Информатика (базовый курс для подготовки студентов и преподавателей к Интернет-экзамену) (стр. 4 )

1.5.2. Начальные понятия теории множеств

Под множеством S будем понимать любое собрание определенных и различимых между собой объектов, мыслимое как единое целое. Эти объекты называются элементами множества S. Символом обозначается отношение принадлежности. Запись х S означает, что элемент х принадлежит множеству S. Если элемент х не принадлежит множеству S, то пишут х S.

Объединением множеств А и В называется множество АВ, все элементы которого являются элементами множества А или В:

АВ = {х | х А или х В}.

Пересечением множеств А и В называется множество А ∩ В, элементы которого являются элементами множества А и В:

АВ = {х | х А и х В}.

Относительным дополнением множества А до множества В называется множество всех тех элементов множества В, которые не принадлежат множеству А:

В \ А = {х | х В и х А}.

Относительным дополнением множества В до множества А называется множество всех тех элементов множества А, которые не принадлежат множеству В:

А \ В = {х | х А и х В}.

Симметрической разностью множеств А и В называется множество

А + В = (А \ В) (В \ А) = {х | х А и х В или х В и х A}.

Если все рассматриваемые в ходе данного рассуждения множества являются подмножествами некоторого множества S, то это множество S называется универсальным для данного рассуждения.

Абсолютным дополнением множества А называется множество всех тех элементов х, которые не принадлежат множеству А:

= S \А{х | х S и х A}.

Для наглядного представления отношений между подмножествами какого-либо универсального множества используют диаграммы Эйлера-Венна (рис. 2). Само универсальное множество S изображают в виде прямоугольника, а его подмножества – в виде кругов, расположенных внутри прямоугольника. На рис. 2, а подмножество А универсального множества S изображено в виде заштрихованного круга. На рис. 2, б…ж изображены соответственно: б) – объединение, в) – пересечение, г), д) – относительное дополнение, е) – симметричная разность, ж) – абсолютное дополнение.

Рис. 2. Диаграммы Эйлера-Венна

Примеры задач по основным понятиям и методам теории информатики и кодирования:

Задача № 1. Двоичному числу  соответствует шестнадцатеричное число …? Ответ:  5D16.

Решение:

Разобьем заданное число на тетрады: 0101 1101; 0101 = 510 = 516; 1101 = 1310 = D16.

Искомое шестнадцатеричное число – это 5D16.

Задача № 2. Сообщение объемом 233 бит содержит ______ гигабайт(-а) информации. Ответ: 1.

Решение:

Переведем биты в байты: 233 /8 = 233 / 22 = 230 (байт).

Переведем байты в гигабайты: 230 / (1024 ∙ 1024 ∙ 1024) = 230 / (210∙210∙210) =
= 1 (Гбайт).

Задача № 3. В системе счисления с основанием ____  десятичное число 26 записывается в виде 101. Ответ: 5.

Решение:

101q = 1 ∙ q2 + 0 ∙ q1∙+ 1 ∙ q0 = 26;

q2 +1 = 26; q2 = 25; q = 5.

Задача № 4. Максимальное количество страниц книги (32 строки по 64 символа, 1 символ занимает 8 бит), которая помещается в файле объемом 640 Кбайт, составляет … Ответ: 320.

Решение:

Вычислим объем одной страницы:  (байт).

Объем файла в байтах: 1024 · 640 = 655360 (байт).

Искомое количество страниц книги: 655360 / 2048 = 320.

Задача № 5. Используется кодовая таблица – Windows-1251 (Windows Cyrillic). Файл в простом текстовом формате, если в тексте 200 страниц, на странице 32 строки, а в строке в среднем 48 символов, будет занимать ____ килобайт(-а). Ответ: 300.

Решение:

Количество символов на одной странице: 32 · 48 = 1536..

Количество символов на 200 страницах: 1536 · 200 = 307200..

В кодировке Windows -1251 один символ кодируется одним байтом. Тогда файл будет занимать 307200 байт, или 307200 / 1024 = 300 (Кбайт).

Задача № 6.

В зрительном зале две прямоугольные области зрительских кресел: одна – 6 на 12, а другая – 8 на 4. Минимальное количество бит, которое потребуется для кодирования каждого места в автоматизированной системе, равно … Ответ: 7.

Решение:

Вычислим, сколько всего мест требуется закодировать: 6 · 12 + 8 · 4 = 104..

Число, кратное двойке, превышающее 104 и ближайшее к нему равно 128 = 27.

