Устройства хранения данных

Главная » Устройство ПК » Устройства хранения данных
Рубрика: Устройство ПК | Автор: | 16.03.2015, 16:05

Устройства хранения данныхБольшинство систем вторичной памяти для компьютеров сохраняет двоичную информацию в виде магнитных зарядов на движущихся магнитных поверхностях. Но в последнее время оптические методы организации массовой памяти в виде лазерных дисков CD/DVD и цифровых многофункциональных дисков Blue Ray, стали составлять конкуренцию магнитным носителям. Но магнитные носители не теряют своей популярности благодаря следующим трем факторам:

• низкая стоимость хранения каждого бита;

• энергонезависимость, присущая магнитным носителям;

• успешное эволюционное увеличение емкости носителей. Основными магнитными носителями являются жесткие диски, магнитная лента и FDD (гибкие магнитные дискеты).

Жесткие диски (HDD)

Возможности хранения данных компьютерных систем были существенно расширены высокоскоростными приводами жестких дисков большой ёмкости, подобными 2-3 терабайтными HDD Seagate или Western Digital. Приводы жестких дисков являются основными устройствами массовой памяти в PC-совместимых системах. Эти носители вмещают намного больше информации, чем гибкие диски. Современные жесткие диски обычно могут хранить до нескольких тысяч гигабайт информации.

Жесткие диски также отличны от FDD ещё и тем, что они неизвлекаемы и заключены в герметичном отсеке привода. Привод жестких дисков обычно содержит две или больше пластин, закрепленных на общей оси с разделителем между ними, что позволяет записывать данные на обеих сторонах пластин. Механизм считывания и записывания загерметизирован в свободном от пыли отсеке вместе с дисками. Каждая пластина привода может содержать от 315 до 2048 дорожек на каждой стороне. Набор совпадающих дорожек на обеих сторонах всех пластин называется цилиндром. В зависимости от диаметра диска, каждая дорожка разбивается на 1 7—65 секторов одинакового размера. Каждый сектор может хранить 512 байтов информации. Высокая скорость вращения дисков 7200-10000 оборотов (может отличаться для некоторых моделей Seagate или Western Digital) позволяет считывать и записывать данные с высокой скоростью.

Приводы CD-ROM

Вскоре после того как компакт-диски (compact disc — CD) стали популярными для хранения аудиоинформации, проявились очевидные достоинства хранения таким образом двоичной информации. В отличие от жестких магнитных дисков, данные на компакт-дисках записываются мощным сфокусированным лучом лазера на светочувствительном материале. Данные кодируются длиной и размещением углублений (pit) и площадок (land) между ними. Записанные на компакт-диск данные считываются сканированием его постоянным лазерным лучом низкой мощности. Считывающий лазерный луч проходит через прозрачный материал диска, ударяется о слой алюминия на другой стороне диска, отражается от него с разной интенсивностью, в зависимости от того, отражается ли он от углубления или площадки, и улавливается механизмом декодирования.

В отличие от накопителей магнитного типа, где информация хранится в виде концентрических дорожек, информация на оптических дисках записывается в виде одной непрерывной спиральной дорожки, наподобие граммофонной пластинки. Формат хранения данных на компакт-дисках все же разбивает данные на отдельные секторы, но секторы компакт-дисков имеют один физический размер. Компакт-диск вращается против часовой стрелки, и скорость вращения замедляется по мере того, как считывающий или записывающий луч лазера приближается к внешнему краю диска. Компакт-диски выпускаются в двух стандартных форматах — диски CD-R (одноразовой записи) емкостью в 650 Мбайт (эквивалент 74 минутам аудио) и диски CD-R/RW (перезаписываемые) емкостью в 702 Мбайт (эквивалент 80 минутам аудио). Эта разница вызвана разными процессами прожигания, применяющимися для записи данных на диски. В большинстве компакт-дисков типа CD-R применяется формат 80-минут/ 702 Мбайт. Но иногда можно также встретить диски формата 90-минут/790 Мбайт и 99-минут/870 Мбайт. Чтобы воспользоваться дополнительной емкостью, необходимо применять возможность перепрожига (overburn) с помощью программного обеспечения для записи компакт-дисков.

