Види зовнішньої пам'яті пк, їх особливості та основні характеристики. Зовнішні пристрої. Зовнішня пам'ять комп'ютера. Магнітні накопичувачі. Накопичувачі на жорстких дисках. Вінчестер Зовнішня пам'ять вінчестер

Зовнішня пам'ять- це пам'ять, призначена для тривалого зберігання програм та даних. Цілісність вмісту ВЗП не залежить від того, увімкнено або вимкнено комп'ютер

Дисковод (накопичувач) – пристрій запису/зчитування інформації. Накопичувачі мають власне ім'я – буква латинського алфавіту, за якою слідує двокрапка. Для підключення до комп'ютера одного або кількох дисководів та керування їх роботою потрібен Дисковий контролер

Носій інформації (носій запису) – матеріальний об'єкт, здатний зберігати інформацію. Інформація записується на носій за допомогою зміни фізичних, хімічних та механічних властивостей запам'ятовуючого середовища

За типом доступу до інформації зовнішню пам'ять поділяють на два класи:

Пристрої прямого (довільного) доступу – час звернення до інформації залежить від місця її розташування носії;

Пристрій послідовного доступу – така залежність існує

До складу зовнішньої пам'яті входять: 1) накопичувачі на жорстких магнітних дисках (НЖМД); 2) накопичувачі на гнучких магнітних дисках (НГМД); 3) накопичувачі на магнітооптичних компакт-дисках; 4) накопичувачі на оптичних дисках (CD-ROM); 5) накопичувачі на магнітній стрічці та ін.

НГМД – накопичувачі на гнучких магнітних дисках

Призначені для зберігання невеликих обсягів інформації

Слід оберігати від сильних магнітних полів та нагрівання.

Це носії довільного (прямого) доступу до інформації

Використовуються для перенесення даних з одного комп'ютера на інший

Для роботи з інформацією носій може бути відформатований, тобто. повинна бути зроблена магнітна розмітка диска на доріжки та сектори

Швидкість обміну залежить від швидкості обертання дисковода. Для звернення до диска, вставленого в дисковод, надається ім'я А:

Об'єм ГМД порівняно невеликий (3,5 дюйма – 1,44 Мбайт)

Диски називаються гнучкими тому, що їхня робоча поверхня виготовлена з еластичного матеріалу і поміщена в твердий захисний конверт. Для доступу до магнітної поверхні диска в захисному конверті є вікно, що закрите шторкою. Поверхня диска покрита спеціальним магнітним шаром (1-намагнічений ділянку, 0 – не намагнічений). Інформація записується з двох сторін диска на доріжки у вигляді концентричних кіл. Доріжки розбиваються на сектори. Сучасні дискети мають програмну розмітку. На кожному секторі виділяється ділянка для його ідентифікації, а на місце записуються дані. Дисковод має два двигуни. Один забезпечує обертання усередині захисного конверта. Другий переміщує головку запису/читання вздовж радіусу поверхні диска. У захисному конверті є спеціальне вікно захисту запису. За допомогою бігунка це вікно відкривають і дискета стає доступною тільки на читання, а на запис доступу не буде. Це захищає інформацію на диску від зміни та видалення.

НЖМД – накопичувачі на жорстких магнітних дисках

Призначені для зберігання тієї інформації, яка найчастіше використовується у роботі - програм операційної системи, компіляторів, сервісних програм, прикладних програм користувача, текстових документівфайлів бази даних

Слід оберігати від ударів при встановленні та різких переміщень у просторі

Це носії з довільним доступом до інформації

Для зберігання інформації розбивається на доріжки та сектори

Швидкість обміну інформації значно вища за ГД

Обсяг залізничного вимірюється від Мбайт до сотень Гбайт

НЖМД вбудовані в дисковод і є незнімними. Вони являють собою кілька алюмінієвих дисків з магнітним покриттям, укладених у єдиний корпус з електродвигуном, магнітними головками та пристроєм позиціонування. До магнітної поверхні диска підводиться головка, що записує, яка переміщається по радіусу диска із зовнішнього боку до центру. Під час роботи дисководу диск повертається. У кожному фіксованому положенні головка взаємодіє із круговою доріжкою. На ці концентричні доріжки проводиться запис двійкової інформації. Завдяки хорошій захищеності від пилу, вологи та інших зовнішніх впливів досягають високої щільностізаписи, на відміну дискет.

Для звернення до НЖМД використовується ім'я, яке задається великою латинською літерою, починаючи з С: , але за допомогою спеціальної системної програмиможна розбити свій фізичний залізничний стан на кілька логічних дисків, кожному з яких дається відповідне ім'я.

Накопичувачі на жорстких магнітних дисках часто називають вінчестер - за першою моделлю залізниці, що мав 30 доріжок по 30 секторів, що збіглося з калібром 30?/30? мисливської рушниці

Оптичні (лазерні) CD та DVD диски

Призначені для зберігання будь-якого виду інформації

Інформація на CD записується за допомогою лазерного променя

Слід оберігати від подряпин та забруднення поверхні

Це носії прямого (довільного) доступу до інформації

Об'єм (ємність) CD складає сотні Мбайт; DVD-більше 1Гбайта

Більш довговічні та надійні, ніж магнітні диски

CD – Compact Disk. Виготовляють із органічних матеріалів з напиленням на поверхню тонкого алюмінієвого шару. Лазерний диск має одну доріжку як спіралі. Інформація записується окремими секторами потужним лазерним променем, що випалює на поверхні диска поглиблення, і є чергуванням западин і опуклостей. При зчитуванні інформації виступи відображають світло слабкого лазерного променя і сприймаються як «1», западини поглинають промінь і сприймаються як «0». Це безконтактний спосіб зчитування інформації. Термін зберігання 50-100 років

DVD – Digital Video Disk. Має самі розміри, як і CD. Об'єм - Гбайт. Може бути одностороннім або двостороннім, а на кожній стороні може бути 1 або 2 робочі шари.

