Письменная экзаменационная работа на тему "Жесткий диск"

ФЕДЕРАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ № 205

ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ИСПОЛНЕНИЯ НАКАЗАНИЙ

Жесткий диск

Письменная экзаменационная работа

Выполнил:

Кумбарули В.Н.

учащийся  гр. 4

Профессия: оператор ЭВи ВМ

Форма обучения: дневная

Руководитель:

преподаватель Лемешенко В. И.

Азов

2018

Оглавление

Введение ……………………………………………………………………………. 3 1. Накопитель на жёстких магнитных дисках …………………………… 4 2. История прогресса накопителей………………………………………... 5 3. Составные части жёсткого диска. ………………………….…………. 6 4. Основные характеристики…………..…………………………………. 7 5. Охрана труда при работе на персональном компьютере…………….. 9 5.1. Охрана труда 5.2. Санитарно-гигиенические требования Заключение …………………………………………………………………………. 10 Список литературы ………………………………………………………………… 11 Рецензия

Введение

Люди всегда испытывали потребность в счёте. Для этого они использовали пальцы рук, камешки, которые складывали в кучки или располагали в ряд. Число предметов фиксировалось с помощью чёрточек, которые проводились по земле, с помощью зарубок на палках и узелков, которые завязывались на верёвке.

С увеличением количества подлежащих подсчёту предметов, развитием наук и ремёсел появилась необходимость в проведении простейших вычислений. Счёты – оказались настолько удачным инструментом, что дожили до наших дней.

С развитием точных наук появилась настоятельная необходимость в проведении большого количества точных вычислений.

В IV веке французский математик Блез Паскаль собрал первую механическую счётную машинку. В 1694 г. немецкий математик Готфрид Вильгельм фон Лейбниц сконструировал более совершенную счётную машину.

Началом новой эры развития вычислительной техники на базе электромеханических реле стал 1934 г. Американская фирма IBM начала выпуск алфавитно-цифровых табуляторов, способных выполнять операции умножения. В середине 30 годов XX в на основе табуляторов создаётся прообраз первой локальной вычислительной сети.

Последним наиболее крупным проектом в сфере релейной вычислительной техники следует считать построенную в 1957 г. в СССР РВМ-1, которая по целому ряду задач была вполне конкурентоспособна тогдашним ЭВМ.

Переход к следующему этапу развития средств вычислительной техники и технологии программирования был бы невозможен без основополагающих научных исследований в области передачи и обработки информации. Развитие теории информации связано, прежде всего, с именем Клода Шеннона – Отцом Кибернетики. Он доказал что: работу переключателей и реле в электрических схемах можно представить посредством алгебры; всякий зашумлённый канал связи характеризуется предельной скоростью передачи информации; при скоростях передачи выше этого предела неизбежны ошибки в передаваемой информации.

В 1946 г. блестящий американский математик венгерского происхождения Генрих фон Нейман сформулировал основную концепцию хранения команд компьютера в его собственной внутренней памяти.

Спустя много лет в 90 годы ХХ века огромное внимание стало уделяться не столько повышению технических характеристик компьютера, но и их «интеллектуальность», открытой архитектуре и возможностям объединения в сети.

В системном блоке персонального компьютера располагаются все основные устройства и узлы компьютера: блок питания, материнская плата, накопители на оптических и магнитных жёстких дисках, которым и посвящена эта немало объёмная работа.

Накопитель на жёстких магнитных дисках

Персональные компьютеры обычно комплектуется одним накопителем для жёстких магнитных дисков. Жёсткий диск, или «винчестер», является основным хранилищем информации – на нём хранятся все программы и данные от операционной системы до файлов, созданных пользователем. Обычно накопители встроены в системный блок, внешние накопители встречаются значительно реже.

Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем, или дисководом. Запись и считывание информации производится специальными головками. Однако в отличие от звукоснимателя считывающие головки винчестера находятся  на расстоянии несколько микрон. Обычно в накопителях для персональных компьютеров используется несколько десятков дисков на одном несущем шпинделе. От их количества зависит и число записывающих головок. Они расположены блоком в виде гребёнки таким образом, что при перемещении одной головки перемещается сразу весь блок. Хотя это и увеличивает среднее время доступа, зато значительно упрощает, удешевляет винчестер и делает его более надёжным.

Когда HHD не работает, головки находятся в специальной парковочной зоне, при этом они блокируются во избежание различных повреждений. При включении двигателя HHD раскручивает поверхности, и головки под напором воздуха выходит из парковочной зоны. При остановке двигателя при выключении компьютера происходит обратный процесс. Механизмом автопарковки оснащены все современные дисководы.