В соответствии с формулой Шеннона потребуется: log227 = 7 (бит).

Задача № 7. Логическое выражение [не (А = В) или не (А < С)] будет ложным при следующих значениях переменных А. В, С: Ответ: А = -2, В = -2, С = 0.

Решение:

Подставив значения ответа в исходное выражение получим: не (-2 = -2) = ложь, не (-2 < 0) = ложь,  (ложь) или (ложь) = ложь.

Глава 2. Технические средства реализации
информационных процессов

2.1. История развития ЭВМ.
Понятие и основные виды архитектуры ЭВМ

Механические первоисточники. Первое в мире автоматическое устройство для выполнения операции сложения было создано в 1623 г. проф. Вильгельмом Шикардом (Германия) на базе механических часов. Механические часы – это прибор, состоящий из устройства, автоматически выполняющего перемещения через равные заданные интервалы времени и устройства регистрации этих перемещений. Этот принцип лежит как в основе электронных часов, так и в основе любого современного компьютера. Он реализован в виде тактового генератора, вырабатывающего через равные интервалы времени электрические сигналы, которые используются для приведения в действие всех устройств компьютерной системы. В этих условиях управление компьютером фактически сводится к управлению распределением сигналов между устройствами (ручное, программное управление, интерактивное – автоматизированное ручное с помощью специальных аппаратно-логических интерфейсов).

В 1642 г. Блез Паскаль (Франция) разработал более компактное суммирующее устройство, которое стало первым в мире механическим калькулятором. В 1673 г. немецкий математик и философ создал механический калькулятор, который мог выполнять операции умножения и деления путем многократного повторения операций сложения и вычитания.

В 1804 г. в ткацком станке Жаккарда (Франция) была реализована идея гибкого программирования механических устройств с помощью перфорированной бумажной ленты (в отличие от жесткого программирования механических башенных часов, где в заданное время включается механизм, связанный с системой колоколов). Таким образом, оставался только один шаг до программного управления вычислительными операциями.

Этот шаг был сделан в 1843 г. выдающимся английским математиком и изобретателем Чарльзом Бэббиджем в его аналитической машине. Особенностью аналитической машины стало то, что здесь впервые был реализован принцип разделения информации на команды и данные. Исследователи творчества Чарльза Бэббиджа отмечают особую роль в разработке проекта аналитической машины графини Ады Лавлейс. Именно ей принадлежала идея использования перфорированных карт для программирования вычислительных операций (1843 г.). Поэтому Аду Лавлейс можно с полным основанием считать самым первым в мире программистом.

Математические первоисточники. 1. Двоичная система Лейбница – это возможность представления любых чисел (да и не только чисел) двоичными цифрами. Она впервые была предложена в 1666 г. Лейбницем (с помощью нулей и единиц). 2. Математическая логика Джорджа Буля (первая половина XIX века). Основное назначение системы (ее назвали логической алгеброй или булевой алгеброй) состояло в том, чтобы кодировать логические высказывания и сводить структуры логических умозаключений к простым выражениям, близким по форме к математическим формулам. Не вся система Буля была использована при создании электронных вычислительных машин, но четыре основные операции И (пересечение), ИЛИ (объединение), НЕ (обращение) и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ – лежат в основе работы всех видов процессоров современных компьютеров (табл. 5).

Таблица 5

Условные обозначения логических элементов

И	ИЛИ	НЕ	исключающее ИЛИ

Современный этап развития. К средине 1940-х годов, особенно в связи с развитием ядерной физики, расчеты, проводимые вручную человеком, требовали больших материальных и людских ресурсов. Например, при работе над «Манхэттенским проектом» (разработка атомной бомбы в США) было привлечено более 600 человек, часть из которых проводила расчеты, а другая – занималась проверкой правильности их вычислений. Таким образом, потребность в автоматизации обработки информации в середине ХХ-го века (в том числе для военных нужд) привела к бурному развитию электронной техники и технологии. Созданные на базе достижений электроники технические устройства стали называть электронно-вычислительными машинами (ЭВМ).

Так, ЭВМ, появившиеся впервые в 1946 г. (I поколение), работали на базе электронных ламп и представляли собой огромные устройства, занимающие большие залы с электронным оборудованием. Но уже в 1948 г. электронные лампы были заменены транзисторами – миниатюрными электронными приборами, позволившими в сотни раз уменьшить размеры ЭВМ по сравнению с ламповыми компьютерами такой же производительности (II поколение).