Диски DVD

Новые разработки в технологии компакт-дисков позволили создание оптических дисков высокой емкости, которые называются универсальными цифровыми дисками (digital versatile disc), цифровыми видеодисками (digital video disc) или сокращенно DVD. Подобно компакт-дискам, имеются два типа дисков DVD — DVD-R (одноразовой записи) и DVD-RW (перезаписываемые). Диски DVD могут вмещать от 4,7 до 17 Гбайт данных. Скорость обмена данных DVD-приводов лежит в диапазоне от 600 Кбит/с до 1,3 Мбит/с. Диски DVD могут быть диаметром 120 и 80 мм. Они могут быть односторонними или двухсторонними (в смысле возможности записи) и однослойными или двухслойными. Односторонний однослойный диск DVD диаметром 120 мм вмещает до 4,7 Гбайт данных, а емкость одностороннего двухслойного диска DVD повышена до 8,5 Гбайт. Двухсторонние однослойные диски DVD вмещают до 9,4 Гбайт данных, а двухсторонние двухслойные — до 17,1 Гбайт. Односторонние однослойные диски DVD диаметром 80 мм вмещают до 1,4 Гбайт данных, а двухслойные — до 2,6 Гбайт. Двухсторонние однослойные 80-милиметровые диски DVD вмещают до 2,8 Гбайт данных, а двухсторонние двухслойные — до 5,2 Гбайт. Приводы дисков DVD обратно совместимы с компакт-дисками, т. е. они могут читать диски CD-R и CD-RW.

В настоящее время существуют два стандарта перезаписываемых DVD-дисков: стандарт DVD-RAM, представленный дисками DVD, и DVD-RW стандарт, разработанный группой компаний, включающих Филлипс, Sony и Hewlett-Packard. Формат DVD-RAM поддерживает диски емкостью до 2,6 Гбайт, а DVD-RW — до 3 Гбайт Привод дисков DVD выглядит и работает таким же образом, как и обычный привод компакт-дисков. Новые технологии изготовления дисков позволяют уменьшить размер точек и площадок, что в свою очередь позволят поместить большее их количество на диск. В приводах DVD также применяются лазеры высокого разрешения, что позволяет уменьшить шаг дорожки (track pitch), т. е. расстояние между смежными дорожками. Взятые вместе, эти два фактора позволяют достигнуть плотности данных, предоставляемой дисками DVD.

Гибкие диски (дискеты FDD)

Жесткие диски — не единственные представители класса магнитно-записываемых накопителей, иногда для переноса данных ещё применяют эластичные магнитные диски (floppy disk). Дискеты FDD размером в 3,5 дюйма изготавливают из майларового полимера (Mylar), покрытого ферро-магнитным материалом. Он заключен в защитный пластиковый контейнер между двумя вкладышами с низким коэффициентом трения, чтобы не допускать попадания на диск пыли и других загрязнителей. Гибкие диски стоят сравнительно недорого и их легко переносить и хранить. Кроме этого, заполненные диски можно извлекать из привода и вставлять пустые. Подобно высокотехнологичным жестким дискам от Seagate или Western Digital, гибкие диски разбиты на дорожки и секторы. Обыкновенно дискета FDD имеет 40 или 80 дорожек на каждой стороне, каждая из которых разбита на 8,9 или 18 секторов. Емкость сектора гибкого диска для PC-совместимых систем — 512 байт. В большинстве случаев приводы гибких дисков подключаются к системной плате посредством 34-проводникового плоского кабеля, называющегося шлейфом. Одна сторона шлейфа помечена цветом, таким образом указывая расположение контакта № 1 . Шлейф нужно подключать к разъемам привода и системной плате таким образом, чтобы помеченная сторона была сориентирована на контакт № 1 на обоих разъемах. Обычно к шлейфу можно подключить до двух приводов, которые система распознает как логические приводы А: и В :. Привод, подключенный к конечному разъему шлейфа, будет обозначен как привод А :. Следует упомянуть, что многие современные системы не оснащены приводом гибких дисков, и в будущем они могут исчезнуть совсем.

Комментарии