Внешние запоминающие устройства
В качестве внешних запоминающих устройств в ПК используются накопители на гибких дисках (дискетах), накопители на жестких дисках (Hard Drive, или HD), которые называют также винчестер, накопители на оптических и магнитооптических дисках, стриммеры и другие виды устройств. Дискеты. Гибкие диски позволяют переносить документы и программы с одного компьютера на другой, хранить информацию, не используемую постоянно на компьютере, делать архивные копии данных, содержащихся на жестком диске. Прототип гибкого магнитного диска увидел свет еще в начале 50-х годов XX в. Изобретение принадлежит японскому ученому Йосиро Накамацу. В то время оно не вызвало интереса, и только в 1971 г. инженер Алан Шугарт из IBM разработал первую серийную 8-дюймовую дискету для компьютера. В 1976 г. компанией Shugart Associates выпущен первый дисковод для дискет 5,25 дюйма, а в 1982 г. Sony представила диск 3,5 дюйма и соответствующий привод. Эти дискеты получили наибольшее распространение в современных ПК. Их емкость — 1,44 Мб (обозначаются они как High Density, HD). Совсем не используются дискеты диаметром 5,25 дюйма (133 мм), емкостью 1,2 Мб (Double Side/ High Density, DS/HD). Были разработаны также дискеты, имеющие емкость 2 и 2,8 Мб, которые, правда, не нашли широкого распространения. В 1996 г. появились флоппи-диски емкостью 120 Мб, однако в настоящее время они практически не используются. В начале 2001 г. компания Iomega анонсировала новые накопители со сменными носителями, получившие название Iomega Peerless. Устройства поддерживают носители емкостью 5, 10 и 20 Гб. Головки чтения записи встраиваются непосредственно в сменные Диски. Мобильный накопитель ZIY выпустила корпорация Hyundai в мае 2001 г. ZIV имеет размеры 12x7x1 см и способен хранить 10, 15 и 20 Гб. Устройство подключается к порту USB. 1 Мб ZIV стоит Дешевле, чем 1 Мб flash памяти. Оптические диски. Основными достоинствами накопителей на оптических дисках являются: высокая плотность записи информации; универсальность, т.е. пригодность для хранения информации, записанной в различной форме; возможность быст-Р°и перезаписи огромных объемов информации и надежность Длительного хранения дисков; низкая удельная стоимость на байт информации. Выпускаются два типа накопителей на оптических дисках: на компакт-дисках постоянной памяти (CD-ROM) и на перезаписываемых оптических дисках (CD-R). CD-ROM по формату напоминает звуковой компакт-диск, его емкость при стандартном диаметре 130 мм составляет 540 Мб и более. Накопители на оптических дисках могут содержать различные руководства и учебники, эталонные копии программного обеспечения и другую неизменяемую информацию. Вместо хранения более 500 млн алфавитно-цифровых знаков накопитель может содержать до 20 000 страниц графических данных или 3600 цветных телевизионных кадров. Помимо накопителей на оптических дисках постоянной памяти имеются компактные накопители на дисках с записью диаметром 133 мм. В таких дисках данные могут быть записаны непосредственно пользователем. В последнее время появились недорогие устройства для записи информации на компакт-диски (CD-R). В октябре 2001 г. большинство производителей CD-RW дисководов осуществили переход с 16-й на 20-ю или 24-ю скорости. Некоторые фирмы заявили о своей готовности поставлять 32х CD-RW дисководы. Такие устройства можно использовать для резервного копирования информации. В 1996 г. началось производство устройств для работы с дисками стандарта цифровых видеодисков (DVD-ROM). Конструкция дисков такова, что она позволяет производить запись на обе стороны диска. Вместимость одной стороны диска составляет 4,7 Гб, а емкость двустороннего двухслойного диска — 17 Гб. Для сжатия данных в устройствах этого типа используется алгоритм MPEG2. Максимальная скорость передачи данных, достижимая устройствами DVD, составляет 10 Мбит/с. На выставке, прошедшей в октябре 2001 г. в Японии, компания СЕАТЕС Matsushita Electric Industrial впервые представила оптический дисковод нового поколения на основе DVD. Емкость диска составляет 25 Гб на каждую сторону, что позволяет записать до 150 мин качественного HDTV видео. Компания Matsushita начала производство дисковода в 2003 г. Во второй половине 2002 г. японская компания OptWare начала выпуск оптического диска, способного хранить более 1 Тб данных. Таких результатов удалось добиться за счет применения