Устройства хранения информации

Устройства долговременного хранения информации являются важной составной частью персонального компьютера и представляют собой весьма разнообразный ассортимент. Их можно классифицировать по различным признакам: по конструктивному исполнению, по виду носителя информации, по многоразовости записи данных, по формату записи и способу чтения данных, по типу интерфейса передачи данных и т.д.

Один из вариантов классификации устройств хранения информации (по типу носителя информации) приведен на рис. 9.

Первый накопитель на магнитной ленте появился в 1953 г. Носители информации на магнитной ленте по внешнему виду похожи на магнитофонные кассеты и бобины. Отсюда и их название. Для сохранения данных на персональном компьютере используются кассетные накопители на магнитной ленте (КНМЛ). Устройство, предназначенное для записи и считывания данных с КНМЛ, называется стримером (рис. 10). Сами же КНМЛ принято называть картриджами для стримера. Накопители на магнитной ленте относятся к устройствам с последовательным доступом к данным. Иными словами, поиск начала файла для его считывания или поиск начала свободного места для записи файла осуществляется примерно так же, как и поиск фонограмм на аудио/видео кассете – методом последовательного просмотра.

Характеристики типичных представителей современных стримеров:

· среднее время доступа к данным: 30 – 45 сек.;

· скорость передачи данных: 165 – 330 Мбайт/мин.

Характеристики одного из современных картриджей для стримеров (модель 24Gb dds-3) таковы:

· число полных перезаписей – 100;

· скорость записи 1 Мбайт/сек (до 2 Мбайт/сек при компрессии 2: 1);

· вместимость (ёмкость) картриджа – 12 Гбайт данных без использования компрессии или до 24 Гб при применении сжатия данных.

Дисковые ВЗУ.

К дисковым ВЗУ, используемым в составе ПК, можно отнести:

· накопители на жестких магнитных дисках;

· накопители на гибких магнитных дисках;

· накопители на оптических компакт-дисках (CD – Compact Disk, – DVD – Digital Video Disk);

· накопители на магнитооптических дисках.

Практически все представители дисковых запоминающих устройств по конструктивному исполнению разделяются на внутренние (встраиваемые непосредственно в системный блок или в устройства быстрой установки в системный блок – Mobil Rack) и внешние (подключаемые к системному блоку через внешние интерфейсы, например через порт USB).

Накопитель на жестком диске (HDD – Hard Disk Drive). Первый жесткий диск имел диаметр 24 дюйма, вмещал 5 Мбайт данных и стоил несколько десятков тысяч долларов. Первые ЗУ на дисках появились в машинах IBM 305 и RAMAC-650. Последняя имела пакет, состоящий из 50 металлических дисков с магнитным покрытием, которые вращались со скоростью 1200 об/мин. На поверхности диска размещалось 100 дорожек для записи данных, по 10000 знаков каждая. В 1957 г. в модели IBM 350 RAMAC впервые появилась ЗУ на основе алюминиевых намагниченных дисков диаметром 61 см. В 1962 г. фирма IBM выпустила первые устройства внешней памяти со съемными дисками.

Накопитель на жестком диске (винчестер) предназначен для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером. Первые накопители такого класса рассчитывались на два диска по 30 Мбайт каждый. Емкость таких накопителей обозначалась 30/30, подобно калибру охотничьего ружья «Винчестер». Современные винчестеры для ПК имеют емкость десятки Гбайт. Среднее время доступа к данным: чтение – 8.5 мсек, запись – 8.8 мсек. Внешний вид встраиваемого различными способами в системный блок винчестера представлен на рис. 11.

Оптические запоминающие устройства. В настоящее время растущей популярностью у владельцев персональных компьютеров пользуются накопители на оптических дисках. Скорость считывания информации в современных CD-ROM составляет 24х и выше (х – 150 Кбайт/сек). Емкость оптического диска – 650 (700) Мбайт. Усилиями альянса этих же фирм в 1990 г. появилась возможность записывать CD непосредственно на ПК. Современные компьютеры все чаще комплектуются устройствами для DVD (Digital Versatile Disc, рис. 40). Емкость DVD-дисков измеряется в Гбайт. В 1997 г. появились однократно записываемые диски DVD-R, а в 1998 г. разработан первый стандарт перезаписываемых DVD-дисков. Обратите внимание, что аббревиатура для оптических носителей схожа с названием обслуживающих их устройств (приводов).

В том случае, если устройство позволяет не только читать, но и записывать информацию на оптический диск, оно обозначается одним из следующих способов:

CD-R, DVD-R (R – Recordable) – возможность однократной записи или дозаписи (мультисессия);

CD-RW, DVD-RW (RW – ReWritable) – возможность многократной перезаписи.

Накопители на магнитооптических дисках. Магнитооптические накопители CD-MO (Compact Disk-Magneto Optical) сохраняют информацию на специальных носителях, сочетающих свойства магнитного и оптического дисков, с помощью переменного магнитного поля и луча лазера. В настоящее время выпускаются дисководы для МО-носителей размером 3, 5 и 5, 25 дюймов. Эти диски могут быть одно- либо двусторонними. Двусторонние диски позволяют хранить до 5, 2 Гбайт данных.

Магнитооптические носители отличаются высокими скоростью и степенью надежности: срок хранения информации на них достигает 100 лет. МО-накопители достаточно дороги, поэтому применяются, главным образом, на предприятиях, занимающихся обработкой графики, монтажом видео, издательской деятельностью и т.д. Магнитооптические дисководы также могут служить средством для резервного копирования данных. Ниже представлены характеристики одного из современных магнитооптических накопителей:

· время доступа 23 мсек;

· носители диски 3.5 дюйма емкостью 1.3 Гбайт, 640, 540, 230 и 128 Мбайт;

· скорость вращения при использовании дисков от 3214 до 4558 об/мин;

· скорость передачи данных до 5.92 Мбайт/сек, записи данных – до 1.5 Мбайт/сек, чтения данных – до 4.5 Мбайт/сек;

· время загрузки/выгрузки диска: загрузка дисков – от 8 до 12 сек, выгрузка дисков – 4 сек (для всех дисков);

Особо следует остановиться на устройствах хранения информации, использующих в качестве носителя данных флеш-память. Флэш-память — разновидность электростатического программируемого постоянного запоминающего устройства. Ее полное название Flash Erase EEPROM (Electronically Erasable Programmable ROM) можно перевести как «быстро электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство». Другими словами, флэш-память – это энергонезависимая (не потребляющая энергии при хранении данных) перезаписываемая (данные можно стереть и записать заново при помощи электрического тока) память, содержимое которой можно быстро стереть (Flash Erase). Наибольшей популярностью флэш-память начала пользоваться с появлением цифровых фото- и видеокамер. Сейчас флэш-память с каждым годом все активнее применяется для хранения и переноса данных. Сегодня производители выпускают накопители на флэш-памяти двух основных типов: карты Compact Flash (CF), SmartMedia (SM), MultiMedia Card (MMC), SecureDigital (SD), Memory Stick PRO (MS PRO), Memory Stick (MS) и xD-Picture (xD), для работы с которыми необходим соответствующий флэш-накопитель (картридер) и USB-флэш-память (так называемые USB-«ключи»). Последняя «самодостаточна» и не требует применения дополнительных устройств (рис. 12).