Сравнение различных типов накопителей информации. Накопитель данных

Накопители и носители информации.

Накопитель информации – устройство, осуществляющее чтение и/или запись информации.

Накопители информации бывают:

· внутренними и внешними:

· со съёмными и несъёмными носителями информации;

· стационарные и переносные.

Внутренние накопители находятся в системном блоке ПК и подключаются к специальным разъёмам на материнской плате.

Внешние и переносные накопители находится в собственном корпусе и подключается к компьютеру через стандартные порты ввода/вывода. Внешние накопители информации используются для резервного копирования и хранения информации, а также для транспортировки данных с одного компьютера на другой.

Носитель информации – это устройство, на котором непосредственно записана (хранится) информация, например, диск, кассета с магнитной лентой и т.д.

Накопитель и носитель информации могут быть выполнены в одном корпусе, т.е. составлять одно целое, например, жёсткий диск HDD (рис. 13).

Рис. 13. Накопитель на жёстком магнитном диске HDD

Накопитель может иметь съёмный носитель, например:

· у дисковода FDD съёмный носитель информации – дискета (Floppy -диск);

· у привода DVD - RW (рис. 14) съёмный носитель информации – DVD -диск.

Рис. 14. Дисковод DVD -RW

В некоторых случаях деление на накопитель и носитель условно. Например, внутренний накопитель информации оперативная память (RAM ) и переносной накопитель FLASH -карта являются одновременно и накопителем и носителем информации.

Основные накопители и носители информации

Главной характеристикой носителя (накопителя) является его ёмкость, т.е. максимальный объём информации, который может быть записан на данное устройство. Ёмкость накопителя измеряется в следующих единицах:

В последнее время floppy -диски и CD -диски устарели, в ближайшее время перестанут использоваться и активно вытесняются более ёмкими носителями FLASH -картами (рис. 15) и DVD -дисками.

Рис. 15.. FLASH -карта

Ёмкость основных носителей (накопителей).

выходят из употребления

CD- диск

650 Mb, 700 Mb

выходят из употребления

DVD- диск

4,7 Gb, 9 Gb

DVD -диски могут быть односторонними и двухсторонними, однослойными и двухслойными

FLASH- карта

256 Mb , 512 Mb ,

1 Gb , 2 Gb

Внутренние носители / накопители информации

Оперативная память RAM

512 Mb

1 Gb

стандарт для Windows XP

стандарт для Windows Vista

Жёсткий диск HDD

120 – 300 Gb

Типичная ёмкость ЖД современного ПК

Внешние накопители данных вошли как-то неожиданно в нашу жизнь. Можно сказать, скачком. В настоящее время люди высоко оценивают мобильность информации, а также скорость ее передачи. Именно поэтому внешний накопитель представляет собой очень ценное устройство, позволяющее быстро обменяться фильмами, играми и прочими файлами (надо отметить, даже немалого размера) между двумя компьютерными устройствами.

Общая информация

Вопрос, появившийся в связи с проблемой хранения данных пользователя, а также доступа к ним, достаточно актуален. Очень остро эта проблема стоит в семьях, где каждый старается выбить как можно больше пространства на компьютере именно для своих нужд. А внешний накопитель легко может стать решением таких проблем.

Оптимальными в настоящее время являются, конечно же, различные сетевые хранилища, которые во многих компаниях располагаются прямо внутри зданий. Вообще они имеют достаточно много преимуществ. Раньше для создания сетевого хранилища требовалась покупка отдельного компьютера, который бы играл эту роль. Сейчас же, с развитием беспроводных технологий, в этом отпала надобность. Достаточно ввести в дело беспроводной маршрутизатор - и проблема решена.

Современные модели выпускаются с поддержкой портов USB версии 3.0. А это тоже имеет вес, поскольку функциональные возможности значительно расширяются. Что придумать еще лучше, чем сетевой ресурс, находящийся дома, который при необходимости вполне реально забрать с собой в путешествие? И это устройство будет иметь настолько мобильные размеры, что не обременит своей переноской абсолютно никого!

В общем, внешний USB-накопитель станет решением сразу нескольких проблем. Модели жестких дисков внешнего типа различаются между собой характеристиками, и в этой статье мы разберем несколько устройств, ознакомимся с ними в целом и общем, разберемся с тем, какими преимуществами и недостатками они обладают. Делается это для того, чтобы любой желающий мог потом отправиться в магазин, и на основании прочитанного материала при необходимости подобрать для себя модель внешнего накопителя.

Итак, многие жесткие диски обладают в настоящее время интересным инновационным интерфейсом. Речь идет о портах USB 3.0. Они также обладают большим форм-фактором. Далее мы поговорим о том, есть ли смысл в приобретении подобных дисков, которые имеют достаточно большие размеры, требуют питания от внешнего источника.

ADATA HD 710

Этот внешний накопитель памяти выпускается в разных модификациях, которые различаются между собой объемом встроенной памяти. Речь идет о выделении 500 гигабайт, 1 терабайта, а также 2 терабайт. 500 ГБ, на наш взгляд, сейчас не хватит для активного использования жесткого диска. А вот 1, и тем более 2 ТБ станут отличным решением.

Выпускается этот внешний диск-накопитель сразу в трех цветовых решениях. Доступны следующие расцветки: синяя, желтая, черная. Все жесткие диски, относящиеся к данной серии, обладают ударопрочным и водонепроницаемым корпусом. Уложить кабель USB можно без всяких проблем в паз, который специально был закреплен вокруг дискового корпуса. Таким образом разработчики устройства решили проблему с удобством хранения кабеля. Длина его составляет порядка 30 сантиметров. А если быть точнее, то 31. Габариты достаточно усредненные: при своей массе в 220 грамм это внешний накопитель USB 3.0 имеет габариты 132 на 99 на 22 миллиметра.

Жесткий накопитель. Внешний жесткий диск HGST Touro Mobile MX3

Эта модель, как и ее предшественник, обладает сразу тремя модификациями, снабженными разным объемом встроенной долговременной памяти. Речь идет о вариациях объемом в 500 гигабайт, а также о моделях вместительностью 1 ТБ и 1,5 ТБ.

