Определение результата выполнения алгоритма по его блок-схеме, записи на естественном языке или записи на языке программирования.

1. Внешняя память компьютера. Носители инфор­мации (гибкие диски, жесткие диски, диски CD-ROM, магнитооптические диски и пр.) и их основные харак­теристики.

Внешняя (долговременная) память — это место дли­тельного хранения данных (программ, результатов рас­четов, текстов и т.д.), не используемых в данный момент в оперативной памяти компьютера. Внешняя память в отличие от оперативной является энергонезависимой. Носители внешней памяти, кроме -того, обеспечивают транспортировку данных в тех случаях, когда компьюте­ры не объединены в сети (локальные или глобальные).

Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя (устройства, обеспечивающего запись и (или) считывание информации) и устройства хранения — но­сителя.

основные ВИДЫ НАКОПИТЕЛЕЙ:

• накопители на гибких магнитных дисках (НГМД);

• накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД);

• накопители на магнитной ленте (НМЛ);

• накопители СО-ROM, CD-R, CD-RW, DVD.

ИМ СООТВЕТСТВУЮТ ОСНОВНЫЕ ВИДЫ НОСИТЕЛЕЙ:

• гибкие магнитные диски (F1орру Окк) (диаметром 3, 5" и емкостью 1, 44 Мб; диаметром 5, 25" и емкостью 1, 2 Мб (в настоящее время устарели и практически не используются; выпуск накопителей, предназначенных для дисков диаметром 5, 25", тоже прекращен)), диски для сменных носителей;

• жесткие магнитные диски (Наrd Disk);

• кассеты для стримеров и других НМЛ;

• диски СО-RОМ, СD-R, СD-RW, DVD. Запоминающие устройства принято делить на виды и категории в связи с их принципами функционирования, эксплуатационно-техническими, физическими, программны­ми и др. характеристиками. Так, например, по принципам функционирования различают следующие виды устройств:

электронные, магнитные, оптические и смешанные — маг­нитооптические. Каждый тип устройств организован на ос­нове соответствующей технологии хранения/воспроизведе­ния/записи цифровой информации. Поэтому в связи с ви­дом и техническим исполнением носителя информации различают электронные, дисковые и ленточные устройства.

основные ХАРАКТЕРИСТИКИ НАКОПИТЕЛЕЙ И НОСИТЕЛЕЙ:

• информационная емкость;

• скорость обмена информацией;

• надежность хранения информации;

• стоимость.

Остановимся подробнее на рассмотрении вышепере­численных накопителей и носителей.

Принцип работы магнитных запоминающих устройств основан на способах хранения информации с использова­нием магнитных свойств материалов. Как правило, магнит­ные запоминающие устройства состоят из собственно уст­ройств чтения/записи информации и магнитного носите­ля, на который непосредственно осуществляется запись и с которого считывается информация. Магнитные запомина­ющие устройства принято делить на виды в связи с испол­нением, физико-техническими характеристиками носителя информации и т.д. Наиболее часто различают дисковые и ленточные устройства. Общая технология магнитных запо­минающих устройств состоит в намагничивании перемен­ным магнитным полем участков носителя и считывания ин­формации, закодированной как области переменной намаг­ниченности. Дисковые носители, как правило, намагничи­ваются вдоль концентрических полей — дорожек, располо­женных по всей плоскости дискоидального вращающегося носителя. Запись производится в цифровом коде. Намагни­чивание достигается за счет создания переменного магнит­ного поля при помощи головок чтения/записи. Головки пред­ставляют собой два или более магнитных управляемых кон­тура с сердечниками, на обмотки которых подается пере­менное напряжение. Изменение величины напряжения вы­зывает изменение направления линий магнитной индукции магнитного поля и при намагничивании носителя означает смену значения бита информации с 1 на 0 или с 0 на 1.

Дисковые устройства делят на гибкие (Floppy Disk) и жесткие (Наrd Disk) накопители и носители. Основным свойством дисковых магнитных устройств является запись информации на носитель на концентрические замкнутые дорожки с использованием физического и логического цифрового кодирования информации. Плоский дисковый носитель вращается в процессе чтения/записи, чем и обес­печивается обслуживание всей концентрической дорож­ки, чтение и запись осуществляются при помощи маг­нитных головок чтения/записи, которые позиционируют по радиусу носителя с одной дорожки на другую.

