Память внешняя Энциклопедия учителя информатики Газета «Первое сентября»

Классическая функция внешней памяти Классическая функция внешней памяти состоит в том, чтобы сохранять информацию (как программу, так и данные всех видов) для повторного использования. Отсюда следует, что всю информацию целесообразно хранить во внутреннем двоичном представлении, т.к. это позволяет в случае необходимости немедленно обрабатывать ее без всяких дополнительных преобразований. Именно названное обстоятельство позволяет легко отличать внешнюю память от устройств вывода (или ввода), которые, напротив, используют выходные (входные) данные в виде, удобном для восприятия человека.

Часто внешние устройства имеют съемные носители информации: диски различной природы, магнитные ленты и даже карты памяти мультимедиа- устройств с фотографическими или звуковыми файлами. Те, кто знаком с историей вычислительной техники, вспомнят также о существовавших ранее бумажных машинных носителях перфолентах и перфокартах. Жесткий диск, напротив, не может быть извлечен из своего защитного корпуса и заменен подобно тому, как это делается с дискетой.

Состав внешней памяти Приведенные выше примеры свидетельствуют о том, что внешняя память состоит из носителя информации и устройства ее записи/чтения/ Поэтому с указанной точки зрения внешней памятью является и сам компакт-диск, и привод накопителя, причем, разумеется, независимо от того, закреплен ли он внутри системного блока или подключается через внешний разъем.

Особо подчеркнем, что диски любой природы, помимо собственно данных, обычно содержат специальные каталоги, с помощью которых компьютер может найти требуемую информацию. Ведением каталогов занимается операционная система.

Начнем с того, что любой диск имеет две поверхности, пригодные для размещения информации, которые в технической литературе принято называть сторонами диска. Учитывая, что в современных накопителях на жестких дисках на одной оси может быть установлено несколько дисковых пластин, общее количество сторон может быть больше.

Каждую поверхность обслуживает собственная магнитная головка. Все головки собраны в единый механический блок и могут двигаться вдоль радиуса дисков. Движение это является дискретным, т.е. головки могут занимать относительно диска только строго определенные положения (для накопителя на гибких магнитных дисках количество стандартных позиций принято равным 80, хотя на практике есть еще несколько дополнительных). Каждое фиксированное положение головки позволяет дисководу за счет вращения диска получить доступ к некоторой полоске магнитной поверхности, имеющей форму кольца с центром, совпадающим с осью вращения, ее принято называть дорожкой диска.

Наконец, каждая дорожка разделена на отдельные сектора. Сектор является неделимой порцией информации и может быть прочитан только целиком (размер секторов обычно равен 512 байтам). Последней координатой информации на диске служит номер требуемого байта в секторе; выделением отдельного байта из прочитанного сектора занимается уже не сам накопитель, а обслуживающее его программное обеспечение компьютера.

Итак, положение интересующего нас байта информации на магнитном диске определяется четырьмя координатами: номером стороны, номером дорожки диска, номером сектора номером байта в нем. Часто о такой организации доступа говорят как о доступе к диску на физическом уровне.

Рядовой пользователь обычно не имеет представления ни о каких номерах секторов или дорожек, в которых записана его информация. Для обращения к программам или данным он оперирует определенной системой имен, принятой в данной версии ОС. Зная имя файла с информацией, система обращается к размещенным на диске специальным служебным таблицам и по ним определяет номера требуемых секторов, а затем производит чтение или запись. Таким образом, наличие файловой системы однозначно свидетельствует о том, что устройство является разновидностью внешней памяти.

форматированием низкого уровня Помимо собственно информации на диске, имеются и служебные данные своеобразная разметка, облегчающая накопителю поиск нужной информации. Такая разметка создается в процессе подготовки магнитного носителя к работе и называется форматированием низкого уровня. В заголовках записаны характеристики дорожек и секторов (их номера, размер и т.п.), а после каждого сектора помещена контрольная сумма всех его данных (при неправильном считывании сектора сумма получится другой и это позволит зафиксировать ошибку).

логическое форматирование Помимо описанного физического форматирования на низком уровне, существует еще логическое форматирование. Логический формат диска существенно зависит от того, как операционная система организует на нем информацию. В процессе логического форматирования каждая ОС создает на дискете или на винчестере собственные служебные области, например каталог файлов, и очищает их.

Устройства ввода-вывода, подсоединяются к шине данных через контроллеры, процедура обмена во многом определяется именно логикой работы контроллера.