Основные характеристики USB-флеш-накопителей
Тема 1.2. Архитектура ПК
Занятие № 19 Функции и технические характеристики устройств хранения информации. Дисковые накопители. Flash -память
Дата проведения занятия – 15.10.2021г.
Дисциплина: Технологии создания и обработки цифровой мультимедийной информации
Группа: 2 «Мастер по обработке цифровой информации»
Тип занятия: Изучение нового материала
Цели занятия:
Обучающая:
- сформировать у студентов понятие о дисковых накопителях, их функциях и технических рарактеристиках;
Развивающая:
- развитие логического мышления, познавательного интереса студентов;
- развитие самостоятельности при изучении нового материала и выполнении заданий;
Воспитательная:
- способствовать воспитанию дисциплины и исполнительности, ответственному отношению к образовательному процессу.
Теоретические сведения
Накопители на жестких магнитных дисках
Типы дисковых накопителей:
■ Жесткие диски – HDD (Hard Disk Drive)
■ Твердотельные накопители – SSD (Solid State Disk)
■ Гибридные жесткие диски – H-HDD (Hybrid Hard Disk Drive)
Жесткие диски HDD
Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД), в настоящее время – самый распространенный и доступный тип дисковых накопителей. Принцип работы таких устройств хранения данных основан на использовании свойств ферромагнитных материалов (отсюда и название этого типа накопителей). Именно таким материалом покрываются тонкие алюминиевые (у некоторых моделей – стеклянные) дисковидные пластины, которые затем насаживаются на общую ось – шпиндель. Посредством специального двигателя шпиндель раскручивается, вращая магнитные диски.
|
|
|
Для записи и чтения информации с магнитных дисков используется считывающая головка. Ее передвижение в нужную точку пластины выполняется с помощью устройства позиционирования. Для записи данных, как правило, используются обе поверхности магнитного диска, то есть на каждую пластину приходится по две считывающие головки. Все головки собираются в один общий блок. Миниатюрные и легкие, считывающие головки парят в потоках воздуха, возникающих при вращении пластин, не касаясь их поверхности (высота «полета» составляет несколько нанометров, что в 100 раз меньше толщины человеческого волоса). Для их «посадки» предусмотрены специальные «парковочные зоны», падение же их на рабочую поверхность диска может привести к повреждению ферромагнитного слоя и, как следствие, к потере информации.
Попадание частиц пыли в столь тонкую механику просто недопустимо, именно поэтому все перечисленные компоненты жесткого диска помещаются в герметичный корпус.
|
|
|
Для управления работой компонентов и взаимодействия с компьютером HDD оснащается блоком электроники – эта небольшая плата крепится к нижней стороне корпуса диска. На ней, помимо прочего, располагается микросхема кэш-памяти, которая служит буфером и позволяет увеличить скорость обмена данными.
Для хранения информации на поверхности магнитных пластин формируются дорожки (треки), которые делятся на сектора. Все треки, в зависимости от удаленности от центра, сгруппированы в зоны, в пределах одной зоны количество секторов в треке одинаково. Равноудаленные от центра дорожки, находящиеся на разных магнитных дисках (и разных их поверхностях), образуют цилиндры.
| Примечание: Каждый трек имеет некоторый запас резервных секторов, которые задействуются в случае повреждения уже используемых для хранения информации. Этот факт дал повод для легенд о том, что с помощью неких манипуляций можно увеличить доступную емкость жесткого диска. Но даже если найдется способ использовать эти резервные секторы, делать этого не стоит: в результате снизится надежность HDD. |
Твердотельные диски
Твердотельные диски (Solid State Disk, SSD) – относительно новый тип накопителей. По большому счету, «дисками» SSD называют в основном по традиции: чтобы подчеркнуть тот факт, что они являются альтернативой традиционным жестким дискам и выпускаются в корпусах тех же форм-факторов.
|
|
|
Хотя внешне твердотельные диски не слишком отличаются от HDD, по принципу работы это совершенно иные устройства. У SSD нет механических частей: внутри у них всего лишь печатная плата с распаянными на ней микросхемами.
