по темі «Магнітні диски: види, призначення»
Пристрої зовнішньої пам'яті або, інакше, зовнішні пристрої, що запам'ятовують дуже різноманітні. Їх можна класифікувати за цілою низкою ознак: по виду носія, типом конструкції, за принципом запису і зчитування інформації, методу доступу і т.д.
Носій - матеріальний об'єкт, здатний зберігати інформацію.
Залежно від типу носія все ВЗП можна поділити на накопичувачі на магнітній стрічці і дискові накопичувачі.
Накопичувачі на дисках різноманітніші
накопичувачі на гнучких магнітних дисках (НГМД), інакше, на флоппі-дисках або на дискетах;
накопичувачі на жорстких магнітних дисках (НЖМД) типу "вінчестер";
накопичувачі на змінних жорстких магнітних дисках, які використовують ефект Бернуллі;
накопичувачі на флоптіческіх дисках, інакше, floptical-накопичувачі;
накопичувачі надвисокої щільності запису, інакше, VHD-накопичувачі;
накопичувачі на оптичних компакт-дисках CD-ROM (Compact Disk ROM);
накопичувачі на оптичних дисках типу СС WORM (Continuous Composite Write Once Read Many - одноразова запис - багаторазове читання);
накопичувачі на магнітооптичних дисках (НМОД) і ін.
Магнітні диски (МД) відносяться до магнітних машинним носіям інформації. Як пам'ятною середовища у них використовуються магнітні матеріали зі спеціальними властивостями (з прямокутною петлею гістерезису), що дозволяють фіксувати два магнітних стану - два напрямки намагніченості. Кожному з цих станів ставляться у відповідність виконавчі цифри: 0 і 1. Накопичувачі на МД (НМД) є найбільш поширеними зовнішніми пристроями, що запам'ятовують в ПК. Диски бувають жорсткими і гнучкими, змінними і вбудованими в ПК. Пристрій для читання і запису інформації на магнітному диску називається дисководом.
Всі диски: і магнітні, і оптичні характеризуються своїм діаметром або, інакше, форм-фактором. Найбільшого поширення набули диски з форм-факторами 3,5 "(89 мм) і 5,25" (133 мм). Диски з форм-фактором 3,5 "при менших габаритах мають велику ємність, менший час доступу і більш високу швидкість читання даних поспіль (трансфер), більш високі надійність і довговічність.
Інформація на МД записується і зчитується магнітними головками уздовж концентричних кіл - доріжок (треків). Кількість доріжок на МД і їх інформаційна ємність залежать від типу МД, конструкції накопичувача на МД, якості магнітних головок і магнітного покриття.
Кожна доріжка МД розбита на сектори. В одному секторі доріжки може бути вміщено 128, 256, 512 або 1024 байт, але зазвичай 512 байт даних. Обмін даними між НМД і ОП здійснюється послідовно цілим числом секторів. Кластер - це мінімальна одиниця розміщення інформації на диску, що складається з одного або декількох суміжних секторів доріжки.
При записи і читанні інформації МД обертається навколо своєї осі, а механізм управління магнітною головкою підводить її до доріжці, обраної для запису або читання інформації.
Дані на дисках зберігаються в файлах, які зазвичай ототожнюють з ділянкою (областю, полем) пам'яті на цих носіях інформації.
Файл - це іменована область зовнішньої пам'яті, виділена для зберігання масиву даний.
Поле пам'яті створюваному файлу виділяється кратним певній кількості кластерів. Кластери, що виділяються одному файлу, можуть перебувати в будь-якому вільному місці дискової пам'яті і необов'язково є суміжними. Файли, що зберігаються в розкиданих по диску кластерах, називаються фрагментованими.
Для пакетів магнітних дисків (диски встановлені на одній осі) і для двосторонніх дисків вводиться поняття "циліндр". Циліндром називається сукупність доріжок МД, що знаходяться на однаковій відстані від його центру.
Накопичувачі на гнучких магнітних дисках
На гнучкому магнітному диску (дискеті) магнітний шар наноситься на гнучку основу. Використовувані в ПК ГМД мають форм-фактор 5,25 "і 3,5". Ємність ГМД коливається в межах від 180 Кбайт до 2,88 Мбайт. ГМД діаметром 5,25 дюйма поміщається в щільний гнучкий конверт, а діаметром 3.5 дюйма - в пластмасову касету для захисту від пилу і механічних пошкоджень.
