Комп'ютерні технології

Пристрої -- накопичувачі інформації

Накопичувачі інформації являють собою гаму запам'ятовуючих пристроїв з різним принципом дії фізичними та технічно - експлуатаційними характеристиками. Основним властивістю і призначенням накопичувачів інформації є зберігання і відтворення інформації. Запам'ятовувальні пристрої прийнято поділяти на види і категорії у зв'язку з їх принципами функціонування, експлуатаційно-технічними фізичними, програмними та ін характеристиками.

За принципами функціонування розрізняють наступні види пристроїв: електронні, магнітні, оптичні та змішані - магнітооптичні. У зв'язку з виглядом і технічним виконанням носія інформації розрізняють: електронні, дискові (магнітні, оптичні), стрічкові, та інші пристрої.

Електронно запам'ятовувальні пристрої

Пристрій електронних запам'ятовуючих пристроїв засноване на принципах зберігання та використання інформації за допомогою електричних зарядів. До електронним запам'ятовуючим пристроїв відносяться різні види мікросхем пам'яті. Мікросхеми пам'яті представляють пристрої, виконані, за технологією мікросхемних виробництв і діляться на мікросхеми здатні зберігати інформацію: поки є в наявності напругу живлення і без додаткової підтримки годує напругою. Також, розрізняють пристрої, що дають можливість зчитувати і записувати інформацію в динамічному режимі - динамічна пам'ять (з них формується оперативна пам'ять комп'ютера - ОЗУ - Оперативне Запам'ятовувальні пристрій) і, що дозволяє без спеціальної апаратури лише зчитувати записану інформацію. ОЗУ також називають оперативною пам'яттю або просто пам'яттю комп'ютера.

Як правило, електронні запам'ятовувальні пристрої оформляються у вигляді мікропристроїв, мікросхем та їх наборів. Більш великі інтегровані блоки електронних накопичувачів інформації організуються у вигляді наборів мікросхем пам'яті, розташованих на одній друкарській монтажної плати або у вигляді розширених пристроїв, що складаються з наборів плат з мікросхемами пам'яті і схем управління і регенерації.

До важливих функціональним характеристиками мікросхем пам'яті, також відносять обсяг запам'ятовувати інформацію відокремленої мікросхемою або набором мікросхем, швидкість читання/запису і можливість паралельного, наскрізного, читання/запису.

Окрему групу мікросхем пам'яті становлять мікросхеми кеш-пам'яті, що використовуються для організації пам'яті для зовнішніх Кешей центральних процесорів і процесорів.

Технології виробництва електронних запам'ятовуючих пристроїв постійно удосконалюються і розвиваються.

Магнітні запам'ятовувальні пристрої

Принцип магнітних запам'ятовуючих пристроїв заснований на способах зберігання інформації з використанням магнітних властивостей матеріалів. Як правило, магнітні запам'ятовуючі пристрої складаються з власне пристроїв читання/запису інформації і магнітного носія, на який, безпосередньо, здійснюється запис і з якого зчитується інформація. Магнітні запам'ятовуючі пристрої прийнято поділяти на види у зв'язку з виконанням, фізико-технічними характеристиками носія інформації і т.д. Найчастіше розрізняють: дискові пристрої та стрічкові пристрої. Загальна технологія магнітних запам'ятовуючих пристроїв полягає в намагнічуванні змінним магнітним полем ділянок носія і зчитування інформації, закодованою як області змінної намагніченості. Дискові носії, як правило намагнічуються вздовж концентричних полів - доріжок, розташованих по всій площині круглого носія. Стрічкові носії мають поздовжньо розташовані поля - доріжки. Запис відбувається, як правило в цифровому коді.

Для запису інформації, як правило використовують різні методи кодування, але всі вони припускають використання в якості інформаційного джерела не сам напрямок магнітної індукції елементарної намагніченою точки носія, а зміна їх напряму в процесі просування по носію уздовж концентричній доріжки з плином часу. Такий принцип вимагає жорсткої синхронізації потоку біт, що досягається методами кодування.

Магнітні запам'ятовуючі пристрої широко використовуються в персональних комп'ютерах як засоби зберігання інформації.

Дискові пристрої

Дискові пристрої ділять на гнучкі і жорсткі накопичувачі та носії. Основною властивістю дискових магнітних пристроїв є запис інформації на носій на концентричні замкнуті доріжки з використанням фізичного і логічного цифрового кодування інформації. Плоский дисковий носій обертається в процесі читання/запису, чим і забезпечується обслуговування всієї концентричній доріжки, читання і запис здійснюється за допомогою магнітних головок читання/запису, які позиціонують по радіусу носія з однієї доріжки на іншу.