го-лографической технологии чтения/записи. Стриммер — это устройство для сохранения всей информации, находящейся на жестком диске. Стриммер записывает информацию на кассеты с магнитной лентой. Преимущество стриммеров в низкой стоимости хранения данных. Сейчас она все еще меньше, чем при хранении на перезаписываемых компакт-дисках (CD-RW) или магнитооптических дисках (МО). Имеется большое разнообразие стриммерных картриджей, но них обычно выделяют три разновидности: QIC, DDS 4 и 8 мм. И3 В формате QIC используются лента шириной 0,25 дюйма и кар- иджи размеров 3,5 и 5,25 дюйма. Устройства QIC 5,25 являются Тпофессиональными, их обычно применяют на рабочих станциях. Устройства QIC 3,5 выпускаются несколькими фирмами. Фирма Sony в 1993 г. разработала формат QIC-Wide с лентой шириной 8 мМ и емкостью до 2,5 Гб. В 1994 г. компания ЗМ разработала новый формат Travan, а в 1995 г. фирмы Gegatek и Verbatim-формат — ЕХТга. Сейчас существует пять типов картриджей Sony, шесть типов картриджей Travan и шесть ЕХТга. Их емкость от 60—120 Мб до 12 Гб. Несколько лет назад появились два новых стандарта — картриджи «винтового сканирования» DDS и 8 мм. Они разработаны фирмой Sony. Кассеты DDS вмещают без сжатия 8 Гб, а кассеты 8 мм — 20 Гб. На выставке СеВ1Т'99 корпорация Seagate продемонстрировала ленточный накопитель Scorpion 40, обеспечивающий хранение до 40 Гб данных на одном картридже. Исследовательской лаборатории корпорации Sony удалось в начале 2001 г. совершить прорыв в области создания устройств хранения данных на магнитных лентах. Емкость новых кассет резервного копирования достигает 1 Тб. Новые ленты обеспечивают запись информации с плотностью 6,5 Гбайт на квадратный дюйм. Однако выпуск соответствующего оборудования удастся наладить только через несколько лет. Жесткие диски. Накопители на жестких дисках (HD) предназначены для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером, программ операционной системы, постоянно применяемых пакетов, редакторов, документов и т.д. Без жесткого диска в настоящее время невозможна работа с компьютером. Типовой винчестер состоит из двух компонентов: гермоблока и платы с электронными элементами. В гермоблоке размещаются все механические компоненты, а на плате с электронными элементами — устройства управления и контроля. В гермоблоке установлен шпиндель с одним или несколькими дисками. Диски изготовляются из алюминия, керамики или стекла и покрыты тонким слоем окиси хрома, которая имеет существенно большую износостойкость, чем покрытие на основе окиси железа, которую использо-вали в ранних моделях. Двигатель, вращающий диски, включается ПРИ подаче питания на диск, расположен он под дисками или встроек в шпиндель. Частота вращения измеряется в оборотах в минуту N: 4500, 5400, 7200, 10 000, 12 000 или 15 000. Чем выше скорость вращения, тем, во-первых, выше скорость Тения с поверхности диска, во-вторых, меньше время доступа к нУЖной информации. Принцип действия магнитной памяти основан на сохранении в течение длительного времени группой близлежащих магнитных элементов одинаковой ориентации, поддерживаемой за счет их суммарного магнитного поля. Начальная ориентация элементов достигается за счет воздействия магнитного поля записывающей головки. При считывании в обмотку головки подается ток, который усиливается при прохождении над участком элементов, ориентированных в направлении тока подмагничивания, и ослабляется при прохождении головки над участком элементов, ориентированных в противоположном направлении. Схемными средствами можно устойчиво фиксировать величину тока в обмотке считывающей головки на границе участков элементов с различной ориентацией. Поэтому записываемые на магнитный носитель двоичные данные модулируются так, чтобы по изменениям намагниченности можно было восстановить двоичный код, произведя при этом минимальное число переключений. В магнитной памяти используются два основных типа модуляции: MFM-модуляция (Modified Frequency Modulation); RLL-мо-дуляция (Run Length Limited). В случае использования MFM-модуляции перемагничивание осуществляется только при записи «единицы» или на границе между смежными записываемыми битами, если последние равны нулю. RLL-модуляция основана на использовании кодовых групп переменной длины. При RLL-модуляции достигается вдвое большая плотность хранения информации по сравнению с MFM-mo-дуляцией. Последняя используется в основном в