Конструктивно дискета діаметром 133 мм виготовляється з гнучкого пластику (лавсану), покритого зносостійким ферролаком, і поміщається у футляр-конверт. Дискета має два прорізи: центральний отвір для з'єднання з дисководом і зміщене від центра невеликий отвір (зазвичай приховане футляром), що визначає радіус-вектор початку всіх доріжок на ГМД. Футляр також має кілька прорізів: центральний отвір трохи більше, ніж отвір на дискеті; широке вікно для зчитують і записують магнітних головок і бічну проріз у вигляді прямокутника, закриття якої липкою стрічкою, наприклад, захищає дискету від запису і стирання інформації.
Дискета діаметром 89 мм має більш жорстку конструкцію, більш ретельно захищена від зовнішніх впливів, але в принципі має приблизно ті ж конструктивні елементи. Режим заборони запису на цих дискетах встановлюється спеціальним перемикачем, розташованим в одному з кутів дискети.
В останні роки з'явилися дискети з тефлоновим покриттям (наприклад. Verbutim Data Life Plus), яке охороняє магнітне покриття і записану на ньому інформацію від бруду, пилу, води, жиру, відбитків пальців і навіть від розчинників типу ацетону. Можлива ємність 3,5-дюймового дискети Data Life Plus - 2,88 Мбайта. Слід згадати і дискети "Go anywhere", поширювані у нас в країні під назвою "Всюдихід". Вони також володіють стійкістю до різних зовнішніх впливів: температурі, вологості, запиленості.
Кожну нову дискету на початку роботи з нею йде відформатувати.
Форматування дискети - це створення структури запису інформації на її поверхні: розмітка доріжок, секторів, записи маркерів та іншої службової інформації.
В якості накопичувачів на жорстких магнітних дисках (НЖМД) широке поширення в ПК отримали накопичувачі типу "вінчестер".
Термін вінчестер виник з жаргонного назви першої моделі жорсткого диска ємністю 16 Кбайт (IBM, 1973 г.), що мав 30 доріжок по 30 секторів, що випадково збіглося з калібром "30/30" відомого мисливської рушниці "Вінчестер".
У цих накопичувачах один або кілька жорстких дисків, виготовлених із сплавів алюмінію або з кераміки і покритих ферролаком, разом з блоком магнітних головок зчитування / запису поміщені в герметично закритий корпус. Ємність цих накопичувачів завдяки надзвичайно щільною записи, одержуваної в таких незнімних конструкціях, досягає декількох тисяч мегабайт; швидкодія їх також значно більш високу, ніж у НГМД.
НЖМД дуже різноманітні. Діаметр дисків найчастіше 3,5 "(89 мм), але є й інші, зокрема 5,25" (133 мм) і 1,8 "(45 мм). Найбільш поширена висота корпусу дисковода 25 мм у настільних ПК, 41 мм - у машин-серверів, 12 мм - у портативних ПК і ін.
У сучасних вінчестерах став використовуватися метод зонного записи. В цьому випадку весь простір диска ділиться на кілька зон, причому в зовнішніх зонах секторів розміщується більше даних, ніж у внутрішніх. Це, зокрема, дозволило збільшити ємність жорстких дисків приблизно на 30%.
Для того щоб отримати на магнітному носії структуру диска, що включає в себе доріжки і сектора, над ним повинна бути виконана процедура, яка називається фізичним, або низькорівневим, форматуванням (physical, або low-level formatting). В ході виконання цієї процедури контролер записує на носій службову інформацію, яка визначає розмітку циліндрів диска на сектори і нумерує їх. Форматування низького рівня передбачає і маркування дефектних секторів для виключення звернення до них в процесі експлуатації диска.
Максимальна місткість і швидкість передачі даних істотно залежать від інтерфейсу, використовуваного накопичувачем.
Для підвищення швидкості обміну даними процесора з дисками НЖМД слід кешувати. Кеш-пам'ять для дисків має те ж функціональне призначення, що і КЕШ для основної пам'яті, тобто служить швидкодіючим буфером пам'яті для короткочасного зберігання інформації, що прочитується або записується на диск. Кеш-пам'ять може бути вбудованою в дисковод, а може створюватися програмним шляхом (наприклад, драйвером Microsoft Smartdrive) в оперативній пам'яті. Швидкість обміну даними процесора з КЕШ-пам'яттю диска може досягати 100 Мбайт / с.
У ПК є зазвичай один, рідше кілька накопичувачів на жорстких магнітних дисках. Однак в MS DOS (MicroSoft Disk Operation System - дискова операційна система фірми Microsoft) програмними засобами один фізичний диск може бути розділений на декілька "логічних" дисків; тим самим імітується кілька НМД на одному накопичувачі.
Інформація про роботу Магнітні диски: види, призначення