Накопичувачі на магнітних стрічках (НМЛ)

Використовують для резервного (щодо повільного) копіювання та зберігання великих обсягів інформації (архіви)

Пристрій для запису та зчитування магнітних стрічок називається стример

Це пристрій послідовного доступу до інформації

швидкість передачі даних по шині дискового інтерфейсу - це далеко не єдиний параметр, що впливає на швидкодію вінчестера в цілому. Навпаки, продуктивність жорстких дисків з однаковим типом інтерфейсу іноді дуже суттєво відрізняється. У чому причина?

Справа в тому, що жорсткий диск є сукупністю великої кількості різноманітних електронних та електромеханічних пристроїв. Швидкодія механічних компонентів вінчестера істотно поступається швидкодії електроніки, до складу якої входить і шинний інтерфейс. Загальна продуктивність диска, на жаль, визначається за швидкістю роботи найповільніших компонентів. «Гірляком пляшки» при передачі даних між накопичувачем і комп'ютером є саме внутрішня швидкість передачі – параметр, який визначається швидкодією механіки вінчестера, що є однією з причин ремонту ноутбуків. Тому в найсучасніших режимах обміну PIO 4 та UltraDMA максимально можлива пропускна спроможність інтерфейсу в ході реальної роботи з накопичувачем майже ніколи не досягається. Для визначення швидкодії механічних компонентів, і навіть всього накопичувача потрібно знати такі характеристики.

Частота обертання дисків - кількість обертів, що здійснюються пластинами (окремими дисками) вінчестера за хвилину. Що частота обертання, то швидше відбувається запис чи зчитування даних. Типове значення цього параметра для більшості сучасних дисків EIDE - 5400 об/хв. У деяких нових накопичувачах диски обертаються з частотою 7200 об/хв. Технічна межа, досягнута на сьогоднішній день, - 10000 об/хв - реалізована в SCSI-накопичувачах серії Seagate Cheetah.

Середній час пошуку - середньостатистичний час, необхідний позиціонування блоку головок з довільного становища на задану доріжку для читання чи запису даних. Типове значення цього параметра нових вінчестерів становить від 10 до 18 мс, причому хорошим можна вважати час доступу 11-13 мс. У швидкодіючих SCSI-моделях значення часу доступу - менше 10 мс.

Середній час доступу – середньостатистичний відрізок часу від видачі команди на операцію з диском до початку обміну даними. Це - складовий параметр, що включає середній час пошуку, а також половину періоду обертання диска (з урахуванням того, що дані можуть перебувати в довільному секторі на потрібній доріжці). Параметр визначає величину затримки до початку зчитування потрібного блоку даних, а також загальну продуктивність роботи з великою кількістю дрібних файлів.

Внутрішня швидкість передачі-швидкість обміну даними між інтерфейсом диска та носіями (пластинами). Значення цього параметра суттєво відрізняються для читання та запису. Вони визначаються частотою обертання дисків, щільністю запису, характеристиками механізму позиціонування та іншими параметрами накопичувача. Саме ця швидкість має вирішальний вплив на швидкодію накопичувача в режимі, що встановився (при читанні великого цільного блоку даних). Перевищення загальної швидкості передачі над внутрішньою досягається лише при обміні даними між інтерфейсом та кеш-пам'яттю вінчестера без негайного звернення до пластин. Тому на швидкодію накопичувача впливає ще один параметр, а саме…

…обсяг кеш-пам'яті. Кеш-пам'ять - звичайна електронна ОЗУ, встановлена на вінчестері. Дані після зчитування з вінчестера одночасно з передачею в пам'ять комп'ютера потрапляють і в кеш-пам'ять. Якщо ці дані будуть потрібні знову, вони будуть зчитані не з пластин, а з кеш-буфера. Це дозволяє значно прискорити обмін даними. Для підвищення ефективності кеш-пам'яті розроблені спеціальні алгоритми, що виявляють найчастіше використовувані дані і поміщають у кеш саме їх, що підвищує ймовірність того, що при наступному зверненні будуть затребувані дані саме з електронної ОЗУ - станеться так зване попадання в кеш. Природно, що більше обсяг кеш-пам'яті, то швидше зазвичай працює диск.

Подібна інформація.

На цій сторінці ми поговоримо на такі теми, як: , Зовнішня пам'ять комп'ютера, Магнітні накопичувачі, Накопичувачі на жорстких дисках, Вінчестер.

Зовнішня пам'ять комп'ютера, Зовнішні пристрої.

Зовнішня пам'ять комп'ютераабо ВЗП - важлива складова частинаелектронно-обчислювальної машини, що забезпечує довготривале зберіганняпрограм та даних на різних носіях інформації. Зовнішні пристрої(ВЗП) - можна класифікувати за цілою низкою ознак: за видом носія, за типом конструкції, за принципом запису та зчитування інформації, за методом доступу і т.д. При цьому під носіємрозуміється матеріальний об'єкт, здатний зберігати інформацію.

