Файловая система, основные понятия, типы файлов При загрузке графического интерфейса команды могут вводиться с помощью мыши.Для...

Файловая система, основные понятия, типы файлов При загрузке графического интерфейса команды могут вводиться с помощью мыши.Для...

Файловая система, основные понятия, типы файлов При загрузке графического интерфейса команды могут вводиться с помощью мыши.Для...

Опишите устройство и принцип работы твердотельных накопителей

Твердотельный накопитель или Solid State Drive благодаря своим характеристикам спустя некоторое время отправит на полки истории традиционные жесткие диски и вот почему. Обычный жесткий диск представляет собой устройство с точной механикой, уязвимостью к физическим воздействиям и первоклассной электроникой, а твердотельный диск состоит из контроллера, ячеек памяти. Иными словами, это устройство является обычной флешкой, объем которой равен объему жесткого диска.

http://www.trickster.ws/wp-content/uploads/2012/07/10-1-300x252.jpg

Изначально, SSD планировался как сверхбыстрая память для ноутбуков и персональных компьютеров, позволяющий исключить зависания и торможения компьютера при перегрузках. Устройство имеет большие перспективы в части увеличения объема памяти. Твердотельный накопитель имеет высокую физическую прочность и не боится механических повреждений или ударов. При всех кажущихся на сегодняшний день достоинствах, в частности вдвое быстрой работе, отсутствии механической            части и связанных с этим проблем, бесшумностью и минимальным потреблением энергии, это устройство имеет ряд недостатков.

http://www.trickster.ws/wp-content/uploads/2012/07/10-2-300x184.jpg

Многие производители SSD утверждали о скором появлении устройства с объемом в несколько терабайт, стоимость которого будет дешевле традиционного жесткого диска. Но на самом деле этого не случилось и сегодня, на полках магазинов мы можем увидеть твердотельный накопитель с максимальным объемом в 512 ГБ. Его стоимость достаточно высока, поэтому рядовой пользователь может себе позволить приобрести 128ГБ накопитель за пару сотен долларов. Согласитесь, при наличии 4 ТБ жестких дисков, такой объем SSD дисков просто смешон. Занимающемуся серьезной работой на ПК пользователю такого объема будет явно недостаточно. Да, для ноутбука, используемого для интернет серфинга и просмотра почты этого может быть и достаточно, но для игр или работы с видеофайлами такого объема будет маловато.

Исходя из изложенного можно сделать вывод, что объемы современных SSD дисков малы, поэтому рассматривать их в качестве «накопителей данных» рановато.

Рассмотрим вопрос стоимости твердотельных накопителей. Каждый пользователь может познакомиться с ценами на SSD в любом интернет магазине. Так, например, средняя цена на Kingston 32 GB составляет 250 тысяч рублей, Kingston 256 GB — 10 000 рублей. Как видим, стоимость накопителей достаточно высока в соотношении с объемами. К примеру, приобрести жесткий диск объемом в 250 ГБ можно всего за 2500 рублей.

Надежны ли твердотельные накопители?

Как уже было отмечено ранее, твердотельные накопители не боятся тряски, вибраций и других механических воздействий. Некоторыми производителями запущены в серию водостойкие и огнеупорные устройства. Но при всех этих качествах, стоит отметить ряд недостатков SSD.

Прежде всего, речь пойдет о ресурсе ячеек памяти. Если в жестком диске магнитная пластина может быть перезаписана миллионы раз, то ресурс ячеек твердотельного накопителя составляет максимум 100-200 тысяч циклов записи/стирания.http://www.trickster.ws/wp-content/uploads/2012/07/10-3-300x224.jpg

Каждый пользователь может наблюдать мигающий индикатор на корпуса ПК, показывающий активность жесткого диска. За сутки, диск может получить тысячи запросов на обработку информации, поступающей от операционной системы, фоновых процессов и т.д.

Многие пользователи SSD накопителей не могут понять, как в течение трех-четырех месяцев устройство может выйти из строя при казалось бы незначительной нагрузке. Приведем примеры процессов, которые могут повлиять на быстрый выход из строя данного устройства.

Первое – дефрагментация. Этот процесс подразумевает проведение огромного количества циклов чтения/записи, что приводит к быстрой потере ресурса твердотельного накопителя. Серьезную нагрузку оказывает учет системных событий, насчитывающие сотни пунктов в день. Невероятно быстро может «убить» накопитель файловая система NTFS. Немалую нагрузку оказывает кэширование, поскольку многие видео и фоторедакторы, к примеру, хранят данные в файле кэша накопителя, а не в оперативной памяти.

Можно привести ещё много примеров, но вывод напрашивается один. В отличие от жесткого диска, который может работать круглосуточно и продолжительность его работы зависит от исправности механической части, твердотельный накопитель имеет ограничения в сроках эксплуатации.

http://www.trickster.ws/wp-content/uploads/2012/07/10-4-211x300.jpgРассмотрим второй аспект – надежность хранения информации. В жестком диске, информация хранится последовательно и четко, что позволяет легко восстановить потерянную информацию в случае непредвиденного сбоя работы системы. В SSD накопителе, такой вариант недопустим, так как ячейки ограничены в сроке службы и следует обеспечить их равномерный износ. Для этих целей, контроллер устройства проводит фрагментацию всех файлов, хранящихся на SSD  в принудительном порядке, разбрасывая файлы по всем чипам памяти. В такой ситуации, при выходе из строя контроллера, что бывает достаточно часто, восстановить данные будет просто невозможно. В случае с жестким диском, информация восстанавливается посредством последовательного считывания.

http://www.trickster.ws/wp-content/uploads/2012/07/10-5-180x300.pngТеперь поговорим о скорости. Несмотря на кажущееся преимущество в скорости, на что уповают производители SSD накопителей, все-таки существуют некоторые аргументы в пользу жесткого диска. К примеру, при работе с мелкими файлами жесткий диск справляется в разы быстрей, в отличие от твердотельного накопителя, в котором контроллер не способен обработать большой поток данных.

Подводя итог, можно сказать следующее. На сегодняшний день, устройство SSD имеет ряд существенных проблем, которые безусловно будут решены в будущем. На данный момент, накопитель подойдет для ноутбуков, потребляя небольшое количество энергии. Однако при этом, стоит помнить об ограниченном сроке службы устройства.



Опишите устройство и принцип работы флэш-накопителей

Флеш-памятью (англ. Flash-Memory) называют разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти (ПППЗУ). Считывать из такой памяти можно неограниченное число раз в пределах срока хранения данных, который составляет от 10 до 100 лет. А вот количество циклов записи в такую память ограничено: около миллиона циклов.

В настоящее время распространение получил тип флеш-памяти, выдерживающий около 100 тысяч циклов перезаписи, что намного больше, чем аналогичный показатель дискет или CD-RW.

Благодаря небольшим размерам, дешевизне и низкому энергопотреблению флеш-память широко используется в качестве накопителя информации в портативных цифровых устройствах: фотоаппаратах, видеокамерах, мобильных телефонах, MP3-плеерах, диктофонах, КПК, а также смартфонах и коммуникаторах. Также её используют для хранения встроенного программного обеспечения в самых различных устройствах: принтерах, сканерах, маршрутизаторах, модемax, мини-АТС, контроллерах.

В последнее время очень широко распространились USB флеш-накопители(другие называния: «флешка», USB-драйв, USB-диск). Эти накопители практически полностью вытеснили с рынка сменных накопителей дискеты и компакт-диски. Первую флешку под торговой маркой «JetFlash» выпустила тайваньская компания Transcend в 2002 году.

На момент окончания 2008 года главным недостатком, который не позволяет устройствам, в которых в качестве основного устройства для хранения данных является флеш-память, вытеснить с рынка жёсткие диски, является более высокое соотношение цена/объём. У флеш-памяти оно превышает аналогичный параметр жестких дисков в 2-3 раза. Именно по этой причине объёмы флеш-накопителей не настолько велики, хотя работы в этом направлении не прекращаются. Со временем технологический процесс становится дешевле, усиливается конкуренция. Уже есть официальные заявления о выпуске SSD-накопителей имеющих объём более 256 ГБ. А компания OCZ анонсировала в ноябре 2009 года SSD-накопитель ёмкостью имеющий ёмкость 1 ТБ и 1,5 млн циклов перезаписи.

Второй существенный недостаток устройств на базе флеш-памяти, как это ни парадоксально — меньшая, по сравнению с жёсткими дисками, скорость. Несмотря на громкие заявления производителей, что скорость этих устройств выше скорости жёстких дисков, в действительности она ощутимо ниже. Конечно, SSD-накопителю не нужно подобно винчестеру тратить время на разгон, позиционирование головок и прочую механическую работу, но время, затрачиваемое на сам процесс чтения, а тем более записи, ячеек памяти современных SSD-накопителей, больше. В результате, суммарная производительность таких накопителей существенно ниже. Для полноты картины нужно отметить, что самые новые модели SSD-накопителей и скорости чтения/записи вплотную приблизились к жестким дискам, но такие модели ещё слишком дороги.

Стирание флеш-памяти

Флеш-память хранит информацию в так называемых ячейках (англ. cell), которые представляют собой массив транзисторов с плавающим затвором. В традиционных устройствах используются одноуровневые ячейки (англ. single-levelcell, SLC), каждая из которых может хранить всего один бит. В некоторых новых устройствах используются многоуровневые ячейки (англ. multi-levelcell, MLC), которые способны хранить более одного бита информации. Для этого на плавающем затворе транзистора используется разный уровень электрического заряда.

NOR

В основе такого типа флеш-памяти лежит логический элемент ИЛИ-НЕ (англ. NOR). Именно этот логический элемент был выбран по причине того, что в транзисторах с плавающим затвором единица кодируется низким напряжением на затворе.

Процессы чтения и записи на устройства флеш-памяти сильно различаются в энергопотреблении. При записи потребляется достаточно большой ток, а при чтении затраты энергии малы.

Транзистор имеет два затвора: управляющий и плавающий. Второй из них полностью изолирован и способен удерживать заряд до 10 лет. Так же в ячейке имеются сток и исток. Воздействуя на управляющий затвор, напряжение создаёт электрическое поле, в результате чего возникает туннельный эффект. Часть электронов попадает на плавающий затвор, туннелируя сквозь слой изолятора. Заряд, возникающий на плавающем затворе, меняет проводимость канала сток-исток и его «ширину», что используется при чтении.

Для того чтобы удалить информацию необходимо подать высокое отрицательное напряжение на управляющий затвор. В результате такого воздействия электроны с плавающего затвора переходят (туннелируют) на исток.

В NOR-архитектуре флэш-памяти к каждому транзистору требуется подвести индивидуальный контакт, что сильно увеличивает размеры схемы. Эта проблема решена в NAND-архитектуре.

NAND

В основе NAND-типа флеш-памяти лежит логический элемент И-НЕ (англ. NAND). Принцип его работы аналогичен предыдущему, а отличается он только размещением ячеек и их контактами. В NAND-архитектуре не требуется подводить к каждой ячейке индивидуальный контакт, а, следовательно, размер и стоимость NAND-чипа можно существенно уменьшить. К тому же в этой архитектуре запись и стирание происходят быстрее. Однако существенным недостатком является невозможность обращения к произвольной ячейке.

Архитектуры NAND и NOR в настоящее время существуют параллельно друг с другом и не конкурируют, поскольку используются в разных областях хранения данных.

История флеш-памяти

Впервые NAND-тип флеш-памяти был представлен на конференции International Solid-State Circuits Conference в 1989 году компанией Toshiba. Он имел большую скорость записи и меньшую площадь чипа.

Изобретена флеш-память была в Японии в 1984 году, инженером компании Toshiba Фудзио Масуокой. Название «флеш» было предложено коллегой Фудзио, Сёдзи Ариидзуми. Дело в том, что процесс стирания информации из изобретенной памяти напомнил ему фотовспышку (англ. flash). Масуока в этом же году представил свою разработку на конференции International Electron Devices Meeting (IEDM), проходившей в Сан-Франциско, Калифорния. Компания Intel увидела в изобретении большой потенциал, и в 1988 году ей был выпущен первый коммерческий флеш-чип NOR-типа.

На момент окончания 2008 года, лидерами в области производства флеш-памяти являются две компании: Samsung и Toshiba. Первая имеет 31% рынка, а вторая — 19%, если учитывать совместные заводы с Sandisk.

Разработкой стандартов для чипов флеш-памяти NAND-типа занимается Open NAND Flash Interface Working Group (ONFI). Действующим стандартом считается спецификация ONFI v.1.0, которая была выпущена 28 декабря 2006 года. Группу ONFI поддерживают конкуренты Samsung и Toshiba в производстве NAND-чипов: Intel, Hynix и Micron Technology.





Характеристики флеш-памяти

В настоящее время существуют модели флеш-памяти, скорость которых может достигать 100 МБ/с. Вообще, флеш-карты имеют довольно большой разброс скоростей, которые принято обозначать в скоростях стандартного CD-привода (150 КБ/с). То есть, если на флеш-памяти указана скорость 100×, это означает 100 × 150 КБ/с = 14,65 МБ/с.

Объёмы флеш-памятимогут составлять от нескольких килобайт до нескольких гигабайт.

Первые NAND-чипы объёмом 1 Гб, выполненные с использованием технологии многоуровневых ячеек, которая позволяет одному транзистору хранить несколько бит (использовался разный уровень электрического заряда на плавающем затворе), были представлены компаниями Toshiba и SanDisk в 2005 году.

Годом позже, компания Samsung представила выполненный по 40-нм технологическому процессу 8-гигабайтный чип.

В конце 2007 года та же Samsung объявила о создании первого чипа флеш-памяти типа NAND с ёмкостью 8 ГБ. Производство чипа проходило с использованием 30-нм технологического процесса. А в декабре 2009 года было объявлено о начале полномасштабного производства подобной флэш-памяти объёмом 4 ГБ (32 Гбит).

Одновременно с этим, в декабре 2009 года, компания Toshiba заявила, что NAND память объемом 64 ГБ уже поставляется некоторым заказчикам и её массовый выпуск начнётся в первом квартале 2010 года.

Чтобы увеличить объём устройств с флеш-памятью, производители часто применяют массив из нескольких чипов. В 2007 году представленные на рынке USB-устройства и карты флеш-памяти имели объём от 512 МБ до 64 ГБ. Самый большой объём, который имело USB-устройство, составлял 4 терабайта.

Файловые системы

Основным недостатком флеш-памяти является ограниченное количество циклов перезаписи. Эта проблема осложняется ещё и тем, что операционные системы часто записывают информацию в одно и то же место. Так же таблица файловой системы обновляется довольно часто, а, следовательно, первые сектора памяти израсходуют предел циклов перезаписи значительно раньше других. Продлить срок работоспособности флеш-памяти позволяет распределение нагрузки.

Чтобы осуществить такое распределение были созданы специальные файловые системы: JFFS2 и YAFFS для GNU/Linux и exFAT для Microsoft Windows.

Некоторые USB флеш-носители и карты памяти (например, SecureDigital и CompactFlash) имеют специальный встроенный контроллер, который обнаруживает и исправляет ошибки, а так же старается равномерно использовать ресурс перезаписи флеш-памяти. На подобных устройствах специальная файловая система уже не требуется, и применяется обычная FAT.

Опишите правила подготовки к эксплуатации жёсткого диска

Для подготовки жесткого диска к работе следует сначала разделить его на логические диски, а затем выполнить их форматирование.

Для подготовки жесткого диска к работе с несколькими операционными системами его следует сначала разбить на логические диски. Разбиение накопителя - это определение областей диска, которые операционные системы будут использовать в качестве отдельных разделов или томов. Информация о месте расположения разделов заносится в главную загрузочную запись (MBR). Разделение жесткого диска на части осуществляется с помощью утилит fdisk или partition magic. Наличие нескольких логических дисков позволяет разделить системные и прикладные программы, что значительно повышает надежность хранения информации. Кроме этого, разделение жесткого диска на части позволяет установить на компьютере несколько ОС (например, Windows 98 и Linux). Количество логических дисков, на которые осуществляется разделение жесткого диска, определяется его общей емкостью. В качестве рекомендации можно предложить, чтобы логический раздел не превышал 16 Гбайт. Пример возможного разделения жесткого диска для установки на него двух ОС (Windows 98 и Linux) представлен на рис. 4.3.





Рис. 4.3. Разбиение жесткого диска на разделы



В этом примере для ОС Windows 98 выделено три логических раздела С, D и E. В процессе разбиения сначала выделяется основной раздел (primary), а затем расширенный (extention). Далее расширенный раздел разбивается на логические диски D и E. Сведения о разбиении жесткого диска заносятся в главную загрузочную запись. После завершения разбиения можно перейти к процедуре форматирования логических дисков. Форматирование осуществляется посредством команды format. Например, для разметки диска "С" следует ввести следующую команду:

formatс:

В процессе форматирования осуществляется проверка качества поверхности диска, определяются дефектные дорожки, а также создаются таблица размещения файлов (FAT) и корневой каталог (Root Directory). Далее можно перейти к установке ОС Windows 98. Для этого следует загрузиться с установочного диска в режиме MS DOS и вызвать процедуру Setup. Дальнейшие подробности инсталляции и настройки системы достаточно полно освещены в технической документации, поставляемой вместе с пакетом Windows 98.

Процедура инсталляции ОС Linux осуществляется в несколько этапов: создание Linux-разделов, загрузка программного обеспечения Linux, конфигурирование интерфейса X Window, инсталляция программы Linux Loader (LILO), которая обеспечивает загрузку системы, и создание бюджетов пользователей [8]. Для работы в Linux требуется наличие двух разделов Linux Swap (раздела подкачки) и Linux Native (основного раздела). Первый раздел используется для организации виртуальной памяти (страничного обмена) в случае нехватки оперативной памяти. Основной раздел используется для размещения файлов операционной системы.

Создание разделов выполняется утилитами fdisk или cfdisk. При использовании утилиты fdisk применяются следующие опции:

m - помощь; p - просмотр таблицы разделов; n- добавление раздела;

d - удаление раздела; t - изменение типа раздела; а - выбор раздела boot:

w - запись изменений в таблице разделов и выход из программы;

q- выход из программы без записи изменений.

Последовательность действий при создании основного раздела предполагает выполнение следующих операций:

Если жесткий диск был предварительно разбит на разделы другими программами, то информацию об имеющихся разделах можно получить с помощью команды fdisk- l. В частности, для диска разбитого на разделы как показано на рис. 2.8, справка выдается в виде:



Disk /dev/hda: 255 heads, 63 sectors, 1048 cylinders

Units = cylinders of 16065 * 512 bytes



Device Boot Start End Blocks Id System

/dev/hda1 * 1 260 2088418+ 6 FAT16

/dev/hda2 261 773 4120672+ 5 Extended

/dev/hda3 774 782 72292+ 82 Linux swap

/dev/hda4 783 1048 2136645 83 Linux native

/dev/hda5 261 520 2088418+ 6 FAT16

/dev/hda6 521 773 2032191 6 FAT16



При этом нумерация разделов осуществляется следующим образом: четыре первичных раздела на каждом жестком диске получают номера 1-4, а все логические - 5 и выше, в порядке обнаружения [16]. Диски стандарта IDE (а также IDE CD ROM) получают следующие имена устройств:

Диски SCSI получают имена /dev/sda, /dev/sdb, /dev/sdc и т.д. в порядке их обнаружения системой.

Для начала установки Linux следует загрузиться с инсталляционного диска и ввести команду setup. Далее следует выбрать раздел ADDSWAP и нажать клавишу <Enter>. После завершения форматирования следует выбрать основной раздел Linux (/dev/hda2 -> OK!). Форматирование этого раздела выполняется путем активизацией пункта меню "format". Затем следует выбрать длину блока, который в дальнейшем будет использоваться для выделения пространства на жестком диске для хранения файлов (например, 2048 ->OK!).

После завершения форматирования предоставляется возможность подключения разделов DOS или Windows к корню файловой системы Unix. Для подключения необходимо установить курсор на требуемый раздел и нажать кнопку OK! Например,

/dev/hda1 -> OK!

Затем на экран выдается окно, в котором необходимо указать логическое имя соответствующего раздела DOS или Windows. Например, для /dev/hda1 следует задать "С". Аналогично можно установить связь с разделами hda5 и hda6 (если они присутствуют на вашем компьютере), задав им логические имена D и Е, соответственно. Если логические имена будут заданы прописными буквами, то они указываются в начале корневого каталога root, что представляется весьма удобным для использования. Выбранные логические разделы автоматически монтируются к корню файловой системы при загрузке Linux. Информация об автоматически монтируемых дисках заносится в /etc/fstab.



Проведите классификацию интерфейсов накопителей данных

Аббревиатура CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) переводится как постоянное запоминающее устройство на основе компакт-дисков. Принцип действия этого устройства состоит в считывании цифровых данных с помощью лазерного луча, который отражается от поверхности диска. В качестве носителя информации используется обычный компакт-диск CD. Цифровая запись на компакт-диск отличается от записи на магнитные диски высокой плотностью, поэтому стандартный CD имеет емкость порядка 650-700 Мбайт. Такие большие объемы характерны для мультимедийной информации (графика, музыка, видео), поэтому дисководы CD-ROM относятся к аппаратным средствам мультимедиа. Кроме мультимедийних изданий (электронные книги, энциклопедии, музыкальные альбомы, видеофильмы, компьютерные игры) на компакт-дисках распространяется разнообразное системное и прикладное программное обеспечения больших объемов (операционные системы, офисные пакеты, системы программирования и т.д.)

Стандаpтный диск состоит из тpех слоев: подложка из прозрачного пластика (поликаpбоната) диаметром 120 мм или 80 мм и толщиной 1,2 мм, на котоpой отштампован pельеф диска, напыленное на нее отpажающее покpытие из алюминия, золота, сеpебpа или дpугого отражающего материала, и два более тонких защитных слоев лака, на один из котоpых наносятся надписи и pисунки и прочее декоративное оформление. В условиях массового производства запись информации на диск происходит путем выдавливания на поверхности дорожки, в виде ряда углублений. Информация записывается вдоль спиpальной доpожки, идущей от центpа к пеpифеpии, на котоpой pасположены битовые ячейки (питы). Такой подход обеспечивает двоичную запись информации. Углубление (pit - пит), поверхность (land - лэнд). Логический нуль может быть представлен как питом, так и лэндом. Логическая единица кодируется переходом между питом и лэндом. От центра к краю компакт-диска нанесена единственная дорожка в виде спирали шириной 4 микрона с шагом 1,4 микрона. Поверхность диска разбита на три области. Начальная (Lead-In) расположена в центре диска и считывается первой. В ней записано содержимое диска, таблица адресов всех записей, метка диска и другая служебная информация. Средняя область содержит основную информацию и занимает большую часть диска. Конечная область (Lead-Out) содержит метку конца диска.



Для штамповки существует специальная матрица-прототип (мастер-диск) будущего диска, которая выдавливает дорожки на поверхности. После штамповки, на поверхность диска наносят защитную пленку из прозрачного лака.



Накопитель CD-ROM содержит:



Система загрузки диска выполняется в двух вариантах: с использованием специального футляра для диска (caddy), вставляемого в приемное отверстие привода, и с использованием выдвижного подноса (tray), на который кладется сам диск. В обоих случаях система содержит двигатель, приводящий в движение лоток или футляр, а также механизм перемещения рамы, на которой закреплена вся механическая система вместе со шпиндельным двигателем и приводом оптической головки, в рабочее положение, когда диск ложится на подставку шпиндельного двигателя. Все современные приводы используют второй способ загрузки. При использовании обычного лотка привод невозможно установить в иное положение, кроме горизонтального. В дисководах, допускающих монтаж в вертикальном положении, конструкция лотка предусматривает фиксаторы, удерживающие диск при выдвинутом лотке. Надо отметить, что такие фиксаторы имеют практически все дисководы, то есть в современных приводах предусмотрена возможность работы и в вертикальном положении.

Оптическая система состоит из самой оптической головки и системы ее перемещения. В головке размещены лазерный излучатель на основе инфракрасного лазерного светодиода, система фокусировки, фотоприемник и предварительный усилитель. Система фокусировки представляет собой подвижную линзу, приводимую в движение электромагнитной системой voice coil, сделанной по аналогии с подвижной системой громкоговорителя. Изменение напряженности магнитного поля вызывают перемещение линзы и перефокусировку лазерного луча. Благодаря малой инерционности, такая система эффективно отслеживает вертикальные биения диска даже при значительных скоростях вращения. Система перемещения головки имеет собственный приводной двигатель, приводящий в движение каретку с оптической головкой при помощи зубчатой либо червячной передачи. Для исключения люфта используется соединение с начальным напряжением: при червячной передаче - подпружиненные шарики, при зубчатой - подпружиненные в разные стороны пары шестерней.

Компакт-диск раскручивается электродвигателем. На поверхность диска с помощью привода оптической системы фокусируется луч из лазерного излучателя. Луч отражается от поверхности диска и сквозь призму подается на датчик. Световой поток превращается в электрический сигнал, который поступает в микропроцессор, где он анализируется и превращается в двоичный код.



Основные характеристики CD-ROM:



В CD-ROM используется та же технология, что и в обычной звуковой системе CD-DA. Выпущенные фиpмами Philips и Sony стандаpты записи пpоизвольных данных на компакт-диски известны под названиями Yellow Book, Green Book, Orange Book, White Book и Blue Book; причем все они дополняют основной стандаpт CD-DA, описанный в Red Book. Упомянутые стандаpты относятся не к диску в целом, а только к фоpмату отдельных доpожек, пpичем на одном диске могут сосуществовать доpожки pазличных фоpматов.

Основной недостаток стандартных CD-ROM - возможность его записи только в промышленных услвиях, но существуют устройства однократной записи CD-R и многоразовой записи CD-RW, а так же DVD и Blu-ray



Файловая система, основные понятия, типы файлов

Файл – это определенное количество информации, имеющее имя и хранящееся в долговременной (внешней) памяти.

Имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой: собственно имя файла и расширение, определяющее его тип (программа, данные и так далее). Имя файлу дает пользователь, а тип файла обычно задается программой автоматически при его создании.

Некоторые стандартные расширения


Расширение


Тип файла


.txt, .doc, .rtf


Текстовый


.bmp, .gif, .jpg


Графический


.wav, .mid


Звуковой


.avi


Видеозапись


.com, .exe


Запускающие программы


.bas, .pas


Файлы, созданные в программных средах



В операционной системе Windows имя файла может иметь в длину до 255 символов, причем можно использовать русский алфавит, а расширение состоит из трех латинских букв, например: proba.txt.

Кроме имени и расширения файл характеризуется еще такими параметрами, как



На каждом носителе информации может храниться большое количество файлов. Порядок хранения файлов на диске определяется используемой файловой системой.

Каждый диск разбивается на две области: область хранения файлов и каталог. Каталог содержит имя файла, и указание на начало его размещения на диске.

Для дисков с небольшим количеством файлов (до нескольких десятков) может использоваться одноуровневая файловая система, когда каталог (оглавление диска) представляет собой линейную последовательность имен файлов.


Одноуровневый каталог


Имя файла


Номер начального сектора


Файл_1


56


Файл_2


89





Файл_112


1200


Если на диске хранятся сотни и тысячи файлов, то для удобства поиска используется многоуровневая иерархическая файловая система, которая имеет древовидную структуру.

Начальный, корневой каталог содержит вложенные каталоги 1-го уровня, в свою очередь, каждый из последних может содержать вложенные каталоги 2-го уровня и так далее. Необходимо отметить, что в каталогах всех уровней могут храниться и файлы.

Файловая система – это система хранения файлов и организации каталогов.

Каждый диск имеет имя:


Папкой верхнего уровня для диска является корневая папка, которая обозначается добавлением к имени диска косой черты «\», например: А:\

Путь к файлу – это записываемые через разделитель «\» логическое имя диска и последовательность имен вложенных друг в друга каталогов, в последнем из которых содержится нужный файл.



Например, C:\GAMES\CHESS\

C:\TEXT\

Путь к файлу вместе с именем файла называют иногда полным именем файла.

Например, С:\GAMES\CHESS\ chess.exe

Над файлом можно выполнить следующий ряд стандартных действий:


В системной среде Windows каталоги представлены в виде папок. Файлы объединяются в папки по любому признаку – по тематике, повремени создания и т. д. Кроме файлов папка может содержать и другие папки.

