Основною функцією зовнішньої пам'яті є довготривале зберігання інформації. Зовнішня пам'ять Магнітнаяпамять Оптіческаяпамять Флеш-пам'ять
Магнітний принцип запису та зчитування інформації
У накопичувачах на гнучких магнітних дисках (НГМД) і накопичувачах на жорстких магнітних дисках (НЖМД) в основу записи інформації покладено намагнічування феромагнетиків в магнітному полі, зберігання інформації грунтується на збереженні намагніченості, а зчитування інформації базується на явищі електромагнітної індукції. У відсутності сильних магнітних полів і високих температур елементи носія можуть зберігати свою намагніченість протягом довгого часу (років, десятиліть).
Гнучкі магнітні диски
Гнучкі магнітні диски поміщаються в пластмасовий корпус. Такий носій інформації називається дискетою. Інформаційна ємність дискети невелика і складає 1,44 МБ. Швидкість запису і зчитування інформації також мала - близько 50 Кбайт / с через повільне обертання диска (360 об / хв.)
Жорсткі магнітні диски
Жорсткий магнітний диск являє собою кілька десятків дисків, розміщених на одній осі, укладених в металевий корпус і обертаються з великою кутовою швидкістю. За рахунок більшої кількості доріжок на кожній стороні дисків та великої кількості дисків інформаційна ємність дисків досить велика. Швидкість читання-запису - 300 Мб / с (по шині SATA), яка досягається за рахунок швидкого обертання дисків (до 7200 об / хв.).
Оптичний принцип запису та зчитування інформації
В процесі запису інформації на лазерні диски для створення ділянок поверхні з різними коефіцієнтами відображення застосовуються різні технології: від простої штампування до зміни відбивної здатності ділянок поверхні диска за допомогою потужного лазера. Інформація на лазерному диску записується на одну спиралевидную доріжку, що містить чергуються ділянки з різною що відображає.
У процесі зчитування інформації з лазерних дисків промінь лазера, встановлений в дисководі, падає на поверхню диска, що обертається і відбивається. Так як поверхня має ділянки з різними коефіцієнтами відображення, то відбитий промінь також змінює свою інтенсивність (0 або1). Потім відбиті імпульси перетворюються за допомогою фотоелементів в електричні імпульси і по магістралі передаються в оперативну пам'ять.
Оптичні диски
Оптичні CD-диски розраховані на використання інфрачервоного лазера з довжиною хвилі 780 нм і мають інформаційну ємність 700 Мбайт. Оптичні DVD-диски розраховані на використання червоного лазера з довжиною хвилі 650 нм. Вони мають велику інформаційну ємність у порівнянні з CD-дисками (4,7 Гбайт) за рахунок меншої ширини і більш щільного розміщення оптичних доріжок. DVD-диски можуть бути двошаровими (ємність 8,5 Гбайт), при цьому обидва шару мають поверхню, що відбиває, яка несе інформацію. В даний час на ринок надійшли оптичні диски HD DVD і Blu Ray, інформаційна ємність яких в 3-5 разів перевершує інофрмаціонную ємність DVD-дисків за рахунок використання синього лазера з довжиною хвилі 405 нанометрів.
Лазерні дисководи і диски
На лазерних CD-ROM і DVD-ROM дисках зберігається інформація, яка була записана на них в процесі виготовлення. Запис на них нової інформації неможлива. Виробляються такі диски шляхом штампування на доріжці мікроскопічних фізичних заглиблень (ділянок з поганою здатністю, що відображає).
На дисках CD-R і DVD-R інформація може бути записана, але тільки один раз. Дані записуються на диск променем лазера підвищеної потужності, який руйнує органічний барвник записуючого шару і змінює його відображають властивості. Керуючи потужністю лазера, записуючого шарі отримують чергування темних і світлих плям, які при читанні інтерпретуються як логічні 0 або 1. Будова DVD-диска
На дисках CD-RW і DVD ± RW інформація може бути записана і стерта багаторазово. Записує шар виготовляється зі спеціального сплаву, який можна нагріванням приводити в два різних стійких агрегатних стану - аморфне і кристалічна. При записи (або стирання) промінь лазера нагріває ділянку доріжки і призводить його в одне з стійких станів, які характеризуються різним ступенем прозорості. При читанні промінь лазера має меншу потужність і не змінює стан записуючого шару, а чергуються ділянки з різною прозорістю інтерпретуються як логічні 0 і 1. Будова DVD-RW-диска Будова СD-RW-диска
Оптичні CD- і DVD -дисковод використовують лазер для читання або запису інформації. Швидкість читання / запису інформації залежить від швидкості обертання диска. Перші CD-дисководи були одношвидкісними і забезпечували швидкість читання інформації 150 Кбайт / с. В даний час широкого поширення набули CD-дисководи, які забезпечують в 52 рази більшу швидкість читання і запису дисків. (До 7,8 Мбайт / с). Запис CD-RW дисків проводиться на меншій швидкості, тому CD-дисководи маркуються 3-ма числами «швидкість читання × швидкість запису CD-R × швидкість запису CD-RW.
