Внешние устройства

В рабочем  состоянии пакет дисков постоянно вращается в накопителе с угловой скоростью 255 рад/с (2400 об/мин). Для записи и считывания информации накопитель имеет десять магнитных головок: по одной головке на каждую рабочую поверхность. Магнитная головка состоит из универсальной головки (для записи и воспроизведения информации)  и головки стирания, размещенных в одном корпусе. Магнитные головки располагаются друг под другом и укреплены на каретке, которая может перемещать их в радиальном направлении по отношению к дискам. Каретка может фиксироваться в одном из 203 положений, располагая, таким образом, головки на одном из цилиндров. Запись и считывание информации в пределах одного цилиндра осуществляется без механического перемещения каретки с магнитными головками. Одновременно работает только одна головка из десяти. Она поразрядно записывает или считывает информацию на одной дорожке. Выбор дорожки в цилиндре осуществляется электронной коммутацией головки. Выбранная головка подключается к единому тракту записи - воспроизведения.

Головки   нумеруются  снизу вверх от 0 до 9. Таким образом, адрес каждой дорожки  в   пакете   определяется адресом   цилиндра и   номером головки.

В отличие  от накопителя на магнитных лентах в накопителях прямого доступа используется бесконтактный метод записи и считывания информации. Это обусловлено тем, что диски неэластичны и контакт их с головками может привести к механическому повреждению магнитного слоя дисков. С другой стороны, нежелательно жестко фиксировать головки в пространстве над поверхностями дисков, так как практически невозможно изготовить диски абсолютно плоскими, а, следовательно, из-за неровности их поверхностей при вращении дисков расстояние между головками и магнитным слоем постоянно изменялось бы. Это, во-первых, не позволяет обеспечить высокую плотность записи и, во-вторых, отражается на амплитуде считываемых сигналов. Компенсировать некоторые дефекты можно, используя в накопителях прямого доступа так называемых «плавающих» магнитных головок.

С уменьшением частоты  вращения дисков головки автоматически отводятся от поверхностей дисков на расстояние 0,4-1,5 мм и выводятся из пакета (в некоторых накопителях, не поднимаясь над поверхностью).

В накопителях прямого  доступа применяется двухчастотный последовательный способ записи информации с самосинхронизацией при воспроизведении. Способ этот состоит в том, что байты записывают последовательно бит за битом на одну дорожку. Во время записи в накопитель постоянно поступают синхронизирующие импульсы. Для записи единицы в интервале между СИ подается дополнительный импульс, при записи нуля дополнительный импульс отсутствует.

Таким образом, если записываются единицы, то частота  импульсов, поступающих в накопитель, удваивается по сравнению с частотой синхроимпульсов или, что то же самое, с частотой импульсов при записи нулей. Поэтому данный способ записи получил название двухчастотного.

Применение  в накопителях со сменными пакетами магнитных дисков двухчастотного способа  записи предусмотрено рекомендациями ИСО. Структура записи информации по дорожкам (адреса, наборы данных и др.).

Итак, мы познакомились с историей ВЗУ и переходим к современным и разрабатывающимся вариантам.

Накопитель на гибких магнитных дисках (НГМД - дисковод)

Это устройство использует в качестве носителя информации гибкие магнитные диски - дискеты, которые  могут быть 5-ти или 3-х дюймовыми. Дискета - это магнитный диск вроде пластинки, помещенный в картонный конверт. В зависимости от размера дискеты изменяется ее емкость в байтах. Если на стандартную дискету размером 5’25 дюйма помещается до 720 Кбайт информации, то на дискету 3’5 дюйма уже 1,44 Мбайта. Дискеты универсальны, подходят на любой компьютер того же класса оснащенный дисководом, могут служить для хранения, накопления, распространения и обработки информации. Дисковод - устройство параллельного доступа, поэтому все файлы одинаково легко доступны. Сейчас дискеты применяются в основном для резервирования небольших объемов данных и для распространения информации. Дискеты размером 5’25 дюйма морально устарели и используются редко. Наибольшим  распространением из накопителей на гибких магнитных дискахпользуется дискета 3’5 дюйма или флоппи-диски (floppy disk).

Диск покрывается  сверху специальным магнитным слоем, который обеспечивает хранение данных. Информация записывается с двух сторон диска по дорожкам, которые представляют собой концентрические окружности. Каждая дорожка разделяется на секторы. Плотность записи данных зависит от плотности нанесения дорожек на поверхность, т. е. числа дорожек на поверхности диска, а также от плотности записи информации вдоль дорожки.