Наибольшее распространение сегодня получили твердотельные накопители на чипах флэш-памяти NAND. В таких SSD используется один из двух типов NAND-чипов: SLC (Single-Cell) или MLC (Multi-Level Cell). Ячейки памяти у чипов SLC одноуровневые, в них может быть записан всего один бит данных. Микросхемы MLC состоят из ячеек памяти с более высокой плотностью записи, способных хранить по два и более бита информации. Диски MLC имеют большую емкость и стоят дешевле SLC-накопителей. Но есть у последних и преимущества: они надежнее и быстрее.
Работа с данными
Для хранения данных в SSD-накопителях используются ячейки флэш-памяти. Для доступа к ним достаточно просто указать адрес нужной ячейки (правда, на деле контроллер накопителя оперирует более крупными массивами данных – блоками, которые, в свою очередь, состоят из страниц).
|
|
|
Чтобы ускорить работу SSD-накопителей, производители используют многоканальный (до 10 каналов) режим работы: контроллер устройства параллельно «общается» сразу с несколькими микросхемами памяти.
| Примечание: После появления твердотельных накопителей много говорилось об их недостаточной надежности: утверждалось, что время жизни SSD невелико, поскольку ячейки флэш-памяти выдерживают ограниченное количество операций перезаписи. Но практика показывает, что подобные опасения напрасны: производители гарантируют, что каждая ячейка MLC может выдержать 10 000, а SLC – 100 000 циклов перезаписи. Более того, разработаны хитроумные способы, позволяющие выровнять «износ» ячеек памяти. Для этого контролллер отслеживает количество циклов перезаписи каждой из ячеек и старается поровну распределить между ними нагрузку. |
Гибридные жесткие диски
Эти устройства представляют собой накопители, оснащенные, наряду с обычным кэш-буфером, еще и несколькими сотнями (обычно 256) мегабайт флэш-памяти. Такие диски ориентированы прежде всего на использование в ноутбуках: скорость работы у них выше, а энергопотребление – ниже, чем у медленных ноутбучных HDD. Достигается это за счет того, что наиболее часто используемые данные хранятся не на магнитных пластинах, а во флэш-памяти. Однако реальный эффект от использования гибридных накопителей можно получить только в Windows Vista, с ее технологиями SuperFetch и ReadyBoost, позволяющими ускорить загрузку ОС и часто используемых программ.
На данный момент H-HDD не получили широкого распространения.
USB-флеш-накопители
USB–флеш-накопитель – запоминающее устройство, использующее в качестве носителя флеш-память, и подключаемое к компьютеру или иному считывающему устройству по интерфейсу USB.
Флеш-память — это особый вид полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти:
- полупроводниковая — не содержащая механически движущихся частей (как обычные жёсткие диски или CD), построенная на основе полупроводниковых микросхем;
- энергонезависимая — не требующая дополнительной энергии для хранения данных (энергия требуется только для записи);
- перезаписываемая — допускающая изменение (перезапись) хранимых в ней данных.
Основные характеристики USB-флеш-накопителей
Интерфейс
USB-флеш-накопители могут использовать интерфейсы USB 2.0 или USB 3.0, а также microUSB и Lightning (дополнительно). USB 2.0 уже устарел - покупать модели, которые поддерживают только этот интерфейс, не рекомендуется - скорость передачи информации в его случае сильно ограничена. Уже несколько лет стандартом является USB 3.0.
Обычный USB-коннектор может быть в одной модели совмещен с microUSB- или Lightning-коннектором - расположенным, например, на другой стороне корпуса. MicroUSB пригодится для подключения флешки к смартфонам и планшетам, а Lightning - к устройствам Apple.
Объем памяти
Главная характеристика любой "флешки". За многие годы развития флеш-памяти максимальный ее объем в USB-накопителях достиг невероятных высот - в кармане теперь можно носить целый терабайт данных. Естественно, за такой огромный объем придется заплатить довольно большую сумму.
"Флешки" с 16, 32 или 64 ГБ памяти куда более доступны и практичны.
Дата добавления: 2022-12-03; просмотров: 16; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!