Властивості зовнішньої пам'яті:

ВЗУ енергонезалежна, цілісність її вмісту залежить від того, включений чи вимкнений комп'ютер.
На відміну від оперативної пам'яті, зовнішня пам'ятьнемає прямого зв'язку з процесором.

До складу зовнішньої пам'яті включаються:

НЖМД – накопичувачі на твердих магнітних дисках.
НДМД – накопичувачі на гнучких магнітних дисках
НОД - накопичувачі на оптичних дисках(Компакт-дисках CD-R, CD-RW, DVD).
НМЛ - накопичувачі на магнітній стрічці(Стрімери).
Карти пам'яті.

Накопичувачі– це запам'ятовуючі пристроїпризначені для тривалого (тобто не залежить від електроживлення) зберігання великих обсягів інформації.

Крім основної своєї характеристики – інформаційної ємності – дискові накопичувачіхарактеризуються і двома іншими показниками: часом доступу та швидкістю зчитування послідовно розташованих байтів.

Накопичувачі на жорстких дисках.

Накопичувач на жорстких магнітних дисках (HDD – Hard Disk Drive, вінчестер) — це пристрій великої ємності, в якому носіями інформації є круглі алюмінієві пластини, обидві поверхні яких покриті шаром магнітного матеріалу. Використовується для постійного зберігання інформації – програм та даних. HDDзазвичай називають «вінчестером»– так свого часу стали називати одну із перших моделей Накопичувача на жорстких магнітних дисках, яка мала позначення «30/30» та цим нагадувала маркування відомої зброї.

Примітка

Можливо також, що назва походить від місця початкової розробки – філії фірми IBM у м. Вінчестері (Великобританія), де вперше була застосована технологія створення вінчестерів…

Вінчестер.

Поверхня диска розглядається як послідовність точкових позицій, кожна з яких вважається бітом і може бути встановлена в 0 або 1. Так як розташування точкових позицій визначається неточно, для запису потрібні заздалегідь нанесені мітки, які допомагають записуючого пристрою знаходити позиції запису. Процес нанесення таких міток називається фізичним форматуванням і обов'язковий перед першим використанням накопичувача. Вінчестеримають дуже велику ємність: від сотень Мегабайт (найстаріші) до десятків терабайт.

Структурні елементи вінчестера.

На кожній стороні кожної пластини розмічені тонкі концентричні кола (за ними розташовуються мітки, що синхронізуються). Кожне концентричне коло називається доріжкою. Групи доріжок (треків) одного радіусу, що розташовані на поверхнях магнітних дисків, називаються циліндрами.
Номер циліндра збігається з номером утворюючої доріжки. HDDможуть мати кілька десятків тисяч циліндрів.

Кожна доріжка розбивається на сектори. Сектор – найменша одиниця обміну даними, що адресується дискового пристрою з оперативною пам'яттю. Нумерація секторів починається з 1. Для того, щоб контролер диска міг знайти на диску потрібний сектор, необхідно задати йому всі складові адреси сектора: номер циліндра, номер поверхні, номер сектора ().

Операційна система під час роботи з диском використовує, зазвичай, власну одиницю дискового простору, звану кластером. Кластер (осередок розміщення даних) - обсяг дискового простору, що бере участь у одиничній операції читання/запису, що здійснюється операційною системою.

Магнітні накопичувачі.

Накопичувач на гнучких магнітних дисках — Гнучкий диск, дискета(англ. floppy disk ) – пристрій для зберігання невеликих об'ємів інформації, що є гнучкий пластиковий диск у захисній оболонці. Найбільш поширені - "тридюймові дискети". Дискета 3,5 має 2 робочі поверхні, 80 доріжок на кожній стороні, 18 секторів на кожній доріжці (512 байт – кожен сектор).

Пристрій дискети:Принцип запису на магнітних носіяхзаснований на намагніченості окремих ділянок магнітного шару носія. Інформація записується за концентричними доріжками (треками), які поділяються на сектори. Кількість доріжок та секторів залежить від типу та формату дискети. Сектор зберігає мінімальну порцію інформації, яка може бути записана на диск або зчитана. Місткість сектора постійна і становить 512 байтів.

Примітка

На сьогоднішній день дискети застаріли, на зміну їм «прийшли» більш надійні, швидкодіючі та більш ємні носії – оптичні диски та карти пам'яті.

Накопичувачі на магнітній стрічці (стримери).

Стрімер (англ. tape streamer)– пристрій для резервного копіюваннявеликих обсягів інформації. В якості носіятут застосовуються касети з магнітною стрічкою ємністю 1 - 2 Гбайти і більше. Недоліком стримерів є їх порівняно низька швидкістьзапису, пошуку та зчитування інформації.

Примітка

На сьогоднішній день стримери застаріли і практично не застосовуються.

На цьому цю статтю я закінчую, сподіваюся, ви повністю розібралися з темами: Зовнішні пристрої, Зовнішня пам'ять комп'ютера, Магнітні накопичувачі, Накопичувачі на жорстких дисках, Вінчестер.

