Внешняя память
Внешняя память (ВЗУ) предназначена для длительного хранения программ и данных, и целостность её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер. В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором. Информация от ВЗУ к процессору и наоборот циркулирует примерно по следующей цепочке:
В состав внешней памяти компьютера входят:
· накопители на гибких магнитных дисках;
· накопители на жёстких магнитных дисках;
· накопители на компакт-дисках;
· накопители на магнитной ленте (стримеры) и др.
 Рис. 3.17. Системная плата компьютера класса Pentium
| 1 — Разъём под центральный процессор; 2 — Дополнительный кэш объёмом 256 Кбайт; 3 — Разъём под дополнительный кэш; 4 — Контроллеры внешних устройств; 5 — Разъёмы накопителей на жёстких магнитных дисках; 6 — Разъёмы под оперативную память, 4 планки; 7 — Коннектор (соединитель) клавиатуры и мыши; 8 — Микросхема, обслуживающая флоппи-дисковод, последовательные порты и параллельный порт; 9 — Разъёмы 32-битной шины (для видеокарты, карты Интернет и др.); 10 — Перезаписываемая BIOS (Flash-память); 11 — Мультимедийная шина; 12 — Разъёмы 16-битной шины. |
Накопитель представляет собой совокупность носителя данных и соответствующего привода. Привод – это объединение механизма чтения-записи с соответствующими электронными схемами управления. Его конструкция определяется принципом действия и видом носителя. Носитель – это физическая среда хранения информации.
Накопители на гибких магнитных дисках
Гибкий диск (floppy disk), или дискета, — носитель небольшого объема информации, представляющий собой гибкий пластиковый диск в защитной оболочке. Используется для переноса данных с одного компьютера на другой и для распространения программного обеспечения.
Дискета состоит из круглой полимерной подложки, покрытой с обеих сторон магнитным окислом и помещенной в пластиковую упаковку, на внутреннюю поверхность которой нанесено очищающее покрытие. В упаковке сделаны с двух сторон радиальные прорези, через которые головки считывания/записи накопителя получают доступ к диску.
Информация записывается по концентрическим дорожкам (трекам), которые делятся на секторы (рис. 3.18). Количество дорожек и секторов зависит от типа и формата дискеты. Сектор хранит минимальную порцию информации, которая может быть записана на диск или считана. Ёмкость сектора постоянна и составляет 512 байтов.
| Дискета (1) устанавливается в накопитель на гибких магнитных дисках (floppy-disk drive) (рис. 3.19), автоматически в нем фиксируется, после чего привод (2) раскручивается до частоты вращения 360 мин-1. В накопителе вращается сама дискета, магнитные головки (3), используемые для считывания и записи, остаются неподвижными. Они расположены на каретке (4), перемещаемой позиционирующим двигателем (5). Дискета вращается только при обращении к ней. Накопитель связан с процессором через контроллер гибких дисков. Форматирование – процесс записи на диск специальной управляющей информации, определяющей точки начала и конца отдельных секторов дискеты. Оно выполняется специальными программами. Стандартное форматирование дискет диаметром 3,5 дюйма (89 мм): ёмкость 1,44 Мбайт, число дорожек 80, количество секторов на дорожках 18. | 
Рис. 3.18. Поверхность
магнитного диска
|
Рис. 3.19. Схема привода НГМД
|
Накопители на жестких магнитных дисках
Накопитель на жёстких магнитных дисках (НЖМД, HDD — Hard Disk Drive) или винчестерский накопитель (рис. 3.20)— это наиболее массовое запоминающее устройство большой ёмкости, в котором носителями информации являются круглые алюминиевые пластины — платтеры, обе поверхности которых покрыты слоем магнитного материала. Используется для постоянного хранения информации — программ и данных.
| 1 — диск с магнитным слоем; 2 — механизм позиционирования; 3 — головки чтения-записи |
| Рис. 3.20. Устройство накопителя на жестком магнитном диске |
Рабочие поверхности платтеров разделены на кольцевые концентрические дорожки, а дорожки — на секторы. Головки считывания-записи вместе с их несущей конструкцией и дисками заключены в герметически закрытый корпус, называемый модулем данных. При установке модуля данных на дисковод он автоматически соединяется с системой, подкачивающей очищенный охлажденный воздух. При вращении платтера над ним образуется воздушный слой, который обеспечивает воздушную подушку для зависания головки на высоте 0,5 мкм над поверхностью диска.
Поскольку НЖМД состоит из нескольких платтеров, часто используется понятие цилиндра. Цилиндр – совокупность дорожек на пакете магнитных дисков с одинаковыми номерами.
Основными характеристиками НЖМД являются:
· информационная емкость;
· плотность записи;
· число дорожек;
· время доступа (в миллисекундах);
· наружные габариты.
НЖМД имеют очень большую ёмкость: от 10 до 1 Тбайт. У современных моделей скорость вращения шпинделя (вращающего вала) обычно составляет 7200 об/мин, среднее время поиска данных 9 мс, средняя скорость передачи данных до 60 Мбайт/с. В отличие от дискеты, жесткий диск вращается непрерывно. Все современные накопители снабжаются встроенным кэшем (обычно 2 Мбайта), который существенно повышает их производительность. Винчестерский накопитель связан с процессором через контроллер жесткого диска.