Такі пристрої називаються накопичувачами. В основі їх роботи лежать різні принципи (в основному це магнітні або оптичні пристрої), але використовуються вони для однієї мети - для зберігання інформації для подальшого багаторазового використання. Цей вид пам'яті, на відміну від оперативної пам'яті, є енергонезалежною. Обсяг носіїв, які використовуються в цих пристроях, значно перевершує обсяг оперативної пам'яті. Вартість зберігання одиниці інформації істотно нижче. Накопичувачі бувають зовнішніми (власний корпус і джерело живлення) і внутрішніми (вбудовуються в корпус комп'ютера), зі змінними і незмінними носіями, з носіями різної форми (диски, стрічки). Накопичувачі мають різні характеристики: максимально можливий обсяг інформації, що зберігається, час доступу. Важливе значення має вартість зберігання інформації. Для інтеграції накопичувачів в комп'ютер розроблені спеціальні інтерфейси.
інтерфейси накопичувачів
В даний час переважають два інтерфейси: IDE і SCSI. Велике поширення набуває інтерфейс USB.
SCSI
Інтерфейс SCSI (Small Computer System Interface) був розроблений ще в 1970 році. До шипі можна підключити до восьми пристроїв, включаючи основний контролер SCSI. Контролер SCSI має власну BIOS, яка управляє шиною SCSI, звільняючи центральний процесор. Шина SCSI - 8-розрядна, тактова частота - 5 МГц, має вісім ліній даних, лінію парності, дев'ять керуючих ліній. Максимальна швидкість передачі даних не перевищує 5 Мбіт / с. Інтерфейс SCSI має велику чутливість до якості виготовлення кабелів.
Інтерфейс SCSI-2 (Fast SCSI) - розвиток стандарту, в якому тактова частота і швидкість передачі даних збільшені в два рази. Додані і стандартизовані команди доступу до периферійних пристроїв.
У стандарт SCSI-2 додана специфікація Wide (широка), в якій кількість інформаційних ліній збільшено до 24. До шині можна підключати як 8-розрядні, так і 16-розрядні пристрої.
У модифікації Ultra SCSI тактова частота - 20 МГц (інші назви SCS1-3, SCSI20). Додані команди для деяких графічних пристроїв. Ultra Wide SCSI забезпечує 16-розрядну передачу даних зі швидкістю до 40 Мбіт / с. У Ultra 2 Wide SCSI тактова частота збільшена до 40 МГц, швидкість передачі даних - 40 Мбіт / с. Існує Wide-специфікація цього стандарту, по якій підтримується до 15 пристроїв.
IDE
Інтерфейс IDE (Integrated Drive Electronics) був запропонований в 1988 році як недорога альтернатива використовуваним в той час інтерфейсів. Відмінною рисою IDE є реалізація функцій контролера в електронній частині пристрою. Друга назва інтерфейсу - ATA (AT Attachment). Як підключаються могли бути тільки накопичувачі на незнімних жорстких дисках. Інтерфейс підтримує PIO (Programmed Input / Output), відповідно до якого обмін даними здійснюється через центральний процесор. Другий спосіб обміну - режим DMA (Direct Memory Access), коли обмін даними з оперативною пам'яттю здійснюється безпосередньо, без участі центрального процесора. IDE одночасно може підтримувати до двох пристроїв, режими PIO Mode 1 і 2, DMA. Максимальна швидкість передачі даних 8,3 Мбіт / с.
Розвитком стандарту став інтерфейс EIDE (Enhanced IDE), який підтримує пристрої об'ємом понад 504 Мбайт, і не тільки пристрої з жорсткими дисками (така специфікація інтерфейсу називається ATAPI - ATA Packed Interface). Можливе підключення до чотирьох пристроїв. В системі можна встановлювати кілька контролерів EIDE. Інтерфейс підтримує режими PIO Mode 3 і 4, DMA Single Word Mode 2 і Multi Word Mode 1 і 2. Суттєве збільшення пропускної здатності шини дає підтримка режиму Bus Mastering DMA. Максимальна швидкість передачі даних - до 16,7 Мбіт / с.