Зовнішня пам'ять (ВЗП) призначена для тривалого зберігання програм і даних, і цілісність її вмісту залежить від того, включений чи вимкнений комп'ютер. Цей вид пам'яті володіє великим об'ємом і маленькою швидкодією. На відміну від оперативної пам'яті, зовнішня пам'ять немає прямого зв'язку з процесором. Інформація від ВЗП до процесора і навпаки циркулює приблизно за наступним ланцюжком:

До складу зовнішньої пам'яті комп'ютера входять:

накопичувачі на твердих магнітних дисках;

накопичувачі на гнучких магнітних дисках;

накопичувачі на компакт-дисках;

накопичувачі на магнітній стрічці (стримери);

накопичувачі на магнітно-оптичних дисках;

Жорсткий диск

Жорсткий диск (накопичувачі на жорстких магнітних дисках, НЖМД) - тип постійної пам'яті. На відміну від оперативної пам'яті, дані, що зберігаються на жорсткому диску, не губляться при вимкненні комп'ютера, що робить жорсткий диск ідеальним для тривалого зберігання програм і файлів даних, а також найважливіших програм операційної системи. Ця його здатність (збереження інформації в цілісності та безпеці після вимкнення) дозволяє діставати жорсткий диск з одного комп'ютера і вставляти в інший.

Під час увімкнення комп'ютера BIOS проводить POST (самотестування під час увімкнення комп'ютера) і перевіряє, чи є дискета в дисководі. Якщо її немає, вона звертається до жорсткого диска та копіює коротку програму, яка називається "завантажувальна пам'ять", з жорсткого диска в оперативну пам'ять. Потім вона передає керування комп'ютером завантажувальній програмі, яка спостерігає за завантаженням операційної системи. Як тільки система завантажена, завантажувальна програмастирається їх пам'яті, передаючи керування комп'ютером повністю завантаженій операційній системі.

Жорсткі диски дуже надійні для зберігання великого обсягу інформації та даних. Всередині запечатаного жорсткого диска знаходяться один або більше дисків, що незгинаються, покритих металевими частинками. Кожен диск має головку (маленький електромагніт), вбудовану в шарнірний важіль, який рухається над диском під час його обертання. Головка намагнічує металеві частинки, змушуючи їх шикуватися для представлення нулів та одиниць двійкових чисел. Мотори, що рухають диск та важіль, зазвичай піддаються зносу. Уникнути зносу вдається лише головці, оскільки вона ніколи не стикається з поверхнею диска.

Ще одна функція жорсткого диска – симуляція оперативної пам'яті. Використовуючи секції жорсткого диска як віртуальну пам'ять, Windows може запускати більше програм. Недолік віртуальної пам'яті у її повільності проти звичайної пам'яттю. Якщо встановити більше, робота комп'ютера сповільнюється.

Вінчестер, або жорсткий диск, – найважливіша складова комп'ютера. На ньому зберігається операційна система, програми та дані. Без операційної системи Windowsне можна запустити комп'ютер, а без програм нічого зробити, коли він вже завантажився. Без банку даних доведеться інформацію щоразу вводити вручну.

Жорсткий диск – механічний пристрій комп'ютера, і від нього може бути більше проблем, ніж електронних пристроїв. Насправді воно дуже надійне. Диски збирають у чистих кімнатах, де повітря постійно фільтрується, і видаляються частинки пилу. Збирають вінчестери із магніточутливого матеріалу. Перед тим, як винести диски з кімнати, їх упаковують і запечатують. Якщо ви відкриєте свій жорсткий диск із цікавості, то можете з ним попрощатися. Щоб цього не сталося, ніколи не робіть цього – їх розкривати не можна.

Перед використанням нові жорсткі дискипотрібно відформатувати. Цей процес полягає в прокладанні магнітних концентричних доріжок і їх розбивці на маленькі сектори, як шматки в торті. Будьте обережні: якщо на жорсткому диску були записані дані, його форматування веде до повного їх знищення.

За рахунок набагато більшої кількості доріжок на кожній стороні дисків та великої кількості дисків інформаційна ємність жорсткого диска може у сотні тисяч разів перевищувати інформаційну ємність дискети та досягати 150-200 Гбайт. Швидкість запису та зчитування інформації з жорстких дисків досить велика (може досягати 133 Мбайт/с) за рахунок швидкого обертання дисків (до 7200 об/хв).

У жорстких дисках використовуються досить крихкі та мініатюрні елементи (пластини носіїв, магнітні головки та ін.), тому з метою збереження інформації та працездатності жорсткі диски необхідно оберігати від ударів та різких змін просторової орієнтації у процесі роботи.

Накопичувачі на гнучких магнітних дисках

Дисководи (накопичувачі на гнучких магнітних дисках (НГМД), англ. FDD) бувають двох основних типів - для великих дискет (розміром 5,25 дюйми, іноді пишуть - 5,25"), і для маленьких (3,5 дюйми, 3, 5"). П'ятидюймова дискета може вміщати залежно від її типу від 360 інформації (360 тисяч символів) до 1,2 Мбайт. Тридюймівки хоч і менше, але вміщують більше інформації (720 КБ - 1,44 МБ). До того ж тридюймівки поміщені в пластмасовий корпус, і тому їх складніше зламати або пом'яти. Стандартним дисководом для сучасних комп'ютерів є дисковод для маленьких дискет (3,5 дюйма). Звідси і його назва в комп'ютерної системи- Диск 3,5 А.

5-дюймовий дисковод розташований на системному блоцікомп'ютера спереду і виглядає як проріз з важелем-клапанцем, в яку дискету вставляють і защіплюють. 3-дюймовий дисковод має проріз менше (на 2 дюйми), а замість клямки у нього кнопочка.

Дисковод для гнучких дисків більше нагадує накопичувач магнітної стрічки, ніж жорсткий диск. Його головка фізично контактує з гнучким диском і таким чином намагнічує поверхню, захищену від пилу заслінкою, що рухається, яка автоматично прибирається, коли диск вставляється в дисковод.

Дисководи для гнучких дисків поставляють дані в систему через кабель, підключений до роз'єму на материнській платі. Він відрізняється від IDE контролера, який використовується для жорстких дисків, і швидкість передачі даних набагато менша.

Дисководи для гнучких магнітних дисків стають маловикористовуваними, але все ж таки необхідними. Вони використовуються лише для перенесення невеликої кількості даних з одного комп'ютера до іншого, а також для аварійного запуску комп'ютера. Дисководи для компакт-дисків - це основний спосіб розповсюдження нового програмного забезпечення, але вони не потрібні комп'ютера до виконання функцій обробки даних.

Гнучкі магнітні диски. Два основні види

Гнучкий диск (англ. floppy disk) або дискета, - носій невеликого обсягу інформації, що є гнучкий пластиковий диск в захисній (пластмасовій) оболонці. Використовується для перенесення даних з одного комп'ютера на інший та поширення програмного забезпечення.

У центрі дискети є пристрій для захоплення та забезпечення обертання диска всередині пластмасового корпусу. Дискета вставляється в дисковод, який обертає диск із постійною кутовою швидкістю.

При цьому магнітна головка дисковода встановлюється на певну концентричну доріжку диска, на яку і виконується запис або з якої зчитується інформація. Інформаційна ємність сучасної дискети невелика і становить лише 1,44 Мбайт. Швидкість запису та зчитування інформації також мала (становить всього близько 50 Кбайт/с) через повільне обертання диска (360 об./хв).

З метою збереження інформації гнучкі магнітні диски необхідно запобігати впливу сильних магнітних полів (наприклад, не класти поруч із дискетою мобільний телефон) і нагрівання, оскільки такі фізичні впливи можуть призвести до розмагнічування носія та втрати інформації.

В даний час найбільшого поширення набули дискети з наступними характеристиками: діаметр 3,5 дюйма (89 мм), ємність 1,44 Мбайт, кількість доріжок 80, кількість секторів на доріжках 18 (Дискети ж з діаметром 5,25" зараз використовуються дуже рідко, так їх ємність не перевищує 1,2 Мбайт, та й до того ж, виконані вони з менш міцного матеріалу.) Дискета встановлюється в накопичувач на гнучких магнітних дисках (англ. floppy-disk drive), автоматично в ньому фіксується, після чого механізм накопичувача розкручується до частоти обертання 360 в хвилину.В накопичувачі обертається сама дискета, магнітні головки залишаються нерухомими.Дискета обертається тільки при зверненні до неї.Накопичувач пов'язаний з процесором через контролер гнучких дисків.

Останнім часом з'явилися тридюймові дискети, які можуть зберігати до 3 Гб інформації. Вони виготовляються за нової технології Nano2 і вимагають спеціального обладнання для читання та запису, яке поки що не входить у стандартний пакет при купівлі ПК.

Пристрій дискети

Дискети відрізняються розмірами та ємністю. За розмірами поділ проводиться на дискети діаметром 5,25” (, “ - знак дюйма) та дискети діаметром 3,5”. За ємністю - на дискети подвійної щільності запису (англійською double density, скорочення - DD) і високої щільності (high density, скорочення - HD).

Дискета 5,25” складається із захисного пластмасового конверта, всередині якого знаходиться пластиковий диск із магнітним покриттям. Цей диск тонкий і легко згинається тому дискети і називаються гнучкими дисками. Згинати дискету, звісно, не можна, і це перешкоджає захисний конверт. У дискеті є два отвори - велике в центрі і маленьке поруч із ним. Великий отвір призначений для обертання диска з магнітним покриттям у конверті.

Це робиться двигуном усередині дисководу. Захисний конверт зсередини покритий ворсом, що збирає пил з магнітного диска при його обертанні. Невеликий отвір служить для підрахунку обертів диска всередині дисковода. У конверті з двох сторін є поздовжній проріз, через який видно диск з магнітним покриттям. Через цей проріз магнітна головка всередині дисководу стосується диска та записує або зчитує дані з нього. Дані записуються на обидві сторони диска. У жодному разі не торкайтеся пальцями поверхні магнітного диска! Цим ви можете зіпсувати його, подряпавши або засоливши. Якщо ви повернете дискету прорізом до себе, етикеткою вгору, зверху на правій стороні конверта побачите маленький прямокутний виріз. Якщо заклеїти його шматочків липкого паперу (зазвичай він продається разом із дискетами), то диск буде захищений від запису. Зазвичай цей виріз має бути вільним, заклеювати його варто лише на дискетах із важливими даними.

Пристрій дискети 3,5" трохи інший. Захисний конверт у неї з жорсткого пластику, тому таку дискету складніше зігнути або зламати. Магнітний диск не видно, оскільки відкритих отворів немає. Проріз для доступу магнітної головки до поверхні диска є, але вона прикрита клямкою. Защіпка пружиною утримується в закритому стані.Відкривати її руками не треба, щоб уникнути пошкоджень магнітного диска. , етикеткою вниз Положення вниз для клямки від запису - звичайне, в такому стані дискета від запису не захищена Щоб заборонити запис даних на дискету, посуньте цю клямку вгору, при цьому в дискеті відкриється маленький квадратний отвір.