ЭВМ, первоначально созданные для автоматизации вычисления, оказались незаменимы для работы со все возрастающим потоком информации. На первом этапе на ЭВМ могли работать только специально обученные люди. Однако необходимость использования компьютера менее подготовленными людьми (пользователями) привела к идее создания такого компьютера, который бы мог быть использован пользователями-непрофессионалами в домашней обстановке.

С конца 70-х годов стали появляться мини-ЭВМ на, так называемых, интегральных схемах или чипах, где транзисторы и необходимые между ними соединения находятся на одной пластине (III поколение). Появление микропроцессоров (большая интегральная схема – БИС) знаменует наступление эры персональных компьютеров (IV поколение). Наиболее важным событием в развитии микрокомпьютеров явился выпуск в 1981 г. микрокомпьютера фирмы IBM (фирма IBM первоначально занималась выпуском электрического оборудования, свое современное название она получила в 1924 году), который получил название «Персональный компьютер» (ПЭВМ). Адресуемая память первой модели IBM PC не превышала 1 Мбайта. Жесткий диск и сопроцессор впервые появились на персональном компьютере модели IBM PC/XT. Дальнейший успех семейства машин IBM PC в первую очередь обеспечивается построением вычислительной системы по принципу открытой архитектуры (способ построения, регламентирующий и стандартизирующий только описание принципа действия компьютера и его конфигурации, что позволяет собирать его из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-производителями; принцип открытой архитектуры также предусматривает наличие в компьютере внутренних слотов расширения, ПЭВМ легко расширяется и модернизируется с использованием этих гнезд, к которым пользователь может подключать разнообразные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту, и тем самым конфигурировать свою машину в соответствии с личными предпочтениями).

Основы учения об архитектуре вычислительных машин (прие-мы и методы построения систем, предназначенных для автоматической обработки данных) заложил выдающийся американский математик фон Нейман. Основными блоками по Нейману (рис. 3) являются устройство управ-ления (УУ) и арифметически-логическое устройство (АЛУ, основной функциона-льной частью которого является сумматор), обычно объединенные в центральный процессор, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), внешнее запоминаю-щее устройство (ВЗУ), устройства ввода и вывода (для компьютеров I и II поколений). Подавляющее большинство вычислительных машин на сегодняшний день – фоннеймановские машины. Исключение составляют отдельные разновидности систем для параллельных вычислений (потоковые и редукционные вычислительные машины), имеющие модульную архитектуру.

В ЭВМ III поколения идеология построения памяти несколько изменилась. Это семейство машин программно-совместимых, т. е. имеющих единую архитектуру. Была введена новая условная единица измерения информации – машинное слово, равное 4 байтам для ЕС ЭВМ. В настоящее время различают две школы построения архитектуры вычислительных машин: Гарвардскую и Принстонскую. Гарвардская архитектура отличается от Принстонской раздельной памятью для команд и данных.

Первая отечественная ЭВМ (МЭСМ – малая электронно-счет-ная машина) была создана в 1951 г. под руководством , крупнейшего советского конструктора вычислительной техники. В совершенствовании будущих ЭВМ видны два пути. На физическом уровне это переход к использованию иных физических принципов построения узлов ЭВМ – на основе оптоэлектроники, использующей оптические свойства материалов, на базе которых создаются процессор и оперативная память, и криогенной электроники, использующей сверхпроводящие материалы при очень низких температурах. На уровне совершенствования интеллектуальных способностей машин постоянно возникают новые подходы к программированию, информационным и сетевым технологиям, созданию систем искусственного интеллекта (баз знаний и экспертных систем).

2.2. Состав и назначение основных элементов персонального

компьютера, их характеристики

Совокупность устройств, предназначенных для автоматической или автоматизированной обработки данных, называют вычислительной техникой. Конкретный набор взаимодействующих между собой устройств и программ, предназначенный для обслуживания одного рабочего участка, называют вычислительной системой. Состав вычислительной системы называется конфигурацией. Аппаратные и программные средства вычислительной системы принято рассматривать раздельно. Соответственно, отдельно рассматривают аппаратную конфигурацию вычислительных систем и их программную конфигурацию.

