slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Podstawowe definicje we współczesnej informatyce PowerPoint Presentation
Download Presentation
Podstawowe definicje we współczesnej informatyce

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 57

Podstawowe definicje we współczesnej informatyce - PowerPoint PPT Presentation


  • 162 Views
  • Uploaded on

Podstawowe definicje we współczesnej informatyce. Jednostki ilości danych. Bit – podstawowa jednostka w operacjach, wskazująca na obecność (1) albo brak (0) sygnału Bajt – 2 3 bitów = 8 bitów (najmniejsza, adresowana jednostka informacji)

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Podstawowe definicje we współczesnej informatyce' - verlee


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

Podstawowe definicje

we współczesnej informatyce

slide2

Jednostki ilości danych

Bit – podstawowa jednostka w operacjach, wskazująca na obecność (1)

albo brak (0) sygnału

Bajt – 23 bitów = 8 bitów (najmniejsza, adresowana jednostka informacji)

Kilobajt – 210 bajtów = 1 024 bajty

Megabajt – 220 bajtów = 1 048 576 bajty

Gigabajt – 230 bajtów = 1 073 741 824 bajty

Terabajt - – 240 bajtów = 1 099 511 627 776 bajty

Przykład: 700 Mb = 716800 kb = 734003200 bajty

Ośmiobitowy bajt po raz pierwszy pojawił się pod koniec 1956 roku,

a został rozpowszechniony i uznany jako standard w 1964 r.

po tym jak IBM wprowadził System/360.

slide3

Ilość słów w Starym Testamencie

Ilość słów w Nowym Testamencie

592.439

181.253

Nawet

75

~500

CD

DVD

Biblia

773.692 słów ~ 3.868.460 znaków (bajtów) ~ 30.947.680 bitów

slide4

~ 2 metry ~ 0.1 tony

1 x CD

Średnica = 120mm

Grubość = 1.2 mm

Waga ~ 15g

slide5

Dwójkowy system liczbowy to pozycyjny system liczbowy,

w którym podstawą pozycji są kolejne potęgi liczby 2.

Do zapisu liczb potrzebne są więc tylko dwa znaki: 0 i 1.

Powszechnie używany w informatyce.

1x23 + 0x22 + 1x21 + 0x20 = 8+2 = 10.

Obliczanie wartości dziesiętnej liczby zapisanej w systemie dwójkowym

4 3 2 1 0

11110 = 11110 = 1x24 + 1x23+ 1x22 + 1x21 + 0x20 =

1 x 16 + 1 x 8 + 1 x 4 + 1 x 2 + 0 x 1 = 16 + 8 + 4 + 2 = 30

Ponieważ 0 x 2n =0, oraz 1 x 2n = 2n wystarczy jeśli zsumuje się tylko te potęgi dwójki, przy których współczynnik wynosi 1.

slide6

W systemie dwójkowym można przedstawiać również liczby rzeczywiste. Dla przykładu ułamek dziesiętny:

  • daje się zapisać jako:
  • Ułamek dwójkowy jest zwykle znacznie dłuższy od dziesiętnego.
slide7

Obliczanie postaci dwójkowej liczby dziesiętnej

Dla liczby 1476 będzie to:

Liczba Reszta Komentarz

1476 0 1476 = 2x738 + 0

738 0 738 = 2x369 + 0

369 1 369 = 2x184 + 1

184 0 184 = 2x92 + 0

92 0 92 = 2x46 + 0

46 0 46 = 2x23 + 0

23 1 23 = 2x11 + 1

11 1 11 = 2x5 + 1

5 1 5 = 2x2 + 1

2 0 2 = 2x1 + 0

1 1 1(wynik mniejszy niż 2 - koniec)

A zatem: 147610 = 101110001002

slide8

System Ósemkowy

1x82 + 4x81 + 4x80 = 64 + 32 + 4 = 100.