Дискові пристрої як накопичувачі інформації прийнято ділити у зв'язку з їх технічними властивостями та характером виконання, а також принципами запису:

Магнітні дискові накопичувачі

оптичні дискові накопичувачі

магнітооптичні дискові накопичувачі

В даний час, дискові пристрої є основним видом пристроїв зберігання інформації персональних комп'ютерів.

Магнітні дискові накопичувачі -- гнучкі диски

Гнучкі диски - гнучкі дискові пристрої складаються з пристрою читання/запису - дисковода і безпосереднього носія дискети.

Дискета - являє собою шар магніто-м'якого матеріалу, нанесений на спеціально підкладку, виконану з полімерного немагнітного пластичного матеріалу, ступінь жорсткості якого може бути різна в залежності від реалізації. Носій вміщується в паперовий, пластмасовий або інший корпус. В даний час, використовуються тільки двосторонні носії, отже нанесено покриття з обох сторін дискети і читання/запис проводиться з обох сторін. Дискети різного діаметру, як правило, мають різні оформлення корпусу.

Для звичайних гнучких дискових носіїв і пристроїв, як правило, застосовується метод кодування інформації. Кожен змінний дисковий магнітний носій перед використанням в якій-небудь операційній системі необхідно підготувати до прийому даних. Така операція називається форматуванням. Форматування дискет здійснюється за допомогою спеціального програмного забезпечення - програм форматування дисків і, як правило, специфічно для кожної операційної системи.

Залежно від типу носія, відповідно до якості магнітного покриття, можливостями операційної системи і пристроїв дискети можна форматувати для запису на них інформації різного об'єму, що досягається завданням таких параметрів форматування як число доріжок і секторовДісковод є пристроєм читання/запису з/на носій - дискету. Кожен вид носія (дискет), як правило, вимагає відповідного пристрою - для читання 5.25 та 3.14 дюймових диску, хоча випускаються і змішані дисководи, що з'єднують в собі пристрою для читання 3.14 та 5.25 дюймових дискет. Дисководи, як правило розташовуються всередині системного блоку, проте, випускаються і зовнішні варіанти.

Дисководи підключаються до інших схемами комп'ютера за допомогою інтерфейсного кабелю - шлейфу. Дисковод також потребує підключення напруги живлення за допомогою кабелю живлення.

У справжній момент, технології зберігання та читання/запису інформації на звичайну дискету дають невисокі швидкості обміну і дозволяють домогтися щільності запису для обсягу інформації до 2 мегабайт. Такий обсяг вважається малим і тому дискети використовують лише як засіб транспортування та архівного зберігання невеликих обсягів інформації. Надійність дискет, також залишає бажати кращого.

Магнітні дискові накопичувачі - жорсткі диски

Жорсткі диски - відрізняються від гнучких перш за все тим, що об'єднують в одному корпусі носій і пристрій читання/запису, а також, нерідко, і інтерфейсну частину, яка називається власне контролером жорсткого диска. Герметична камера охороняє носії не тільки від проникнення механічних частинок пилу, але й від впливу електромагнітних полів. Носії обертаються постійно. Швидкість обертання носіїв висока 3600 об/хв і більше, що забезпечує високу швидкість читання/запису. На діаметр носіїв незмінних жорстких дисків не накладається ніякого обмеження з боку сумісності та переносимості носія, тому виробники вибирають його відповідно до власних міркувань.

Багато виробників створюють пристрої, які записують різний обсяг інформації на внутрішні і зовнішні доріжки за рахунок розміщення на них різного числа секторів.

У накопичувачах на жорстких дисках використовуються метод кодування інформації. Він найбільш ефективний. На відміну від дискет, носії жорстких дисків мають постійне число доріжок і секторів. Ці числа визначаються типом і виробником пристрою, і, в більшості випадків не можуть бути змінені користувачем. Тому фізичний обсяг жорстких дисків визначено з самого початку і складається з обсягу зайнятого службовою інформацією і обсягу доступного для користувача даних.

Фізичний обсяг жорсткого диска, також, залежить від типу інтерфейсу, методу кодування даних, що використовується фізичного формату та ін Одним з можливих, але не бажаних способів підвищення фізичної ємності, є збільшення ємності сектора. В даний час стандартної ємністю сектора для IBM - Сумісних комп'ютерів є 512 байт корисної інформації.