К аппаратному обеспечению вычислительных систем относятся устройства и приборы, образующие аппаратную конфигурацию. Современные компьютеры и вычислительные комплексы имеют блочно-модульную аппаратную конфигурацию. Согласование между отдельными узлами и блоками выполняют с помощью переходных аппаратно-логических устройств, называемых аппаратными интерфейсами. Стандарты на аппаратные интерфейсы в вычислительной технике называют протоколами. Таким образом, протокол – это совокупность технических условий, которые должны быть обеспечены разработчиками устройств для успешного согласования их работы с другими устройствами.

Многочисленные интерфейсы, присутствующие в архитектуре любой вычислительной системы, можно условно разделить на две большие группы: последовательные и параллельные. Через последовательный интерфейс данные передаются последовательно, бит за битом, а через параллельный – одновременно группами битов. Например, восьмиразрядные параллельные интерфейсы передают один байт (8 бит) за один цикл. Производительность параллельных интерфейсов измеряют байтами в секунду (байт/c). Производительность последовательных интерфейсов измеряют битами в секунду (бит/c).

Свойства ЭВМ любого типа оцениваюся с помощью их технических характеристик, к основным из которых относятся:

1.  Операционные ресурсы – характеризуют множество реализуемых в ЭВМ операций, формы представления данных, их форматы, а также используемые способы адресации данных в памяти.

2.  Емкость памяти – определяет общее количество ячеек памяти для хранения информации.

3.  Быстродействие – определяет число коротких операций типа сложения, выполняемых за 1 секунду.

4.  Надежность – характеризует свойство ЭВМ выполнять свои функции в течение заданного времени без ошибок.

5.  Стоимость – определяет суммарные затраты на приобретение аппаратных и программных средств ЭВМ, а также на их эксплуатацию.

Наиболее существенным признаком классификации ЭВМ является область их применения. По этому признаку различают:

1.  ЭВМ общего назначения или большие ЭВМ (за рубежом компьютеры такого класса называют суперкомпьютерами или мэйнфреймами) – отличаются большими операционными ресурсами, обладают большой емкостью и комплектуются широкой периферией.

2.  Проблемно-ориентированные ЭВМ используются в составе АСУТП, САПР и т. п. для решения ограниченного круга задач, имеющих проблемное применение (мини - и микро-ЭВМ, в том числе персональные компьютеры).

3.  Специализированные ЭВМ используются для решения узкого круга задач с фиксированными алгоритмами при управлении объектами в реальном масштабе времени (бортовые системы самолетов и т. д.).

Центральным устройством большинства вычислительных систем является компьютер. Компьютер – это электронный прибор, предназначенный для автоматизации создания, хранения, воспроизведения, обработки и транспортировки данных. Рассмотрим устройство персонального компьютера на примере компьютера фирмы IBM PC, состоящего из следующих частей базовой конфигурации: 1) системного блока (в вертикальном или горизонтальном исполнении); 2) монитора (дисплея) для изображения текстовой и графической информации; 3) клавиатуры, позволяющей вводить различные символы в компьютер; 4) мыши – устройства управления манипуляторного типа.

Системный блок ПЭВМ содержит ряд технических устройств: материнская плата; блок питания; порты ввода-вывода; накопители информации на магнитных дисках.

Материнская плата – основная плата персонального компьютера. На ней размещаются: 1) процессор – основная микросхема, выполняющая математические и логические операции; 2) микропроцессорный комплект (чипсет) – набор микросхем (контроллеров), управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы; 3) шины – набор проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера; 4) оперативная память – оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) – набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен; 5) постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – микросхема, предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен; 6) разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты).

Процессор – это выполненная на одном кристалле большая интегральная схема (БИС). Конструктивно процессор состоит из ячеек, похожих на ячейки оперативной памяти, но в этих ячейках данные и команды могут не только храниться, но и изменяться. Внутренние ячейки процессора называются регистрами. Таким образом, управляя засылкой данных и команд в разные регистры процессора, можно управлять обработкой данных. На этом и основано исполнение программ, посредством универсальных инструкций, которые называются машинными командами. Для увеличения скорости выполнения математических операций (операций с плавающей запятой) в ПЭВМ используется специальное устройство – математический сопроцессор, работающий во взаимодействии с центральным процессором.

С остальными устройствами компьютера, и в первую очередь с оперативной памятью, процессор связан несколькими группами проводников, называемых шинами. Основных шин три: шина данных, адресная шина, командная или системная шина. Системная шина, выступающая в роли магистрали, реализует сопряжение и интерфейс объединения всех функциональных устройств ЭВМ в вычислительную систему. Назначение контроллера системной ши-ны – формирование сигналов управления. Архитектура шин опирается на следующие стандарты: ISA, EISA, PCI, FSB.