Інтерфейс АТА-3 розроблений для підвищення надійності передачі даних і підвищення її продуктивності. Стандарт підтримує технологію попередження відмов жорстких дисків SMART (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology).
Інтерфейс Ultra ATA підтримує протокол UltraDMA, за яким за один такт передається в два рази більше інформації, ніж в попередніх версіях.
Випускаються накопичувачі, що використовують, крім розглянутих стандартів, стандарти USB, PCMCIA, FireWire і ін.
Накопичувачі на стрічках
Накопичувачі на магнітних стрічках називаються стримерами. Стримери використовуються, коли необхідно записати великі обсяги інформації при створенні архівних копій. Сучасні стримери використовують спеціальні касети (картриджі) з магнітною стрічкою. Стримери, як правило, мають власні кошти стиснення даних. Стримери мають рівні стандарти, що визначають інтерфейс з комп'ютером, формат магнітної стрічки, методи кодування і стиснення. QUC-стримери (Quarter Inch Cartridge) мають товщину картриджа 1/4 ". Ємність картриджів різна - від 250 Мбайт до 1,3 Гбайт. Travan-стримери використовують магнітні стрічки шириною 0,315". Ємність картриджів - від 400 Мбайт до 4 Гбайт. У DAT-стримерах (Digital Audio Tape) використовується технологія спірального сканування, що дозволяє збільшити щільність запису. Ємність картриджа досягає 8 Гбайт. DLT-стримери (Digital Linear Tape) мають високу надійність в експлуатації, дозволяють записувати інформацію з високою швидкістю. Ємність картриджа до 35 Гбайт.
Накопичувачі на дисках
Відмінною особливістю таких пристроїв є використання в якості носіїв інформації круглих дисків різного діаметру, що відрізняються форм-фактором. Випускаються носії з форм-фактором (розміром) 1,8 ", 2,5", 3,5 ", 5,25".
Накопичувачі на жорстких незнімних дисках
Ці накопичувачі називаються вінчестерами. Вони являють собою систему, що складається з механічного приводу, головок читання / запису, кількох носіїв і контролера, що забезпечує роботу всього пристрою і передачу даних.
Магнітна головка (кілька магнітних головок в спеціальному позиціонері) є однією з найбільш важливих частин пристрою. Конструкція магнітних головок постійно вдосконалюється. Розрізняють такі типи: монолітні, виготовлені з феритів, композиційні, що складаються з декількох видів матеріалів (скло, метали, кераміка), тонкоплівкові, що виготовляються методом фотолітографії, магніторезистивні, що складаються з двох - для запису і для читання. Носій інформації складається з кількох дисків, кожен з яких має дві робочі поверхні. При запису інформації використовуються магнітні властивості шару, нанесеного на поверхню. Диски закріплені на шпинделі двигуна. Швидкість обертання дисків може бути 3600 4500, 5400 7200, 10000, 12000 об / хв. Зі збільшенням швидкості обертання дисків збільшується продуктивність всієї системи.
Геометричні розміри пристрою визначаються форм-фактором і розміром по висоті: Full Height (FH) - повна висота 3,25 ", Half-Height (HH) - половинна висота або Low-Profile (LP) - низький профіль 1".
Кожна поверхня будь-якого з дисків розбивається на окремі доріжки. Доріжки на одній вертикалі на всіх поверхнях утворюють циліндр. Доріжка розбивається на сектори. Доступ до необхідної інформації здійснюється за номером доріжки номеру циліндра, номеру сектора.
Щільність запису на зовнішніх секторах менше, ніж на внутрішніх секторах. У сучасних вінчестерах форм-фактора 3,5 ", 5,25" диск розбивають на зони, в межах яких кількість секторів постійно. Чим зона далі від центру, тим більше вона містить секторів.