1448 = 10010

System Szesnastkowy

Podstawą pozycji są kolejne potęgi liczby 16. Często system szesnastkowy jest określany nazwą Hex od słowa stworzonego przez firmę IBM hexadecimal. Początkowo chciano używać łacińskiego sexa zamiast hexa, ale niejednoznacznie się to kojarzyło. Do zapisu liczb potrzebne jest szesnaście cyfr. Poza cyframi dziesiętnymi od 0 do 9 używa się pierwszych sześciu liter alfabetu łacińskiego: A, B, C, D, E, F.

Jak w każdym pozycyjnym systemie liczbowym, liczby zapisuje się tu jako ciągi cyfr, z których każda jest mnożnikiem kolejnej potęgi liczby stanowiącej podstawę systemu, np. liczba zapisana w dziesiętnym systemie liczbowym jako 1000, w hex przybiera postać 3E8, gdyż:

3x162 + 14x161 + 8x160 = 768 + 224 + 8 = 1000.

Przeliczanie systemu dwójkowego na ósemkowy i szesnastkowy nie wymaga szczególnych zabiegów, bowiem w systemie ósemkowym każdą cyfrę opisują 3 bity, natomiast w systemie szesnastkowym 4 bity. Wystarczy podzielić liczbę dwójkową na pola o odpowiedniej szerokości i policzyć wartość każdego z nich;

np. 11000101012 = 001 100 010 1012 = 14258

11000101012 = 0011 0001 01012 = 31516

slide9

Jednostki szybkości komputera

FLOPS (ang. FLoating point Operations Per Second) –

liczba operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę,

jednostka wydajności komputerów, a dokładniej wydajności

układów realizujących obliczenia zmiennoprzecinkowe.

Stosuje się

Mflops = milion flops, Gflops = miliard flops, Tflops = bilion flops, Pflops = biliard flops

Najszybszy pojedynczy komputer :Blue Gene/L - 280,6 Tflops

Kalkulator – około 10 flops

Dla porównania, w miarę typowy nowoczesny komputer osobisty (np. z procesorem Pentium 4, czy Athlon 64 i częstotliwości zegara około 2 GHz) ma wydajność rzędu paru GFLOPS-ów.

MIPS (Milion Instructions Per Second - milion instrukcji na sekundę) –

to także jedna z jednostek pomiaru wydajności systemu komputerowego.

slide10

Frames per second (FPS) - liczba ramek na sekundę

miara prędkości wyświetlania ruchomych obrazów

slide11

Format i kodowanie danych:

Integer – liczby całkowite

Floating point – liczby rzeczywiste

Character - tekst

ASCII (skrót od ang. American Standard Code for Information Interchange) to kod

przyporządkowujący liczby z zakresu 0-127 literom (alfabetu angielskiego),

cyfrom, znakom przestankowym i innym symbolom, oraz poleceniom sterującym.

Przykładowo litera "a" jest zakodowana liczbą 97, a polecenie "powrót karetki" –

liczbą 13.

ASCII jest kodem 7-bitowym (większość komputerów operuje na 8-bitowych bajtach, powstało wiele różnych rozszerzeń ASCII zagospodarowujących ósmy bit (np. norma ISO 8859))

System tekstowy – używa kodowania ASCII (lub innego)

System binarny – używa kodu binarnego do zapisu danych

slide12

Liczby rzeczywiste

  • Wartość liczby zmiennoprzecinkowej jest obliczana wg wzoru:
  • gdzie:
    • S (ang. sign) - znak liczby, 1 lub -1
    • M (ang. mantissa) - znormalizowana mantysa, liczba ułamkowa
    • B (ang. base) - podstawa systemu liczbowego (2 dla systemów komputerowych)
    • E (ang. exponent) - wykładnik, liczba całkowita
slide13

Formaty graficzne:

Grafika rastrowa(bitmapa)- sposób zapisu obrazów w postaci prostokątnej

tablicy wartości, opisujących kolory poszczególnych punktów obrazu

(prostokątów składowych). Jakość wynikowego obrazu zależy

od ilości prostokątów, na które podzielony jest cały obraz.

Grafika wektorowa (obiektowa) - wszelkie obrazy tworzone są za pomocą figur geometrycznych. Jest to grafika generowana w całości komputerowo i nie ma ona bezpośredniego przełożenia na obrazowanie obiektów z naturyobraz w tej grafice składa się ze stosu elementów ułożonych w odpowiedniej kolejności ten rodzaj grafiki nadaje się idealnie do tworzenia ilustracji (kopiowanie z natury zdjęć i innych elementów jest domeną grafiki bitmapowej)

Grafika wektorowa jest grafiką w pełni skalowalną,

co oznacza, iż można obrazy wektorowe powiększać

oraz zmieniać ich proporcje bez uszczerbku dla jakości

slide14

Formaty graficzne:

Grafika rastrowa – formaty stratne:

JPEG (Joint Photographic Experts Group) najpopularniejszy

format plików graficznych z kompresją stratną

TIFF (Tagged Image File Format) - popularny format plików graficznych

udostępniający wiele rodzajów kompresji

Grafika rastrowa – formaty bezstratne:

PNG (Portable Network Graphics)

GIF (Graphics Interchange Format) + TIFF

Bez kompresji – BMP (BitMap) oraz TIFF

Grafika Wektorowa

SVG (Scalable Vector Graphics) - format oparty na języku XML;

promowany jako standard grafiki wektorowej

Macromedia Flash - najpopularniejszy format grafiki wektorowej

PS i EPS – PostScript i Encapsulated PS - uniwersalny język opisu strony

opracowany przez firmę Adobe Systems Incorporated,

będący obecnie standardem w zastosowaniach poligraficznych

slide15

Grafika Rastrowa

Piksel

wyraz utworzony ze zbitki dwóch angielskich słów: picture+element) jest to najmniejszy element obrazu bitmapowego. Jeden piksel to bardzo mały kwadrat (rzadziej: prostokąt) wypełniony w całości jednolitym kolorem. Piksel stanowi także najmniejszy element obrazu wyświetlanego na monitorze komputera.

slide16

Każdy piksel opisują 3 cyfry wskazujące

na natężenie podstawowych barw.

Przyjmują one wartości od 0 do 255

Mamy zatem 256x256x256 = 16777216

barw

slide18

Kompresja

Kompresja danych - polega na zmianie sposobu zapisu informacji w taki sposób,

aby zmniejszyć redundancję i tym samym objętość zbioru,

nie zmieniając przenoszonych informacji.

Innymi słowy chodzi o wyrażenie tego samego zestawu informacji,

lecz za pomocą mniejszej liczby bitów.

Działaniem przeciwnym do kompresji jest dekompresja.

Kompresja dzieli się na bezstratną - w której z postaci skompresowanej

można odzyskać identyczną postać pierwotną,

oraz stratną - w której takie odzyskanie jest niemożliwe,

jednak główne właściwości które nas interesują zostają zachowane

Systemy kompresji stratnej obrazu:

JPEG

MPEG (ang. Moving Picture Experts Group) - zatwierdzony przez ISO format zapisu danych zawierających obraz i dźwięk. Opracowany dość dawno przez grupę niezależnych ekspertów format używany jest do zapisu filmów VideoCD, DVD i transmisji telewizji cyfrowej (MPEG2).

Systemy kompresji stratnej dźwięku:

OGG

MP3

slide20

Kompresja bezstratna

Jestem tu sam

Byłem tu sam

Będę tu sam

Jestem tu [20l]sam[8w]

Byłem tu [21l]sam[8w]

Będę tu [22l]sam[8w]

model shannona

Koder

Kanał

komunikacyjny

Dekoder

Model Shannona

C.E. Shannon, „A Mathematical Theoryof Communication”, Bell System Technical Journal, 1948

C.E. Shannon, „Prediction and entropyof printed English”, Bell System Technical Journal, 1951

co kompresujemy
Co kompresujemy?
  • Mowa (np. w telefonii komórkowej)
  • Muzyka (np. piosenki w formacie MP3)
  • Wideo (np. filmy na DVD)
  • Teksty (np. udostępniane w archiwach takich jak Project Gutenberg)
  • Pliki wykonywalne (np. wersje instalacyjne oprogramowania)
  • Bazy danych
co mo e by kana em komunikacyjnym
Co może być kanałem komunikacyjnym?

Powietrze (łączność bezprzewodowa)

Linie telefoniczne

Ethernet

CD

Dyski magnetyczne

Pamięć operacyjna

Przestrzeń międzyplanetarna

slide25

KOMPUTER = JEDNOSTKA CENTRALNA + URZĄDZENIA ZEWNĘTRZNE

JEDNOSTKA CENTRALNA = PAMIĘĆ OPERACYJNA + PROCESOR

urządzenia wejściowe

URZĄDZENIA ZEWNNĘTRZNE = urządzenia wyjściowe

urządzenia wejściowo - wyjściowe

slide26

Niezbędne elementy składowe: jednostka centralna | monitor | klawiatura

Jednostka centralna: płyta główna | procesor | wentylator procesora |

pamięć operacyjna | zasilacz | dysk twardy |

karta graficzna | obudowa

Peryferia wewnętrzne: stacja dyskietek | napęd optyczny |

nagrywarka | karta dźwiękowa | karta sieciowa |

kontroler SCSI | karta telewizyjna

Peryferia zewnętrzne: mysz (lub Trackball/TrackPoint/TouchPad) |

drukarka | ploter | skaner | mikrofon | modem |

głośniki | słuchawki | dżojstik | GamePad |

zasilacz UPS | listwa antyprzepięciowa

slide29

Chipset

Chipsety są układami scalonymi stanowiącymi integralną część płyty głównej. Ich liczba może być różna i w zależności od typu waha się od jednego do kilku sztuk

( np.; SIS 5571 - pojedynczy układ, Intel 430 FX Triton - cztery układy scalone). Od strony funkcjonalnej chipset składa się z wielu modułów, których zadaniem jest integracja oraz zapewnienie współpracy poszczególnych komponentów komputera (procesora, dysków twardych, monitora, klawiatury, magistrali ISA, PCI, pamięci DRAM, SRAM i innych).

Trzon każdego chipsetu stanowi:

-kontroler CPU,

-kontroler pamięci operacyjnej RAM,

-kontroler pamięci cache,

-kontroler magistral ISA, PCI i innych.

slide30

Dodatkowo chipset może integrować następujące elementy:

-kontroler IDE, SCSI, FDD i innych,

-kontroler klawiatury (KBC), przerwań IRQ, kanałów DMA,

-układ zegara rzeczywistego (RTC),

-układy zarządzania energią

-kontroler układów wejścia / wyjścia:

Centronix, RS232, USB i innych,

-kontroler takich interfejsów jak:

AGP, UMA,

adapterów graficznych i muzycznych.

slide32

Bios i jego rola

BIOS jest to skrót od "Basic Input Output System"- podstawowy system Wejścia /Wyjścia. Najniższy poziom oprogramowania komputera umożliwiający działanie innych programów i operacji wykonywanych przez komputer . BIOS jest łącznikiem między sprzętem a uruchamianymi programami. Procedura BIOS-u została zapisana w pamięci stałej komputera , w odpowiednich układach scalonych , w postaci rozkazów języka maszynowego. Procedury te można odczytać ale nie można ich zmodyfikować

Programy znajdujące się w BIOS-ie dzielą się na dwie grupy:

-programy testująco-inicjujące pracę komputera,

-programy zawierające procedury sterujące

różnymi elementami komputera, jak np.: napędami dyskowymi , urządzeniami wejścia/ wyjścia.

BIOS steruje współpracą wszystkich podstawowych funkcji komputera z systemem operacyjnym. Troszczy się między innymi o to, by sygnały wychodzące z klawiatury przetwarzane były do postaci zrozumiałej dla procesora. BIOS posiada własną, choć niewielką pamięć, w której są zapisane informacje na temat daty, czasu oraz dane na temat wszystkich urządzeń zainstalowanych w komputerze

slide33

Złącza

ISA - Industry Standard Architecture bus

PCI - Peripheral Component Interconnect

Magistrala komunikacyjna służąca do

przyłączania urządzeń do płyty głównej.

Po raz pierwszy została publicznie

zaprezentowana w czerwcu 1992r.

slide34

Porty Graficzne

AGP Accelerated Graphics Port

Rodzaj zmodyfikowanej magistrali PCI opracowanej przez firmę Intel. Jest to 32-bitowa magistrala PCI zoptymalizowana do szybkiego przesyłania dużych ilości danych pomiędzy pamięcią operacyjną a kartą graficzną

AGP 1.0 lub AGP 1x, używa 32-bitowej szerokości magistrali przy taktowaniu 66 MHz i napięciu 1.5 V lub 3.3 V. Maksymalny transfer jest ograniczony do 266 MB/s.

AGP 2x używa wciąż magistrali o szerokości 32 bitów i taktowania 66 MHz lecz transfer odbywa się tu na obu zboczach sygnału zegarowego (efektywna częstotliwość 133 MHz) co umożliwia transfer na poziomie 533 MB/s. Napięcie jest identyczne jak w AGP 1x.

AGP 4x posługuje się taktowaniem 133 MHz i transferem na obu zboczach i w rezultacie maksymalny transfer 1066 MB/s. Napięcie zredukowano do 1.5 V.

AGP 8x to transfer na obu zboczach ale przy częstotliwości 266 MHz; transfer 2133 MB/s. Standard ten obniża napięcie do 0.8 V.

PCI Express (3GIO - 3rd generation I/O)

szeregowa magistrala służąca do podłączania urządzeń do płyty głównej.

slide35

Porty (złącza, przyłącza)

W komputerze na płycie głównej znajdują się złącza dla procesora,

pamięci operacyjnej, kart rozszerzających (np. PCI), urządzeń składujących

(dyski twarde, napędy optyczne, ...) i zasilacza

oraz dla niektórych urządzeń zewnętrznych

(port szeregowy, port równoległy, USB, złącze klawiatury, złącze myszy).

RS-232 jest stykiem przeznaczonym do szeregowej transmisji danych.

Specyfikacja opisuje 25 styków. Najbardziej popularna wersja tego standardu,

RS-232-C pozwala na transfer na odległość nie przekraczającą

15 m z szybkością maksymalną 20 kbit/s.

Port równoległy (ang. Parallel Port) jeden z portów komunikacyjnych komputera. Obok portu szeregowego jeden z najczęściej stosowanych. Port ten umożliwia równoległy przesył n bitów, co w porównaniu z transmisją szeregową znacznie przyśpiesza transfer.

slide36

USB (ang. Universal Serial Bus - uniwersalna magistrala szeregowa) to typ złącza, pozwalającego na podłączanie do komputera urządzeń cyfrowych (takich jak: kamery video, aparaty fotograficzne, skanery, drukarki, itp).

Urządzenia USB możemy podzielić ze względu na zgodność z przyjętymi specyfikacjami na:

1.1 Urządzenia spełniające warunki tej specyfikacji mogą pracować

z prękościami 1.5 Mbit/s lub 12 Mbit/s

2.0 Urządzenia zgodne z warunkami nowej specyfikacji mogą pracować z

prędkością 480 Mbit/s

PS/2 (Personal System/2) to port komunikacyjny opracowany przez firmę IBM. Jest on odmianą portu szeregowego przeznaczoną do podłączania klawiatury i myszy.

slide37

Pamięci – rodzaje i definicje

Na poziomie logicznym pamięć jest to zbiór komórek, zapisanych

ciągiem zero-jedynkowym o określonej długości

(taki ciąg nazywamy słowem). Komórki pamięci są ponumerowane,

a numer komórki nazywa się adresem.

Procesor komunikuje się z pamięcią operacyjną i wykonuje

rozkazy pobrane z programu zawartego w pamięci.

Pamięci dzieli się ze względu na:

ulotność

pamięci ulotne przechowują dane tak długo, jak długo są zasilane

pamięci nieulotne zachowują informację po odłączeniu zasilania

możliwości zapisu i odczytu

tylko do odczytu (zapis odbywa się w fazie produkcji)

jednokrotnego zapisu

wielokrotnego zapisu

nośnik

półprzewodnikowy (układ scalony)

optyczny

magnetyczny (w tym pamięć ferrytowa)

papierowy np. karta dziurkowana

linia opóźniająca (np. pamięć rtęciowa)

slide38

Urządzenia zaliczane do kategorii pamięci:

taśmy i karty dziurkowane (obecnie już praktycznie nieużywane)

taśmy magnetyczne na szpulach i w kasetach, bębny

dyski twarde

dyski optyczne: CD-ROM, CD-R, CD-RW

DVD, DVD-R, DVD+(-RW)

Dyskietki, dyski magnetooptyczne

rejestry procesora, pamięć cache

pamięć operacyjna czyli RAM i jej różne odmiany PRAM, MRAM, FRAM

ROM - Read-Only Memory (pamięć tylko do odczytu)

PROM - Programmable Read-Only Memory (programowalna pamięć tylko do odczytu)

EPROM - Erasable-Programmable Read-Only Memory (kasowalno-programowalna pamięć tylko do odczytu (kasowana światłem UV)

EEPROM - Electrically Erasable-Programmable Read-only Memory (elektrycznie kasowalno-programowalna pamięć tylko do odczytu (kasowana elektrycznie)

Flash EEPROM (Błyskawicznie działająca elektrycznie kasowalno-programowalna pamięć tylko do odczytu kasowana elektrycznie)

slide39

Pamięć operacyjna

RAM – Random Access Memory

Układy pamięci RAM zbudowane są z elektronicznych elementów, które mogą zapamiętać swój stan.

Dla każdego bitu informacji potrzebny jest jeden taki układ. W zależności od tego czy pamięć RAM

jest tak zwaną statyczną pamięcią (SRAM-Static RAM), czy dynamiczną (DRAM-Dynamic RAM)

zbudowana jest z innych komponentów i soje działanie opiera na innych zasadach. Pamięć SRAM jako

element pamiętający wykorzystuje przerzutnik, natomiast DRAM bazuje najczęściej

na tzw. pojemnościach pasożytniczych (kondensator).

Rodzaje pamięci RAM

Fast Page Mode (FPM RAM)

Czas dostępu wynosi zazwyczaj 70 lub 60 ns. Układy te charakteryzują się niską - jak na dzisiejsze czasy - wydajnością, dane przesyłane są jako seria 5-3-3-3 w cyklach pracy procesora.

Extented Data Output (EDO RAM)

Obecnym standardem w świecie PC stały się pamięci EDO. Czas dostępu wynosi tutaj 70 i 60 ns. Coraz częściej spotyka się także układy pracujące z szybkością 50 ns, są one szczególnie popularne w nowszych kartach graficznych.

slide40

Burst Extended Data Output (BEDO RAM)

Rozwinięciem pamięci EDO jest BEDO RAM. Zasadniczą zmianą w przypadku BEDO jest sposób, w jaki dane przesyłane są po wyznaczeniu adresu. Otóż dzięki temu, że BEDO posiada wewnętrzny licznik adresów, kontroler pamięci odwołuje się tylko do pierwszej komórki pamięci, a pozostałe bity przesyła samoczynnie układ logiki. Jest to tak zwane przesyłanie w trybie burst

Synchroniczna DRAM (SDRAM)

Nowsze płyty główne zbudowane na układach Intel Triton VX i TX oraz VIA 580VP i 590VP potrafią współpracować także z pamięciami SDRAM (Synchronous Dynamic RAM

SIMM-y kontra DIMM-y

Opisywane wyżej różne rodzaje pamięci są produkowane jako układy scalone. Jednak konieczność rozbudowy współczesnych komputerów sprawia, że nie jest opłacalne wlutowywanie na stałe układów scalonych. Dlatego też już od dawna, pamięci są montowane w tak zwanych modułach. Najpopularniejsze jak dotąd moduły SIMM (Single In Line Memory Module) oznaczają sposób zorganizowania kości pamięci, a nie ich rodzaj.

Standard DIMM, nowy w świecie PC, lecz bardzo dobrze przez użytkowników Macintoshy, oznacza Dual In Line Memory Module. Szerokość danych modułów SIMM wynosi 32-bity, a DIMM 64-bity, dlatego też w przypadku 64-bitowej magistrali konieczne jest łączenie SIMM-ów w pary dla odsadzenia pojedynczego banku. Fakt iż pamięci SDRAM spotykane są w modułach DIMM nie oznacza, że te dwa standardy są ze sobą tożsame. Równie dobrze w 64-bitowym gnieździe DIMM można umieścić pamięć EDO lub FPM.

slide44

Dyski twarde

Twardy dysk – jeden z typów urządzeń pamięci masowej, wykorzystujących nośnik magnetyczny do przechowywania danych. Nazwa twardy dysk (hard disk drive) powstała w celu odróżnienia tego typu urządzeń od tzw. miękkich dysków, czyli dyskietek (floppy disk), w których nośnik magnetyczny naniesiono na elastyczne podłoże, a nie jak w dysku twardym na sztywne.

Pierwowzorem twardego dysku jest pamięć bębnowa. Pierwsze dyski twarde takie, jak dzisiaj znamy, wyprodukowała w latach 70-tych firma IBM. Była to słynna seria o nazwie Winchester. Obecnie sam wynalazca nie produkuje już dysków - w 2002 roku zawarł porozumienie joint venture z firmą Hitachi, na mocy którego IBM prowadzi prace badawcze oraz sprzedaje rozwiązania (systemy dyskowe jak ESS - Enterprise Storage Systems), a Hitachi produkuje jednostki dyskowe, jak też i systemy dyskowe.

Dla dysków twardych najważniejsze są parametry: pojemność, szybkość transmisji danych, czas dostępu, prędkość obrotowa talerzy (obr/sek.) oraz MTBF.

Kilka dysków twardych można łączyć w jedną logiczną całość: macierz dyskową, dzięki czemu można zwiększyć niezawodność przechowywania danych, dostępną przestrzeń na dane, zmniejszyć czas dostępu.

slide47

Interfejsy:

ESDI (Enhanced Small Device Interface) - opracowany przez firmę Maxtor. Pozwalał na większą pojemność dysków (powyżej 100 MB), czas dostępu - kilkanaście sekund, transfer - maksymalnie 3 MB/s.

IDE (Integrated Drive Electronics) - opracowany w 1987 r. Najbardziej popularny, stosowany dzisiaj interfejs. Pozwala na podłączenie dwóch komponentów (HDD lub CD-ROM) lub czterech w nowszej, rozszerzonej wersji Enhanced IDE

ATA - Advanced Technology Attachment

przepustowość kontrolera może wynosić:

PIO-0 - 4,1 MB/s,

PIO-2 - 8,3 MB/s,

PIO-3 (Fast ATA) - 13,3 MB/s,

PIO-4 (Fast ATA-2) - 16,6 MB/s,

Ultra ATA - 33,3 MB/s,

ATA 66 – 66 MB/s

ATA100 – 100 MB/s

Bardzo ważne jest odpowiednie połączenie dysku z magistalą. Na przykład gdybyśmy chcieli podłączyć nowoczesny dysk do starego kontrolera ISA, straty na wydajności wynisłyby 40 - 50 %.

