Дисковые накопители памяти

Внешние запоминающие устройства персональных компьютеров представляют собой дисковые накопители различной конструкции:

§ накопители на гибких магнитных дисках (НГМД)

§ накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) типа "винчестер";

§ накопители на оптических компакт-дисках CD-ROM (Compact disk Read Only Memory - компакт диск с памятью только для чтения).

Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД). Дискеты (НГМД), их ещё обозначают (FDD, флоппи-диски, гибкие диски) в настоящее время используются как самое дешевое средство резервного копирования информации, а также для переноса данных с одного ПК на другие, в том числе с портативных на стационарные ПК.

Дискеты характеризуются диаметром и своей емкостью, то есть количеством информации в байтах, которую на них можно записать. В зависимости от диаметра их условно называют трехдюймовые и пятидюймовые, хотя действительный их диаметр составляет 3,5" (89 мм) и 5,25" (133 мм). Трехдюймовые дискеты имеют емкость 1,44 Мбайта, пятидюймовые - 360 Кбайт.

На системном блоке имеются ниши как для 5-дюймовых, так и для 3-дюймовых дисководов, хотя сейчас на практике используются только трехдюймовые дисководы, так как пятидюймовые дискеты считаются устаревшими.

Носитель информации в дискете представляет собой гибкий диск из лавсановой пленки, помещенный в корпус из твердого пластика. Единственное отверстие для доступа головок к носителю прикрыто металлической шторкой. В качестве запоминающей среды используются магнитные материалы - износоустойчивые ферролаки, которые наносятся на поверхность магнитного диска. Принцип записи информации на дискету — такой же, как и в магнитофоне, при непосредственном механическом контакте головки с магнитным слоем. Однако в отличие от магнитофона запись здесь осуществляется без высокочастотного подмагничивания путем перемагничивания материала носителя до насыщения.

В приводе дискеты имеются два двигателя: один обеспечивает стабильную скорость вращения вставленной в накопитель дискеты, а второй перемещает головки записи-чтения. Скорость вращения первого двигателя зависит от типа дискеты и составляет от 300 до 360 об/мин. Двигатель для перемещения головок в этих приводах всегда шаговый. С его помощью головки перемещаются по радиусу от края диска к его центру дискретными интервалами. В отличие от привода винчестера головки в данном устройстве не «парят» над поверхностью флоппи-диска, а касаются ее.

Дискеты бывают обычно двусторонними (Double Sided, DS). Плотность записи может быть различной: одинарной (Single Density, SD), двойной (Double Density, DD) и высокой (High Density, HD). Дискеты одинарной плотности морально устарели.

Двусторонние дискеты двойной плотности (DS/DD) имеют емкость 1,44 Мбайт), а двусторонние дискеты высокой плотности (DS/HD) - 2,88 Мбайта).

Дискеты могут быть форматированные и неформатированные. На дискетах предусмотрена возможность защиты от записи.

Наиболее распространены 3,5-дюймовые дискеты. Их магнитный диск помещен в прочный пластмассовый корпус. Зона контакта магнитных головок с поверхностью диска закрыта специальной шторкой (задвижкой), отодвигаемой только внутри накопителя. Скорость чтения/записи для 3,5-дюймового дисковода составляет около 63 Кбайт/с, среднее время поиска - порядка 80 мс.

Сейчас на рынке популярны дискеты Verbatim Data Life Plus. Они имеют тефлоновое покрытие, которое предохраняет магнитное покрытие и записанную на нем информацию от грязи, воды, пыли и жира и даже от растворителей типа ацетона. Емкость 3,5-дюймовых дискет составляет - 2,88 Мб. К аналогичным по качеству дискетам относятся дискеты "Gо anywhere", в свободном переводе - "Вездеход".

Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД). Накопители информации на жёстком диске (Hard Disk), они же винчестеры предназначены для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером: программ операционной системы, редакторов документов и самих документов. Свое название «жесткий» получил в отличие от носителей информации на гибких магнитных лентах и дисках а название "винчестер" он получил по названию города, в котором он был разработан.

Из всех устройств для хранения данных жесткие диски обеспечивают наиболее быстрый доступ к ним и высокую скорость считывания, уступая в этом отношении только оперативной памяти,

Скорость вращения двигателя для обычных моделей винчестеров может составлять от 3600 до 12000 об/мин.

Жесткий диск представляет собой герметичную металлическую коробку (рис. 49), внутри которой расположены до десятка дисков, нанизанных на общую ось. Сами диски представляют собой обработанные с высокой точностью керамические или алюминиевые пластины с магнитным покрытием — тонким слоем окиси железа или окиси хрома. Запись информации производится на ферролаковую пленку, нанесенную на обе стороны каждого диска. Соответственно, имеется необходимое количество магнитных головок. Емкость винчестеров, благодаря чрезвычайно высокой плотности записи, достигает нескольких десятков гигабайт, к тому же в системном блоке возможна установка нескольких жестких дисков.

Жесткие диски характеризуются: емкостью, быстродействием и интерфейсом.

Сейчас в компьютеры устанавливаются жесткие диски емкостью от 2,5 до 40 и более гигабайт (Гбайт).

Скорость работы диска характеризуется двумя показателями: временем доступа к данным на диске и скоростью чтения/записи данных на диске.

Типичное время доступа к данным на диске - 10-12 мс (миллисекунд). Более быстрые диски имеют время доступа около 7-8 мс.

Максимальная скорость передачи данных существенно зависит от интерфейса, используемого накопителем для связи с материнской платой. Обычно жесткие диски подключаются через интерфейс IDE. Этот интерфейс обеспечивает скорость передачи данных 5-10 Мбайт/с.

