Память на магнитных дисках

Устройства, используемые для повседневного хранения и считывания данных, называют дисковой подсистемой компьютера.

Магнитные диски используются в компьютере в виде постоянного магнитного диска, являющегося хранителем больших объемов информации (hard disk - жесткий диск) Дорожки записи-воспроизведения располагаются на диске по концентрическим окружностям, каждая дорожка разбивается на секторы для более быстрого поиска. Каждый сектор и дорожка имеют метки. Такая разбивка записывающего пространства называется форматированием, которое осуществляет компьютер при наличии соответствующей программы форматирования. При записи каждый информационный блок получает свой адрес в виде кодового слова и поиск крупного информационного блока происходит путем сравнения адреса блока, хранящегося в регистре запоминающего устройства компьютера, с текущими адресами блоков.

Запись информации на магнитный носитель основана на принципе сохранения ферромагнитными материалами остаточного намагничивания, соответствующего напряженности магнитного поля при записи.

Каждый бит информации на магнитном носителе представлен микроскопическим участком, магнитные частицы на котором имеют одинаковую ориентацию, приобретаемую под воздействием магнитного поля головки в процессе записи.

Жесткий диск, или винчестер - основное средство постоянного хранения данных и программ в компьютере. Главной его характеристикой является емкость, т.е. количество данных, которые на него можно записать. Однако объем винчестера далеко не полностью характеризует его работу. Не менее важна его скорость. Она становится одним из основных факторов, определяющих скорости работы всего компьютера, и не только в моменты работы с файлами. Дело в том, что все современные операционные системы, если не хватает оперативной памяти, высвобождают ее, сбрасывая наименее часто используемую информацию из памяти на винчестер в файл (называемый свопом, swap) и затем по мере необходимости “перегоняют” данные между ОЗУ и свопом. Этот процесс называется своппингом. Иногда компьютер тратит довольно значительную часть времени на своппинг, поэтому его скорость весьма критична.

Скорость винчестера описывается тремя параметрами. Скорость передачи данных (transfer rate, кратко - transfer) показывает, насколько быстро с диска считываются данные, записанные строго последовательно (измеряется в мегабайтах в секунду). Среднее время поиска (average seek time, кратко - seek) - это усредненное время, за которое будет найден нужный блок данных, если винчестеру указано его физическое расположение. Немного реже упоминается третий параметр - время поиска соседней дорожки (track to track seek). Это время, за которое винчестер переходит от одного блока данных (дорожки) к соседнему. То, какой из этих параметров важнее для скорости работы в целом, зависит от конкретной задачи. Для своппинга обычно определяющим будет transfer, как и для работы с длинными последовательными файлами (например, видеоклипами). Однако для большинства задач важны все параметры, и желательно, чтобы винчестер был “сбалансирован”, а не имел один выдающийся параметр при отстающих других.

Скорость работы винчестера (transfer и seek) существенно зависит от частоты его вращения (вращается блок дисков, находящийся внутри герметичного корпуса). Она измеряется в оборотах в минуту (об/мин).