Параметры папки:


Действия, которые можно выполнить над папками:


При загрузке графического интерфейса команды могут вводиться с помощью мыши.

Для долговременного хранения и передачи файлов по компьютерным сетям целесообразно их архивировать (уменьшать объем). В процессе архивации файлы сжимаются без потери информации, то есть при разархивации данные и программы восстанавливаются в исходном виде.

Существуют различные методы архивации файлов (ZIP, RAR и другие), которые различаются степенью сжатия файлов, скоростью выполнения и другими параметрами. Лучше всего сжимаются файлы данных и практически не сжимаются файлы программ.

Для проведения архивации файлов используются специальные программы – архиваторы, которые часто входят в состав файловых менеджеров.

В целях профилактической защиты от компьютерных вирусов не рекомендуется запускать программы, открывать документы и сообщения электронной почты, полученные из сомнительных источников и предварительно не проверенные антивирусными программами.

Антивирусные программы наиболее эффективны в борьбе с компьютерными вирусами. Такие программы используют постоянно обновляемые списки известных вирусов, которые включают название вируса и его программный код. Если антивирусная программа обнаружит программный код вируса в каком-либо файле, то файл считается зараженным вирусом и подлежит «лечению», то есть из него удаляется программный код вируса. Если лечение невозможно, то зараженный файл удаляется целиком.

Для периодической проверки компьютера используются антивирусные сканеры, которые после запуска проверяют файлы и оперативную память на наличие вирусов и обеспечивают нейтрализацию вирусов.



Имя файла, формирование путь к файлу или каталогу

Файловые системы поддерживают несколько различных типов файлов, в число которых входят обычные файлы, файлы каталоги и специальные файлы.

Обычные файлы содержат информацию пользователей, которая образуется в результате работы системных или пользовательских программ. Содержание обычного файла определяется приложением, которое с ним работает. К числу обычных файлов относятся текстовые или двоичные файлы. Текстовые файлы можно прочитать на экране и распечатать на принтере. Двоичные файлы имеют, как правило, сложную структуру и представляют собой код исполняемой программы или архивные файлы.

Каталоги- это особый вид файлов, которые содержат системную справочную информацию о файлах и каталогах, входящих в состав текущего каталога. Вхождение в состав каталога других подкаталогов позволяет образовывать древовидную структуру, удобную для организации поиска. Каталоги устанавливают соответствие между именами файлов и их характеристиками. В число таких характеристик входит информация о типе файла, расположении его на диске, правах доступа к файлу, дате создания и модификации. Во всех остальных отношениях каталоги рассматриваются файловой системой как обычные файлы.

Специальные файлы - это фиктивные файлы, ассоциированные с устройствами ввода-вывода, которые используются для унификации механизма доступа к файлам и внешним устройствам. Специальные файлы позволяют пользователю выполнять операции ввода-вывода посредством обычных команд записи в файл или чтения из файла. Эти команды обрабатываются сначала программами файловой системы, а затем преобразуются операционной системой в команды управления соответствующим устройством.

Доступ к данным в файловых системах осуществляется по именам файлов, которые могут быть простые, составные и относительные. Простое символьное имя идентифицирует файл в пределах одного каталога. При этом ограничения на длину имени зависят от типа файловой системы. Сведения о длинах имен файлов для различных файловых систем приведены в таблице 5.1.



Таблица 5.1. Требования к формированию имен файлов



Операционная система

Тип файловой системы

Длина имени файла

Длина расширения

Пример

DOS

FAT

8

3

aaaaaaaa.txt

Windows 98

FAT32

254

-

bbbbbbb.aaaaa

Windows NT

NTFS

254

-

cccccccc.aaaaa

Unix

s5

14

-

dddddddddd

Linux

ext2

255

-

eeeeeeee.eeeee



Хотя длинные имена могут содержать до 254 символов, не следует использовать имена длиною более 60 символов. В длинных именах можно использовать все символы, коме управляющих (с кодами до 31) и символов

\ / : * ? " < > |

Это позволяет присваивать файлам и каталогам наглядные и понятные имена.