Основными параметрами процессоров являются: разрядность и тактовая частота (скорость выполнения элементарных операций, даваемых в мегагерцах – МГц). Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один такт. В компьютерах фирмы IBM используются процессоры фирмы INTEL, а также совместимые с ними микропроцессоры других фирм (Intel Pentium – принимает за один такт 32 разряда, хотя работает с 64-разрядной шиной данных).

Блок питания. Основная задача блока питания – это преобразование напряжения сети 220–240 В, в напряжения питания конструктивных элементов компьютера: 12 В и 5 В. Раньше для этих задач применялись силовые трансформаторы. Основное преимущество современных блоков питания перед трансформаторами состоит в весе. Трансформатор соответствующей мощности весит около 5 кг, в то время как вес современных импульсных блоков питания составляет всего около 900 граммов. Недостатком импульсного блока питания по сравнению с блоками питания на основе силовых трансформаторов является небольшой срок их службы.

Порты ввода-вывода, через которые процессор обменивается данными с внешними устройствами. Имеются специализированные порты, через которые происходит обмен данными с внутренними устройствами компьютера, и порты общего назначения, к которым могут присоединяться различные дополнительные внешние устройства (принтер, мышь и т. д.). СОМ-порты служат для синхронной и асинхронной передачи данных.

2.3. Запоминающие устройства: классификация,
принцип работы, основные характеристики

Оперативная память (RAM-ОП) или оперативное запоминающее устройство (RAM-ОЗУ) – это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. Образует внутреннюю память компьютера, с которой микропроцессор имеет непосредственное взаимодействие при своей работе (с минимальным временем доступа). C точки зрения физического принципа действия ОП различают динамическую память и статическую память. Ячейки динамической памяти можно представить в виде микроконденсаторов, способных накапливать заряд на своих обкладках. Ячейки статической памяти представляют собой электронные микроэлементы – триггеры, состоящие из нескольких транзисторов. В триггере хранится не заряд, а устойчивое состояние «включен/выключен». Этому устойчивому состоянию соответствуют математические понятия 0 или 1. Микросхемы динамической памяти используют в качестве основной оперативной памяти компьютера. Микросхемы статической памяти используются как вспомогательная память (так называемая кэш-память), предназначенная для оптимизации работы процессора.

Любая информация при обработке предварительно переписывается компьютером из внешней памяти (с магнитных дисков) в оперативную память. В ОП содержатся данные и программы, обрабатываемые в текущий момент работы компьютера. Информация в ОП поступает (копируется) из внешней памяти и после обработки вновь туда записывается. Информация в ОП содержится только в течение сеанса работы и при выключении ПЭВМ или аварийном сбое в электросети безвозвратно пропадает. В связи с этим, пользователь должен регулярно во время работы записывать информацию, подлежащую длительному хранению, из ОП на магнитные диски, чтобы избежать ее потери. Чем больше объем ОП, тем выше вычислительная способность компьютера.

Оперативная память состоит обычно из двух частей: первая может использоваться прикладной программой и операционной системой (ОС). Остальная память используется для служебных целей, а именно: 1) для хранения части ОС, обеспечивающей тестирование компьютера, начальную загрузку ОС, а также выполнения основных низкоуровневых услуг ввода-вывода; 2) для передачи изображений на экран; 3) для хранения различных расширений ОС, которые появляются вместе с дополнительными устройствами компьютера.

Как правило, говоря об объеме памяти (ОП), имеют ввиду именно первую ее часть, и она порою бывает недостаточной для выполнения некоторых программ. Для доступа к добавочной ОП разработаны специальные программы (драйверы), позволяющие получать запрос от прикладной программы и переходящие в «защищенный режим» работы микропроцессора. Выполнив запрос, драйверы переключаются в обычный режим работы микропроцессора.

Постоянное запоминающее устройство (ROM-ПЗУ). В отличие от ОП ПЗУ постоянно хранит одну и ту же информацию, и пользователь не может ее изменять, хотя имеет возможность считывать. Обычно объем ПЗУ невелик и составляет 32…64 Кб. В ПЗУ хранятся различные программы, которые записываются («прошиваются») в микросхемы ПЗУ на заводе-изготовителе и предназначены в основном для инициализации компьютера при его включении. Комплект программ, находящихся в ПЗУ, образует базовую систему ввода-вывода BIOS. При подключении компьютера процессор в первую очередь обращается к постоянной памяти

ПЗУ. Кроме того, в компьютере имеется Cash (Кэш)-память – это особая высокоскоростная память процессора. Она используется в качестве буфера для ускорения работы процессора с ОП.