Среди недостатков стоит отметить отсутствие ножек, которые могли бы бороться с вибрацией жесткого диска при его работе. А вот использование матового пластика в качестве материала изготовления корпуса однозначно рассмотреть нельзя. USB-кабель никуда не укладывается. Он имеет длину в 43 сантиметра. Этот внешний жесткий диск в длину имеет 126 миллиметров, в ширину - 80, а в высоту - 15.

Seagate Expansion Portable

Все модели компании Seagate, которые относятся к серии портативных внешних жестких дисков Expansion, имеют один и тот же форм-фактор. Он равен 2,5’’. Модельный ряд серии располагает тремя накопителями памяти, которые имеют соответствующие объемы. Это, по стандарту, 500 гигабайт, 1 и 2 ТБ.

Как и у модели, которую мы рассматривали раньше, Seagate Expansion Portable не имеет ножек из резины. Корпус устройств серии изготавливается из матового пластика. Эти внешние накопители информации имеют USB-провод длиной в 44 сантиметра. Габариты жесткого диска - 122,3 миллиметра в длину, 81,1 миллиметр в ширину, 15,5 миллиметра в высоту. Масса накопителя - 170 грамм.

Seagate Expansion

Модели данной серии отличаются от своих предшественников не только объемом памяти, но и большим форм-фактором. Он составляет 3,5’’. Таким образом, модели автоматически увеличиваются в размерах, весе, а также требуют дополнительного источника питания. Корпус таких жестких дисков выполняется все из того же матового пластика. Чтобы бороться с вибрацией, которая возникает в ходе работы устройства, на его днище предусмотрено наличие четырех резиновых ножек. В модельном ряду данной серии можно заметить внешние жесткие накопители, объем встроенной памяти которых равен 1, 2, 3, 4 и 5 терабайтам.

Кабель вида USB 3.0 имеет длину в 118 сантиметров. Для работы жесткого диска потребуется специальный адаптер питания. Он работает при напряжении в 12 вольт, а также при силе тока в 1,5 ампера. В длину такой накопитель достигает 179,5 миллиметра. В ширину - 118 миллиметров, а его высота составляет 37,5 мм. При этом масса накопителя равна 940 граммам.

Silicon Power Armor A80

Внешние накопители этой серии обладают хорошим корпусом, защищенным от проникновения влаги, а также от механических повреждений. Выполняется внешняя поверхность жесткого диска из анодированного матового алюминия. Чтобы противостоять вибрации, возникающей при работе с накопителем, резиновых ножек не предусмотрено.

Модельный ряд состоит из дисков с тремя разными объемами памяти. Это 1 и 2 терабайта, а также 500 гигабайт. Модели серии немного отличаются от всех внешних накопителей, которые мы рассмотрели раньше. Дело в том, что в них имеется сразу два кабеля, которые предназначены для синхронизации устройства с персональным компьютером или ноутбуком. Первый кабель имеет длину в 79 сантиметров. Второй короче на 70 см. В корпусе есть торец, куда можно спрятать короткий провод. Также жесткие диски серии используют розетку типа USB 3.0 A. Все модели, которые были описаны ранее, используют USB 3.0 Micro-B. При массе в 270 грамм жесткие диски серии имеют размер 139,45 мм на 94 мм на 18,1 мм.

TOSHIBA Stor.E Basics

Корпус этой линейки внешних накопителей памяти изготавливается из матового пластика черного цвета. На дне гаджета расположено четыре ножки, что просто не может не радовать. Но вот что касается объема, то тут серия может угодить не всем пользователям. Максимальный объем долговременной памяти, который доступен в таких накопителях, равен 1 терабайту. Остальные две модификации серии имеют, соответственно, объемы 500 ГБ и 750 ГБ.

Кабель USB 3.0 не короткий, но и не длинный. Его протяженность - 52,5 сантиметра. Интересно то, что модели серии различаются между собой габаритами. Версия жесткого диска, который имеет вместительность 1 ТБ, представлена массой в 180 грамм и толщиной в 16,5 сантиметра. В то же время остальные модели будут потоньше и поменьше в плане веса: высота их составляет только 13,5 миллиметра, а масса - 150 грамм.

Transcend StoreJet 25H3

Внешние диски этой марки имеют корпус, который покрыт резиновым слоем. Таким образом, производитель побеспокоился о механической прочности, приспособив внешние жесткие диски данной серии к неожиданным механическим ударам и нагрузкам. Модели, выпускаемые в линейке, имеют объем памяти 500 гигабайт, а также 1 и 2 ТБ. Если говорить о цветовом решении, то жесткие диски серии выпускаются в фиолетово-черном оформлении, а также в синем цвете. Длина кабеля для синхронизации с ПК составляет порядка 45 сантиметров.

Отличительная черта, особенность данного модельного ряда заключается в том, что на корпусе имеется кнопка, служащая для быстрого повторного подключения. Она помогает активировать специальный режим. При этом нет надобности отсоединять и отключать жесткий диск, а затем снова синхронизировать его с компьютером. При своей массе в 216 грамм версии диска на 500 ГБ и 1 ТБ имеют следующие габариты: длина - 131,8 мм, ширина - 80,8 мм, а толщина - 19 миллиметров. Модель, которая рассчитана на 2 терабайта встроенной памяти, немного толще (24,5 мм) и весит чуть больше (284 грамма).

Western Digital My Passport Ultra

Как и почти все остальные модели, серийный ряд этого внешнего жесткого накопителя памяти выполнен из матового пластика черной расцветки. На дне имеются четыре ножки, которые спасут устройство от вибрации во время работы. Крышка жесткого диска, в зависимости от его модификации, может быть разного цвета. На данный момент доступен черный, синий, красный и металлический цвет.

Объем встроенной памяти стандартный: 500 гигабайт, 1 ТБ или 2 ТБ. USB-кабель никуда не складывается, его длина - 46 сантиметров. Для транспортировки предусмотрен специальный мешочек, сделанный из бархата. Масса (в зависимости от модели) варьируется от 130 до 230 грамм. Габаритные размеры также разнятся. Длина может составлять от 110 до 110,5 миллиметра, ширина - от 81,6 до 82 миллиметров. Это не так уж заметно, а вот то, как вырастает толщина жесткого диска с увеличением его объема памяти, видно достаточно хорошо. Она попадает в интервал от 12,8 до 20,9 миллиметра.