Серед основних параметрів, що визначають продуктивність вінчестера, можна виділити наступні: середній час доступу, яке визначається часом позиціонування магнітних головок на доріжці і часом очікування сектора, і швидкість обміну даними, яка в основному залежить від використовуваного інтерфейсу.
Накопичувачі на змінних дисках
Приводи для floppy-дисків з'явилися вже на перших персональних комп'ютерах. Форм-фактор цих дисків 5,25 ". Ємність одного диска становила 160 Кбайт. Згодом ємність одного дискового носія збільшилася до 1,2 Мбайт. Наступний етап - форм-фактор 3,5". Ємність одного носія 720 Кбайт, 1,44 Кбайт. Операції читання / запису здійснюються контактним способом, коли магнітна головка пристрої стикається з поверхнею носія. У таких пристроїв невисока щільність запису, швидкість обміну, значний час доступу.
Сучасні розробки floppy-пристроїв дозволяють поліпшити показники подібних пристроїв, використовуючи гнучкі диски форм-фактора 3,5 ", на яких можна зберігати до 100-200 Мбайт інформації. Деякі накопичувачі можуть працювати зі звичайними floppy-дисками, деякі - ні. Для збільшення щільності записи використовуються сучасні технології, такі як застосування лазерного променя для точного позиціонування магнітної головки пристрою, ефекту Бернуллі для безконтактного способу запису / читання.
MOD (Magneto-Optical Disk) - магнітооптичні диски мають різну ємність від 128 Мбайт до 640 Мбайт. Запис проводиться магнітним способом після нагрівання лазером магнітного шару до певної температурної точки (точка Кюрі). Надійність зберігання інформації забезпечується тим, що при звичайній температурі інформація не схильна до дії зовнішніх магнітних полів.
Пристрої CD-ROM використовують носії, ємністю до 650 Мбайт. Носій являє собою диск з светоотражающим шаром на одній стороні, на якій зберігається інформація. На диск нанесена доріжка спіраль від центру до краю диска, що складається з відображають і не відображають світло точок. Зчитування виробляється лазерним променем. Швидкість зчитування інформації визначається в порівнянні зі стандартом Audio CD - 150 Кбайт / с. Низькошвидкісні приводи використовували лінійну швидкість зчитування інформації. При цьому кутова швидкість збільшувалася при читанні на зовнішній стороні диска. У високошвидкісних приводах стали використовувати постійну кутову швидкість. У маркуванні таких приводів вказується максимально досяжна швидкість зчитування інформації. Швидкість читання неповного диска ніколи не досягне максимального значення.
Накопичувачі CD-R з можливістю запису дозволяють одноразово записувати інформацію на диски діаметром 120 і 80 мм. Промінь лазера пропалює плівку на поверхні диска, змінюючи його відбивну здатність. Перезапис неможливий. Такі диски читаються на будь-якому приводі CD-ROM.
Накопичувачі CD-RW дозволяють робити багаторазову запис на диск. Тут використовується властивість робочого шару переходити під дією лазерного променя в кристалічний або аморфний стан, мають різну відбивну здатність. Такі диски можуть не читатися на деяких, особливо застарілих приводах CD-ROM.
Накопичувачі DVD (Digital Versatile Disc) - цифровий універсальний диск. Призначений для зберігання відео, аудіо високої якості, комп'ютерної інформації великого обсягу. На рис. 3.14 зображено пристрій DVD. Односторонні одношарові DVD мають ємність 4,7 Гбайт інформації, двошарові - 8,5 Гбайт; двосторонні одношарові вміщають 9,4 Гбайт, двошарові - 17 Гбайт. Щільність запису вище, ніж у звичайних CD-ROM. Накопичувачі DVD можуть читати звичайні CD-ROM-диски. Двошвидкісні накопичувачі DVD можуть читати і CD-R, і CD-RW-диски.
Накопичувачі DVD-RAM дозволяють записувати і перезаписувати інформацію. На односторонньому одношаровому диску можна розмістити 2,58 Гбайт даних, на двосторонньому - 5,2 Гбайт. Конкуруючий стандарт DVD-R дозволяє зберігати 3,95 Гбайт інформації.
