|
|
|
|
Существует
очень много разных видов внешней памяти.
Рассмотрим некоторые из них. Жесткий
диск
Главным
образом, HDD различаются по способу
подключения, то есть интерфейсом. Наиболее
распространены дешевый IDE-интерфейс и более
совершенный и дорогой SCSI. Физическое
и логическое устройство жестких дисков
подобно дискетам. Используется круглая
пластина с нанесенным на нее магнитным
слоем. Отличие лишь в том, что эта пластина
делается из металла, обычно алюминия (отсюда
Hard Disk), и в большинстве случаев их в носителе
несколько, обычно две или три (больше
встречается сравнительно редко, а одна чаще
всего применяется в дисках для портативных
компьютеров), а также тем, что диск в
дополнение к непосредственно носителю
располагает блоком головок чтения/записи,
двигателем и управляющей электроникой, а
также небольшим кэш-буфером и некоторыми
другими компонентами. Все это помещено в
прочный корпус из металла. В
рабочем состоянии диски постоянно
вращаются. Так как скорость вращения
достаточно большая, то между магнитной
поверхностью и головками чтения/записи
образуется воздушная подушка, и они парят
над носителем (носителями) на расстоянии
0.00005-0.0001mm. Мнение, что внутри привода вакуум,
ошибочно хотя бы потому, что там, где вакуум,
конечно же, не может быть никаких воздушных
подушек. Когда HDD не работает, головки
находятся в специальной посадочной зоне (Landing
Zone), при этом они блокируются во избежание
различных повреждений как самих головок,
так и носителя. Логически
диск состоит из дорожек, секторов и
цилиндров. Дорожка - это окружность, вдоль
которой ведется чиение/запись. Для того
чтобы на дорожке можно было уместить больше
данных, она разбивается на сектора. Так как
обычно HDD имеет несколько поверхностей, то
чаще речь идет не о дорожках, а о цилиндрах,
то есть совокупности дорожек, одинаково
удаленных от центра (или края) диска.
Понятно, что на внешних дорожках можно
разместить больше секторов, чем на
внутренних. Но при обычной организации
структуры носителя это невозможно - все
дорожки должны содержать одинаковое
количество секторов, то есть много места
теряется впустую. Чтобы это устранить,
применяется метод секционирования записи (Zone
Bit Recording), то есть все пространство
поверхности(ей) делится на зоны, и в каждой
зоне применяется своя плотность записи. Дисководы
для гибких дисков (дискет)
Дисководы
для дискет появились, наверное, сразу же при
создании первого персонального компьютера
и достаточно долгое время оставались
единственным и поэтому стандартным
устройством для хранения информации на
сменных носителях.
LS-120
(Laser Servo)
Первоначально
такие носители появились достаточно давно
под названием Floptical. Как и следует из него,
технология изготовления этих дисков
является своего рода симбиозом магнитной и
оптической технологий и является аналогом
магнитооптической дисков. Довольно долгое
время к новому диску никто не проявлял
большого интереса в связи с его высокой
стоимостью и небольшой емкостью (не более
нескольких десятков Mb). Однако к настоящему
времени технология достигла значительного
развития и носители (а также устройства для
работы с ними) значительно подешевели, и
можно начинать говорить о ее массовом
распространении. Самым примечательным,
пожалуй, качеством LS-120 является то, что он
совместим с обычными магнитными дискетами (кстати,
и с виду он мало чем отличается от обычного
дисковода), что позволяет ему с полным
правом претендовать на место флоппика в
современных компьютерах. Емкость
дисководов LS-120 составляет 120 Mb (отсюда и
число в названии). Скорость чтения дисков
LS-120 составляет около 600 Kb/s (скорость чтения/записи
дискет, правда, осталась прежней) при
времени доступа 70 ms (все те же 80-85 ms для
дискет). Дисководы
фирмы Iomega
Iomega
Jaz появился на рынке сразу после Zip'а. Первые
модели емкостью 1 Gb имели лучшую
производительность, чем у Zip, но заметно
уступали моделям SyQuest Technology (смотрите чуть
дальше). В современных моделях скоростные
характиристики заметно подросли: пиковая
скорость достигла 20 Mb/s, а средняя скорость
передачи данных равна около 7.4 Mb/s. Емкость
увеличилась до 2 Gb при среднем времени
доступа 16 ms. В общем, такие параметры имели
жесткие диски трех- четырехлетней давности,
да и сегодня устройство может
посоревноваться в скорости с некоторыми
дешевыми ширпотребными дисками. Поэтому
среди скоростных накопителей большого
объема Jaz одним из лидеров. Как и все
сегодняшние носители, дисковод (и
соответственно диски) имеет форм-фактор
3.5". Используется внутреннее исполнение (попытка
прокачать через параллельный порт или
через шину USB 2 гигабайта мало кого может
привести в восторг, тем более этому не
особенно способствует большая скорость
чтения/записи диска), в основном со SCSI-интерфейсом
(с IDE встречается достаточно редко). В
комплекте поставляется хорошее програмное
обеспечение, что вообще характерно для
фирмы Iomega. Интересной особенностью