Накопитель данных - это устройство, на котором сохраняются все компьютерные данные. Кроме накопителя, это устройство называют жестким диском или винчестером. Жесткий диск от обычного «гибкого» диска или другими словами, дискеты, отличает то, что запись информации происходит на жесткие пластины, выполненные из алюминия или керамики, а сверху они покрываются ферримагнитным материалом. Жесткие диски оснащены одной или несколькими пластинами на оси.

Накопитель данных (HDD) имеет в своем составе герметичный блок и электронную плату. Герметичный блок заполняется обыкновенным, очищенным от пыли воздухом, путем атмосферного давления, и в его оснащение входят все механические части. В состав кинематики накопителя данных входит один или несколько магнитных дисков, которые жестким методом закрепляются к шпинделю двигателя, а также система, отвечающая за позиционирование магнитных головок. Магнитная головка занимает место на одной из сторон двигающегося магнитного диска и в ее функциональные обязанности входит осуществление чтения и записывания данных с вращающейся поверхности магнитного диска. Сами головки прикреплены специальными держателями, а их движение осуществляется при помощи системы позиционирования между краем и центром диска. Достигнуть точного позиционирования магнитных головок возможно посредством сервоинформации, записанной на диске. Система позиционирования, считывая эту информацию способна определить силу тока, пропускаемую через катушку электромагнитного провода для того, чтобы магнитная головка смогла зафиксироваться над необходимой дорожкой.

После того, как будет произведено включение питания, процессор винчестера (накопителя) начинает тестировать электронику, впоследствии чего выдается команда для того, чтобы осуществился процесс непосредственного включения шпиндельного двигателя. Как только завершится инициализация, происходит тестирование позиционной системы, во время которого происходит перебор дорожек, в заданной последовательности. В случае, если тестирование прошло хорошо, жесткий диск отправляет сигнал о том, что он готов к работе. Для повышения уровня надежности хранения компьютерной информации, жесткие диски (накопители) оснащены специальной микропрограммой, которая занимается отслеживанием технологических параметров, доступных для программы считывания и анализа. Если компьютеру грозит сбой, то при помощи этой программы пользователь своевременно узнает об этом.

Кроме этого, накопителем данных является и гибридный жесткий диск, который состоит из традиционного жесткого диска, оснащенного дополнительной флэш-памятью. Данная флэш-память совершенно энергонезависима и ей отводится роль буфера, в котором сохраняются данные, наиболее часто используемые. В результате деятельности этого устройства уменьшается доступ к магнитному диску, что соответственно приводит к снижению потребления электроэнергии. Также повышается и уровень надежности сохранения информации, уменьшается время, требуемое для загрузки и для вывода системы из состояния спящего режима, а также значительно понижается температура и акустический шум, который издает жесткий диск.

Устройство всех жестких дисков совершенно аналогично и из строя могут выйти совершенно все виды накопителей данных, поэтому, главное, что необходимо помнить каждому пользователю, что для того, чтобы жесткий диск был максимально надежен в использовании, его необходимо правильно эксплуатировать. А именно, защищать от перегрева, ударов, повышенной вибрации корпуса, частых включений или выключений. Кроме этого, не нужно использовать блок питания, который обладает низким качеством.

В большинство ноутбуков нельзя вставить второй жёсткий диск, да и основной поменять не всегда просто. На помощь приходят внешние накопители информации.

Для хранения, переноса и резервного копирования данных в компьютерных системах используются внешние накопители. Основными типами таких накопителей являются устройства на базе жёстких дисков и флэш-памяти. В ряде случаев в качестве таких накопителей применяются внешние приводы оптических дисков, однако поскольку в большинстве компьютеров имеются внутренние дисководы для чтения и записи CD, DVD или Blu-ray, такие приводы имеют ограниченное распространение и мы не будем здесь останавливаться на них (подробнее об оптических приводах читайте в отдельном материале).

Флэш-накопители

Благодаря снижению цен на флэш-память внешние накопители на её основе получают всё большее распространение. Типичный флэш-драйв - это небольшое, размером с одноразовую зажигалку, устройство, оснащённое встроенным разъёмом USB. При этом объём таких миниатюрных накопителей может варьироваться в весьма большом диапазоне: от одного до 128 Гбайт. На сегодняшний день самые популярные модели ёмкостью от 8 до 16 Гбайт можно приобрести за 500-900 рублей, чуть дороже оцениваются модификации в защищённых прорезиненных и герметичных алюминиевых корпусах. Как правило, флэшки на 8-16 гигабайт приобретают не для хранения и резервного копирования, а для оперативного переноса данных.

Существенно дороже флэш-накопители высокой ёмкости: модели на 64 Гбайта оцениваются уже примерно в 5000 рублей, а на 128 Гбайт - в 11000 рублей и выше. Нетрудно подсчитать, что стоимость гигабайта дискового пространства в таких накопителях примерно в полтора раза выше (от 85 рублей), чем в накопителях небольшой ёмкости. К тому же внешний мини-винчестер того же объёма обойдётся примерно в три раза дешевле., поэтому потребители отдают предпочтение именно им.

Внешние жёсткие диски

Оптимальным решением для хранения и резервного копирования больших объёмов данных вот уже на протяжении нескольких десятков лет остаются жёсткие диски. Современные винчестеры отличаются высокой надёжностью, большой ёмкостью и низкой стоимостью хранения данных: в лучших моделях она составляет от 3 до 4 рублей за гигабайт.

Внешние винчестеры можно разделить на четыре большие категории: накопители на основе 2,5-дюймовых дисков, накопители на базе 3,5-дюймовых дисков, мультимедийные накопители и NAS-системы.

Накопители на базе 2,5-дюймовых "ноутбучных" винчестеров самые миниатюрные: они считаются портативными и легко помещаются в карман рубашки. Однако по сравнению с 3,5-дюймовыми дисками у них значительно ниже скорости записи и чтения, ограничена ёмкость, а стоимость гигабайта хранения в полтора-два раза выше. Типичная для таких дисков скорость чтения - 35 Мбайт/с, записи - 30 Мбайт/с, у лучших моделей скорости чтения и записи могут достигать 50 Мбайт/с.

Объём 2,5-дюймовых внешних винчестеров - от 120 до 500 Гбайт, стоимость хранения гигабайта данных составляет, в среднем, от 8 до 12 рублей.

Как правило, 2,5-дюймовые винчестеры оснащаются интерфейсом USB 2.0, иногда eSATA и практически никогда не поддерживают FireWire, за исключением дисков под маркой ZIV. Во многих случаях для таких накопителей достаточно электропитания, подаваемого через шину USB.

Стоит также упомянуть модели на основе 1,8-дюймовых "субноутбучных" жёстких дисков, которые ещё миниатюрнее 2,5-дюймовых. Обычно ёмкость таких накопителей ограничена 120 Гбайтами и оснащаются они исключительно интерфейсом USB 2.0. В магазинах эти диски встречаются редко, обычно они раздаются на различных мероприятиях как сувениры.

Самая массовая и востребованная категория - внешние накопители на основе стандартных 3,5-дюймовых жёстких дисков. Они могут состоять из одного или двух винчестеров, размещённых в одном корпусе, причём в последнем случае обычно предусмотрена возможность организации RAID-массивов уровней 0 (объединение дисков) и 1 (зеркалирование).

Для накопителей на базе 3,5-дюймовых винчестеров типичны скорость чтения 70-90 Мбайт/с и скорость записи 60-80 Мбайт/с. У самых производительных моделей скорость чтения может достигать 120 Мбайт/с, а скорость записи - 110 Мбайт/с. Объём таких накопителей составляет обычно от 500 Гбайт до 2 Тбайт в одновинчестерных моделях и до 4 Тбайта - в двухвинчестерных. Стоимость хранения одного гигабайта, в среднем, от 4 до 8 рублей, у лучших моделей - от 3 до 4 рублей.

3,5-дюймовые внешние диски могут оснащаться полным набором самых разнообразных современных интерфейсов: помимо обязательного USB 2.0 в них устанавливаются контроллеры eSATA, FireWire 400 и FireWire 800, а также перспективный интерфейс USB 3.0.

Мультимедийные накопители - особая категория внешних винчестеров на основе 2,5- или 3,5-дюймовых жёстких дисков, которые снабжены встроенным декодером популярных аудио- и видеоформатов, а также программным медиаплеером с аппаратными органами управления. По сути, эти накопители представляют собой мультимедийные проигрыватели на базе жёсткого диска и обычно комплектуются пультом дистанционного управления.

Такие устройства можно напрямую подключать к телевизору и аудиосистеме и они будут выступать в роли автономного мультимедийного плеера, не связанного с компьютером. Для этого они оснащаются "бытовыми" видеоинтерфейсами (композитным, компонентным, HDMI), а также аналоговыми и цифровыми аудиовыходами. Во многих случаях в эти аппараты встраивается картридер, что позволяет напрямую воспроизводить мультимедийный контент со сменных флэш-карт. Встречаются модификации, рассчитанные исключительно на подключение сменных винчестеров, приобретаемых отдельно.

В стандартном арсенале мультимедийных накопителей - поддержка видеоформатов MPEG-1/2/4, DivX и XviD, аудиоформатов MP3, WAV, AAC, а также цифровых изображений JPEG. О возможности работы с другими форматами следует уточнять отдельно при выборе каждой конкретной модели.

При этом, разумеется, такие устройства можно использовать и в качестве обычных компьютерных внешних накопителей - обычно через интерфейсы USB 2.0 и eSATA.

Самый сложный и дорогой тип внешних накопителей - это системы NAS, то есть сетевые хранилища данных. Это внешние устройства с одним или несколькими 3,5-дюймовыми винчестерам, оснащённые сетевым интерфейсом Ethernet (у всех современных моделей - гигабитным) и обладающие функциональностью мини-сервера.

Накопители NAS - это сетевые компьютеры, основная функция которых заключается в предоставлении доступа к хранящимся в них данным для любого компьютера, входящего в состав локальной сети. При этом многие из таких устройств обладают расширенной функциональностью "настоящего" сервера, способного подключаться к интернету и осуществлять обмен данными по протоколам FTP и HTTP.

В некоторых NAS встроены мультимедийные серверы, позволяющие воспроизводить и транслировать хранящийся на винчестерах контент по локальной сети, а также серверы печати: подключённые к NAS принтеры будут доступны всем компьютерам, входящим в сеть. Многие модели оснащаются программным обеспечением для резервного копирования данных.

Однако наиболее востребованная функция, ради которой чаще всего приобретают или собирают NAS-накопители - это встроенный пиринговый клиент, благодаря которому можно загружать и скачивать файлы из сетей BitTorrent и eMule, не включая компьютер. Такие устройства способны работать в круглосуточном режиме, потребляя значительно меньше электроэнергии, чем полноценный ПК, и практически не издавая шума (впрочем, это зависит от конкретной конструкции).

Несмотря на то, что накопители NAS обычно построены на базе 3,5-дюймовых дисков, по скоростным показателям они нередко уступают даже 2,5-дюймовым внешним винчестерам. Производители делают ставку на надёжность, справедливо полагая, что низкая скорость доступа через локальную сеть делает бессмысленным использование дисков с высокими скоростными характеристиками. Разумеется, при прямом подключении к компьютеру через интерфейсы USB 2.0 или eSATA накопители демонстрируют вполне обычные для 3,5-дюймовых винчестеров показатели.

Цены на NAS-накопители варьируются в довольно широких пределах: предельно простые однодисковые модели без FTP/HTTP-сервера стоят примерно от 4000 рублей, а многофункциональные системы с поддержкой пяти винчестеров с "горячей заменой" могут обойтись более чем в 30 000 рублей. При этом за достаточно небольшие деньги можно самостоятельно собрать NAS из старого компьютера или из недорогих комплектующих для неттопов. Для такого "самосбора" часто используют специальную и совершенно бесплатную сборку операционной системы FreeBSD, носящую название FreeNAS. Это ПО позволяет настроить сетевое хранилище данных практически с любой необходимой функциональностью.