Спосіб запису на гнучкий диск

Спосіб запису двійкової інформації на магнітному середовищі називається магнітним кодуванням. Він полягає в тому, що магнітні домени в середовищі вишиковуються вздовж доріжок у напрямку прикладеного магнітного поля своїми північними та південними полюсами. Зазвичай встановлюється однозначна відповідність між двійковою інформацією та орієнтацією магнітних доменів.

Інформація записується за концентричними доріжками (треками), які поділяються на сектори. Кількість доріжок та секторів залежить від типу та формату дискети. Сектор зберігає мінімальну порцію інформації, яка може бути записана на диск або зчитана. Місткість сектора постійна і становить 512 байтів.

CD-ROM, що пише, може записувати інформацію будь-якого типу - музику, зображення або текст. Є диски, що записуються, на які можна записати інформацію тільки один раз (CD-R). Але є і диски, що перезаписуються (CD-RW), вони коштують дорожче, але дозволяють прати інформацію і додавати нову. Однак, якщо ви записуєте музику на компакт-диск, що перезаписується, ви можете його слухати тільки на ПК, а записуваний диск - на будь-якому CD-плеєрі.

Оптичний принцип запису та зчитування інформації.

У лазерних дисківодах CD-ROM і DVD-ROM використовується оптичний принципзапису та зчитування інформації.

У процесі запису інформації на лазерні диски для створення ділянок поверхні з різними коефіцієнтами відображення застосовуються різні технології: від простого штампування до зміни здатності ділянок поверхні диска, що відбиває, за допомогою потужного лазера. Інформація на лазерному диску записується на одну спіралеподібну доріжку (як на грамплатівці), що містить ділянки, що чергуються з різною здатністю, що відбиває.

У процесі зчитування інформації з лазерних дисків промінь лазера, встановленого в дисководі, падає на поверхню диска, що обертається і відображається. Так як поверхня лазерного дискамає ділянки з різними коефіцієнтами відбиття, то відбитий промінь також змінює свою інтенсивність (логічні 0 чи 1). Потім відбиті світлові імпульси перетворюються за допомогою фотоелементів в електричні імпульси і магістралі передаються в оперативну пам'ять.

При дотриманні правил зберігання (у футлярах у вертикальному положенні) та експлуатації (без нанесення подряпин та забруднень) оптичні носії можуть зберігати інформацію протягом десятків років.

Лазерні дисководи та диски

Лазерні дисководи (CD-ROM та DVD-ROM) використовують оптичний принцип читання інформації.

На лазерних CD-ROM (CD - Compact Disk, компакт-диск) і DVD-ROM (DVD - Digital Video Disk, цифровий відеодиск) дисках зберігається інформація, яка була записана на них у процесі виготовлення. Запис на них нової інформації неможливий, що відображено у другій частині їх назв: ROM (Real Only Memory - лише читання). Виробляються такі диски шляхом штампування та мають сріблястий колір.

Інформаційна ємність CD-ROM диска може досягати 650-700 Мбайт, а швидкість зчитування інформації в CD-ROM-накопичувачі залежить від швидкості обертання диска. Перші CD-ROM-накопичувачі були одношвидкісними та забезпечували швидкість зчитування інформації 150 Кбайт/с. В даний час широкого поширення набули 52-швидкісні CD-ROM-накопичувачі, які забезпечують у 52 рази більшу швидкість зчитування інформації (до 7,8 Мбайт/с).

DVD-диски мають набагато більшу інформаційну ємність (до 17 Гбайт) у порівнянні з CD-дисками. По-перше, використовуються лазери з меншою довжиною хвилі, що дозволяє розміщувати оптичні доріжки щільніше. По-друге, інформація на DVD-дисках може бути записана на двох сторонах, причому у два шари на одній стороні.

Перше покоління DVD-ROM-накопичувачів забезпечувало швидкість зчитування інформації приблизно 1,3 Мбайт/с. В даний час 16-швидкісні DVD-ROM-дисководи досягають швидкості зчитування до 21 Мбайт/с.

Існують CD-R і DVD-R-диски (R - Recordable, записуваний), які мають золотистий колір. Інформація на такі диски може бути записана, але лише один раз. На дисках CD-RW і DVD-RW (RW - ReWritable, що перезаписується), які мають "платиновий" відтінок, інформація може бути записана багаторазово.

Для запису і перезапису на диски використовуються спеціальні CD-RW і DVD-RW-дисководи, які мають досить потужний лазер, що дозволяє змінювати здатність ділянок поверхні в процесі запису диска. Такі дисководи дозволяють записувати та зчитувати інформацію з дисків із різною швидкістю. Наприклад, маркування CD-RW-дисковода "40х12х48" означає, що запис CD-R-дисків проводиться на 40-кратній швидкості, запис CD-RW-дисків - на 12-кратній, а читання - на 48-кратній швидкості.

Накопичувачі на магнітній стрічці (стримери) та накопичувачі на змінних дисках

Стрімер (англ. tape streamer) - пристрій резервного копіювання великих обсягів інформації. Як носій тут застосовуються касети з магнітною стрічкою ємністю 1 - 2 Гбайта і більше.