устройств (как Zip, так и Jaz) является
возможность защиты данных паролем. Конечно,
против серьезного взлома этот пароль не
устоит, но для защиты от ламеров вполне
сгодится. Вот только цена на Iomega Jaz (да и на
диски к нему) немного расстраивает - за
такие деньги можно купить дешевенький HDD,
причем даже большего объема, и скидывать
резервные копии или другую информацию на
него. А если нужно переносить данные, то
можно воспользоваться чем-нибудь вроде
мобильного шасси или, в крайнем случае,
просто вывинтить диск из корпуса и
обращаться с ним поаккуратнее. Поэтому
приводы Jaz используются гораздо реже, чем Zip. Магнитооптические
носители
Все
описанные нами носители использовали
магнитную технологию (за исключением
только LS-120), то есть физическим носителем
данных являлось магнитное поле,
создаваемое частицами магнитного покрытия.
Однако есть еще один способ записи на
сменный диск - магнитооптический (Magneto-Optical,
MO), который совмещает в себе надежность
оптической и дешевизну и простоту
магнитной технологий. В принципе, LS-120 и есть
магнитооптический привод, но под термином
MODD (MO Disk Drive) чаще понимают несколько
отличные устройства. Первые промышленные
образцы магнитооптических дисков создала
фирма Sony, которые появились на рынке в
середине 80-х годов. Принцип
действия магнитооптического диска в
следующем. При записи лазерный луч
нагревает часть поверхности диска, куда
должна произодится запись, до некоторой
точки, называемой физиками "точкой Кюри"
(Curi point). В этой точке (у большинства
применяемых материалов она составляет
около 200o C) резко падает магнитная
проницаемость вещества, и изменение
магнитного состояния его частиц может быть
произведено относительно небольшим
магнитным полем. Поле переводит все битовые
ячейки в одинаковое состояние, при этом
стирается вся информация, которая в них
хранилась (если хранилась). Затем
направление магнитного поля меняется на
противоположное, а лазер включается в
нужные моменты (то есть когда необходимо
изменить ориентацию частиц в битовой
ячейке), опять нагревая сплав до точки Кюри.
После этой операции сплав охлаждается, и
частицы его застывают в новом положении.
При чтении используется лазерный луч более
низкой мощности (примерно 25% от мощности
записывающего луча), отраженный от битовых
ячеек свет попадает на светочувствительный
элемент, который определяет направление
поляризации. В зависимости от этого
значения элемент посылает контроллеру
дисковода двоичный ноль или двоичную
единицу. Основное преимущество технологии
в том, что она обеспечивает очень высокую
степень надежности хранения данных, так как
диск в обычных условиях практически не
чувствителен даже к очень сильным
магнитным полям, а механической прочности
носителя тоже вполне достаточно (если,
конечно, не ломать его специально). Существует
несколько форматов магнитооптических
дисков: ·
Размером 3.5" ·
Размером 5" (сейчас не применяются)
·
2.5" диски MD Data, разработанные
фирмой Sony (редко где встречаются, в основном
используются в качестве мини-аудиодисков в
бытовой аппаратуре) ·
12" диски фирмы Maxell (давно устарели)
Оптические
диски
Стандартный диск состоит из трех слоев: подложка из поликарбоната, на которой отштампован рельеф диска, напыленное на нее отражающее покрытие из алюминия, золота, сеpебpа или другого отражающего материала, и два более тонких защитных слоев лака, на один из которых наносятся надписи и pисунки и прочее декоративное оформление. Информация записывается вдоль спиpальной доpожки, идущей от центpа к пеpифеpии, на котоpой pасположены битовые ячейки (питы). Инфоpмация составляется чередованием битов и пpомежутков между ними (то есть двоичными нулями и единицами). Емкость CD составляет 650 Mb. Для функционирования носителя на него также записывается довольно большой (примерно 8 Mb) объем служебной информации, поэтому полезная емкость CD равна приблизительно 640 Mb. Поэтому понятно, почему CD получили в свое время широчайшее распространение - в то время, когда они только появились, такой объем был просто огромным. Для сравнения: размер винчестеров в 500 Mb тогда считался очень даже приличным. Небольшим недостатком является невозможность записи на носитель (далее мы, правда, расскажем о технологиях, позволяющих это сделать, но стандартный диск все равно предназначен только для чтения), в связи с этим CD обычно именуют как CD-ROM (CD - Read Only Memory). Читается диск с помощью обыкновенного привода. Последние могут быть как и внутреннего, так и внешнего исполнения. Если дисковод внешний, то он, как правило оснащается собственной карточкой для подключения к РС (раньше были также приводы, подключающиеся к таким же не менее старым звуковым платам через специальный порт), однако сегодня все устройства только внутренние и могут иметь интерфейс либо IDE, либо SCSI. Магнитные
ленты
Вряд
ли сейчас можно встретить накопители на
магнитной ленте (стримеры), использующиеся
в компьютерах в качестве накопителя данных.