Интерфейс EIDE (Enhanced IDE) более современный он поддерживает одновременно до 4 винчестеров емкостью до 2500 Мбайт и скорость обмена до 66 Мбайт/с.

К более сложным дисковым интерфейсам относятся SCSI (Small Computer System Interface), SCSI-Fast Wide-2, Ultra-SCSI-2 и др. Интерфейсы SCSI поддерживают скорость обмена до 320 Мбайт/с. и позволяют подключать до 7 накопителей, в том числе и CD-ROM.

Производителями винчестеров являются следующие фирмы: IBM, Futjitsu, Western Digital (WD), Quantum, Seagate/

Накопители на оптических компакт-дисках. К накопителям на оптических компакт-дисках относятся диски CD-ROM, CD-R, CD-RW.

CD-ROM - (Compact Disk - Read Only Memory - память только для чтения на компакт-диске). Под аббревиатурой CD-ROM подразумевается устройство (дисковод) для считывания информации с компакт-диска. За счет очень плотной записи компакт диск может вмещать более 700 Мбайт информации. На диски записывают объемные программы: энциклопедии вместе с иллюстрациями, красочные игры с большим количеством эффектов, видеофильмы. С помощью дисковода можно прослушивать также музыкальные диски, особенно, если у компьютера есть звуковая карта. В CD-ROMґах есть выход на наушники или на акустические системы.

CD-ROMґы различаются по скорости передачи информации на обычные, с двойной, учетверенной, ушестеренной скоростью и т.д. Для обозначения скорости дисковода обычно указывают, во сколько раз дисковод вращает диск быстрее, чем дисководы для аудиокомпакт-дисков. Так дисководы одинарной скорости обеспечивают скорость чтения 150 Кбайт/с; двойной скорости - около 300 Кбайт/с; четырехкратной - 600 Кбайт/с и т.д. Современные 40-скоростные CD-ROMґы работают практически со скоростью винчестера.

В продажу поступают также пишущие дисководы и специальные диски к ним (CD-R). Перезаписывать однажды записанный (прожженный) диск уже нельзя.

Для многократной перезаписи используются диски CD-RW (ReWritable - перезаписываемый компакт-диск). Диски (CD-R) и CD-RW незаменимы для хранения и передачи больших объемов информации, т.е. для тех, кто занимается графикой, музыкой, видео.

Самыми популярными дисководами в России являются изделия с торговыми марками: Panasonic, Creative, Samsung, Hitachi, Pioneer, Teas, LG.

В последнее время возник новый стандарт на компакт-диски и дисководы к ним - DVD (Digital Video Disk - цифровой видеодиск). Емкость DVD составляет 3-5 Гбайт, то есть в 10 раз больше, чем на компакт диске. На таком диске можно записать полнометражный фильм с высококачественным изображением и многоканальным стереозвуком, десятки обычных аудио альбомов, а также огромные мультимедийные энциклопедии.

Перезаписываемый DVD носитель состоит из восьми различных слоев: нижней и верхней пластин из поликарбоната, двух диэлектрических слоев, между которыми находится слой данных, отражателя, клеевого слоя и этикетки.

У нижней пластины имеется - как и в грампластинках - направляющая бороздка - канавка. При считывании записи бороздка указывает путь лазеру по всему DVD диску.

Рабочий слой (слой данных) состоит из сплава Ag-In-Sb-Те (серебро-индий-сурьма-теллур), который под воздействием температуры может изменять своё состояние от аморфного (плохо отражающего) до кристаллического (хорошо отражающего).

При записи лазер разогревает точечное пространство на рабочем слое до температуры свыше точки плавления (500-700° С). При охлаждении расплав переходит в аморфное состояние. Если же слои данных разогреть только до температуры 200° С, то он снова принимает кристаллическое состояние. Лазер по разному воздействует на рабочий слой в зависимости от того,поступает на запись "1" или "0". При считывании, различая участки с разными коэффициентами отражения, лазерный луч считывает информацию бит за битом. Если же перевести весь слой данных в кристаллическое состояние, то вся информация (данные) будет стерта.

Оба диэлектрических слоя имеют особое назначение: они служат в качестве охлаждающего материала и предотвращают испарение. Благодаря такому хорошему отводу тепла после каждого импульса лазера устанавливается аморфное состояние, что очень важно для высокой скорости передачи данных

Для DVD промышленность выпускает следующие разновидности приводов:

DVD-ROM - предназначен только для воспроизведения аудио и видео информации. DVD-ROM встречаются в современных ноутбуках и компьютерах Brand Name. В отдельных литературных источниках аббревиатуру DVD расшифровывают как Digital Versatile Disk (Цифровой универсальный диск), поскольку дисководы DVD-ROM могут читать также CD-диски.

DVD-RW - позволяет не только читать но и многократно перезаписывать DVD.

DVD+RW - называют комбоприводом, так как он обеспечивает полную совместимость со всеми существующими CD- и DVD-плейрами, как бытовыми, так и компьютерными.

В качестве примера можно привести комбопривод фирмы Samsung, модель SM-332W.

Размеры привода стандартизованы и позволяют устанавливать их даже в малогабаритные корпуса. Привод при высоких скоростных показателях практически не шумит. Он позволяет читать и записывать как CD-, так и DVD-диски, имеет буфер емкостью 8 Мбайт. Время записи CD-R/CD-RW - 3,5/8 мин. Время записи аудио CD-R - 3 мин. Цена привода 105 долларов.

Дата добавления: 2015-09-02