Данные записываются на диск в виде концентрических окружностей, называемых дорожками, треками. Каждая дорожка состоит из нескольких отрезков – секторов. Каждой дорожке и сектору на любой из сторон диска присваивается свой порядковый номер. Расположенные одна на другой несколько дорожек с одинаковыми номерами называются цилиндрами. Такое деление дискового пространства на участках называется форматом нижнего уровня и выполняется на заводе – изготовителе винчестера.

В процессе низкоуровневого форматирования дисков может выясниться, что поверхности пластин имеется один или несколько участков, чтение или запись в которых сопровождается ошибками (сбойные секторы или бед - блоки). Они помечаются особым образом и в дальнейшем выводятся из обращения. Для того чтобы не терять общий объём диска, винчестер содержит некоторое количество запасных дорожек, которые подменяют дефектные участки поверхности. Некоторые накопители умеют сами обнаруживать вновь образующиеся дефекты поверхности и исправлять их, для чего служат запасные секторы в каждой дорожке.

Спецификация IDE определяет, что на системной плате устанавливается контроллер IDE-интерфейса с двумя одинаковыми каналами, к каждому из которых можно подключить по два устройства IDE. С системной платой винчестер соединяется специальным 80-жильным кабелем, имеющим 40-контактных разъёма. Один служит для подключения к системной плате, а два других – подключения устройств IDE. Один винчестер можно подключить к любому разъёму – в любом случае система будет его определять как диск «C». Однако обычно в персональном компьютере имеется ещё одно IDE – устройство CD-ROM. Его лучше подключить к другому каналу – это обеспечит более высокое быстродействие при одновременной работе двух накопителей. А вот если необходимо установить на компьютер второй винчестер, его можно подключить к свободному разъёму. Необходимо только в BIOS проконтролировать, как система определит третий накопитель. Стандартная система такая: первый винчестер определяется как primary master и ему присваивается имя «C». Второй винчестер определяется как primary slave с именем «D», а CD-ROM – как secondary master с именем «E».

История прогресса накопителей

ü  1956 – жёсткий диск IBM 350 в составе первого серийного компьютера IBM 305 RAMAC. Накопитель занимал ящик размером с большой холодильник и имел вес 971 кг, а общий объём памяти 50 вращавшихся в нём покрытий чистым железом тонким диском диаметром 610 мм составлял около 5 миллионов 6-битных байт (3,5 Мб в пересчёте на 8 битные байты).

ü  1980 – первый 5,25-дюймовый Winchester, Shugart ST-506, 5Мб

ü  1981 – 5,25-дюймовый Shugart ST-412, 10 Мб

ü  1986 – стандарты SCSI, ATA (IDE)

ü  1991 – максимальная емкость 100 Мб

ü  1995 – максимальная емкость 2 Гб

ü  1997 – максимальная емкость 10Гб

ü  1998 – стандарты UDMA/33 и ATAPI

ü  1999 – IBM выпускает Micro drive ёмкостью 170 и 340 Мб

ü  2002 – стандарт ATA/ATAPI-6 и накопители ёмкостью свыше 137 Гб

ü  2003 – появление SATA

ü  2005 – максимальная ёмкость 500 Гб, стандарт Serial ATA 3G (или SATA II)

ü  2006 – появление первых «гибридных» накопителей, содержащих блок флеш-памати

ü  2007 – Hitachi представляет первый коммерческий накопитель ёмкостью 1 Тб

ü  2009 – на основе 500-Гб пластин Western Digital, затем Seagate Technology LLC выпустили модели ёмкостью 2 Тб

ü  2009 – Samsung выпустила первые жёсткие диски с интерфейсом USB 2.0

ü  2009 – Western Digital объявила о создании 2,5-дюймовые HDD объёмом 1Тб (плотностью записи – 333Гб на одной пластине)

ü  2009 – появление стандарта SATA 3.0 (SATA 6G)

ü  2010 – Seagate выпускает «винт» на 3 Тб

ü  2010 - Samsung выпускает жёсткие диски с пластинами, у которых плотность записи -  667 Гб на одной пластине

Составные части жёсткого диска

«Винчестер» состоит их гермозоны и блока электроники.

Гермозона включает в себя:

1.      Корпус из прочного сплава,

2.      Диски с магнитным покрытием,

3.      Блок головок с устройством позиционирования,

4.      Электропривод шпинделя.

Блок электроники – обеспечивает сопряжение электроники «винчестера» с остальной системой, представляет собой систему управления, принимающую электронные сигналы позиционирования головок.

На заключительном этапе сборки устройства поверхности пластин форматируются. Данные записываются на диск в виде концентрических окружностей, называемых дорожками (треками). Каждая дорожка состоит из нескольких отрезков – секторов. Каждой дорожке и сектору на любой из сторон диска присваивается свой порядковый номер. Расположенные одна на другой несколько дорожек с одинаковыми номерами называются цилиндрами. Такое деление дискового пространства на участках называется форматом нижнего уровня и выполняется на заводе – изготовителе винчестера.

Диски и считывающие головки заключены в непроницаемый корпус – это обеспечивает полную защиту от пыли и других помех. В этом смысле жёсткий диск напоминает «чёрный ящик», который устанавливается на самолётах и обеспечивает надёжное хранение информации в любых, даже аварийных условиях. Надёжность этих устройств поистине фантастическая – среднее время наработки на отказ составляет около 50 лет! Однако необходимо строго соблюдать инструкцию по его эксплуатации. Большие проблемы могут возникнуть при попадании внутрь корпуса HHD посторонних частиц. Частичка табачного дыма в два раза больше расстояния между поверхностью диска и головкой, а толщина человеческого волоса больше в 5-10 раз. Для головки встреча с такими предметами обернётся сильным ударом и, как следствие, частичным повреждением накопителя или полным выходом его из строя. Кроме того, накопитель очень чувствителен к механическим толчкам, особенно в рабочем состоянии, поэтому не следует переставлять системный блок во включенном состоянии. Также не следует переставлять системный блок во включенном состоянии.

Сами диски представляют собой пластмассовые, керамические, алюминиевые или стеклянные круглые пластины, на которые нанесено специальное магнитное покрытие. При включении компьютера они постоянно вращаются на общем шпинделе со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту.

Для установки дисковых накопителей в системном блоке предусмотрены специальные монтажные отсеки. Накопитель вставляется в этот отсек и закрепляется несколькими винтами. В настоящее время стандартным типоразмером накопителей является 3,5 дюйма. Но при отсутствии свободных отсеков этого типоразмера дисковод можно установить и в отсек 5.25 дюйма с помощью специального переходника  либо использовать так называемые салазки.

С помощью специальных датчиков определяется температура устройства, количество полученных ударов и т.д. Все данные автоматически заносятся в специальную область на диске и периодически обновляются. Эти данные сравниваются с предельно допустимыми значениями, повышение которых указывает на серьёзные неполадки накопителя.

Основные характеристики

Интерфейс – совокупность линий связи, сигналов, посылаемых по этим линиям, технических средств, поддерживающих эти линии, и правил обмена. Кроме объёма HHD различаются по способу подключения к системной плате, т.е. интерфейсом. Наименьшее распространение получил IDE-интерфейс и более быстрый, совершенный и дорогостоящий SCSI (читается как «скази»). В настоящее время интерфейс IDE получил очень широкое распространение и сейчас является основным стандартом для персональных компьютеров, потому что производство IDE-контроллеров соответствующих накопителей для него значительно дешевле, чем для интерфейса SCSI. Накопители с этим интерфейсом используются в основном для высокопроизводительных серверов.

Ёмкость – количество данных, которые могут храниться накопителем. Основными эксплуатационными характеристиками винчестера является его ёмкость и быстродействие. Первые винчестеры, устанавливаемые на IBD-совместимые компьютеры, имели ёмкость около 20 Мбайт, ёмкость современных составляет около 3000 Гб – 3 Терабайт.

Быстродействие HHD характеризуется двумя значениями. Это максимальная скорость чтения/записи и среднее время доступа. Скорость для различных дисков может весьма отличаться и составляет обычно 15 - 60 Мбайт,/с. Чем выше скорость чтения/записи, тем выше быстродействие винчестера. Время доступа к информации на диске составляет 10 - 4 мс. Быстродействие HHD обратно пропорционально времени доступа. Скорость чтения записи в существенной степени зависит от скорости вращения дисков. Обычно она имеет значения от 5400 об./мин для относительно дешёвых и медленных дисководов до 15000 об/мин – для винчестеров хорошего класса.

Физический размер – размер устройства в реальном восприятии. Почти все современные накопители для ПК и серверов имеют ширину – 3,5 или 2,5 дюйма – под размер стандартных креплений. Также получили распространение форматы – 1,8; 1,3; 1 и 0,85 дюйма. Прекращено производство «винтов» с форматом 8 и 5,25 дюймов.

Время произвольного доступа – время, за которое винчестер гарантированно выполнит операцию чтения или записи на любом участке магнитного диска. Диапазон этого параметра 2,5 – 16 мс.

Скорость вращения шпинделя – количество оборотов шпинделя в минуту. От этого параметра зависит время доступа и скорость передачи данных. В настоящее время существуют «винты» со скоростями – 4200, 5400, 7200, 10000 и 15000 об/мин.

Надёжность – определяется как среднее время наработки на отказ.

Количество операций ввода-вывода в секунду – у современных дисков составляет около 50-100 оп./с при произвольном и последовательном доступе к накопителю.

Потребление энергии – важный фактор для мобильных устройств.

Уровень шума – шум, который производит механика накопителя при его работе. Тихие «винты» имеют около 25 дБ и ниже. Этот шум состоит из вращательного и позиционного шума.

Сопротивляемость ударам – сопротивляемость накопителя к резким скачкам давления или удара.

Скорость передачи данных – при последовательном доступе:

·         Внутренняя зона диска: от 44,2 до 74,5 Мб/с

·         Внешняя зона диска: от 60 до 111,4 Мб/с

Объём буфера – объём промежуточной памяти, предназначенной для сглаживания различий скорости чтения/записи и передачи по интерфейсу. В современных дисках примерно 8 – 64 Мб.

Охрана труда при работе на персональном компьютере

К персональному компьютеру уже давно привыкли относиться как к обычному бытовому электроприбору – магнитофону, телевизору.… Если он стоит у вас дома, и вы работаете на нём целый день, а в служебном помещении ещё несколько компьютеров, то необходимо соблюдать определённые нормы и правила. По существующим нормам, на одного пользователя ПК должно приходится не менее 6 м² площади помещения. Предпочтительное расположение рабочих мест относительно окон должно быть вымерено – отсутствие бликов на экране монитора от источников естественного и искусственного света, освещения.

Что касается электрической и пожарной безопасности, то она определяется соответствующими нормативными документами Госпожнадзора и других организаций. А вот выполнение санитарно-гигиенических норм и требований в значительной степени зависит от самих пользователей, работающих за компьютером. Кроме того, они сами должны быть заинтересованы  в их соблюдении, поскольку они этого в значительной степени зависит их утомляемость, эффективность работы и здоровье.

Требования к нормам техники безопасности и охране труда при работе с вычислительной техникой регламентируется специальным документом «Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным ЭВМ и организации работы», дата введения – 14июля 1996 г. С 1996 года, когда были введены эти нормы, технические характеристики ПК существенно возросли и некоторые требования практически потеряли смысл.

Правильное распределение рабочего времени и перерывы в работе:

1. чередование работы и перерывов – 15-20 минут после каждого часа работы или 25-30 минут после каждых 2 часов работы;
2. обеденный перерыв не входит в суммарное время регламентированных перерывов;
3. продолжительность непрерывной работы – не более двух часов;
4. ночью суммарное время регламентированных перерывов увеличится на 60 минут;
5. при несоответствии гигиенических условий труда нормативам, время перерывов увеличится на 30%.

В некоторых случаях организация рабочего места может привести к существенным последствиям для здоровья пользователей ПК.

Компьютер – один из аппаратов повышенной опасности, требующий бережного и осторожного обращения. При включении работает электронно-лучевая трубка, которая находится под высоким напряжением.

Требования безопасности перед началом работы:

1.      Не входить в уличной обуви

2.      Отрегулировать высоту стула, чтобы взор приходился на центр монитора

3.      Убедиться в отсутствии повреждений аппаратуры, в том числе и проводов

ЗАПРЕЩАЕТСЯ работать на ПК, имеющих повреждения целостности в корпусе, проводах и неисправной индикацией включения питания.

Требования безопасности во время работы:

1.      Соблюдать расстояние глаз до экрана монитора – 60-70 см, но не менее 50 см

2.      Запрещается не по правилам выключать ПК и перемещать его, трогать разъёмы и  тыловые стороны монитора

3.      Работать на клавиатуре следует только чистыми руками. Плавно нажимать и не допускать ударов по клавиатуре

4.      Запрещается работать во влажной одежде или влажными руками, класть на монитор и клавиатуру диски, тетради, книги, ручки, карандаши и т.д.

5.      Пользователю не следует совершать резких движений сидя за ПК

По окончании работы отключить аппаратуру и навести порядок на рабочем месте.

Неправильное обращение  может привести к пожару, можно определить – появлением необычного звука, самопроизвольном отключении, появлении запаха гари. Каждый из пользователей ПК должен знать, как обращаться с огнетушителями – ОУ-5 и ОП-10.

На мой взгляд «винчестер» неотъемлемая и существенная часть системного блока ПК. Это единственное современное устройство, которое может хранить в себе огромное количество самой различной информации.

Само понятие о жёстких дисках уже давно распространилось по всему миру и учёные-технологи по сей день придумывают новейшие устройства хранения информации.

После появления определённых моделей винчестеров пошли разветвления в различные области усовершенствования и модернизации других не менее важных составных устройств ПК; тому пример оптические накопители, съёмный переносной жёсткий диск, гибкие магнитные диски, флеш – накопители, форматы дисков DVD, дисководы DVD, CD и многое другое.

Если бы не придумали и не собрали жёсткий диск более 50 лет тому назад мы, может быть, также вели все записи на бумаге в письменном виде, а не в электронном, используя новые технологии.

Вообще, «винчестер» самое надежное устройство для хранения информации, так как при выходе его из строя по существующим способам праграммирования возможно восстановить все файлы до бита, казалось бы, утерянные навечно.

Благодаря высокой скорости можно без особого труда найти любые файлы и документы хранящиеся на нём.

В связи с появлением HDD многие заинтересованные лица в его купле/продаже обогатились и заработали немалый капитал таким образом.

Я считаю, что в данной  работе полностью раскрыт весь смысл того, что можно рассказать о «винчестерах». Также, мне кажется, что работа может послужить как подсказка для последующих учащихся по профессии «Оператор ЭВМ».

Список литературы

1.      Киселев С.В. Оператор ЭВМ. Учебник для нач. проф. образования / С.В. Киселев. – 4-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 352 с.

2.      Свиридова М.Ю. Операционная система Windows XP. Учебное пособие для нач. проф. образования / М.Ю. Свиридова. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 192 с.

3.      Свиридова М.Ю. Текстовы редактор Word. Учебное пособие для нач. проф. образования / М.Ю. Свиридова. – 2-е изд., испр. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 176 с.

4.      Свиридова М.Ю. Электронные таблицы Excel. Учебное пособие для нач. проф. образования / М.Ю. Свиридова. – 3-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 144 с.

5.      Уваров В.М. Практикум по основам информатики и вычислительной техники. Учебное пособие для нач. проф. образования / В.М. Уваров, Л.А. Силакова, Н.Е. Красникова. – 4-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 240 с.

6.      Струмпэ Н.В. Оператор ЭВМ. Практические работы. Учебное пособие для нач. проф. образования / Н.В. Струмпэ. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 112 с.

7.      Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов / Н.Д. Угринович. – 4-е изд. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007 . – 511 с.: ил.

РЕЦЕНЗИЯ

на письменную экзаменационную работу

по теме:    Жесткий диск                                                                                   .

автора:    Кумбарули Виталия Николаевича                                                         .  (Ф.И.О. обучающегося в группе, по профессии)

Работа посвящена    описанию накопителя на жестких магнитных дисках, его основным характеристикам; подробному описанию комплектующих устройств, отвечающих за работу жесткого диска; технологии записи данных.

Основные результаты   Тема данной письменной работы отражена полностью, в соответствии с методическими рекомендациями. В работе присутствуют иллюстрации по раскрываемой теме, отражающие полноту знаний учащегося. Автор постарался изложить материал доступным языком, используя технические термины, схемы и характеристики, прописанные в стандартах любого ПК.                                                                                       .  Работа выполнена аккуратно, грамотно, в оригинальном цветовом отображении. Стилистические и грамматические ошибки замечены не были. Оформление работы выдержано в соответствии с требованиями.                    .                    В данной работе следует уделить внимание устройству жесткого диска и истории прогресса накопителей.                                                                          . Работа допущена к защите.                                                                                  .

«      » ____________ 2018 г.  Преподаватель          ________________               /Лемешенко В. И./

Краткое описание документа:

В целях повышения эффективности обучения и уровня профессиональной подготовки обучающихся по профессии Оператор ЭВ и ВМ проводится итоговая аттестация. Итоговая аттестация проводится в форме защиты письменной экзаменационной работы. На защите в своем выступлении выпускник наибольшее внимание должен уделить вопросам организации рабочего места, соблюдении правил безопасности труда на рабочем месте. В выступлении необходимо корректно использовать демонстрационные материалы (плакаты), которые усиливают доказательность выводов и облегчают восприятие доклада, а также средства мультимедиа.