Фізичні параметри пристрою сучасних накопичувачів на жорстких магнітних дисках приховані від користувача їх інтерфейсній частиною. Реально, всі пристрої мають різну кількість головок, дисків, поверхонь, доріжок, циліндрів і секторів на доріжках, однак, для сумісності з операційними системами і базовою системою введення/виводу комп'ютера, ці числа можуть коригуватися і навіть змінюватися користувачем або програмним забезпеченням у певних співвідношеннях.

Однією з найважливіших характеристик пристроїв є швидкодія жорстких дисків. Прийнято оцінювати швидкодію за наступними основними фізичними параметрами пристрої:

середній час доступу до даних -- час, що проходить з моменту отримання запиту на операцію читання/запису від контролера до фізичного здійснення операції.

час заспокоєння головок -- час, що проходить з моменту закінчення позиціонування головок на необхідну доріжку до моменту початку операції читання/запису.

час встановлення або час пошуку - Час, що витрачається пристроєм на переміщення головок читання/запису до потрібного циліндра.

час очікування - час, необхідне для проходу потрібного сектора до голівки.

час доступу - сумарний час, витрачається на установку головок і очікування сектора. Причому, найбільш довгим є проміжок часу установки головок.

Всі перераховані показники вимірюються в мс і є унікальними для кожного типу пристрою. Чим більше фізичних дисків має пристрій, тим швидше будуть здійснюватися операції читання/запису, тому що буде менше операцій позиціонування з циліндра на циліндр.

Останнім часом широкого розповсюдження отримали магнітні дискові запам'ятовуючі пристрої -- накопичувачі інформації на змінних магнітних дисках більшої ємності. Загальна технологія виробництва та технічні характеристики носіїв і пристроїв читання збігаються з такими для низькошвидкісних моделей жорстких дисків, а носій є змінним як у дисководів. Носій таких накопичувачів фактично являє мініатюрний жорсткий диск з високою щільністю запису і досить малим часом доступу, але виготовляється як змінний диск -- дискета. Випускаються пристрої з різними розмірами і діаметром дискет, а також, варіанти, дисководів, здатні працювати як з власним типом носія. Так і звичайної 3.14 "дискетою.

Загальна експлуатація таких пристроїв не відрізняється від такої дискових накопичувачів на гнучких магнітних дисках. Технологія виробництва таких пристроїв постійно вдосконалюється. У Сьогодні виробляють поєднують собі технологію магнітних накопичувачів даного класу з технологією оптичних дискових накопичувачів - оптомагнітние дискові накопичувачі.

В даний час, найбільше поширення набули пристрої, що дозволяють лише багаторазово зчитувати одноразово записану на носій інформацію. Їх загальна назва - компакт-диски тільки для читання - CD - ROM. Запис носія для таких пристроїв проводиться шляхом механічного тиражування вихідної матриці, що отримується на

спеціальному пристрої запису матриць оптичних компакт-дисків. Ці пристрої вперше були застосовані для цифрового запису музики і лише на початку 1990-х вони отримали широке поширення як дискових оптичних накопичувачів інформації персональних комп'ютерів.

Програми -- оболонки

Робота користувача з персональним комп'ютером відбувається в діалоговому режимі. Зокрема при використання операційної системи MS-DOS користувач вводить в командний рядок, відповідну команду і натискає клавішу Enter. Після цього операційна система виконує введену команду і видає результат на екран монітора. Такий спосіб роботи з ЕОМ не зручний, тому що не володіє достатньою наочністю. Тому широке розповсюдження отримали програми, що представляють собою оболонку операційної системи і виконують ті ж самі дії, що й операційна система. Такі програми виводять на екран монітора інформацію про виконання викликаної програми, дозволяють викликати потрібну програму натисканням однієї клавіші і полегшують, таким чином, діалог користувача з комп'ютером.

Програма NORTON COMMANDER (NC) є однією з найбільш поширених програм-оболонок, а точніше її остання версія (ver.5.0), що володіє в порівнянні з попередніми версіями великою кількістю опцій і вбудованих команд.

Після завантаження програми в оперативну пам'ять комп'ютера на екрані монітора з'являються два великих прямокутних вікна, які називаються панелями, кожне з яких відповідає одному з логічних дисків вінчестера або одному з дисководів, встановлених на комп'ютері. Логічних дисків і дисководів може бути декілька, але на екрані одночасно відображається вміст лише двох з них. Панелі можуть містити наступну інформацію: список директорій, піддиректорій і

файлів, розташованих на даному диску, дату і час створення директорій, піддиректорій і файлів, розміри файлів в байтах.

