5 дюйма уже 1,44 Мбайта. Дискеты универсальны, подходят на любой компьютер того же класса оснащенный дисководом, могут служить для хранения, накопления, распространения и обработки информации. Дисковод - устройство параллельного доступа, поэтому все файлы одинаково легко доступны. Ранее дискеты применялись в основном для резервирования небольших объемов данных и для распространения информации. В настоящее время не используются. Дискеты морально устарели. Наибольшим распространением из накопителей на гибких магнитных дисках пользовалась дискета 3’5 дюйма или флоппи-диски (floppy disk).

Диск покрывался сверху специальным магнитным слоем, который обеспечивал хранение данных. Информация записывалась с двух сторон диска по дорожкам, которые представляли собой концентрические окружности. Каждая дорожка разделялась на секторы. Плотность записи данных зависит от плотности нанесения дорожек на поверхность, т. е. числа дорожек на поверхности диска, а также от плотности записи информации вдоль дорожки.

Если при покупке на поверхность диска не нанесены дорожки и секторы, то его нужно было подготовить для записи данных, отформатировать. Для этого в состав системного программного обеспечения включена специальная программа, которая производит форматирование диска.

К недостаткам относятся маленькая емкость, что делает практически невозможным долгосрочное хранение больших объемов информации, и не очень высокая надежность самих дискет.

 

2.3 Накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД - винчестер)

 

- 1956 — продажа первого коммерческого жёсткого диска, IBM 350 RAMAC, 5 Мб. Он весил около тонны, занимал два ящика — каждый размером с большой холодильник, а общий объем памяти 50 вращавшихся в нем покрытых чистым железом тонких дисков диаметром с большую пиццу составлял 5 мегабайт

 - 1980 — первый 5,25-дюймовый Winchester, Shugart ST-506, 5 Мб

 - 1986— Стандарт SCSI

- 1991 — Максимальная ёмкость 100 Мб

- 1995 — Максимальная ёмкость 2 Гб

- 1997 — Максимальная ёмкость 10 Гб

- 1998 — Стандарты UDMA/33 и ATAPI

- 1999 — IBM выпускает Microdrive ёмкостью 170 и 340 Мб

- 2002 — Взят барьер адресного пространства выше 137 Гб (проблема 48-bit LBA)

- 2003 — Появление SATA

- 2005 — Максимальная ёмкость 500 Гб

- 2005 — Стандарт Serial ATA 3G

 - 2005 — Появление SAS (Serial Attached SCSI)

 - 2006 — Применение перпендикулярного метода записи в коммерческих накопителях

- 2006 — Появление «гибридных» жёстких дисков, содержащих дополнительный блок флэш-памяти

- 2007 — Hitachi представляет накопитель ёмкостью 1 Тб

- 2008 - WD VelociRaptor 300GB: самый быстрый HDD с интерфейсом SATA

- 2009 - Hitachi к 2009 году создаст HDD объемом 4 терабайта

Накопи́тель на жёстких магни́тных ди́сках, жёсткий диск, хард, харддиск, HDD, HMDD или винче́стер, (англ. Hard (Magnetic) Disk Drive, HDD, HMDD) — энергонезависимое, перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство. Является основным накопителем данных практически во всех современных компьютерах.

В отличие от «гибкого» диска (дискеты), информация в НЖМД записывается на жёсткие (алюминиевые или стеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома. В некоторых НЖМД используется одна пластина, в других — несколько на одной оси. Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке набегающего потока воздуха, образуемого у поверхности при быстром вращении. Расстояние между головкой и диском составляет несколько нанометров (в современных дисках 5-10 нм), а отсутствие механического контакта обеспечивает долгий срок службы устройства. При отсутствии вращения дисков, головки находятся у шпинделя или за пределами диска в безопасной зоне, где исключён их нештатный контакт с поверхностью дисков.

Ёмкость современных устройств достигает 1000 Гб. В отличие от принятой в информатике (случайно) системе приставок, обозначающих кратную 1024 величину, производителями при обозначении ёмкости жёстких дисков используются кратные 1000 величины. Так, напр., «настоящая» ёмкость жёсткого диска, маркированного как «200 Гб», составляет 186,2 ГиБ. Кроме того, часть производителей указывают неформатированную ёмкость (вместе со служебной информацией), что делает ещё большим «зазор» между заявленными «200 Гб» и реальными 160 ГиБ.

Физический размер (форм-фактор) — почти все современные накопители для персональных компьютеров и серверов имеют размер либо 3,5, либо 2,5 дюйма. Последние чаще применяются в ноутбуках. Получили распространение форматы — 1,8 дюйма, 1,3 дюйма и 0,85 дюйма. Прекращено производство накопителей в формфакторе 5,25 дюймов.

Время произвольного доступа — от 3 до 15 мс, как правило, минимальным временем обладают серверные диски (например, у Hitachi Ultrastar 15K147 — 3,7 мс), самым большим из актуальных — диски для портативных устройств (Seagate Momentus 5400.3 — 12,5).