Введение

1. Магнитные накопители

1.1 Накопители на магнитных дисках

2. Виды магнитных носителей

2.1 Гибкие магнитные диски

3. Оптические технологии

3.1 Компакт-диски

3.2 Носители DVD

Заключение

Список литературы

магнитный носитель жесткий магнитный

Введение

Выпускаемые накопители информации представляют собой гамму запоминающих устройств с различным принципом действия физическими и технически эксплуатационными характеристиками. Основным свойством и назначением накопителей информации является ее хранение и воспроизведение.

Запоминающие устройства принято делить на виды и категории в связи с их принципами функционирования, эксплуатационно-техническими, физическими, программными и др. характеристиками. Так, например, по принципам функционирования различают следующие виды устройств: электронные, магнитные, оптические и смешанные – магнитооптические.

Каждый тип устройств организован на основе соответствующей технологии хранения воспроизведения/записи цифровой информации. Поэтому, в связи с видом и техническим исполнением носителя информации различают: электронные, дисковые и ленточные устройства.

Магнитные диски используются как запоминающие устройства, позволяющие хранить информацию долговременно, при отключенном питании. Для работы с магнитными дисками используется устройство, называемое накопителем на магнитных дисках (НМД). Основные виды накопителей: накопители на гибких магнитных дисках (НГМД); накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД); накопители на магнитной ленте (НМЛ); накопители CD-ROM, CD-RW, DVD.

Им соответствуют основные виды носителей: гибкие магнитные диски (Floppy Disk); жёсткие магнитные диски (Hard Disk); кассеты для стримеров и других НМЛ; диски CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD.

1. Магнитные накопители

Магнитные накопители являются важнейшей средой хранения информации в ЭВМ и разделяются на накопители на магнитных лентах (НМЛ) и накопители на магнитных дисках (НМД).

Обычно при магнитной записи используются импульсные сигналы. Битовая информация преобразуется в переменный ток в соответствии с чередованием нулей и единиц.

Этот ток поступает на магнитную головку и в зависимости от направления тока в обмотке головки в пространстве между головкой и носителем возникает соответствующий магнитный поток, замыкающийся через элементарную область намагниченности (домен). Собственные магнитные поля доменов ориентируются в соответствии с направлением внешнего магнитного поля. При снятии внешнего поля это состояние доменов не меняется (память долговременного хранения).

Основной критерий оценки накопителей на магнитных носителях - поверхностная плотность записи. Она определяется как произведение линейной плотности записи вдоль дорожки, выражаемой в битах на дюйм, и количества дорожек на дюйм. В результате поверхностная плотность записи выражается в мегабитах (Мбит/дюйм2) или гигабитах (Гбит/дюйм2) на квадратный дюйм.

В современных накопителях размером 3,5 дюйма величина этого параметра составляет 10-20 Гбит/дюйм, а в экспериментальных моделях достигает 40 Гбит/дюйм. Это позволяет выпускать накопители емкостью более 400 Гбайт.

1.1 Накопители на магнитных дисках (НМД)

В НМД предусмотрена аналогичная НМЛ возможность последовательного доступа к информации. Накопитель на магнитных дисках сочетает в себе несколько устройств последовательного доступа, причем сокращение времени поиска данных обеспечивается за счет независимости доступа к записи от ее расположения относительно других записей.

Технология НМД. В НМД в качестве носителей данных используется пакет металлических дисков (или платтеров), закрепленных на стержне, вокруг которого они вращаются с постоянной скоростью. Поверхность магнитного диска, покрытая ферромагнитным слоем, называется рабочей.

Количество магнитных головок равно числу рабочих поверхностей на одном пакете дисков. Если пакет состоит из 11 дисков, то механизм доступа состоит из 10 держателей с двумя магнитными головками на каждом из них. Держатели магнитных головок объединены в единый блок таким образом, чтобы обеспечить их синхронное перемещение вдоль всех цилиндров. Совокупность дорожек, достигаемых при фиксированном положении блока головок, называется цилиндром. Расстояние между цилиндрами (дорожками) называют подача, или шаг дорожки. Процесс управления плотностью записи называется прекомпенсацией. Для компенсации различной плотности записи используют метод зонно-секторной записи (ZoneBitRecording), где все пространство диска делится на зоны (восемь и более), в каждую из которых входит обычно от 20 до 30 цилиндров с одинаковым количеством секторов.

В зоне, расположенной на внешнем радиусе (младшая зона), записывается большее количество секторов (блоков) на дорожку (120-96). К центру диска количество секторов уменьшается и в самой старшей зоне достигает 64-56. Так как скорость вращения диска - постоянная величина, то от внешних зон при одном обороте диска поступает больше информации, чем от зон внутренних. Эта неравномерность поступления информации компенсируется увеличением скорости работы канала считывания/преобразования данных и использования специальных перестраиваемых фильтров для частотной коррекции по зонам. При этом емкость жестких дисков можно увеличить приблизительно на 30 %.

1.2 Накопители на жестких магнитных дисках

Конструкция и функционирование устройства. В НЖМД внутри накопителя устанавливается несколько пластин (дисков), или платтеров. Пластины имеют диаметр 5,25 или 3,5 дюйма. В новых разработках пытаются использовать стекло, поскольку оно имеет большее сопротивление и позволит делать диски тоньше, чем алюминиевые аналоги.

Характеристики НЖМД. Характеристики жесткого диска очень важны для оценки быстродействия системы в целом. Эффективное быстродействие жесткого диска зависит от ряда факторов.

Решающим среди них является скорость вращения дисков, которая измеряется в rpm(об/мин) и непосредственно влияет на скорость передачи данных в НЖМД. В то время как наиболее быстрые НЖМД с интерфейсом EIDEимели скорость около 5400 об/мин, SCSI-НЖМД способен разогнаться до 7200 об/мин. Среднее время доступа дисковода - это интервал между моментом запроса к данным и моментом доступа к ним (измеряется в миллисекундах (мс)). Время доступа включает фактическое время поиска, время ожидания и время обработки данных.

Время поиска - итоговое время, необходимое для поиска головкой чтения/записи физического расположения данных на диске. Время ожидания является средним временем доступа к сектору в процессе вращения. Оно легко рассчитывается по скорости вращения оси дисковода как время полуоборота.

Скорость передачи диска (иногда называемая media-скоростью) - это скорость, с которой данные передаются на дисковод и считываются с него. Она зависит от частоты записи и обычно измеряется в мегабайтах в секунду (MBps, Мбайт/с).

Скорость передачи данных (или DTR- DataTransferRate) - это скорость, с которой компьютер может предавать данные через шины (обычно IDE/EIDEили SCSI) на ЦП. Некоторые поставщики данных указывают внутреннюю скорость передачи, передачи данных от головки до встроенного дискового буфера. Другие приводят скорость передачи пакета данных, максимальную скорость передачи при идеальных параметрах или при маленькой длительности. Более важна скорость внешней передачи данных.

2. Виды магнитных носителей

2.1 Гибкие магнитные диски

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 с двух сторон сделаны радиальные прорези, через которые головки считывания/записи дисковода получают доступ к диску.

Дискеты каждого типоразмера, как правило, двусторонние. Одинарная плотность записи дорожек составляет 48 tрi(дорожек на дюйм), двойная - 96 tpiи высокая - обычно 135 tpi.

Когда диск 3,5" вставляется в устройство, защитная металлическая заслонка отодвигается, шпиндель дисковода входит в среднее отверстие, а боковой штырек привода помещается в прямоугольное отверстие позиционирования, расположенное рядом. Двигатель вращает диск с частотой 300 об/мин.

Дисководы для гибких дискет используют так называемый «трекинг разомкнутого цикла», они фактически не ищут дорожки, а просто устанавливают головку в «правильную» позицию. В жестких дисках, наоборот, двигатели сервомотора используют головки для проверки позиционирования, что позволяет производить запись с поперечной плотностью во много сотен раз выше, чем это возможно на гибком диске.

Головка перемещается ведущим винтом, который в свою очередь управляется шаговым двигателем, и, когда винт поворачивается на определенный угол, головка проходит установленное расстояние. Плотность записи данных на дискету ограничивается точностью шагового двигателя, в частности, это означает 135 tpiдля дискет 1,44 Мбайт. Диск имеет четыре датчика: дисковый двигатель; защита от записи; наличие диска; и датчик дорожки 00.

2.2 Внешние накопители на НЖМД

В последние годы распространились технологии размещения стандартных НЖМД в мобильный (переносимый) внешний футляр (бокс), который присоединяется к компьютеру через внешний интерфейс.

Поскольку сегодня емкость НЖМД измеряется в гигабайтах, а размеры мультимедийных и графических файлов - десятками мегабайт, вместимость от 100 до 150 Мбайт вполне достаточна, чтобы носитель занял традиционную нишу НГМД - перемещение нескольких файлов между пользователями, архивация или резервное копирование отдельных файлов или каталогов и пересылка файлов почтой. В этом диапазоне предлагается ряд устройств для следующих поколений гибких дисков, которые используют гибкие магнитные носители и традиционную магнитную технологию хранения.

Zi р-накопители . Без сомнения, самое популярное устройство в этой категории - дисковод ZipIomega, впервые выпущенный в 1995 г. Высокая эффективность накопителей Zipобеспечивается, во-первых, высокой скоростью вращения (3000 об/мин), а во-вторых, - технологией, предложенной Iomega(которая основана на аэродинамическом эффекте Бернулли), при этом гибкий диск «присасывается» к головке чтения/записи, а не наоборот, как в НЖМД. Диски Zipмягки, подобно гибким дискам, что делает их дешевыми и менее восприимчивыми к ударным нагрузкам.

Zip-накопители обладают вместимостью 94 Мбайт и выпускаются как во встроенных, так и во внешних версиях. Внутренние модули соответствуют форм-фактору 3,5", используют интерфейс SCSIили АТАРI, среднее время поиска - 29 мс, скорость передачи данных - 1,4 Кбайт/с.

Супердискеты. Диапазону от 200 до 300 Мбайт лучше всего соответствует понятие территория супердискет. Вместимость таких устройств в 2 раза выше, чем у заменителя НГМД, и более характерна для НЖМД, чем для гибкого диска. Устройства в этой группе используют магнитную или магнитооптическую технологию.

В 2001 г. Маtsushitaобъявляет технологию FD32МВ, которая дает опцию высокоплотного форматирования обычной НВ-дискеты на 1,44 Мбайт, чтобы обеспечить способность хранения до 32 Мбайт на диске. Технология заключается в увеличении плотности записи каждой дорожки на НD-дискете, используя супердисковую магнитную головку для чтения и обычную магнитную головку для записи данных. В то время как на обычной дискете размещается 80 круговых дорожек данных, в FD32МВ это число увеличивается до 777. В то же самое время подача дорожки от 187,5 мкм для дискеты НDуменьшается до примерно 18,8 мкм.

Сменные жесткие диски . Следующий интервал вместимости (от 500 Мбайт до 1 Гбайт) достаточен для резервного копирования или архивации дискового раздела (партиции) разумно большого размера.

В диапазоне свыше 1 Гбайт технология сменных дисков заимствуется от обычных НЖМД. Вышедший в середине 1996 г. дисковод IomegaJaz(сменный жесткий диск на 1 Гбайт) был воспринят, как инновационное изделие. Когда Jazпоявился на рынке, сразу стало ясно, где следует его использовать - пользователи смогли создавать аудио- и видеопрезентации и передавать между компьютерами. Кроме того, такие презентации могли быть запущены непосредственно с носителя Jaz,без необходимости переписывания данных на НЖМД.

Флэш-память . Не относясь к магнитным носителям, флэш-память работает одновременно подобно оперативной памяти и НЖМД. Напоминает обычную память, имея форму дискретных чипов, модулей, или карточек с памятью, где так же, как в DRАМ и SRАМ, биты данных сохраняются в ячейках памяти. Однако так же, как НЖМД, флэш-память энергонезависима и сохраняет данные, даже когда питание выключено.

Технология ЕТОХ является доминирующей flash-технологией, занимающей около 70 % всего рынка энергонезависимой памяти. Данные вводятся во flash-память побитно, побайтно или словами с помощью операции, которая называется программированием.

Хотя электронные флэш-диски являются небольшими, быстродействующими, потребляют мало энергии и способны выдерживать удары до 2000gбез разрушения данных, их ограниченная вместимость делает их несоответствующей альтернативой жесткому диску ПК.

3. Оптические технологии

3.1 Компакт-диски

Вначале компакт-диски использовались исключительно в высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуре, заменяя устаревшие виниловые пластинки и магнитофонные кассеты. Однако вскоре лазерные диски стали использоваться и на персональных компьютерах. Компьютерные лазерные диски были названы СD-RОМ. В конце 90-х гг. устройство для работы с СD-RОМ стало стандартным компонентом любого персонального компьютера, а подавляющее большинство программ стало распространяться на компакт-дисках.

Накопитель на компакт-диске (CD-ROM).Считывание информации с компакт-диска происходит с помощью лазерного луча меньшей мощности. Сервомотор по команде от внутреннего микропроцессора привода перемещает отражающее зеркало или призму. Это позволяет сосредоточить лазерный луч на конкретной дорожке. Лазер излучает когерентный свет, состоящий из синхронизированных волн одинаковой длины. Луч, попадая на отражающую свет поверхность (площадку), через расщепляющую призму отклоняется на фотодетектор, который интерпретирует это как «1», а попадая в углубление (пит), рассеивается ипоглощается - фотодетектор фиксирует «0».

В то время как магнитные диски вращаются с постоянным числом оборотов в минуту, т. е. с неизменной угловой скоростью, компакт-диск вращается обычно с переменной угловой скоростью, чтобы обеспечить постоянную линейную скорость при чтении. Таким образом, чтение внутренних треков осуществляется с увеличенным, а наружных - с уменьшенным числом оборотов. Именно этим обусловливается более низкая скорость доступа к данным для компакт-дисков по сравнению с винчестерами.

3.2 Носители DVD

Универсальный цифровой диск (digitalversatiledisc- DVD) - вид накопителя, который, в отличие от CD, с момента выхода на рынок был рассчитан на широкое применение как в аудио- видео-, так и в компьютерной индустрии. Диски DVD, имея тот же самый размер, что и стандартный CD(диаметр 120 мм, толщина 1,2 мм), обеспечивают до 17 Гбайт памяти со скоростью передачи выше, чем для CD-ROM, обладают временем доступа, подобным CD-ROM, и разделяются на четыре версии:

DVD-5 - односторонний однослойный диск, вместимостью 4,7 Гбайт;

DVD-9 - односторонний двухслойный диск на 8,5 Гбайт;

DVD-10 - двухсторонний однослойный диск 9,4 Гбайт;

DVD-18 - вместимость до 17 Гбайт на двухстороннем двухслойном диске.

DVD - ROM . Как и для самих дисков, существует мало различий между дисководами DVDи CD-ROM, поскольку единственная очевидность - эмблема DVDна передней панели. Основное различие состоит в том, что данные CD-ROMзаписаны близко к верхнему слою поверхности диска, а уровень данных для DVD- ближе к середине, чтобы диск мог быть двухсторонним. Поэтому блок оптического чтения привода DVD-ROMустроен более сложно, чем его аналог для CD-ROM, чтобы создавать возможность для чтения как одного, так и другого из этих типов носителей.

Одно из самых ранних решений заключалось в использовании пары поворотных линз: одной - для фокусировки луча на уровнях данных DVD, а другой - для чтения обычных компакт-дисков. Впоследствии появились более изощренные проекты, которые устраняют потребность в переключении линзы. Например, «двойная дискретная оптическая выборка», предложенная Sony, имеет отдельные лазеры, оптимизированные для CD(длина волны 780 нм) и DVD(650 нм). Устройства Panasonicпереключают лазерные лучи с помощью голографического оптического элемента, способного к фокусировке луча в двух различных дискретных точках.

Дисководы DVD-ROMвращают диск намного медленнее, чем их аналоги для CD-ROM. Однако, так как на DVDданные упакованы намного плотнее, его производительность существенно выше, чем у CD-ROMпри одинаковой скорости вращения. В то время как обычный аудиодиск CD-ROM(lxили однократный) имеет максимальную скорость передачи данных 150 Кбайт/с, диск DVD(1х) может передавать данные по 1250 Кбайт/с, что достигается только при восьмикратной (8х) скорости диска CD-ROM.

Не существует общепринятой терминологии для описания различных «поколений» дисководов DVD. Однако термин «второе поколение» (или DVDII) обычно относится к 2х скоростным дисководам, также способным к чтению носителей CD-R/CD-RW, а термин «третье поколение» (или DVDIII) обычно означает дисководы со скоростью 5х (или иногда 4,8х, или 6х), некоторые из которых способны к чтению носителей DVD-RAM.

Форматы записываемых дисков DVD

Существует несколько версий записываемых DVD:

DVD-Rобычный, или DVD-R;

DVD-RAM(перезаписываемый);

Записываемый DVD . DVD-R(или записываемый DVD) во многом концептуально схож с CD-R- это однократно записываемый носитель, который может содержать любой тип информации, обычно сохраняемой на DVDмассового производства - видео, аудио, рисунки, файлы данных, программы, мультимедиа и т. д. В зависимости от типа записываемой информации диски DVD-Rмогут использоваться фактически на любом совместимом устройстве воспроизведения DVD, включая дисководы DVD-ROMи проигрыватели DVD-видео. Так как формат DVDподдерживает двухсторонние диски, до 9,4 Гбайт может быть сохранено на двухстороннем диске DVD-R. Данные могут быть написаны на DVDсо скоростью 1х (11,08 Мбит/с, что приблизительно эквивалентно скорости 9х CD-ROM). После записи диски DVD-Rмогут читаться с теми же скоростями, что и массово тиражируемые диски, в зависимости от «х-фактора» (кратности скорости) используемого дисковода DVD-ROM.

DVD-R, подобно CD-R, использует постоянную линейную скорость (CLV), чтобы максимизировать плотность записи на дисковой поверхности. Это требует изменения числа оборотов в минуту (rpm), поскольку диаметр дорожки изменяется при продвижении от одного края диска к другому. Запись начинается на внутренней стороне и заканчивается на внешней. При скорости 1х частота вращения изменяется от 1623 до 632 об/мин для диска емкостью 3,95 Гбайт и от 1475 до 575 об/мин для 4,7 Гбайт в зависимости от позиции головки записи-воспроизведения на поверхности. Для диска в 3,95 Гбайт интервал (подача) дорожек, или расстояние от центра одного витка спиральной дорожки до прилегающей части дорожки, составляет 0,8 мкм (микрон), что вдвое меньше, чем для CD-R. На диске в 4,7 Гбайт используется еще меньшая подача дорожки - 0,74 мкм.

DVD - RAM . Перезаписываемый DVD-ROMили DVD-RAMиспользует технологию изменения фазового состояния, которая не является чисто оптической технологией CDи DVD, а комбинацией некоторых особенностей магнитооптических методов и ведет свое происхождение от оптических дисковых систем. Применяемый формат «поверхность-углубление» (landgroove) позволяет записывать сигналы как на углублениях, сформированных на диске, так и в промежутках между углублениями. Углубления и заголовки секторов формируются на поверхности диска в процессе его отливки.

В середине 1998 г. появилось первое поколение изделий для многократного использования DVD-RAMемкостью 2,6 Гбайт с обеих сторон диска. Однако эти ранние устройства несовместимы со стандартами более высокой вместимости, которые используют контрастный слой расширения и тепловой буферный слой, чтобы достигнуть более высокой плотности записи. Спецификация для версии 2.0 DVD-RAMвместимостью 4,7 Гбайт на одной стороне была выпущена в октябре 1999 г.

DVD - RW . Известный ранее как DVD-R/Wили DVD-ER, носитель DVD-RW(который стал доступен в конце 1999 г.) появляется в процессе эволюционного развития фирмой Pioneerсуществующих технологий CD-RW/DVD-R.

Диски DVD-RWиспользуют технологию изменения фазового состояния вещества для чтения, записи и стирания информации. Луч лазера длиной волны 650 нм нагревает слой чувствительного сплава, чтобы перевести его или в кристаллическое (отражающее) состояние или аморфное (темное, не отражающее) в зависимости от уровня температуры и последующей скорости охлаждения. Результирующее различие между записанными темными метками и стертыми отражающими распознается проигрывателем или дисководом и позволяет воспроизвести сохраненную информацию.

Носители DVD-RWиспользуют ту же физическую схему адресации, что и DVD-R. В процессе записи лазер дисковода следует за микроскопическим углублением, осуществляя запись данных в спиральной дорожке.

Одно из основных преимуществ третьего перезаписываемого формата DVD- DVD+RW- это то, что он обеспечивает лучшую совместимость, чем любой из его конкурентов.

DVD + RW . Спецификация DVD-RAMбыла компромиссом между двумя различными предложениями основных конкурентов - группировка Hitachi, MatsushitaElectricи Toshiba, с одной стороны, и союз Sony/Philips- с другой.

DVD+RWимеет много общего с конкурирующей технологией DVD-RW, поскольку использует носитель с изменением фазового состояния, и предполагает пользовательский опыт, полученный при использовании дисков CD-RW. В формате DVD+RWдиски могут быть записаны как в режиме постоянной линейной скорости (CLV) для последовательной видеозаписи, так и в формате постоянной угловой скорости (CAV) для прямого доступа.

DVD + R . Двухслойная система DVD+Rиспользует две тонкие органические пленки из окрашиваемого материала, разделенные прокладкой (заполнителем). Нагревание сосредоточенным лазерным лучом необратимо меняет физическую и химическую структуру каждого слоя так, что измененные участки получают оптические свойства, отличные от исходных. Это приводит к колебаниям отражающей способности при вращении диска и создает сигнал считывания такой же, как в штампованных дисках DVD-ROM.

Заключение

Таким образом, можно сделать следующие обобщающие выводы:

1. Магнитные накопители являются важнейшей средой хранения информации в ЭВМ и разделяются на накопители на магнитных лентах (НМЛ) и накопители на магнитных дисках (НМД).

2. Магнитные диски используются как запоминающие устройства, позволяющие хранить информацию долговременно, при отключенном питании.

3. Основные виды накопителей: накопители на гибких магнитных дисках (НГМД); накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД); накопители на магнитной ленте (НМЛ); накопители CD-ROM, CD-RW, DVD.

4. Основные виды носителей: гибкие магнитные диски (Floppy Disk); жёсткие магнитные диски (Hard Disk); кассеты для стримеров и других НМЛ; диски CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD.

5. Существует несколько версий записываемых DVD: DVD-Rобычный, или DVD-R; DVD-RAM(перезаписываемый); DVD-RW; DVD+RW.

Список литературы

1.Голицына О. Л., Попов И. И. Основы алгоритмизации и программирования: учеб. пособие. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2002.

2.Информационные технологии: учеб. пособие / О. Л. Голицына, Н. В. Максимов, Т. Л. Партыка, И. И. Попов. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2006.

3.Каймин В.А. Информатика: учебник. М.: ИНФРА-М, 2000.

4.Максимов Н. В., Партыка Т. Л., Попов И. И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: учеб. пособие. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004.

5.Максимов Н. В., Партыка Т. Л., Попов И. И. Технические средства информатизации: учеб. пособие. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005.

6.Максимов Н. В., Попов И. И. Компьютерные сети: учеб. пособие. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2003.

7.Надточий А. И. Технические средства информатизации: учеб. пособие / Под общ. ред. К. И. Курбакова. М.: КОС-ИНФ; Рос. экон. акад., 2003.

8.Основы информатики (учебное пособие для абитуриентов экономических ВУЗов) / К. И. Курбаков, Т. Л. Партыка, И. И. Попов, В. П. Романов. М.: Экзамен, 2004.

9.Партыка Г. Л., Попов И. И. Вычислительная техника: учебное пособие. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007.

10.Смирнов Ю. П. История вычислительной техники: Становление и развитие: учеб. пособие. Изд-во Чуваш, ун-та, 2004.