Оболонка NC забезпечує:

відображення дерев каталогів і вмісту каталогів (характеристик входять до них файлів) у формі, найбільш зручній для сприйняття людиною, у результаті чого користувач перестає почувати себе сліпим, не бачивши на своїх дисках рівним рахунком нічого;

виконання можливих дій з каталогами, файлами і цілими піддерев файлових структур, включаючи їх створення, копіювання, пересилання, перейменування, видалення і пошук, а також зміну атрибутів файлів;

в максимальному ступені природну роботу з архівами, включаючи відображення їх вмісту, а також створення, оновлення і розпаковування архівів (архів представляє собою файл, у якому знаходиться група стислих за спеціальним алгоритмом файлів);

візуалізацію файлів, підготовлених популярними текстовими і графічними редакторами, системами управління базами даних, електронними таблицями і іншими прикладними програмами;

підготовку текстових файлів;

виконання практично всіх команд DOS;

запуск програм, для чого використовуються різні, найбільш зручні для користувача способи;

видачу інформації про комп'ютер в цілому, про диски і про оперативну пам'ять;

підтримку межкомпьютерной зв'язку через послідовний або паралельний порт;

підтримку електронної пошти через модем по телефонних лініях зв'язку.

Оболонка NC повністю все ж таки не звільняє користувача від необхідності знати DOS, так як багато інших функцій доступні тільки на рівні системи.

Експертні системи та системи підтримки прийняття рішень, моделювання та прогнозування в комерційної діяльності.

Експертні системи (ЕС) виникли як значний практичний результат в застосуванні і розвитку методів штучного інтелекту - сукупності наукових дисциплін, що вивчають методи розв'язання задач інтелектуального характеру з використанням ЕОМ.

Область штучного інтелекту має більш ніж сорокарічну історію розвитку. З самого початку в ній розглядався ряд дуже складних завдань, які, поряд з іншими, і до цих пір є предметом досліджень: автоматичні докази теорем, машинний переклад, розпізнавання зображень і аналіз сцен, планування дій роботів, алгоритми та стратегії ігор.

ЕС - це набір програм, виконує функції експерта при вирішенні завдань з деякої предметної області. ЕС видають поради, проводять аналіз, дають консультації, ставлять діагноз. Практичне застосування ЕС на підприємствах сприяє ефективності роботи та підвищення кваліфікації фахівців.

Головною перевагою експертних систем є можливість накопичення знань і збереження їх тривалий час. На відміну від людини до будь-якої інформації експертні системи підходять об'єктивно, що покращує якість проведеної експертизи. При вирішенні завдань, що вимагають обробки великого обсягу знань, можливість виникнення помилки при переборі дуже мала.

При створенні ЕС виникає ряд труднощів. Це, перш за все, пов'язано з тим, що замовник не завжди може точно сформулювати свої вимоги до розробляється системі. Також можливо виникнення труднощів чисто психологічного порядку: при створенні бази знань системи експерт може перешкоджати передачі своїх знань, побоюючись, що згодом його замінять "машиною". Але ці страхи не обгрунтовані, тому що ЕС не здатні навчатися, вони не володіють здоровим глуздом, інтуїцією. Але в даний час ведуться розробки ЕС, що реалізують ідею самонавчання. Також ЕС незастосовні у великих предметних областях і в тих областях, де відсутні

Експертна система складається з бази знань (частини системи, в якій містяться факти), підсистеми виводу (безліч правил, за якими здійснюється рішення задачі), підсистеми пояснення, підсистеми набуття знань і діалогового процесора.

Експертні системи - це яскраве і швидко прогресуюче напрям у галузі штучного інтелекту (ШІ). Причиною підвищеного інтересу, який ЕС викликають до себе протягом усього свого існування є можливість їх застосування до розв'язання задач з самих різних областей людської діяльності.

ЕС-це набір програм або програмне забезпечення, що виконує функції експерта при вирішенні який-небудь завдання в межах його компетенції. ЕС, як і експерт-людина, в процесі своєї роботи оперує зі знаннями.

ЕС видають поради, проводять аналіз, виконують класифікацію, дають консультації і ставлять діагноз. ЕС вирішують завдання у вузькій конкретної області на основі дедуктивних міркувань.

Головне достоїнство ЕС -- можливість накопичувати знання, зберігати їх тривалий час, оновлювати і тим самим забезпечувати відносну незалежність конкретної організації від наявності кваліфікованих фахівців.

Список літератури

Комп'ютерні технології обробки інформації. Під ред.С. В. Назарова - М.: Фінанси і статистика, 1995.

Левин А. Самоучитель роботи на комп'ютері М,: "Нолидж" 2000.

Фігурне В. Е. IBM PC для користувача М.: ИНФРА 1998.

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://realreferat.narod.ru/