Надёжность определяется как среднее время наработки на отказ (Mean Time Between Failures, MTBF). Технология SMART (S.M.A.R.T. (англ. Self Monitoring Analysing and Reporting Technology) — технология оценки состояния жёсткого диска встроенной аппаратурой самодиагностики, а также механизм предсказания времени выхода его из строя.)

Количество операций ввода-вывода в секунду — у современных дисков это около 50 оп./сек при произвольном доступе к накопителю и около 100 оп./сек при последовательном доступе.

Уровень шума — шум, который производит механика накопителя при его работе. Указывается в децибеллах. Тихими накопителями считаются устройства с уровнем шума около 26 дБ и ниже. Шум состоит из шума вращения шпинделя (в том числе аэродинамического) и шума позиционирования.

Сопротивляемость ударам (англ. G-shock rating) — сопротивляемость накопителя резким скачкам давления или ударам, измеряется в единицах допустимой перегрузки во включённом и выключенном состоянии.

Скорость передачи данных (англ. Transfer Rate):

• Внутренняя зона диска: от 44,2 до 74,5 Мб/с
• Внешняя зона диска: от 60,0 до 111,4 Мб/с

Жёсткий диск состоит из следующих основных узлов: корпус из прочного сплава, собственно жесткие диски (пластины) с магнитным покрытием, блок головок с устройством позиционирования, электропривод шпинделя и блок электроники.

Вопреки расхожему мнению, жесткие диски не герметичны, внутренняя полость жесткого диска сообщается с атмосферой через фильтр, способный задерживать очень мелкие (несколько мкм) частицы. Это необходимо для поддержания постоянного давления внутри диска при колебаниях температуры корпуса.

Пылинки, оказавшиеся при сборке в жёстком диске и попавшие на поверхность диска, при вращении сносятся на ещё один фильтр — пылеуловитель.

 

3. Прикладное  программное обеспечение персональных  компьютеров: офисные пакеты и  их характеристики.

 

Прикладные программы могут использоваться  автономно или в составе программных комплексов или пакетов. Прикладное ПО – программы,  непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых работ на ПК: редактирование текстовых документов, создание рисунков или картинок, создание электронных таблиц и т.д.

Пакеты прикладных программ – это система программ, которые по сфере применения делятся на проблемно – ориентированные, пакеты общего назначения и интегрированные пакеты. Современные интегрированные пакеты содержат до пяти функциональных компонентов: тестовый и табличный процессор, СУБД, графический редактор, телекоммуникационные средства.

К офисным задачам можно отнести следующие:

·        делопроизводство;

·        контроль исполнения документов;

·        составление отчетов;

·        поиск информации;

·        ввод и обновление информации;

·         составление расписаний;

·        обмен информацией между отделами предприятия.

В перечисленных задачах выполняется ряд стандартных типовых процедур:

·        обработка входящей и исходящей информации;

·        сбор и последующий анализ данных;

·         хранение информации.

Электронным офисом называется программно-аппаратный комплекс, предназначенный для обработки документов и автоматизации работы пользователей в системах управления. В состав электронного офиса входят следующие аппаратные средства:

·        персональные компьютеры, объединенные в сеть;

·        печатающие устройства;

·        средства копирования документов;

·        сканер;

·        проекционное оборудование для проведения презентаций.

В последнее время все большее распространение приобретают электронные офисы, оборудование и сотрудники которых могут находиться в разных помещениях. Необходимость работы с документами,    материалами, базами данных предприятия в домашних условиях, в гостинице, транспортных средствах привела к появлению виртуальных офисов. 

Информационные технологии виртуальных офисов основываются:

·        на возможности круглосуточного доступа к локальной сети офиса через глобальную компьютерную сеть;

·        на мобильных компьютерных технологиях (ноутбуки, карманные компьютеры, смартфоны).

В виртуальном офисе сотрудники организации, независимо от того, где они находятся, могут обмениваться информацией в режиме реального времени, выполнять свои должностные обязанности, решать офисные задачи.

Выполняются в офисах и экономические, бухгалтерские расчеты, решаются задачи анализа финансового состояния фирм.

Для реализации указанных выше задач целесообразно воспользоваться не отдельными программами, а интегрированными программными пакетами. В интегрированный пакет для электронного офиса входят программные продукты, взаимодействующие между собой на уровне обмена данными.

Главной отличительной чертой программ, составляющих интегрированный пакет, является общий интерфейс пользователя, позволяющий применять одни и те же приемы работы с различными приложениями пакета. Общность интерфейса уменьшает затраты на обучение  пользователей. Кроме того, цена комплекта из трёх и более приложений, поддерживаемых одним и тем же производителем, значительно ниже, чем суммарная стоимость отдельных приложений.

Назначение интегрированных офисных пакетов — обеспечить сотрудников офиса и предприятия широким набором средств для повседневной совместной работы, автоматизировать выполнение рутинных операций, помочь в комплексном решении задач предприятия.

Примером интегрированного офисного пакета может служить пакет Мicrosoft Office,  который поставляется в нескольких вариантах, включающих разное число приложений. К основным приложениям пакета относятся: