Размер информации в байтах. Единицы измерения количества информации

«Количество информации»

1. Актуализация знаний.

Человек всегда стремиться к количественному измерению различных величин. Получая ту или иную информацию, мы понимаем, что не всегда ее бывает достаточно для того, чтобы решить какие-либо проблемы. И как оценить информационный объем книги или статьи?

В информатике существуют два подхода к измерению информации: алфавитный и содержательный. О первом - алфавитном подходе - мы поговорим на следующих уроках. А сегодня рассмотрим только содержательный подход к измерению информации.

Содержательный подход позволяет оценить количество информации с точки зрения уменьшения неопределенности наших знаний об объекте.

2. Этап получения новых знаний.

Процесс познания приводит к накоплению информации (знаний), то есть к уменьшению неопределенности знания .

Измерить объём накопленных знаний нельзя, а вот оценить уменьшение незнания можно, если известно количество возможных вариантов исхода.

Количество информации – мера уменьшения неопределённости знаний при получении информационных сообщений.

Существует формула, которая связывает между собой количество возможных информационных сообщений N и количество информации I , которое несёт полученное сообщение:

N =2 I - формула Хартли,

где N – Количество вариантов исхода; I – Количество информации, которое несёт сообщение.

В своей деятельности человек постоянно использует различные единицы измерения. Например, время измеряется в секундах, минутах, часах; расстояние – в метрах, километрах; температура – в градусах и т.д.

Для измерения количества информации тоже существуют свои единицы. Минимальную единицу количества информации называют битом.

Давайте рассмотрим примеры:

o При бросании монеты возможны два варианта исхода (орёл или решка). Заранее не известен результат, мы имеем некоторую неопределённость. После падения монеты виден один вариант вместо двух (неопределённость исчезла).

o До проверки контрольной работы учителем возможны четыре вариант исхода («2», «3», «4», «5»). После получения оценки остался один вариант (неопределённость исчезла).

Рассмотренные примеры позволяют сделать вывод: чем больше неопределённости первоначальной ситуации (чем больше вариантов исхода), тем больше количество информации содержится в сообщении, снимающем эту неопределённость.

1 бит – это количество информации в сообщении, которое уменьшает неопределённость.

Следующей по величине единицей является байт. Байт – это единица измерения количества информации, состоящая из восьми последовательных и взаимосвязанных битов.

1 байт =2 3 битов = 8 битов.

Т.к. в компьютере информация кодируется с помощью двоичной знаковой системы, поэтому в кратных единицах измерения количества информации используется коэффициент 2 n .

Существуют кратные байту единицы измерения количества информации:

1 килобайт (Кбайт) = 2 10 байтов = 1024 байтов;

1 мегабайт (Мбайт) = 2 10 Кбайт = 1024 Кбайт;

1 гигабайт (Гбайт) = 2 10 Мбайт = 1024 Мбайт.

В этих единицах измеряются объемы памяти компьютера, размеры файлов.

Давайте попробуем с вами решить несколько задач.

Задача 1.

На экзамене вы берете экзаменационный билет, и учитель сообщает вам, что зрительное информационное сообщение о его номере несет 5 битов информации. Определите количество экзаменационных билетов.

Для того, чтобы определить количество экзаменационных билетов, достаточно определить количество возможных информационных сообщений об их номерах. Для этого воспользуемся формулой Хартли:

N =2 I , исходя из условия I = 5, значит N =2 5 =32.

Таким образом, количество экзаменационных билетов равно 32.

Задача 2.

Представьте себе, что вы управляете движением робота и можете задавать направление его движения с помощью информационных сообщений: "север", "северо-восток", "восток", "юго-восток", "юг", "юго-запад", "запад" и "северо-запад". Какое количество информации будет получать робот после каждого сообщения?

Исходя из условия задачи всего возможных информационных сообщений 8, т.е. N =8. Тогда, воспользовавшись формулой Хартли, мы получим:

8=2 I .

Разложим стоящее в левой части уравнения число 8 на сомножители и представим его в степенной форме: 8=2*2*2=2 3 .

Итак, мы получили 2 3 = 2 I .

Равенство левой и правой частей уравнения справедливо, если равны показатели степени числа 2. Таким образом, I = 3 бита, т. е. количество информации, которое несет роботу каждое информационное сообщение, равно 3 битам.

1) Замените вопросительный знак числом или названием единицы

3 байта = ? бит

80 бит = ? байт

2048 Кбайт = 2 ?

3 Кбайта = ? байт

512 Мбайт = 0,5 ?

2) Если на возникший вопрос возможны 4 информационных сообщения, то какое количество информации мы получим, услышав ответ?

3) В ответе на вопрос было получено 2 бита информации. Сколько различных информационных сообщений можно было получить на заданный вопрос?

4) Сколько различных изображений лежало в стопке, если сообщение о вытащенной картинке несёт 4 бита информации? (Ответ: 16 изображений.)

5) Из мешочка вынимают шарики с номерами и известно, что информационное сообщение о номере шарика несёт 6 битов информации. Определите количество шариков в мешочке. (Ответ: 64 шарика в мешке.)

6) Практическая работа №1. «Перевод единиц измерения количества информации с помощью калькулятора»

4. Домашнее задание.

§1.3.1, 1.3.2.

«Алфавитный подход к определению количества информации»

1. Этап получения новых знаний.

Содержательный подход к измерению информации рассматривает информацию с точки зрения человека, как уменьшение неопределенности наших знаний.

Однако любое техническое устройство не воспринимает содержание информации. Поэтому в вычислительной технике используется другой подход к определению количества информации. Он называется алфавитным подходом.

При алфавитном подходе к определению количества информации отвлекаются от содержания (смысла) информации и рассматривают информационное сообщение как последовательность знаков определенной знаковой системы.

Проще всего разобраться в этомна примере текста, написанного на каком-нибудь языке. Для нас удобнее, чтобы это был русский язык.

Все множество используемых в языке символов будем традиционно называть алфавитом. Обычно под алфавитом понимают только буквы, но поскольку в тексте могут встречаться знаки препинания, цифры, скобки, то мы их тоже включим в алфавит. В алфавит также следует включить и пробел, т.е. пропуск между словами.

Алфавит – это множество символов, используемых при записи текста.

Мощность (размер) алфавита – это полное количество символов в алфавите.

Мощность алфавита обозначается буквой N.

Например:

· мощность алфавита из русских букв равна 33;

· мощность алфавита из латинских букв – 26;

· мощность алфавита текста набранного с клавиатуры равна 256 (строчные и прописные латинские и русские буквы, цифры, знаки арифметических операций, скобки, знаки препинания и т.д.);

· мощность двоичного алфавита равна 2.

При алфавитном подходе считается, что каждый символ текста имеет информационную емкость. Информационная емкость знака зависит от мощности алфавита.

Алфавит, с помощью которого записано сообщение состоит из N знаков. В простейшем случае, когда длина кода сообщения составляет один знак, отправитель может послать одно из N возможных сообщений, которое будет нести количество информации I .

Тогда в формуле

N – количество знаков в алфавите знаковой системы, I – количество информации, которое несет каждый знак.

Например , из формулы можно определить количество информации, которое несет знак в двоичной знаковой системе

Информационная емкость знака двоичной знаковой системы составляет 1 бит.

Задача 1. Определите, какое количество информации несет буква русского алфавита (без буквы ё).

Решение:

Буква русского алфавита несет 5 битов информации.

Формула связывает между собой количество возможных событий и количество информации, которое несёт полученное сообщение. В рассматриваемой ситуации N – это количество знаков в алфавите, знаковой системы, а I – количество информации, которое несёт один знак.

Сообщение состоит из последовательности знаков, каждый из которых несет определенное количество информации.

Количество информации в сообщении можно посчитать, умножив количество информации, которое несет один знак на количество знаков в сообщении.

где – количество информации в сообщении

Количество информации, которое несет один знак

– количество знаков в сообщении

Давайте решим с вами задачу.

Задача 2. К акое количество информации содержит слово «ПРИВЕТ», если считать, что алфавит состоит из 32 букв?

Решение. Что нам требуется найти в данной задаче? Нам нужно найти какое количество информации содержит слово «ПРИВЕТ».

Что нам для этого дано?

Дано: количество знаков в сообщение и мощность алфавита.

Количество знаков в сообщении равно 6, а мощность данного алфавита равна 32.

Что нам нужно найти? Нам нужно найти какое количество информации содержит слово «ПРИВЕТ».