Стрімери дозволяють записати на невелику касету з магнітною стрічкою величезну кількість інформації. Вбудовані в стрімер засоби апаратного стиснення дозволяють автоматично ущільнювати інформацію перед її записом і відновлювати після зчитування, що збільшує обсяг інформації, що зберігається.

Недоліком стримерів є їхня порівняно низька швидкість запису, пошуку та зчитування інформації. на даний моментстримери є застарілими і тому використовуються вони практично дуже рідко.

Останнім часом все ширше використовуються накопичувачі на змінних дисках, які дозволяють не тільки збільшувати обсяг інформації, що зберігається, але і переносити інформацію між комп'ютерами. Об'єм змінних дисків – від сотень Мбайт до кількох Гігабайт.

Зовнішня пам'ять комп'ютера є дисковими накопичувачами інформації - вбудованим накопичувачем на жорсткому диску (вінчестер) і накопичувачем на змінних гнучких дисках (дискетах). В обох випадках магнітні диски зберігають інформацію у вигляді концентрованих намагнічених доріжок (циліндрів) на магнітному покритті, розбитих на сектора. Диск у накопичувачі постійно обертається, а запис і читання інформації виробляються магнітними головками, що переміщуються вздовж радіуса диска. Завдяки постійному прогресу технології виробництва накопичувачів, розвитку технології магнітних покриттів та магнітних головок, ємність вінчестерів підвищилася до кількох десятків гігабайт, а ємність дискет – до сотень мегабайт (щоправда, стандартним поки вважається об'єм дискети 1,44 Мбайт).

Докладний описроботи дисководів і принципів зберігання інформації на магнітних дисках зажадало б занадто багато місця, до того ж воно не має прямого відношення до цієї книги, тому ми тут наведемо лише деякі особливості організації обміну інформацією.

Важливий параметр будь-якого дисководу - це його швидкодія, що визначається, з одного боку, швидкістю запису/читання інформації, що досягається, а з іншого - часом позиціонування (тобто установки в потрібне положення) магнітної головки дисковода. Важливою є і швидкодія інтерфейсу, що здійснює зв'язок комп'ютера з накопичувачем, а також застосовувані способи організації обміну інформацією.

В даний час найбільш поширені два стандартні інтерфейси для вінчестерів:

IDE (Integrated Drive Electronics)- інтерфейс для дискових накопичувачів, офіційна назва – ATA (AT Attachment). Саме цей інтерфейс застосовується як основний у персональних комп'ютерах. Швидкість обміну може сягати 133 Мбайт/с.

SCSI (Small Computer System Interface)- Мінімальний комп'ютерний системний інтерфейс. В принципі він використовується і для підключення інших пристроїв (наприклад, сканерів), але основне його застосування - для дисководів. Як правило, даний інтерфейсспочатку входить у структуру лише деяких серверів, а його реалізації н персональних комп'ютерах необхідна додаткова плата розширення (до речі, досить дорога). Швидкість обміну може сягати 320 Мбайт/с.

Порівняння цих двох інтерфейсів (SCSI і IDE) показує, що і однокористувальних автономних системах набагато ефективніше застосовувати IDE, а в розрахованих на багато користувачів і багатозадачних системах вигідніше стає SCSI. Варто також відзначити, що установка SCSI складніша і дорожча, ніж IDE. Крім того, при використанні вінчестера з інтерфейсом SCSI як мережний диск можуть виникнути проблеми. Перевагою SCSI є більша кількість максимально підключених дисководів і можливість одночасного виконання команд, що подаються. А щодо швидкості обміну, то вона в основному визначається не пропускною здатністю інтерфейсу, а іншими параметрами, зокрема швидкістю використовуваної системної шини. Тому точно сказати, дисковод з яким інтерфейсом працюватиме швидше, у випадку неможливо. До того ж у разі IDE реальна швидкість дуже залежить від схемотехнічних рішень, використаних виробником дисководів.

Для прискорення обміну дисками широко застосовується кешування, принцип якого близький до принципу кешування оперативної пам'яті. Точно так само кешування диска дозволяє за рахунок використання більш швидкої електронної пам'яті, ніж дискова пам'ять, істотно збільшити середню швидкість обміну з диском. Тут є принципово важливими кілька моментів:

У більшості випадків кожне наступне звернення до диска буде зверненням до блоку інформації на диску;

Для позиціонування головки потрібен помітний час (порядку мілісекунди);

Шуканий сектор на диску може не опинитися під головкою після її встановлення, і потрібно чекати на його прихід.

Все це призводить до того, що виявляється набагато вигідніше утримувати в оперативній пам'яті (дисковій кеш-пам'яті) копію частини диска і звертатися на диск тільки в тому випадку, якщо потрібної інформації в кеш-пам'яті немає. Для обміну з кеш-пам'яттю, який у разі оперативної пам'яті, використовуються методи Write Through (WT) і Write Back (WB). Бо вінчестер - це блоково-

орієнтований пристрій (розмір блоку дорівнює 512 байт), дані передаються в кеш блоками. При заповненні кеш-пам'яті в неї переписуються не тільки необхідні в даний момент блоки, але і наступні за ними (метод "читання вперед", Read Ahead), подальше звернення до яких є найбільш ймовірним. Особливо ефективним є кешування при оптимізації жорсткого диска (його дефрагментації), коли кожен файл розташований у групі секторів, що йдуть один за одним. Як і у випадку кешування пам'яті, при кешуванні диска використовується механізм LRU, що дозволяє оновлювати ті блоки, до яких найдовше не було звернень. Кеш-пам'ять диска зазвичай розташовується на платі спеціального кеш-контролера дисководу, і його обсяг може досягати 16 Мбайт.

Для сполучення з комп'ютером дисководу для гнучких дисків (флоппі-дисків, дискет) зазвичай застосовується особливий інтерфейс SA-400, розроблений на початку 70-х років. Контролер приєднується до дисковода 34-провідним кабелем, причому до одного контролера зазвичай приєднується до двох дисководів (теоретично їх може бути чотири). На кожному накопичувачі, як правило, є чотири перемички DSO-DS3 (Drive Select) для вибору номера дисковода. Дані інтерфейсу передаються в послідовному коді в обох напрямках (по різних проводах). Швидкість передачі для дискет ємністю 1,44 Мбайт становить 500 Кбіт/с. Як і контролер жорстких дисків, контролер гнучких дисків сучасних комп'ютерахвстановлений на системній платі (для старих моделей комп'ютерів випускалися спеціальні плати розширення).

У нових комп'ютерах став стандартним дисковод на оптичних компакт-дисках (CD-ROM). На цих дисках інформація зберігається у вигляді зон з різними ступенями відбиття світла від поверхні диска. Замість безлічі концентричних доріжок на поверхні диска (як у магнітного диска, вінчестера), у разі компакт-диска застосовується лише одна спіральна доріжка. Для читання інформації використовується мініатюрний лазер. Диски мають діаметр 5 дюймів та стандартний об'єм 780 Мбайт. Швидкість обміну інформацією з компакт-дисками зараз становить від 2,4 Мбайт/с (для дисководів зі швидкістю 16х) до 3,6 Мбайт/с (для дисководів зі швидкістю 52х). Використовуються інтерфейси IDE та SCSI. На компакт-диск записуються не тільки дані, а й звук, а також зображення. Існують компакт-диски з можливістю одноразового запису або навіть багаторазового перезапису інформації з комп'ютера. Можливо, дисководи, які підтримують такі диски, незабаром увійдуть до стандартної комплектації. персонального комп'ютера. Правда, швидкість запису інформації на компакт-диски зазвичай істотно нижча за швидкість читання інформації.

Що таке HDD, жорсткий дискі вінчестер - ці слова є різними широко поширеними термінами одного й того самого пристрою, що входить до складу комп'ютера. У зв'язку з необхідністю зберігання інформації на комп'ютері з'явилися пристрої, зберігачі інформації як жорсткий диск та стали невід'ємною частиною персонального комп'ютера.

Раніше на перших обчислювальних машинахінформація зберігалася на перфострічках - це картонний папір із пробитими дірками, наступним кроком людини у розвиток комп'ютера з'явився магнітний запис, принцип роботи якого збережено у нинішніх жорстких дисках. На відміну від сьогоднішніх терабайтних HDD, інформація для збереження на них налічувала десятки кілобайт, це нікчемні розміри в порівнянні з сьогоднішньою інформацією.

Для чого потрібний HDD та його функціонал

Жорсткий диск- це постійний пристрій комп'ютера, тобто, його основна функція - довготривале зберігання даних. HDD на відміну від оперативної пам'яті не вважається енергозалежною пам'яттю, тобто після відключення живлення від комп'ютера, а потім як наслідок і від жорсткого диска, Вся інформація, раніше збережена на цьому накопичувачі, обов'язково збережеться. Виходить, що жорсткий диск служить найкращим місцем на комп'ютері для зберігання особистої інформації: файли, фотографії, документи та відеозаписи, явно довго зберігатимуться саме на ньому, а збережену інформацію можна буде використовувати і надалі у своїх потребах.

ATA/PATA (IDE)- Цей паралельний інтерфейс служить не тільки для підключення жорстких дисків, але і пристроїв для читання оптичних дисків дисків . Ultra ATA є найпросунутішим представником стандарту та має можливу швидкість використання даних інформації до 133 мегабайт на секунду. Зазначений спосіб передачі даних вважається сильно застарілим і сьогодні використовуються в застарілих комп'ютерах, на сучасних системних платахроз'єму IDE вже знайти не вийде.

SATA (Serial ATA)- представляє собою послідовний інтерфейс, який став гарною заміною для застарілого PATA і на відміну від нього є можливість для підключення тільки одного пристрою, але на бюджетних системних платах, є кілька роз'ємів для підключення. Стандарт поділяється на ревізії, що мають різні швидкостіпередачі/обміну даних:

SATA має швидкість обміну даних можливу до 150 Мб/с. (1.2 Гбіт/с);
SATA rev. 2.0 - у даної ревізії швидкість обміну даними порівняно з першим інтерфейсом SATA зросла в 2 рази до 300 МБ/с (2,4 Гбіт/с);
SATA rev. 3.0 - обмін даних у ревізії став ще вищим до 6 Гбіт/с (600 МБ/с).

Всі описані вище інтерфейси підключення сімейства SATA взаємозамінні, але підключивши, наприклад, жорсткий диск з інтерфейсом SATA 2 в роз'єм материнської плати SATA, обмін даних з жорстким диском буде проходитиме на основі найстаршої ревізії, в даному випадку SATA ревізії 1.0.