Накопичувачі па змінних жорстких дисках використовують технологію вінчестерів. Параметри таких пристроїв наближаються до параметрів пристроїв з жорсткими незнімними дисками. Як правило, використовується форм-фактор 3,5 ". Ємність одного носія варіюється від 230 Мбайт до 2 Гбайт.
RAID
RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks) масив - пристрій, що складається з декількох вінчестерів і RAID-контролера. Такий пристрій має великий обсяг дискового простору, підвищеною швидкістю обміну даними, значною надійністю зберігання інформації. RAID level 0 забезпечує високу швидкість обміну даними за рахунок паралельного запису на кілька дисків. Швидкість обміну знаходиться в прямій пропорції від кількості використовуваних вінчестерів. Надійність такого RAID-масиву невелика. RAID level 1 забезпечує надійність зберігання інформації за рахунок дублювання інформації на кілька дисків. RAID level 3 і 5 є проміжними варіантами, де надійність забезпечується не простим дублюванням інформації, а додаткової надлишкової інформацією, необхідною для відновлення інформації при збоях системи.
RAID-масиви допускають заміну вінчестера без відключення живлення і зупинки комп'ютерної системи, без втрат інформації.
Чи знаєте Ви,

що, як не тужаться релятивісти, CMB (космічне мікрохвильове випромінювання) - прямий доказ існування ефіру, системи абсолютного відліку в космосі, і, отже, спростування Пуанкаре-ейнштейнівського релятивізму, який стверджує, що все ІСО рівноправні, а ефіру немає. Це фонове випромінювання простору має свою абсолютну систему відліку, а значить ніякого релятивізму бути не може. Детальніше читайте в FAQ по ефірної фізиці . НОВИНИ ФОРУМУ
Лицарі теорії ефіру 13.06.2019 - 5:11: ЕКОЛОГІЯ - Ecology -> ПРОБЛЕМА ГЛОБАЛЬНОЇ ЗАГИБЕЛІ бджіл ТА ІНШИХ запилювачів РОСЛИН - Карім_Хайдаров.
12.06.2019 - 9:05: ВІЙНА, ПОЛІТИКА І НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема державного тероризму - Карім_Хайдаров.
11.06.2019 - 18:05: ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ФІЗИКА - Experimental Physics -> Експерименти Серлі і його послідовників з магнітами - Карім_Хайдаров.
11.06.2019 - 18:03: ВИХОВАННЯ, ОСВІТА, ОСВІТА - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвітництво від Андрія Маклакова - Карім_Хайдаров.
11.06.2019 - 13:23: ВИХОВАННЯ, ОСВІТА, ОСВІТА - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвітництво від В'ячеслава Осієвського - Карім_Хайдаров.
11.06.2019 - 13:18: ВИХОВАННЯ, ОСВІТА, ОСВІТА - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвітництво від Світлани Віслобоковой - Карім_Хайдаров.
11.06.2019 - 6:28: Астрофізики - Astrophysics -> До 110 річчя Тунгускою катастрофи - Карім_Хайдаров.
10.06.2019 - 21:23: ВИХОВАННЯ, ОСВІТА, ОСВІТА - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвітництво від Володимира Васильовича Квачкова - Карім_Хайдаров.
10.06.2019 - 19:27: СОВІСТЬ - Conscience -> Вищий розум - Карім_Хайдаров.
10.06.2019 - 19:24: ВІЙНА, ПОЛІТИКА І НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ страви - Карім_Хайдаров.
10.06.2019 - 19:14: СОВІСТЬ - Conscience -> РОСІЙСЬКИЙ СВІТ - Карім_Хайдаров.
10.06.2019 - 8:40: ЕКОНОМІКА І ФІНАНСИ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС СВІТОВОЇ ФІНАНСОВОЇ СИСТЕМИ - Карім_Хайдаров.