Внешние запоминающие устройства
Устройства внешней памяти, или, иначе, внешние запоминающие устройства (ВЗУ), весьма разнообразны. Их можно классифицировать по целому ряду признаков: по виду носителя, по типу конструкции, по принципу записи и считывания информации, по методу доступа и т. д. При этом под носителем понимается материальный объект, способный хранить информацию.
Один из возможных вариантов классификации ВЗУ приведен на рис. 11.5.
В зависимости от типа носителя все ВЗУ можно подразделить на накопители на магнитной ленте и дисковые накопители.
Накопители на магнитной ленте, в свою очередь, бывают двух видов: накопители на бобинной ленте и накопители на кассетной ленте (стримеры). В ПК используются только стримеры.
Рис. 11.5. Классификация ВЗУ
Накопители на дисках более разнообразны (таблица 11.3):
□ накопители на гибких магнитных дисках (НГМД)— накопители на флоппи-дисках, или дискетах;
□ накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД)— винчестеры;
□ накопители на сменных жестких магнитных дисках, использующие эффект Бернулли;
□ накопители на флоптических дисках — floptical-накопители;
□ накопители сверхвысокой плотности записи (Very High Density) — VHD-на-копители;
□накопители на оптических компакт-дисках (Compact Disk ROM) — CD-ROM;
□накопители на оптических дисках с однократной записью и многократным чтением (Continuous Composite Write Once, Read Many) — CC WORM;
□накопители на магнитооптических дисках — НМОД;
□накопители на цифровых видеодисках (Digital Versatile Disk) — DVDи др.
Магнитные диски (МД) относятся к магнитным машинным носителям информации. В качестве запоминающей среды в них используются магнитные материалы со специальным свойством (прямоугольная петля гистерезиса), позволяющим фиксировать два направления намагниченности, которым ставятся в соответствие двоичные цифры 0 и 1.
Накопители на МД (НМД) являются наиболее распространенными внешними запоминающими устройствами в ПК. Они бывают жесткими и гибкими, сменными и встроенными в ПК. Все диски, и магнитные, и оптические, характеризуются своим диаметром, или, иначе, форм-фактором. Наибольшее распространение получили диски с форм-фактором 3,5 дюйма (89 мм). Но существуют диски и с форм-факторами 5,25 дюйма (133 мм), 2,5 дюйма (64 мм), 1,8 дюйма (45 мм) и др.
Информация на магнитные диски записывается и считывается магнитными головками вдоль концентрических окружностей — дорожек (треков). Количество дорожек на МД и их информационная емкость зависят от типа МД, конструкции накопителя на МД, качества магнитных головок и магнитного покрытия. Совокупность дорожек МД, находящихся на разных пластинах-дисках и на одинаковом расстоянии от его центра, называется цилиндром. При записи и чтении информации МД вращается вокруг своей оси, а механизм управления магнитной головкой подводит ее к дорожке, выбранной для записи или чтения информации. Устройство для чтения и записи информации на магнитном диске называется дисководом.
Таблица 11.3.Сравнительные характеристики дисковых накопителей
| Тип накопителя | Емкость, Мбайт | Время доступа1, мс | Трансфер2, Кбайт/с | Вид доступа |
| НГМД | 1,2; 1,44 | 65-100 | 55-150 | Чтение-запись |
| Жесткий диск | 1000-300000 | 5-30 | 500-60000 | Чтение-запись |
| Бернулли | 20-230 | 500-2000 | Чтение-запись | |
| Floptical | 20-120 | 100-1000 | Чтение-запись | |
| VHD | 120-240 | 200-1000 | Чтение-запись | |
| DVD | 4700-17 000 | 150-200 | Чтение-запись | |
| CD-ROM | 250-1500 | 50-300 | 150-3000 | Чтение |
| CD-RW | 120-1000 | 50-150 | 150-3000 | Чтение-запись |
| НМОД | 128-2600 | 50-150 | 300-6000 | Чтение-запись |
| Flash | 32-4000 | 10-4 | 512-80000 | Чтение-запись |
1 Время доступа — средний временной интервал, в течение которого накопитель находит требуемые данные.
2 Трансфер — скорость передачи данных при последовательном чтении. На рис. 11.6 показана логическая структура магнитного диска.
Рис. 11.6. Логическая структура магнитного диска
Кроме основной своей характеристики — информационной емкости — дисковые накопители характеризуются и двумя другими показателями:
□ временем доступа;
□ скоростью считывания последовательно расположенных байтов.
Время доступа (access time) к информации на диске, то есть время, которое дисковод тратит до начала чтения-записи данных, складывается из нескольких составляющих:
□ времени перемещения магнитной головки на нужную дорожку (seek time);
□ времени установки головки и затухания ее колебаний (setting time);
□ времени ожидания вращения (rotation latency) — ожидания момента, когда из-за вращения диска нужный сектор окажется под головкой.
Диски относятся к машинным носителям информации с прямым доступом. Понятие прямой доступ применительно к диску означает, что ПК может «обратиться» к дорожке, на которой начинается участок с искомой информацией или куда нужно записать новую информацию, непосредственно, где бы ни находилась головка записи-чтения накопителя. После доступа к информации происходит ее последовательное считывание — хорошие дисководы обеспечивают скорость считывания (transfer rate) 20 Мбайт/с и выше.
Рассматривая организацию данных на внешних носителях, следует различать физическую и логическую организацию. Физическая организация определяет правила размещения данных на внешних носителях, логическая — описывает взаимные связи между данными и способы доступа к ним. Поскольку при работе на компьютере пользователь практически взаимодействует только с файлами, необходимо подробнее познакомиться с организацией файловой системы.