– накопители на магнитооптических дисках (НМОД) и др.
2.4.3.2 Накопители на гибких магнитных дисках
На гибком магнитном диске (дискете) магнитный слой наносится на гибкую основу. Используемые в ПК ГМД имеют формат 5,25 и 3,5 дюйма, емкость ГМД колеблется в пределах от 180 кбайт до 2,88 Мбайт.
ГМД диаметром 5,25 дюйма помещается в плотный гибкий конверт, а диаметром 3,5 дюйма – в пластмассовую кассету для защиты от пыли и механических повреждений.
Конструктивно диск диаметром 133 мм изготовляется из гибкого пластика (лавсана), покрытого износоустойчивым ферролаком, и помещается в футляр – конверт. Дискета имеет две прорези: центральное отверстие для соединения с дисководом и смещенное от центра небольшое отверстие (обычно скрытое футляром), определяющее радиус – вектор начала всех дорожек на ГМД. Футляр также имеет несколько прорезей: центральное отверстие, чуть больше чем отверстие на дискете, широкое окно для считывающих и записывающих магнитных головок и боковую прорезь в виде прямоугольника, закрытие которой, например липкой лентой, защищает дис-кету от записи и стирания информации.
Диск диаметром 89 мм имеет более жесткую конструкцию, более тщательно защищен от внешних воздействий и имеет примерно те же конструктивные элементы. Режим запрета записи на этих дисках устанавливается специальным переключателем, расположенным в одном из углов диска.
В последние годы появились диски с тефлоновым покрытием (Verbutim Data Life Plus), которое предохраняет магнитное покрытие и записанную информацию от грязи, пыли, воды, жира, отпечатков пальцев и даже от растворителей типа ацетона.
Возможная емкость 3,5-дюймового диска Data Life Plus – 2,88 Мбайт. Следует упомянуть и диски "Go anywhere", распространяемые у нас в стране под названием "Вездеход". Они также обладают стойкостью к различным внешним воздействиям: температуре, влажности, запыленности.
Основные характеристики некоторых типов НГМД приведены в таблице 2.5.
Таблица 2.5 Основные характеристики некоторых типов НГМД
| Параметр | Тип ГМД | ||||
| 133 мм (5,25 дюйма) | 89 мм(3,5 дюйма) | ||||
| Полная емкость, кбайтРабочая емкость, кбайт (после форматирования)Плотность записи, бит/ммПлотность дорожек, дорожек/ммЧисло дорожек на одной поверхности дискаЧисло поверхностей (сторон)Среднее время доступа, мсСкорость передачи, кбайт/сСкорость вращения, оборотов/минЧисло секторовЕмкость сектора дорожки, байт | 5003602311,9402805030009512 | 10007202333,88021005030009512 | 160012003803,880210080360015512 | 10007203435,3802658072009512 | 160014405585,380265150720018512 |
Каждый новый диск в начале работы с ним следует отформатировать.
Форматирование диска – это создание структуры записи информации на его поверхности: разметка дорожек, секторов, запись маркеров и другой служебной информации.
Возможный вариант форматирования зависит от типа диска (маркируемого на его конверте):
− SS/SD – односторонний диск (Single Sides) одинарной плотности (Single Density);
− SS/DD – односторонний диск двойной плотности ( Double Density);
− DS/SD – двухсторонний диск (Double Sides) одинарной плотности;
− DS/DD – двухсторонний диск двойной плотности;
− DS/HD – двухсторонний диск высокой плотности (Hign Den-sity), обеспечивающий максимальные емкости.
Программы дисковой операционной системы МS-DOS записывают в любой сектор информацию объемом не более 512 байт. Таким образом, общая емкость D любого диска, используемого DOC, составляет D = 512 ´ Nt ´ Ns´ 2 байт, где Nt – количество дорожек; Ns – количество секторов на дорожке; множитель 2 учитывает две поверхности диска.
Например, для широко распространенных дисков диаметром 133 мм для формата DS/DD Nt = 40, Ns = 9.
Емкость равна D = 512 ´ 40 ´ 9 ´ 2 = 360 ´ 1024 = к60 кбайт.
Для формата DSHD Nt = 80, Ns = 15 и емкость диска составляет
D = 512 ´ 80 ´ 15 ´ 2 = 1200 ´ 1024 = 1,2 Мбайт.
Для форматирования используется команда операционной системы MS-DOS: format <имя диска>.
Например: format A:\
2.4.3.3 Правила обращения с дисками
Необходимо соблюдать следующие правила пользования дисками:
− не сгибать, не прикасаться руками к магнитному покрытию;
− не подвергать воздействию магнитных полей;
− хранить в бумажном конверте при положительной температуре;
− надписи на приклеенной к диску этикетке следует делать без нажима карандашом;
− брать только за один угол защищенного конверта;
− не мыть;
− извлекать перед выключением ПК;
− вставлять диск в дисковод и вынимать его только тогда, когда не горит сигнальная лампочка включения дисковода.
2.4.3.4 Накопители на жестких магнитных дисках
Первый жесткий диск создан задолго до появления персональных компьютеров. Его разработала в 1957 г. фирма IBM для системы сохранения данных RAMDAC 350. Размер рабочих дисков был равен 24 дюймам, емкость накопителя составляла 5 Мбайт, стоила система более 30 тыс. долл. В качестве накопителей на жестких магнитных дисках (НЖМД) широкое распространение в ПК получили накопители типа "винчестер".