Для операционной системы данные на дисках органи­зованы в дорожки и секторы. Дорожки (40 или 80) пред­ставляют собой узкие концентрические кольца на диске. Каждая дорожка разделена на части, называемые секто­рами. При чтении или записи устройство всегда считыва­ет или записывает целое число секторов независимо от объема запрашиваемой информации. Размер сектора на дискете равен 512 байтам. Цилиндр — это общее коли­чество дорожек, с которых можно считать информацию, не перемещая головок. Поскольку гибкий диск имеет только две стороны, а дисковод для гибких дисков — только две головки, в гибком диске на один цилиндр при­ходится две дорожки. В жестком диске может быть мно­го дисковых пластин, каждая из которых имеет две (или больше) головки, поэтому одному цилиндру соответству­ет множество дорожек. Кластер (или ячейка размеще­ния данных) — наименьшая область диска, которую опе­рационная система использует при записи файла. Обыч­но кластер — один или несколько секторов.

Перед использованием дискета должна быть форма­тирована, т.е. должна быть создана ее логическая и фи­зическая структура.

Дискеты требуют аккуратного обращения. Они мо­гут быть повреждены, если

• дотрагиваться до записывающей поверхности;

• писать на этикетке дискеты карандашом или шари­ковой ручкой;

• сгибать дискету;

• перегревать дискету (оставлять на солнце или около батареи отопления);

• подвергать дискету воздействию магнитных полей. Накопители на жестких дисках объединяют в одном корпусе носитель (носители) и устройство чтения/ записи, а также нередко и интерфейсную часть, назы­ваемую контроллером жесткого диска. Типичной кон­струкцией жесткого диска является исполнение в виде одного устройства — камеры, внутри которой находит­ся один или более дисковых носителей, помещенных на одну ось, и блок головок чтения/записи с их общим приводящим механизмом. Обычно рядом с камерой носителей и головок располагаются схемы управления головками, дисками и часто интерфейсная часть и (или) контроллер. На интерфейсной карте устройства распо­лагается собственно интерфейс дискового устройства, а контроллер с его интерфейсом располагается на самом устройстве. С интерфейсным адаптером схемы накопи­теля соединяются при помощи комплекта шлейфов.

Принцип функционирования жестких дисков анало­гичен этому принципу для ГМД.

основные ФИЗИЧЕСКИЕ И ЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ЖД.

• Диаметр дисков. Наиболее распространены накопи­тели с диаметром дисков 2, 2, 2, 3, 3, 14 и 5, 25 дюйма.

• Число поверхностей — определяет количество фи­зических дисков, нанизанных на ось.

• Число цилиндров — определяет, сколько дорожек будет располагаться на одной поверхности.

• Число секторов — общее число секторов на всех дорожках всех поверхностей накопителя.

• Число секторов на дорожке — общее число секто­ров на одной дорожке. Для современных накопи­телей показатель условный, так как они имеют не­равное число секторов на внешних и внутренних дорожках, скрытое от системы и пользователя ин­терфейсом устройства.

• Бремя перехода от одной дорожки к другой обычно составляет от 3, 5 до 5 миллисекунд, а у самых быст­рых моделей может быть от 0, 6 до 1 миллисекун­ды. Этот показатель является одним из определя­ющих быстродействие накопителя, так как имен­но переход с дорожки на дорожку является самым длительным процессом в серии процессов произ­вольного чтения/записи на дисковом устройстве.

• Бремя установки или время поиска — время, зат­рачиваемое устройством на перемещение головок чтения/записи к нужному цилиндру из произволь­ного положения.

• Скорость передачи данных, называемая также пропускной способностью, определяет скорость, с которой данные считываются или записываются на диск после того, как головки займут необходи­мое положение. Измеряется в мегабайтах в секунду (Мб/с) или мегабитах в секунду (Мбит/с) и явля­ется характеристикой контроллера и интерфейса. В настоящее время используются в основном жест­кие диски емкостью от 10 Г6 до 80 Гб. Наиболее попу­лярными являются диски емкостью 20, 30, 40 Г6.

Кроме НГМД и НЖМД, довольно часто используют смен­ные носители. Довольно популярным накопителем является Ziр. Эти накопители могут хранить 100 или 250 Мб данных на картриджах, напоминающих дискету формата 3, 5", обес­печивают время доступа, равное 29 мс, и скорость передачи данных до 1 Мб/с. Если устройство подключается к систе­ме через параллельный порт, то скорость передачи данных ограничена скоростью параллельного порта.

К типу накопителей на сменных жестких дисках от­носится накопитель }а7. Емкость используемого карт­риджа — 1 или 2 Гб. Недостаток — высокая стоимость картриджа. Основное применение — резервное копи­рование данных.

