Презентация, доклад по информатике флешкарты

было дано во время разработки первых микросхем (в начале 1980-х годов) как характеристика скорости стирания флэш-памяти (от англ. «in a flash» - в мгновение ока).

100 тысяч циклов перезаписи — намного больше, чем у CD-RW.

флеш-память широко
используется в цифровых
портативных устройствах

USB флеш-накопители
(«флешка», USB-драйв,
USB-диск), практически вытеснили дискеты и CD.

превышающее этот параметр у жестких дисков в 2—3 раза. В связи с этим и объёмы флеш-накопителей не так велики.

Многие фирмы уже заявили о выпуске SSD-накопителей объёмом 256 Гб и более. В 2009 года компания OCZ предложила SSD-накопитель ёмкостью 1 Тб и 1,5 млн циклов перезаписи.

данных, их фрагментации на носителе за счет того, что управляющий контроллер имеет одинаково быстрый доступ к абсолютно любой ячейке памяти, в отличии от HDD, в которых для считывания, головка должна переместиться к области диска, на которой расположены данные. Можно прибавить, что в твердотельных накопителях нет вращающихся механических частей, как в "хардах", таким образом нет зависимости скорости чтения-записи от скорости вращения диска.

в 3-4 раза меньше энергии, чем накопители на жестких магнитных дисках, потому что построены на энергонезависимой памяти.

Опять-таки за счет отсутствия вращающихся частей, твердотельные накопители производят намного меньше шума чем накопители на жестких магнитных дисках, работают они, практически беззвучно. Стоит добавить, что кроме этого, они имеют очень широкий диапазон рабочих температур, что отсекает необходимость дополнительной системы охлаждения.
Из-за простоты строения, мы также получаем малый вес и соответствующие габариты. SSD накопители, значительно меньше по размерам, чем всеми любимые харды и весят они также в разы меньше.

Недостатки SSD накопителей.

Главным недостатком SSD
накопителей является ограниченное количество циклов перезаписи.
совместимость с актуальными ОС.

флэш-памяти, появившийся на рынке в 2001 г. По форме USB-память напоминает брелок продолговатой формы, состоящий из двух половинок — защитного колпачка и собственно накопителя с USB-разъемом (внутри него размещаются одна или две микросхемы флэш-памяти и USB-контроллер).

-USB 1.0
-USB 1.1
-USB 2.0
-eSATA USB
-USB 3.0

USB флэшки различаются по следующим версиям спецификации USB-разъемов:

-два режима передачи данных:
-режим с высокой пропускной способностью (Full-Speed) — 12 Мбит/с
-режим с низкой пропускной способностью (Low-Speed) — 1,5 Мбит/с
-максимальная длина кабеля для режима с высокой пропускной способностью — 5 м [1]
-максимальная длина кабеля для режима с низкой пропускной способностью — 3 м
-максимальное количество подключённых устройств (включая размножители) — 127
-возможно подключение устройств, работающих в режимах с различной пропускной способностью к одному контроллеру USB
-напряжение питания для периферийных устройств — 5 В
-максимальный ток, потребляемый периферийным устройством — 500 мА

ошибки, обнаруженные в версии 1.0. Первая версия, получившая массовое распространение.

USB 1.1 введением режима Hi-speed.
Для устройств USB 2.0 регламентировано три режима работы:
Low-speed, 10—1500 Кбит/c
Full-speed, 0,5—12 Мбит/с
Hi-speed, 25—480 Мбит/с

USB 3.0 занимались компании Intel, Microsoft, Hewlett-Packard, Texas Instruments, NEC и NXP Semiconductors.

В спецификации USB 3.0 разъёмы и кабели обновлённого стандарта физически и функционально совместимы с USB 2.0.

На eSATA-флэшках обязательно присутствует разъем USB — через него флэш-карта получает питание от компьютера, поскольку через разъем eSATA оно не осуществляется.

находится микросхема флэш-памяти и (не во всех типах) контроллер памяти. Наружу выведены контакты интерфейса.

Виды карт памяти

-Compact Flash Type I (CF I)
-Compact Flash Type II (CF II)
-Memory Stick
-Secure Digital (SD)
-mini SD
-xD-Picture Card (xD)
-MultiMedia Card (MMC)
-RS-MMC
-Smart Media Card (SMC)

Все данные типы карт различаются по интерфейсу, типу использованной флэш-памяти, геометрическим размерам и т.д.

