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. 6.5.

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. Накопители на дисках более разнообразны (табл. 6.3):

□ 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) — DVD и др.

Рис.6.5. Классификация ВЗУ

Таблица 6.3.Сравнительные характеристики дисковых накопителей¹

Время доступа — средний временной интервал, в течение которого накопитель находит тре­буемые данные. Трансфер — скорость передачи данных при последовательном чтении.

Магнитные диски (МД) относятся к магнитным машинным носителям информа­ции. В качестве запоминающей среды у них используются магнитные материалы со специальным свойством (прямоугольная петля гистерезиса), позволяющим фиксировать два направления намагниченности, которым ставятся в соответст­вие двоичные цифры: 0 и 1. На рис. 6.6 показана логическая структура МД.

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-факторами 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 другие.

Рис. 6.6. Логическая структура магнитного диска

Информация на магнитные диски (МД) 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.

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 чтения-записи накопителя. После доступа к информации происходит ее последовательное считывание — хорошие дисководы обеспечивают скорость считывания (transfer rate) 2 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.