Если при покупке на поверхность диска не нанесены дорожки и секторы, то его нужно подготовить для записи данных, отформатировать. Для этого в состав системного программного обеспечения включена специальная программа, которая производит форматирование диска.

К недостаткам относятся маленькая емкость, что делает практически невозможным долгосрочное хранение больших объемов информации, и не очень высокая надежность самих дискет.

Накопитель  на жестком магнитном диске (НЖМД - винчестер)

 Является логическим  продолжением развития технологии магнитного хранения информации. Появились несколько лет назад и уже завоевали огромную популярность благодаря своим многочисленным достоинствам:  
    - чрезвычайно большая емкость;  
    - простота и надежность использования;  
    - возможность обращаться к тысячам файлов одновременно;  
    - высокая скорость доступа к данным.  
    Из недостатков можно выделить лишь отсутствие съемных носителей информации, все данные записаны внутри винчестера на жестких магнитных дисках. (В настоящее время используются внешние винчестеры и системы резервного копирования с дисками по типу дискет). Емкости современных винчестеров поистине устрашающи: еще пять лет назад винчестер емкостью 100 Мбайт казался недостижимым идеалом, пределом заветных мечтаний - казалось, что и половины его пространства хватит на много лет работы. Но прошло пять лет, и такие винчестеры уже даже не выпускаются как морально устаревшие. Им на смену пришли новые, более быстрые, более вместительные аппараты. Винчестеры емкостью 850 Мб, 1.6, 2.1, 3.5, 4.3 Гигабайт давно ни кого не удивляют. А ведь существуют винчестеры в 1000 раз более емкие - речь идет о Терабайтах информации. Одного такого винчестера хватило бы, чтобы записать всю историю Древнего Мира.  
    Но пока они используются только в очень солидных организациях.

В компьютере предусмотрена  возможность с помощью специальной  системной программы условно  разбивать один диск на несколько. Такие  диски, которые не существуют как  отдельное физическое устройство, а  представляют лишь часть одного физического диска, называются логическими дисками. Логическим дискам присваиваются имена, в качестве которых используются буквы латинского алфавита [С:], [D:], [Е:], [F:] и т. д.

 

.

DVD

Отличия DVD от обычных CD-ROM

Самое основное отличие - это, естественно, объем записываемой информации. Если на обычный CD-диск можно записать 640 Мб (хотя в последнее время встречаются болванки и на 800 Мб, но далеко не все приводы смогут прочитать то, что записано на таком носителе), то на один DVD-диск влезет от 4,7 до 17 Гб.

В DVD используется лазер  с меньшей длиной волны, что позволило  существенно увеличить плотность  записи, а кроме того, DVD подразумевает  возможность двухслойной записи информации, то есть на поверхности  компакта находится один слой, поверх которого наносится еще один, полупрозрачный, и первый считывается сквозь второй параллельно. 
В самих носителях тоже отличий больше, чем кажется на первый взгляд.

Из-за того, что плотность  записи существенно возросла, а длина  волны стала меньше, изменились и  требования к защитному слою - для DVD он составляет 0,6 мм против 1,2 мм у обычных CD. Естественно, что диск такой толщины будет значительно более хрупким, по сравнению с классической болванкой.

Поэтому еще 0,6 мм обычно заливаются пластиком с двух сторон, чтобы получились те же 1,2 мм. Но самый главный бонус такого защитного слоя в том, что благодаря его малому размеру на одном компакте стало возможным записывать информацию с двух сторон, то есть удваивать его емкость, при этом оставляя размеры практически прежними.

Емкость DVD

Существует пять разновидностей DVD-дисков: 
1. DVD5 - однослойный односторонний диск, 4,7 Гб, или два часа видео; 
2. DVD9 - двухслойный односторонний диск, 8,5 Гб, или четыре часа видео; 
3. DVD10 - однослойный двухсторонний диск, 9,4 Гб, или 4,5 часа видео; 
4. DVD14 - двухсторонний диск, два слоя на одной и один на другой стороне, 13,24 Гб, или 6,5 часов видео; 
5. DVD18 - двухслойный двухсторонний диск, 17 Гб, или более восьми часов видео. 
Последний вариант, DVD18, из-за слишком дорогой и сложной технологии производства в природе встречается очень редко. Самые популярные стандарты - DVD5 и DVD9.

Другие устройства накопления и хранения информации

кроме вышеперечисленных  основных устройств накопления и  хранения информации существуют некоторые  другие, по разным причинам менее популярные. К таким устройствам относятся:  
    - магнитооптические диски;  
    - бернулли-диски;  
    - устройства резервирования данных;  
    - некоторые другие устройства.  
    Все эти устройства имеют разные емкости, скорости доступа к информации, свои минусы и плюсы, а также разную цену. У них есть свои ограничения, но есть и несомненные достоинства. Одно у них всех есть общее - эти устройства были созданы для хранения, накопления и резервирования данных.

Теперь о некоторых  из них подробнее:

Портативные USB-накопители

Быстрорастущий  рынок портативных жестких дисков, предназначенных для транспортировки больших объемов данных, привлек к себе внимание одного из самых крупных производителей винчестеров. Компания Western Digital объявила о выпуске сразу двух моделей устройств под названием WD Passport Portable Drive. В продажу поступили варианты емкостью 40 и 80 Гб. Портативные устройства WD Passport Portable Drive основаны на 2,5-дюймовых HDD WD Scorpio EIDE. Они упакованы в прочный корпус, оборудованы поддержкой технологии Data Lifeguard, и не нуждаются в дополнительном источнике питания (питание через USB). Производитель отмечает, что накопители не греются, работают тихо и потребляют мало энергии. К тому же, цены на WD Passport Portable Drive установлены вполне демократические. Так модель емкостью 40Гб обойдется в $200, ну а за вдвое большую емкость придется заплатить $250. Прекрасная альтернатива продукции ZiV.

USB Flash Drive

Новый тип внешнего носителя информации для компьютера, появившийся благодаря широкому распространению интерфейса USB(универсальной  шины) и преимуществам микросхем Flash памяти. Достаточно большая емкость при небольших размерах, энергонезависимость, высокая скорость передачи информации, защищённость от механических и электромагнитных воздействий, возможность использования на любом компьютере - всё это позволило USB Flash Drive заменить или успешно конкурировать со всеми существовавшими ранее носителями информации.

ВЗУ для мобильных телефонов.

Объемы памяти, которые принято оснащать мобильные  телефоны, постоянно растут. Растут и требования, которые к этой памяти предъявляются. Она должна быть миниатюрной, экономичной, быстрой, недорогой.… Всем понятно, какой она должна быть. Вот только есть ли она? В компании NEC уверены, что есть. Это чипы псевдостатической памяти произвольного доступа PSRAM (Pseudo Static Random Access Memory), совместимой со спецификациями Mobile RAM (COSMORAM) Rev.3, принятыми для мобильного рынка такими компаниями как Toshiba, Fujitsu, ну и, само собой, той же NEC. Именно ее инженерам удалось создать микросхемы PSRAM емкостью 128 Мбит, работающие на частоте 83 МГц при рабочем напряжении 1,8 В. Заводская кодировка - microPD46128953. Сейчас разработка находится в стадии испытаний сэмплов, однако уже в марте будущего года NEC планирует наладить массовое производство и изготавливать более миллиона чипов в месяц. Цена одной микросхемы составит примерно $15.

 
    И напоследок прогноз - анонс: уже совсем скоро на рынке устройств хранения информации появится новинка - это будет устройство для накопления информации на специальных дисках наподобие CD. Они будут поддерживать стандарт DVD и иметь емкость 4.72 Гигабайта, причем на них можно будет и записывать информацию и естественно считывать не один раз. Эта разработка совершит переворот в теории хранения и накопления информации. Это время уже совсем близко.

 

Литература:

 

1. Альянах И. Н. “Внешние запоминающие устройства” 1979г.
2. Шевкопляс Б. В. “Микропроцессорные структуры” 1990г.
3. Лебедев О. Н. “Микросхемы памяти и их применение” 1990г.
4. Богумирский Б.C. “Справочное руководство по windows” 1999г.
5. Леонтьев В.П. “Новейшая энциклопедия ПК” 2003г.
6. “Основы современных технологий” уч. пособие под ред. Хоманенко А.Д. Гофмана В.Э. Мальцевой П.Б. 1998г.
7. Куликова Е.В. Вовк Е.Г. “Самоучитель работы на компьютере” 1997г.
8. Журнал “Хакер” №10(70) за окт. 2004г.
9. Журнал “PC- магазин” за авг. 2003г.
10. www.cdrinfo.com
11. www.abit-usa.com
12. www.extremetech.com
13. www.digitimes.com
14. www.wdc.com
15. www.gembird.com