II (ёмкость до 320 Мбайт, скорость чтения до 1,5 Мбайт/с, записи — 3 Мбайт/с),
CompactFlash 2.0 или CF+ (скорость чтения достигла 8 Мбайт/с, записи — 6,6 Мбайт/с)
CompactFlash 3.0 (66 Мбайт/с).

CompactFlash 42 х 36 х 3,3 мм
CompactFlash Type II 42 х 36 х 5 мм

50-контактные разъёмы. До 100 Гбайт (2008 год).

во сколько раз скорость чтения карты больше минимальной скорости чтения CD (1x = 150 КБ/сек)

как формат Memory Stick является закрытым.
Все версии различаются форм-фактором, однако, существуют специальные переходники для подключения модулей
одного вида в слот другого вида.
Карты памяти Memory Stick имеют ёмкость до 16 Гб
1998, октябрь — анонс карт Memory Stick.
2003 — анонс карт Memory Stick PRO совместно с SanDisk.
2006 — анонс 8 GB карт на выставке «Consumer Electronics Show» в Лас-Вегасе. Со слов представителей Sony, максимальная ёмкость Memory Stick PRO составит 32 GB. Карта с таким объёмом будет доступна в 2009 году.
2006, 6 февраля — анонс Memory Stick Micro (M2).
2006, 11 декабря — анонс Memory Stick PRO-HG Duo. Memory Stick PRO-HG Duo — это высокоскоростной вариант Memory stick PRO для использования в камерах HDTV.
2008, 10 января — анонс Memory Stick PRO Duo Mark 2, объём которой составил 16 GB (реальный объём карты после форматирования — 14,9 GB).
2008, март — выпуск Memory Stick PRO Duo ёмкостью 16 GB.

(M2)

способной записывать информацию так, чтобы было запрещено «незаконное» чтение информации
SD использует специальный протокол записи, который недоступен обычным пользователям.
Карта может быть защищена паролем, без которого она становится практически неработоспособной. «Восстановить работоспособность» можно только переформатированием.
SD-карта снабжена механическим переключателем защиты от записи. В положении «lock» невозможны запись информации, удаление файлов и
форматирование карты.
SD можно заменить MMC-картой.
Замена в обратном направлении
невозможна, так как SD толще

2 ГБ
SD 1.1 — до 4 ГБ
SDHC — до 32 ГБ
SDXC — до 2 ТБ

Простейшие карты имеют скорость 6x (900 кБ/с), самые быстрые — 300x (45000 кБ/с).Фактически, если карта показывает такую скорость, то только в режиме чтения. Скорость записи обычно — в два раза ниже.

SD Card Association ввела классификацию скоростных характеристик карт и устройств для работы с ними — так называемый SD Speed Class.
SD Class 2 — (скорость записи не менее 2 МБ/с) — 13x
SD Class 4 — (скорость записи не менее 4 МБ/с) — 26x
SD Class 6 — (скорость записи не менее 6 МБ/с) — 40x
SD Class 10 — (скорость записи не менее 10 МБ/с) — 66x

Как правило, карты с объёмом более 4 ГБ распознаются операционной системой Windows как жёсткий диск. В этом случае на картах можно создавать один или несколько разделов.

самая маленькая из всех карт — MicroSD (ранее известная как TransFlash) размером 11×15×1 мм. Карты MiniSD и MicroSD имеют переходники (адаптеры), при помощи которых их можно вставлять в любой слот для обычной SD-карты.

Fujifilm.
20 мм × 25 мм × 1.78 мм, вес — 2,8 г.
Поддерживаются преимущественно моделями цифровых камер Olympus, Fujifilm
Производство: Toshiba, Samsung Electronics, Kodak, SanDisk, Lexar и др.
отсутствие контроллера на самой карте (относительно небольшой размер и невысокие скоростные показатели)

записи -3 МБ/с, 5 МБ/с — скорость чтения.
типа M (2005 г) могут достичь теоретического максимума в 8 ГБ (от 256 МБ до 2 ГБ) страдают меньшей скорости чтения-записи, чем оригинальные карты. Скорость записи - 2.5 MБ/с, 4 MБ/с — скорость чтения.
типа H (2005 г) - более высокие скорости чтения/записи (теоретически быстрее в 3 раза).От 256 Мбайт до 2 Гбайт. Скорость записи 4 MБ/с, скорость чтения 5 MБ/с.
типа M+ (2008 г) - с увеличенной скоростью чтения/записи в 1.5 раза по сравнению с картами M. В объёме 1 и 2 ГБ.
карты памяти типа M и H могут быть несовместимыми с более старыми камерами (особенно при записи видео).