Перше покоління DVD-накопичувачів забезпечувало швидкість зчитування інформації приблизно 1,3 Мбайт / с. В даний час широкого поширення набули DVD-дисководи, які забезпечують в 16 разів більшу швидкість читання (приблизно 21 Мбайт / с), в 8 разів більшу швидкість запису DVD ± R дисків і в 6 разів більшу швидкість запису DVD ± RW дисків. DVD-дисководи маркуються трьома числами (наприклад, «16 × 8 × 6»).
Флеш-пам'ять
Властивості флеш-пам'яті Напівпровідникова - що не містить механічно рухомих частин, побудована на основі напівпровідникових мікросхем Незалежна - не вимагає додаткової енергії для зберігання даних (енергія потрібна тільки для запису) перезаписувати - допускає зміни зберігаються в ній даних
Принцип запису і читання на картах флеш-пам'яті
У флеш-пам'яті для запису і зчитування інформації використовуються електричні сигнали. У найпростішому випадку кожна комірка флеш-пам'яті зберігає один біт інформації і складається з одного польового транзистора зі спеціальною електрично ізольованою областю ( «плаваючим затвором»). При відсутності сигналу на лінії управління осередок пам'яті зберігає один біт інформації (0 або 1) на стоці польового транзистора. Між стоком і витоком струм не йде. При запису даних на лінію управління подається позитивна напруга і електрони в результаті ефекту тунелювання потрапляють на плаваючий затвор. Між стоком і витоком виникає електричний струм і в результаті на стоці польового транзистора записується один біт даних.
Карти флеш-пам'яті
Флеш-пам'ять являє собою мікросхему, вміщену в мініатюрний плоский корпус. Мікросхеми флеш-пам'яті можуть містити мільярди осередків, кожна з яких зберігає 1 біт інформації. Інформація, записана на флеш-пам'ять може зберігатися дуже тривалий час (від 20 до 100 років) і здатна витримати значні механічні навантаження (в 5-10 разів перевищують гранично допустимі для жорстких дисків). Флеш-пам'ять компактніше і споживає значно менше енергії (приблизно в 10 -20 разів), ніж магнітні та оптичні дисководи.
Застосування карт флеш-пам'яті
Низький рівень споживання енергії Компактність Довговічність Щодо високу швидкодію
Карти флеш-пам'яті
До недоліків флеш-пам'яті слід віднести те, що не існує єдиного стандарту і різні виробники виготовляють несумісні один з одним за розміром і електричним параметрам карти пам'яті (Memory Stick, MultiMedia Card, Secure Digital, xD-Picture та ін.). Для зчитування або запису інформації карта пам'яті вставляється в спеціальні накопичувачі (картрідер), вбудовані в мобільні пристрої або підключаються до комп'ютера через USB-порт.
USB флеш-диски
Накопичувачі на флеш-пам'яті є мікросхему флеш-пам'яті, доповнену контролером USB, і підключаються до послідовного порту USB. USB флеш-диски можуть використовуватися в якості змінного носія інформації.
Чому сердечник магнітної головки виготовляється з магнітомягкого матеріалу, а магнітний шар носія - з магнітожорстких матеріалу? Як можна збільшити інформаційну ємність жорстких дисків? Чому в CD-дисководах використовується інфрачервоний лазер, в DVD-дисководах - червоний лазер, а в HDDVD- і Blu-Ray-дисководах - синій лазер? У чому полягає відмінність між дисками CD-ROM, CD-R і CD-RW? Що означають числа маркування DVD-дисководів? У чому полягає відмінність мікросхем флеш-пам'яті від мікросхем оперативної пам'яті? У чому полягає перевага флеш-пам'яті перед магнітною і оптичною пам'яттю?
Подивитися всі слайди