Накопители информации на магнитных дисках. Накопители информации – неотъемлемая часть любой ЭВМ – часто называются внешними носителями информации или внешней памятью компьютера. Они предназначены для долговременного хранения объемной информации, при этом их содержимое не зависит от текущего состояния ПЭВМ. На внешних носителях хранятся любые данные и программы, поэтому здесь формируется и сохраняется библиотека данных пользователя. Накопителями информации в персональных компьютерах являются накопители на магнитных дисках (НМД), в которых организован прямой доступ к информации. Поэтому одним из параметров магнитного диска является время доступа. В последнее время для ПЭВМ появились накопители на магнитных лентах – стримеры, которые могут содержать очень большие объемы информации, но при этом организуют только последовательный доступ к ней. Однако стримеры не заменяют собой накопители на магнитных дисках, а только дополняют их.

Существуют накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) и накопители на гибких магнитных дисках (НГМД). Накопители на жестком диске предназначены для постоянного хранения информации. Жесткий диск встроен в дисковод, является несъемным магнитным диском, который защищен герметически закрытым корпусом и размещается внутри системного блока. Над поверхностью диска располагается головка, предназначенная для чтения и записи данных. При высоких скоростях вращения дисков (90 об/c) в зазоре между головкой и поверхностью диска образуется аэродинамическая подушка (несколько тысяч долей мм). За счет изменения напряженности электромагнитного поля, образующегося в зазоре между головкой и поверхностью диска, осуществляется запись и считывание данных (одним из параметров накопителя на жестких магнитных дисках является форм-фактор, который означает диаметр дисков в дюймах). Жесткий диск, в отличие от гибкого (дискеты), позволяет хранить большие объемы информации, что дает большие возможности для пользователя. В процессе работы с НЖМД пользователь должен знать, какие объемы памяти занимают данные и программы, хранимые на дисках, сколько имеется свободной памяти, контролировать заполнение памяти и рационально размещать в ней информацию.

Накопители на гибких дисках позволяют переносить информацию с одного компьютера на другой, хранить информацию, не используемую постоянно на компьютере, делать архивные копии информации, хранящейся на жестком диске. Принцип записи данных на гибкий магнитный диск заключается в намагничивании поверхности диска. Жесткие и гибкие диски при необходимости форматируют, в результате чего происходит разбиение их поверхности на сектора и дорожки. Особенностью «быстрого форматирования» является удаление данных с диска, но поиск поврежденных секторов на диске при этом не выполняется.

Кроме обычных дисководов в современных ЭВМ бывают специальные дисководы для лазерных компакт-дисков (CD-ROM). Принцип действия этих устройств состоит в считывании и записи числовых данных с помощью лазерного луча, отражающегося от поверхности диска. Дисководы компакт-дисков различаются по скорости передачи информации – обычные (150 Кбайт/с), с двойной (300 Кбайт/с), учетверенной (600 Кбайт/с) и т. д. скоростью. Современные высокоскоростные дисководы работают практически со скоростью винчестера. Обычный компакт-диск имеет объем более 700 Мбайт или 700 миллионов символов. Он предназначен как для записи, так и для воспроизведения информации. На компакт-диске CD-ROM невозможно случайно стереть информацию. В настоящее время на компакт-дисках продаются наборы великолепных по качеству фотографий, диски с видеоклипами и фильмами. Наборы игр с разнообразной музыкой и звуковыми эффектами, компьютерные энциклопедии, обучающие программы – все это выпускается только на CD.

Магнитооптические диски – это разновидность компакт-дис-ков, в которых информация хранится на магнитных носителях, защищенных прозрачной пленкой, а чтение и запись осуществляется с помощью луча лазера. Магнитооптические диски выпускаются размером 3,5 и 5,25 дюймов. Емкость дисков размером 3,5 дюйма 640 Мбайт, а скорость доступа такая же, как жесткого диска. Надежность чтения чрезвычайно высока. На дисках 5,25 дюйма помещается 2,6 Гбайт информации (при таких же показателях скорости и надежности).

В последнее время для ПЭВМ появились переносные устройства: так называемые накопители USB Flash-диски для энергонезависимого хранения больших объемов информации (до 32 Гбайт и более).

2.4. Устройства ввода/вывода данных, их разновидности