Посмотрим на наше сообщение, оно содержит несколько знаков, значит для того чтобы найти количество информации нашего сообщения, нам нужно умножив количество информации, которое несет один знак, на количество знаков в сообщении, т.е. воспользоваться формулой «и» суммарное равно «и» умножить на «к».

Но мы еще не можем воспользоваться формулой, т.к. не знаем какое количество информации несет один знак. Для этого воспользуемся формулой Хартли. Сообщение записано с помощью алфавита, мощность которого равна 32, т.е. N равно 32. Мы получили уравнение. Решив это уравнение, мы получили, что количество информации, которое несет один знак нашего алфавита, равно 5 бит. Зная количество информации, которое несет один знак нашего алфавита, и количество знаков в сообщении, мы можем найти, какое количество информации содержит наше сообщение.

Итак, наше сообщение содержит 30 бит.

2. Этап обобщения и закрепления нового материала.

1) К акое количество информации содержит слово «ИНФОРМАТИКА», если считать, что алфавит состоит из 32 букв? (55 битов )

2) Определить количество информации, содержащееся в слове из 10 символов, если известно, что мощность алфавита равна 32 символам. (50 бит )

3) Сколько бит информации содержится в сообщении, состоящем из 5 символов, при использовании алфавита, состоящего из 64 символов. (6 битов )

4) Определить информативность сообщения «А + В = С», если для описания математических формул необходимо воспользоваться 64-символьным алфавитом. (30 бит )

5) Для представления числовых данных используют 16-ричный алфавит, включающий знаки математических действий. Сколько битов информации содержит выражение «32 * 5 = 160»? (32 бита )

6) Практическая работа №2. «Тренировка ввода текстовой и числовой информации с помощью клавиатурного тренажера»

Мы постоянно что-то измеряем — время, длину, скорость, массу. И для каждой величины есть своя единица измерения, а зачастую несколько. Метры и километры, килограммы и тонны, секунды и часы — все это нам знакомо. А как же измерить информацию? Для информации тоже придумали единицу измерения и назвали ее бит .

Бит — это минимальная единица измерения информации.

В одном бите содержится очень мало информации. Он может принимать только одно из двух значений (1 или 0, да или нет, истина или ложь). Измерять информацию в битах очень неудобно — числа получаются огромные. Ведь не измеряют же массу автомобиля в граммах.

Например, если представить объем флешки в 4Гб в битах мы получим 34 359 738 368 бит. Представьте, пришли вы в компьютерный магазин и просите продавца дать вам флешку объемом 34 359 738 368 бит. Вряд ли он вас поймет

Поэтому в информатике и в жизни используются производные от бита единицы измерения информации. Но у них у всех есть замечательное свойство — они являются степенями двойки с шагом 10.

Итак, возьмем число 2 и возведем его в нулевую степень. Получим 1 (любое число в нулевой степени равно 1). Это будет байт.

В одном байте 8 бит.

Теперь возведем 2 в 10-ю степень — получим 1024. Это килобайт (Кбайт).

В одном килобайте 1024 байт.

Если возвести 2 в 20 степень — получим мегабайт (Мбайт).

1Мбайт = 1024 Кбайт.

Название	Символ	Степень
байт	Б	2 0
килобайт	кБ	2 10
мегабайт	МБ	2 20
гигабайт	ГБ	2 30
терабайт	ТБ	2 40
петабайт	ПБ	2 50
эксабайт	ЭБ	2 60
зеттабайт	ЗБ	2 70
йоттабайт	ЙБ	2 80

Понимание данной темы позволит успешно и к

Информация окружает нас повсюду. Мы получаем её из человеческой речи, когда слушаем радио или смотрим телевизор, читаем печатную литературу и т. д. Точно так же мы и обмениваемся ей – говорим, пишем, показываем. В этом случае единицами информации для нас можно считать буквы, цифры, звуки, знаки и т. п. Но все это составляет часть человеческого языка, понятного людям. Компьютер же оперирует другими единицами информации, понятными, соответственно, ему – битами.

Самая маленькая единица информации

Бит – это минимально возможная единица информации в цифровой системе.

Обозначается («кодируется») нулём или единицей, или точнее – «логический ноль» и «логическая единица». Почему так? Все очень просто. Компьютер - устройство, работающее при помощи электричества. Соответственно, когда на какой-то (назовём условно) линии передачи или приёма информации ток есть – это «единица» («1»), если нет – «ноль» («0»). Вот в таком виде персональный компьютер (как и другие цифровые системы) обрабатывает и обменивается информацией.

Скорость обработки и разрядность цифровых данных и устройств

Понятно, что, если мы будем обрабатывать данные не по одной линии, а сразу по нескольким, то скорость работы в этом случае резко увеличится. Поэтому, в большинстве случаев цифровые устройства оперируют не с одним битом данных, обрабатывая их последовательно друг за другом, а сразу с несколькими. В этом случае говорят о «разрядности», то есть, сколько разрядов (бит данных) за один раз может обработать цифровое устройство.

Например, если оно за один раз способно обработать 4 бита информации одновременно, то говорят, что устройство «четырехразрядное», а если восемь – то «восьмиразрядное» и т. д. Понятно, что чем больше за единицу времени информации может обработать устройство, тем оно быстрее. Таким образом, «восьмиразрядное» устройство быстрее «четырехразрядного», при условии, что скорость «взятия» данных у них одинаковая.

Разряд несёт ещё и другу функцию, определяя порядковый номер места единицы информации (бита) в передаваемых данных. Нумерация разрядов по принятому стандарту считается справа налево, и счёт ведётся с «нуля», то есть 1-й разряд данных называется «нулевым разрядом», его же принято называть «младшим» разрядом данных, а соответственно 7-й разряд – «старшим».

На сегодняшний день принята следующая терминология для определения единиц информации:

8 бит = 1 байт;
1024 байта = 1 килобайт;
1024 Килобайта = 1 Мегабайт;
1024 Мегабайта = 1 Гигабайт;
1024 Гигабайта = 1 Терабайт.

Скорость передачи данных

Как известно, цифровые устройства не только обрабатывают данные, но также, передают и принимают их через линии связи. В этом случае говорят о скорости передачи информации. Для того, чтобы оценить этот параметр за единицу скорости цифровых данных принимают величину равную одному биту в секунду – «1 Бит/сек».

В старые времена, для сокращения обозначения был введён термин «1 Бод», равный скорости передачи данных в 1 Бит/сек. Также, применяются и величины кратные байту: 1 Килобайт/сек. (1 КБайт/сек.), 1 Мегабайт/сек. (1 МБайт/сек.) и т. д.

Исторически сложилось, что для измерения скорости принято применять не байтовые величины, а битовые! То есть, всегда следует обращать внимание на точную запись этого параметра, например, 100 Килобит/сек и 100 Килобайт/сек – это совершенно разная скорость. В первом случае, данные передавались со скорость 100 000 бит в секунду, а во втором – 800 000 бит в секунду, так как выше уже было сказано, что 1 байт = 8 битам. Это следует чётко понимать, чтобы не путаться в данной терминологии. Например, информация размером в 1 килобайт (т. е. 1024 байта или 1024*8 = 8192 бита) будет передаваться при скорости в линии связи 1 килобит/сек – 8192: 1024 = 8 секунд. Те же самые данные мы получим при скорости в 1 килобайт/сек за 1 секунду. То есть во втором случае скорость передачи данных в 8 раз быстрее.

На сегодняшний день, благодаря внедрению новых линий связи работающих на основе оптоэлектронных технологий , скорость передачи информации возросла в сто и больше раз и составляет: от 1–2 Мбит/сек, до 1 Гбит/сек. для индивидуальных подключений не только в офисе, но уже и дома.

Размер файла

Создайте в Блокноте новый документ, введите в него одну букву «Я» и сохраните документ в папке Мои документы под именем . Откройте папку Мои документы , найдите файл , щёлкните на нём правой кнопкой мыши и выберите в открывшемся контекстном меню команду Свойства . Откроется диалоговое окно Свойства: Буква Я.txt .

В этом окне вы увидите, что размер файла равен одному байту. Значит, для хранения одного символа требуется один байт. Заметим, что реально занимаемый файлом объем на диске обычно больше размера документа, т. к. под хранение документов место выделяется не точно равное размеру документа, а объёмами, кратными размеру кластера.

Кластер - минимальный, объём дискового пространства, который может быть выделен для размещения файла. Все файловые системы, используемые Windows для работы с жёсткими дисками , основаны на кластерах, которые состоят из одного или нескольких смежных секторов (512 байт). Чем меньше размер кластера, тем более эффективно используется дисковая память. Размер кластера определяется, как правило, автоматически при форматировании винчестера в зависимости от ёмкости диска и составляет от 512 байт до 64 Кб.

Цель урока:

Иметь представление об алфавитном подходе к определению количества информации;
Знать формулу для определения количества информационных сообщений,количества информации в сообщений;
Уметь решать задачи на определение количества информационных сообщений и количества информации, которое несет полученное сообщение.

Ход урока

1. Актуализация знаний:

Ребята давайте понаблюдаем за тем, что мы видим за окном. Что вы можете сказать о природе? (Наступила зима.)
- Но почему вы решили, что наступила зима? (Холодно, идет снег.)
- Но ведь нигде не написано, что это признаки зимы. (Но мы знаем, что все это означает: наступила зима.)

Поэтому и получается, что, то знание, которое мы извлекаем из окружающей действительности и есть информация. (слайд 1 )

Разминка.

Заполнить таблицу и стрелочками показать соответствия.

Можно ли измерить количество информации и как это сделать? (Да)

Оказывается, информацию также можно измерять и находить ее количество.

Существуют два подхода к измерению информации. С одним из них мы сегодня познакомимся. (Смотри приложение слайд 2 )

2. Изучение нового материала.

Каким образом можно найти количество информации?

Рассмотрим пример.

У нас есть небольшой текст, написанный на русском языке. Он состоит из букв русского алфавита, цифр, знаков препинания. Для простоты будем считать, что символы в тексте присутствуют с одинаковой вероятностью.

Множество используемых в тексте символов называется алфавитом .

В информатике под алфавитом понимают не только буквы, но и цифры, и знаки препинания, и другие специальные знаки.

У алфавита есть размер (полное количество символов) , который называется мощностью алфавита. При алфавитном подходе считается, что каждый символ текста имеет определенный “информационный вес”. С увеличением мощности алфавита увеличивается информационный вес символов этого алфавита.

Обозначим мощность алфавита через N.

Найдем зависимость между информационным весом символа (i) и мощностью алфавита (N). Самый наименьший алфавит содержит 2 символа, которые обозначаются “0” и “1”. Информационный вес символа двоичного алфавита принят за единицу информации и называется 1 бит. (Cмотри приложение слайд 3 )

N	2	4	8	16	32	64	128	256
i	1бит	2бит	3бит	4бит	5бит	6бит	7бит	8бит

В компьютере также используется свой алфавит, который можно назвать компьютерным. Количество символов, которое в него входит, равно 256 символов. Это мощность компьютерного алфавита.

Также мы выяснили, что закодировать 256 разных символов можно показать с помощью 8 битов.

8 бит является настолько характерной величиной, что ей присвоили свое название – байт.

1байт = 8 битам

Используя этот факт: можно быстро подсчитать количество информации, содержащееся в компьютерном тексте, т.е.в тексте набранном с помощью компьютера, учитывая, что большинство статей, книг, публикаций и т.д. написаны с помощью текстовых редакторов, то таким способом можно найти информационный объем любого сообщения, созданного подобным образом.

Правило для измерения информации с точки зрения алфавитного подхода посмотрим на слайде. (Cмотри приложение слайд 4 )

Пример:

Найти информационный объем страницы компьютерного текста.

Решение:

Используем правило.

1. Найдем мощность: N=256
2. Найдем информационный объем одного символа: N= 2 i i = 8 бит = 1 байт.
3. Найдем количество символов на странице. Примерно.

(Найти количество символов в строке и умножить на количество строк)

Пояснение:

Пусть дети выберут произвольную строку и подсчитают количество символов в ней, учитывая все знаки препинания и пробелы.

40 символов * 50 строк = 2000символов.

4. Найдем информационный объем всей страницы: 2000 * 1 = 2000 байтам

Согласитесь, что байт – маленькая единица измерения информации. Для измерения больших объемов информации используют следующие единицы (Cмотри приложение слайд5 )

3. Закрепление изученного материала.

На доске:

Заполнить пропуски числами и проверить правильность.

1 Кбайт = ___ байт = ______бит,
2 Кбайт = _____ байт =______бит,
24576 бит =_____байт =_____Кбайт,
512 Кбайт = ___ байт =_____бит.

Предлагается ученикам задачи:

1) Сообщение записано с помощью алфавита, содержащего 8 символов. Какое количество информации несет одна буква этого алфавита?

Решение: N=8 , то i= 3 битам

2) Сообщение, записанное буквами из 128-символьного алфавита, содержит 30 символов. Какой объем информации оно несет?

1. N= 128 , K=30
2. N= 2 i i= 7 битам (объем одного символа)
3. I = 30*7 = 210бит (объем всего сообщения)

4. Творческая работа.

Наберите на компьютере текст, информационный объем которого равен 240 байт.

5. Итоги урока.

Что нового сегодня мы узнали на уроке?
- Как определяется количество информации с алфавитной точки зрения?
- Как найти мощность алфавита?
- Чему равен 1байт?

6. Домашнее задание (Cмотри приложение слайд 6 ).

Выучить правило для измерения информации с точки зрения алфавитного подхода.

Выучить единицы измерения информации.

Решить задачу:

1) Мощность некоторого алфавита равна 64 символам. Каким будет объем информации в тексте, состоящем из 100символов.
2) Информационный объем сообщения равен 4096 бит. Оно содержит 1024 символа. Какова мощность алфавита, с помощью которого составлено это сообщение?

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Министерство образования Свердловской области

Негосударственное образовательное учреждение

Среднего профессионального образования

Уральский экономический колледж

Ревдинский филиал

Контрольная работа

предмет: Информатика - математика

Выполнил:

Козырин А.Л.,15/10 гр,

Руководитель:

Ревда, 2011

Билет №1. Информация. Единица измерения количества информации.

Информация – это сведения об окружающем мире (объекте, процессе, явлении, событии), которые являются объектом преобразования (включая хранение, передачу и т.д.) и используются для выработки поведения, для принятия решения, для управления или для обучения.

Количество информации можно рассматривать как меру уменьшения неопределенности знания при получении информационных сообщений.

При всем многообразии подходов к определению понятия информации, с позиции измерения информации выделяют два из них: определение К. Шеннона, применяемое в математической теории информации (содержательный подход), и определение А. Н. Колмогорова, применяемое в отраслях информатики, связанных с использованием компьютеров (алфавитный подход).

Но если число исходов не зависит от суждений людей (случай бросания кубика или монеты), то информация о наступлении одного из возможных исходов является объективной.

Если сообщение уменьшило неопределенность знаний ровно в два раза, то говорят, что сообщение несет 1 бит информации.

1 бит - объем информации такого сообщения, которое уменьшает неопределенность знания в два раза.

Алфавитный подход. Алфавитный подход основан на том, что всякое сообщение можно закодировать с помощью конечной последовательности символов некоторого алфавита.

Алфавит - упорядоченный набор символов, используемый для кодирования сообщений на некотором языке.

Мощность алфавита - количество символов алфавита.
Двоичный алфавит содержит 2 символа, его мощность равна двум.
Сообщения, записанные с помощью символов ASCII, используют алфавит из 256 символов. Сообщения, записанные по системе UNICODE, используют алфавит из 65 536 символов.

С позиций computer science носителями информации являются любые последовательности символов, которые хранятся, передаются и обрабатываются с помощью компьютера. Согласно Колмогорову, информативность последовательности символов не зависит от содержания сообщения, алфавитный подход является объективным, т.е. он не зависит от субъекта, воспринимающего сообщение.

Единицы измерения информации.

Как уже было сказано, основная единица измерения информации - бит. 8 бит составляют 1 байт.

Наряду с байтами для измерения количества информации используются более крупные единицы:

1 Кбайт (один килобайт) = 210 байт = 1024 байта;

1 Мбайт (один мегабайт) = 210 Кбайт = 1024 Кбайта;

1 Гбайт (один гигабайт) = 210 Мбайт = 1024 Мбайта.

В последнее время в связи с увеличением объёмов обрабатываемой информации входят в употребление такие производные единицы, как:

1 Терабайт (Тб) = 1024 Гбайта = 240 байта,

1 Петабайт (Пб) = 1024 Тбайта = 250 байта.

Билет №6. Устройство памяти компьютера. Носители информации (гибкий диск, жесткий диск, диск CD - ROM / R / RW , DVD и т.д.

Основной функцией внешней памяти компьютера является способность долговременно хранить большой объем информации (программы, документы, аудио-и видеоклипы и т. д.). Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем или дисководом, а хранится информация на носителях (например, дискетах).

В накопителях на гибких магнитных дисках (НГМД или дискетах) и накопителях на жестких магнитных дисках (НЖМД или винчестерах), в основу записи, хранения и считывания информации положен магнитный принцип, а в лазерных дисководах - оптический принцип.

Гибкие магнитные диски помещаются в пластмассовый корпус. Такой носитель информации называется дискетой. Дискета вставляется в дисковод, вращающий диск с постоянной угловой скоростью. Магнитная головка дисковода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска, на которую и записывается (или считывается) информация.

Информационная ёмкость дискеты невелика и составляет всего 1.44 Мбайт. Скорость записи и считывания информации также мала (около 50 Кбайт/с) из-за медленного вращения диска (360 об./мин).

В целях сохранения информации гибкие магнитные диски следует предохранять от воздействия сильных магнитных полей и нагревания, так как это может привести к размагничиванию носителя и потере информации.

Жесткий диск (HDD - Hard Disk Drive) относится к несменным дисковым магнитным накопителям. Первый жесткий диск был разработан фирмой IBM в 1973 г. и имел емкость 16 Кбайт.

Жесткие магнитные диски представляют собой несколько десятков дисков, размещенных на одной оси, заключенных в металлический корпус и вращающихся с высокой угловой скоростью. За счет множества дорожек на каждой стороне дисков и большого количества дисков информационная емкость жестких дисков может в десятки тысяч раз превышать информационную емкость дискет и достигать сотен Гбайт. Скорость записи и считывания информации с жестких дисков достаточно велика (около 133 Мбайт/с) за счет быстрого вращения дисков (7200 об./мин). Часто жесткий диск называют винчестер.

В жестких дисках используются достаточно хрупкие и миниатюрные элементы. Чтобы сохранить информацию и работоспособность жестких дисков, необходимо оберегать их от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.

Лазерные дисководы и диски. За последние несколько лет компьютерные устройства для чтения компакт-дисков (CD), называемые CD-ROM, стали практически необходимой частью любого компьютера. Это произошло потому, что разнообразные программные продукты стали занимать значительное количество места, и поставка их на дискетах оказалась чрезмерно дорогостоящей и ненадёжной. Поэтому их стали поставлять на CD (таких же, как и обычные музыкальные).

Лазерные дисководы используют оптический принцип чтения информации. На лазерных дисках CD (CD - Compact Disk, компакт диск) и DVD (DVD - Digital Video Disk, цифровой видеодиск) информация записана на одну спиралевидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью. Лазерный луч падает на поверхность вращающегося диска, а интенсивность отраженного луча зависит от отражающей способности участка дорожки и приобретает значения 0 или 1. Для сохранности информации лазерные диски надо предохранять от механических повреждений (царапин), а также от загрязнения.

На лазерных дисках хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна. Производятся такие диски путем штамповки. Существуют CD-R и DVD-R диски информация на которые может быть записана только один раз. На дисках CD-RW и DVD-RW информация может быть записана/перезаписана многократно. Диски разных видов можно отличить не только по маркировки, но и по цвету отражающей поверхности.

Запись на CD и DVD при помощи обычных CD-ROM и DVD-ROM невозможна. Для этого необходимы устройства CD-RW и DVD-RW с помощью которых возможны чтение-однократная запись и чтение-запись-перезапись. Эти устройства обладают достаточно мощным лазером, позволяющем менять отражающую способность участков поверхности в процессе записи диска.

Информационная ёмкость CD-ROM достигает 700 Мбайт, а скорость считывания информации (до 7.8 Мбайт/с) зависит от скорости вращения диска. DVD-диски имеют гораздо большую информационную ёмкость (однослойный односторонний диск - 4.7 Гбайт) по сравнению с CD-дисками, т.к. используются лазеры с меньшей длинной волны, что позволяет размещать оптические дорожки более плотно. Так же существуют двухслойные DVD-диски и двухсторонние DVD-диски. В настоящее время скорости считывания 16-скоростных DVD-дисководов достигает 21 Мбайт/с.

4. Устройства на основе flash-памяти. Flash-память - это энергонезависимый тип памяти, позволяющий записывать и хранить данные в микросхемах. Устройства на основе flash-памяти не имеют в своём составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах.

Flash-память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный корпус. Для записи или считывания информации накопители подключаются к компьютеру через USB-порт. Информационная емкость карт памяти достигает 1024 Мбайт.