Однако это вовсе не означает, что стримеры
вымерли и считаются устаревшими
устройствами. Более того, в области
производства стримеров виден не меньший
прогресс, чем в области других накопителей.
Просто их назначение несколько другое -
стримеры применяются не для хранения, а для
архивирования больших объемов информации.
Картридж стримера нельзя использовать как
обычный сменный диск, архивацией (и только
архивацией или восстановлением) занимаются
специальные программы-архиваторы. То, что
ленточные накопители совсем даже не
устарели (некоторые по наивным
воспоминаниям о шкафах с бобинами с лентой
далекого прошлого склонны так полагать)
свидетельствует также тот факт, что эти
программы, как правило, и рассчитаны
исключительно на стримеры. Примером могут
послужить та же программа Microsoft Backup,
входящая в поставку Windows и Windows NT. Без
соответствующего программного обеспечения
не удастся
использовать свой стример. Ленточные
библиотеки
Помимо
обычных устройств, существуют также
библиотеки носителей. В зависимости от
предполагаемой области применения емкость
таких библиотек колеблется от нескольких
сотен Gb до 5-10 Tb и выше, а скорость передачи
данных может достигать десятков Mb/s (как у
хороших жестких дисков). Соответственно и
число носителей в библиотеке бывает
различно (до нескольких сотен). Как правило,
такие устройства оснащаются различными
дополнительными функциями, которые могут
понадобиться при работе с крупным сервером. |
|
|
Первый носитель,
использовавшийся в качестве постоянного
накопителя в IBM PC, имел по тем временам
колоссальную емкость - аж 10 Mb. Так
получилось, что обозначение одного из
дисков той серии (30/30) совпало с
обозначением популярной винтовки, и
жесткие диски по традиции часто называют
теперь "винчестерами". На сегодняшний
момент
Существует несколько
форматов дисководов. Сначала появились 360-килобайтные
5" дисководы, затем они были вытеснены
дисководами емкостью 1.2 Mb (они тоже обладали
форм-фактором 5"), которые были совместимы
с предыдущим стандартом, то есть могли
читать и форматировать старые дискеты
емкостью 360 Kb. Сейчас 5-дюймовые дисководы
очень сложно встретить даже в ну очень
старых компьютерах, гораздо чаще
используются 3.5" дисководы. Они тоже
бывают (точнее, были) двух емкостей: 720 Kb и 1.44
Mb. Есть также дисководы (и соответственно
дискеты) емкостью 2.88 Mb, но они встречаются
редко и не получили большого
распространения, потому что прочитать и тем
более записать 2.88 Mb дискету стандартные 1.44
Mb дисководы не в состоянии. Скорость чтения
дискеты не превышает 60 Kb/s при среднем
времени доступа 80 ms; в реальности эти
параметры несколько хуже (приведены
паспортные значения). Сегодня практически
все компьютеры, даже достаточно дорогие,
оснащаются дисководом для гибких дисков, но,
тем не менее, можно точно сказать, что скоро
ситуация изменится, так как в современных
спецификациях на РС не предусмотрено, чтобы
дискеты являлись средством хранения
информации.
Наиболее распространенным
устройством фирмы Iomega является дисковод
Iomega Zip. Модели Zip выпускаются внутренние (