Термин "винчестер" возник из жаргонного названия первой модели жесткого диска для компьютеров PC XT емкостью 1 Мбайт (IBM, 1973 г.), имевшего 30 дорожек по 30 секторов, что случайно совпало с калибром 30/30 известного в то время многозарядного карабина фирмы Winchester.
Конструктивно в этих накопителях один или несколько жестких дисков, изготовленных из сплавов алюминия или керамики, покрытых ферролаком. Вместе с блоком магнитных головок считывания-записи они помещены в герметически закрытый корпус. Емкость этих накопителей благодаря чрезвычайно плотной записи достигает нескольких тысяч мегабайт. Быстродействие их также значительно более высокое, нежели у НГМД.
НЖМД весьма разнообразны. Диаметр дисков чаще всего 3,5 дюйма (89 мм), но есть и другие, в частности 5,25 дюйма (133 мм) и 1,8 дюйма (45 мм). Наиболее распространенная высота корпуса дисковода 25 мм у настольных ПК, 41 мм – у машин-серверов, 13 мм – у портативных ПК и др.
Объем возможной для хранения на НЖМД информации определяется количеством цилиндров (дорожек на рабочей поверхности), головок (рабочих поверхностей) и секторов.
Цилиндр – это совокупность дорожек, к которым возможно обращение без перемещения головок.
В современных НЖМД используется метод зонной записи. В этом случае все пространство диска делится на несколько зон. Во внешних зонах размещается больше данных, чем во внутренних. Это позволило увеличить емкость жестких дисков примерно на 30 %.
Для того чтобы получить на магнитном носителе структуру диска, включающую в себя дорожки и сектора, над ним должна быть выполнена процедура, называемая физическим, или низкоуровневым, форматированием (physical, или low – level formatting). В ходе выполнения этой процедуры контроллер записывает на носитель служебную информацию, определяющую разметку цилиндров диска на сектора и нумерующую их. Форматирование низкого уровня предусматривает и маркировку дефектных секторов для исключения обращения к ним в процессе эксплуатации диска.
Для разделения ЖМД на логические диски используется логическое форматирование утилитой FDISK.
Максимальная емкость и скорость передачи данных существенно зависят от интерфейса, используемого накопителем.
2.4.3.5 Накопители на оптических дисках
В последние годы все большее распространение получают накопители на оптических дисках (НОД). Благодаря маленьким размерам (используются компакт-диски диаметром 3,5 и 5,25 дюйма), большой емкости и надежности эти накопители становятся все более популярными.
Неперезаписываемые лазерно-оптические диски обычно называют компакт-дисками ПЗУ (Compact Disk – CD-ROM). Эти диски поставляются фирмой-изготовителем с уже записанной на них информацией (в частности, с программным обеспечением). Запись информации на них возможна только вне ПК в лабораторных условиях лазерным лучом большой мощности, который оставляет на активном слое CD след-дорожку с микроскопическими впадинами. Таким образом создается первичный "мастер-диск". Процесс массового тиражирования CD-ROM по "мастер-диску" выполняется путем литья под давлением. В оптическом дисководе ПК эта дорожка читается лазерным лучом существенно меньшей мощности.
CD-ROM ввиду чрезвычайно плотной записи информации имеют емкость от 250 Мбайт до 1,5 Гбайт, время доступа в разных оптических дисках также колеблется от 30 до 300 мс, скорость считывания информации от 150 до 1500 кбайт/с.
Основными достоинствами НОД являются:
– сменяемость и компактность носителей;
– большая информационная емкость;
– высокая надежность и долговечность CD и головок считывания/записи (до 50 лет);
– меньшая (по сравнению с НМД) чувствительность к загрязнениям и вибрациям;
– нечувствительность к электромагнитным полям.
2.4.3.6 Накопители на магнитной ленте
Накопители на магнитной ленте были первыми ВЗУ вычислительных машин. В универсальных ЭВМ широко использовались и используются накопители на бобинной магнитной ленте, а в персональных ЭВМ – накопители на кассетной магнитной ленте.
Кассеты с магнитной лентой (картриджи) весьма разнообразны: они отличаются как шириной применяемой магнитной ленты, так и конструкцией. Объемы хранимой на одной кассете информации постоянно растут. Так, емкость картриджей первого поколения, содержащих магнитную ленту длиной 120 м, шириной 3,81 мм с 2¸4 дорожками, не превышала 25 Мбайт. В конце 80-х гг. прошлого века появились картриджи с большей плотностью записи на ленте шириной четверть дюйма (стандарты QIC-40/80). Последние модели таких картриджей (стандарт QIC 3010¸3020) имеют емкость 340, 680 и даже 840¸1700 Мбайт и более. При сжатии данных может быть достигнута еще большая емкость, например, НКМЛ Conner CTD 8000 имеет емкость 8 Гбайт, Sony DDS – 2¸16 Гбайт при трансферте 250 кбайт/с.
Лентопротяжные механизмы для картриджей носят название стримеров. Это инерционные механизмы, требующие после каждой остановки небольшой перемотки ленты назад (перепозиционирования). Такое перепозиционирование увеличивает и без того большое время доступа к информации на ленте (десятки секунд), поэтому стримеры нашли применение в персональных компьютерах лишь резервного копирования и архивирования информации с жестких дисков и бытовых компьютерах для хранения пакетов игровых программ.