В накопителях на магнитных лентах (чаще всего в ка­честве таких устройств выступают стримеры) запись производится на мини-кассеты. Емкость таких кассет — от 40 Мб до 13 Гб, скорость передачи данных — от 2 до 9 Мб/мин., длина ленты — от 63, 5 до 230 м, количество дорожек — от 20 до 144.

СD-RОМ — это оптический носитель информации, предназначенный только для чтения, на котором может храниться до 650 Мб данных. Доступ к данным на СD-RОМ осуществляется быстрее, чем к данным на диске­тах, но медленнее, чем на жестких дисках.

Компакт-диск диаметром 120 мм (около 4, 75") из­готовлен из полимера и покрыт металлической пленкой. Информация считывается именно с этой металлической пленки, которая покрывается полимером, защищающим данные от повреждения. СD-RОМ является односторон­ним носителем информации.

Считывание информации с диска происходит за счет ре­гистрации изменений интенсивности отраженною от алю­миниевого слоя излучения маломощного лазера. Приемник или фотодатчик определяет, отразился ли луч от гладкой поверхности, был рассеян или поглощен. Рассеивание или поглощение луча происходит в местах, где в процессе запи­си были нанесены углубления, фотодатчик воспринимает рассеянный луч, и эта информация в виде электрических сигналов поступает на микропроцессор, который преобра­зует эти сигналы в двоичные данные или звук.

Скорость считывания информации с СD-RОМ срав­нивают со скоростью считывания информации с музы­кального диска (150 Кб/с), которую принимают за еди­ницу. На сегодняшний день наиболее распространен­ными являются 52-скоростные накопители CD-ROM (скорость считывания — 7500 Кб/с).

Накопители СD-R (СD-Recordable) позволяют запи­сывать собственные компакт-диски.

Более популярными являются накопители СD-RW, которые позволяют записывать и перезаписывать диски СD-RW, записывать диски СD-R, читать диски CD-ROM, т.е. являются в определенном смысле универсальными.

Аббревиатура DVD расшифровывается как Digital Versatile Disk, т.е. универсальный цифровой диск. Имея те же га­бариты, что обычный компакт-диск, и весьма похожий принцип работы, он вмещает чрезвычайно много инфор­мации — от 4, 7 до 17 Г6. Возможно, именно из-за большой емкости он и называется универсальным. Правда, на сегод­ня реально применяется DVD-диск лишь в двух областях: для хранения видеофильмов (DVD-Video или просто DVD) и сверхбольших баз данных (DVD-ROM, DVD-R).

Разброс емкостей возникает так: в отличие от CD-ROM диски DVD записываются с обеих сторон. Более того, с каждой стороны могут быть нанесены один или два слоя

информации. Таким образом, односторонние однослой-ные диски имеют объем 4, 7 Г6 (их часто называют ОУО-5, т.е. диски емкостью около 5 Г6), двусторонние однослойные — 9, 4 Г6 (ОУО-Ю), односторонние двух­слойные — 8, 5 Г6 (ОУО-9), а двусторонние двухслой­ные — 17 Г6 (ОУО-18). В зависимости от объема требу­ющих хранения данных и выбирается тип ОУВ-диска. Если речь идет о фильмах, то на двусторонних дисках часто хранят две версии одной картины — одна широкоэкран­ная, вторая в классическом телевизионном формате.

Таким образом, здесь приведен обзор основных уст­ройств внешней памяти с указанием их характеристик.

2. Определение результата выполнения алгоритма по его блок-схеме, записи на естественном языке или записи на языке программирования.

Решение подобного рода задач основано на пошаго­вом исполнении алгоритма, в итоге делается вывод о том, какую задачу выполняет этот алгоритм и что явля­ется конечным результатом.

Предлагается задача: в приведенном алгоритме при к = 4 каким будет выведенное значение Р?

Это задание можно сформулировать как тестовое, где нужно выбрать правильный ответ из нескольких пред­ложенных и обосновать его.

В нашем случае варианты ответов (правильный выде­лен жирным шрифтом).

1) 1; 3) 12; 5) 1944.

2)4; 4)81;

Кроме того, можно предложить просто определить ответ и сформулировать условие задачи, решение кото­рой приведено.

В нашем примере задача формулируется так: найти произведение первых k натуральных чисел, крат­ных 3; Р = 1944.

Этот же алгоритм, в зависимости от того, как препо­давался курс алгоритмизации и программирования, мож­но предложить для исследования, записав его на одном из алгоритмически