SCSI (Small Computer System Interface) - Podstawową cechą wyróżniającą opracowaną w 1986 roku specyfikację SCSI jest to, że określa ona standard magistrali

slide48

Większe polepszenie parametrów transmisji oferuje używająca

68-żyłowego połączenia odmiana określana jako Wide SCSI.

W trybie synchronicznym umożliwia ona transmisje siegającą 40 MB/s.

Do podłączenia adaptera wykorzystywana jest przy tym 16- lub

32-bitowa magistrala danych.

slide50

CD ROM

Red Book - z 1982 r. dla płyt CD Audio

Yellow Book - z 1984 r. z rozszerzeniem z 1989 r. dla płyt odczytu CD-ROM i CD-ROM/XA

Green Book - z 1987 r. dla rejestracji interaktywnych CD-I

White Book - z 1993 r. dla cyfrowego zapisu sekwencji wideo

Blue Book - z 1996 r. dla multimedialnych zapisów domowych

Orange Book - z 1990 r. z uzupełnieniem w 1995 r. dla płyt zapisywalnych CD-R, CD-RW i CD-E

Płyta kompaktowa ma średnicę 12 cm (4 i 3/4 cala),

nieco ponad milimetr grubości i waży około 14 g ( 1/2 uncji).

Jak głosi plotka rozmiar ten wybrano, dlatego, że właśnie na takim

dysku można było zmieścić „Dziewiątą Symfonie Beethovena?”

Dane te przechowywane są w formie mikroskopijnych rowków (ang. Pits) i miejsc płaskich – brak rowka (ang. Lands). Rowki mają zawsze tą samą głębokość i szerokość, ale ich długość i długość przerw rozdzielających je może być różna. Pit ma około 1 mikrona szerokości, zaś pojedynczy dysk CD-ROM zawiera w przybliżeniu 2,8 miliarda Pits.

Spiralna ścieżka okrąża dysk 20 000 razy i ma długość około 7 km. Jej odczyt odbywa się bezkontaktowo za pomocą promienia świetlnego emitowanego przez laser.

slide53

DvD - Digital Versalite Disc

Dyski jednostronne

jednowarstwowe – o pojemności 4,7 GB (pierwsza generacja DVD), przypominające w dużym stopniu tradycyjne dyski CD-ROM, lecz o podwyższonej szybkości transmisji.

Dla nośników przygotowanych przez branżę rozrywkową (filmy) szybkość transmisji wynosi 600 KB/s – co odpowiada czytnikom CD-ROM x4

Dla aplikacji komputerowych szybkość ta przekracza 1,3 MB/s – co jest porównywalne z czytnikiem CD-ROM x 10

dwuwarstwowe przeznaczone do nośników wyposażonych w laser o dwu różnych stopniach intensywności stopnia świecenia. Maksymalna pojemność tak upakowanej informacji wynosi 8,5 G

Dyski dwustronne

jednowarstwowe, które podczas odczytywania danych znajdujących się po drugiej stronie płyty trzeba odwrócić. Łączna pojemność dwóch stron płyty jest równa 9,4 GB

dwuwarstwowe, posiadające cztery warstwy nośnika optycznego o łącznej pojemności powyżej 17 GB – co wystarcza na odtwarzanie ośmiogodzinnej projekcji filmowej.

slide55

Na pierwszy rzut oka trudno odróżnić dysk DVD od klasycznego kompaktu.

Jest on plastikowym krążkiem o średnicy 120 mm i grubości 1,2 mm,

który podobnie jak płyta CD wymaga lasera do odczytu danych umieszczonych

wzdłuż spiralnej ścieżki. Dlaczego więc na płycie DVD mieści się wielokrotnie

więcej informacji? Wynika to zmiany struktury samego nośnika, której nie możemy

zobaczyć gołym okiem. W odróżnieniu od płyty CD zmniejszono odległość

pomiędzy ścieżkami – z 1,6 ľm do 0,74 ľm. Zagęszczono również dane

na samej ścieżce. Odległość między sąsiednimi elementami zmniejszono

z 0,834 ľm w CD do 0,4 ľm w DVD.