контроллер памяти и обладает высокой совместимостью с устройствами самого различного типа (с SD-картой и может использоваться вместо SD)
MMC (24×32×1,5 мм)
RS-MMC (24×18×1,5 мм, Reduced size MMC, вдвое короче)
MMCmobile (Dual Voltage Reduced Size MMC, могут работать не только на стандартном напряжении питания 3 В, но и на 1,8 В)
MMCmicro (размером 12 x 14 x 1.1 мм)
MMC+ (высокая скорость передачи данных и поддержка 8-битной шины данных (а не 4-х битная), в устройствах без полной поддержки MMC+ эта карта работает как стандартная MMC

MMC, но меньшего размера, работающих под напряжении 3В. Так же существует DV RS-MMC или Dual-Voltage Reduced Size Multimedia Card, которые работают под напряжением 3В и 1.8В. Использование DV RS-MMC под напряжением 1.8В соответственно более экономно.

Disk Card (SSFDC).
Карта SmartMedia состоит из одного чипа внутри тонкого пластикового корпуса. Оставалась одной из самых дешёвых (в карте отсутствует контроллер памяти, старые устройства перепрошивали для поддержки карт большего объёма).
Максимальный объём карты был ограничен 128 Мб. Камеры достигали размера, для которого карты SmartMedia оказывались слишком крупными (Fuji и Olympus перешли на xD-Picture Card).
Toshiba и Samsung до сих пор производят карты SmartMedia (до 128 Мб) для использования в обычном floppy-дисководе, при помощи адаптера FlashPath.
Есть две версии карт SmartMedia — 5 V и 3.3 V (по рабочему напряжению). Корпус у них идентичен (различие — положение «срезанного» уголка).

8, 16, 32, 64, 128 MB
Плоская контактная площадка — 22 контакта
8-битный интерфейс ввода/вывода (в некоторых случаях — 16-битный)
Скорость передачи данных: 2MB/с
1,000,000 циклов чтения/записи
сохранность информации — 10 лет без электроснабжения
металлическая наклейка для защиты от записи
Совместима с картами CompactFlash Type II посредством адаптера
Совместима с 3.5" дисководом посредством адаптера FlashPath

стал развитием популярного формата SD (Secure Digital), унаследовав большинство его характеристик.
Потенциальный максимальный объём карт SDHC увеличен до 32 ГБ, Для хранения информации на картах этого типа используют файловую систему FAT32 (для SD использовалась FAT16/32).

до 2 ТБ и скорость обмена до 104 МБ/с. В дальнейшем планируется повысить скорость до 300 МБ/с. Стандартной для SDXC карт будет файловая система exFAT

(англ. NOR), потому что в транзисторе с плавающим затвором низкое напряжение на затворе обозначает единицу.
Транзистор имеет два затвора: управляющий и плавающий. Последний полностью изолирован и способен удерживать электроны до 10 лет. В ячейке имеются также сток и исток.

2. NAND

В основе NAND-типа лежит И-НЕ элемент (англ. NAND). Принцип работы такой же, от NOR-типа отличается только размещением ячеек и их контактами. В результате уже не требуется подводить индивидуальный контакт к каждой ячейке, так что размер и стоимость NAND-чипа может быть существенно меньше. Также запись и стирание происходит быстрее.

то есть ячейка памяти, способная хранить
1 бит информации.

MLC (Multi-level cell) — ячейка, которая хранит сразу несколько бит информации.

MLC-память гораздо дешевле SLC-варианта, а
кроме того, позволяет хранить большее количество
информации,
поэтому MLC-чипы используются в большинстве
современных флэш-карт и почти во всех USB-флэшках.

USB — хорошо знакомый каждому разъем, представляющий собой интерфейс между флэшкой и компьютерной системой, будь то система персонального компьютера, мультимедийного центра или даже автомагнитолы;
• контроллер памяти — очень важный элемент цепи. Осуществляет связь памяти устройства с разъемом USB и руководит передачей данных в обе стороны;
• микросхема памяти — самая дорогая и важная часть USB флэш-карты. Определяет объем хранимой на карте информации, быстроту чтения/записи данных.

микросхема флэш-памяти;
5 — кварцевый резонатор;
6 — светодиод;
7 — переключатель «защита
от записи»;
8 — место для дополнительной
микросхемы памяти.

для записи и считывания информации используются электрические сигналы.
Каждая ячейка флэш-памяти хранит один бит информации и состоит из одного полевого транзистора со специальной электрически изолированной областью – «плавающим» затвором.
Важной особенностью плавающего затвора является способность удерживать электроны, то есть заряд. Наличие или отсутствие заряда на плавающем затворе определяет характер информации, хранящейся в ячейке..

При записи данных на управляющий затвор подается положительное напряжение и электроны в результате эффекта туннелирования попадают на плавающий затвор. На нем они могут храниться в течение нескольких лет.
Для стирания информации на управляющий затвор подается высокое отрицательное напряжение, и электроны с плавающего затвора переходят (туннелируют) на исток.

основном флеш-карты имеют большой разброс скоростей и обычно маркируются в скоростях стандартного CD-привода (150 килобайт/с). Так, указанная скорость в 100× означает 100 × 150 килобайт/с = 14,65 мегабайт/с.
В 2005 году Toshiba и SanDisk представили чипы объёмом 1 Гб (один транзистор может хранить несколько бит).
Компания Samsung в 2006 года представила 8-гигабайтный чип, выполненный по 40-нм технологическому процессу.
В конце 2007 года Samsung сообщила о создании первого в мире чипа флеш-памяти по 30-нм технологическому процессу с ёмкостью чипа 8 Гб.
2009 года Toshiba заявила, что массовый выпуск 64 Гб начнётся в 2010 г.
К 2007 году USB устройства и карты памяти имели объём от 512 Мб до 64 Гб. Самый большой объём USB-устройств составлял 4 терабайта.

записывают данные в одно и то же место. Часто обновляется таблица файловой системы, так что первые сектора памяти израсходуют свой запас значительно раньше. Распределение нагрузки позволяет существенно продлить срок работы памяти.
USB флеш-носители и карты памяти, такие, как Secure Digital и CompactFlash, имеют встроенный контроллер, который производит обнаружение и исправление ошибок и старается равномерно использовать ресурс перезаписи флеш-памяти. Применяется обычная FAT.

характеристикой. Современные флэшки обладают объемом до 256 Гбайт, однако с покупкой горячих новинок стоит повременить. Оптимальный объем современной флэшки, по нашему мнению, на данный момент должен составлять 16-32 Гбайт. Чуть дороже мегабайт у флэшек на 64 Гбайт, но они тоже успели немного потерять в цене. А вот новинки объемом 128 и 256 Гбайт

встречается на ультрамаленьких USB-флэшках.

- классический колпачок — проверенная временем защита для разъема USB. Современные колпачки могут изготавливаться не только из пластика, но и из резины.

- слайдер — этот способ стал популярен благодаря отсутствию отделяемых от флэшки частей и достаточно быстрому доступу к разъему.

- скобка — корпус флэшки с выступающим USB-разъемом закрывается скобой, которая имеет точку вращения на противоположном от разъема конце корпуса.

подавляющем большинстве случаев данное заявление не более чем рекламный трюк.

корпус.
Микросхемы флэш-памяти могут содержать миллиарды ячеек, каждая из которых хранит 1 бит информации.
Информационная емкость карт флэш-памяти может достигать 128 Гбайт.
Информация записанная на флэш-память, может очень долго храниться (от 20 до 100 лет).
Флэш-память компактнее и потребляет значительно меньше энергии (примерно в 10-20 раз), чем магнитные и оптические дисководы.

Для считывания и записи информации карта памяти вставляется в специальные накопители (картридеры), встроенные в мобильные устройства или подключаемые к компьютеру через USB-порт.

Универсальный картридер

долговечности и относительно высокому быстродействию, флэш-память идеально подходит для использования в портативных устройствах.

Цифровая фотокамера

МР3-плеер

Портативный компьютер

Сотовый телефон

Цифровой диктофон

Цифровая видеокамера

контроллером USB.
USB флэш-диски могут содержать переключатель защиты от записи, поддерживать парольную защиту, могут иметь жидкокристаллический экранчик, на котором отображается, сколько свободного места остается на диске.