накопителях на гибких магнитных дисках (НГД). Операции модуляции и демодуляции выполняются контроллером. Основными показателями качества накопителей на магнитных дисках является их емкость и время доступа. Емкость магнитного диска зависит от продольной плотности (определяемой числом намагничиваний на одном миллиметре) и от поперечной плотности, или числа цилиндров (приходящихся на один миллиметр). Продольная плотность главным образом зависит от расстояния между головкой и поверхностью магнитного носителя. В накопителях на жестких дисках (НЖД) это расстояние составляет 3 —10 мк (в НГД оно значительно больше). Кроме того, продольная плотность зависит от толщины слоя магнитного материала (обычно составляющей 1 — 4 мк) и его свойств. Поперечная плотность магнитной записи тесно связана с конструкцией механизма позиционирования головок на дорожках. Кроме того, этим механизмом практически определяется и время доступа к данным, поскольку основные затраты времени при операциях записи/считывания приходятся именно на механическое перемещение головок на заданную дорожку. НЖД выполнены в виде пакета дисков, которых насчитывается от 1 до 10; при этом каждая поверхность обслуживается своей го- ловкой. В большинстве моделей не допускается раздельное позиционирование головок каждой из поверхностей. Сами диски выполнены из алюминиевых сплавов или стеклокерамики. Диаметры жестких дисков могут быть разными: 12/305, 5/127, 3,74/95, 2,5/64, 1,34/34 и 1,125/29 дюйма/мм. В ПК чаще всего используются диски диаметром 3,74 и 2,5 дюйма. Скорость вращения дисков составляет от 3600 до 15 000 об/мин. Важным понятием, характеризующим жесткие диски, является «цилиндр». Цилиндр — это совокупность дорожек на всех пластинах, равноудаленных от их краев. Например, на жестком диске установлены две пластины. На них располагаются четыре рабочих поверхности. На каждой поверхности имеется нулевая дорожка. Четыре нулевых дорожки жесткого диска образуют нулевой цилиндр. Ближе к центру располагается первый цилиндр, еще ближе второй и т.д. При записи данных на винчестер сначала происходит заполнение цилиндра, находящегося ближе к краям пластин, затем головки движутся дальше и заполняют следующий цилиндр. Таким образом, происходит одновременная работа со всеми пластинами. Это существенно ускоряет процесс записи информации. При работе блок магнитных головок вначале перемещается к нужной дорожке (цилиндру). После небольшого интервала ожидания, пока вращающиеся пластины не повернутся настолько, чтобы нужные сектора оказались под магнитными головками, начинается процесс чтения/записи. Считанная информация поступает в кэш-буфер жесткого диска и передается процессору. Причем кэш-буфер в продолжении всего цикла передачи сохраняет копию этого информационного сообщения. В случае выявления ошибок в переданном сообщении (путем проверки на четность или нечетность и т.п.) и повторного запроса процесса оно поступает в ОЗУ уже из кэш-памяти, что намного ускоряет обмен данными и повышает общую производительность системы. Информация из кэш-памяти считывается контроллером отдельными пакетами. Величина пакетов, способ их кодировки, скорость и последовательность передачи определяются используемыми в данном случае режимами. Непосредственное управление механизмами дисковода выполняется контроллером диска. Он представляет собой специализированную карту и содержит следующие узлы:
причем наиболее распространенными из них являются SCSI (Small Computer Standard Interface) и EIDE (Enhanced Integrated Drive Electronics), именуемый еще AT Attachment (ATA)), а также их модернизированные варианты. Выбор типа интерфейса дисковой подсистемы обычно связан с тем, какова ожидаемая стоимость системы в целом. По своим техническим возможностям SCSI имеет превосходство над EIDE, но последний реализован на большинстве материнских плат и, таким образом, является «бесплатным». Для подключения же SCSI-устройства требуется дорогостоящий контроллер, который, как правило, не входит в стандартную поставку ПК. При сравнении НЖД по стоимости нетрудно заметить существенную разницу — опять-таки не в пользу SCSI. Можно сделать вывод, что EIDE приемлем для тех пользователей, чей бюджет явно ограничен, a SCSI необходим тем, кому важны технические преимущества SCSI-устройств.
Популярное: Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (565)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |