21. Внешняя память. Параметры. Характеристики.

Внешняя (долговр) пам — это место длительного хранения данных, не используемых в дан момент в ОП компьютера, энергонезависима. Носители внешней памяти обеспечивают транспортировку данных когда компьютеры не объединены в сети. Для работы с внешней памятью необходимы накопитель (устройство чтения/записи+хранение) и— носитель(хранит).

Основные характеристики:

-информационная ёмкость;

-скорость обмена информацией;

-надёжность хранения информации;

-стоимость.

Основные виды накопителей:

-на гибких магнитных дисках (НГМД);

-на жестких магнитных дисках (НЖМД);

-на магнитной ленте (НМЛ);

-(оптич)CD-ROM, CD-RW, (магнитооптич)DVD;

-flash память.

3 основных технологии записи информации: электронная (чипы памяти различных видов), магнитная (жёсткие, гибкие диски), магнитооптическая и оптическая (диски CD-ROM, DVD ).

Дисковод –накопитель на жестких магн дисках сост из рычага(бывают подвижные и неподвижные) с головкой, шпинделя(вращает диск),электронных схем. (магнитная система)

Организация данных на диске: в виде набора концентрических окружностей – дорожек(имеет ширину головки,дорожки разделены промежутками). На дорожке – последовательные области-сектора. Информация передается блоками,размер сектора=min размеру блока.число секторов на дорожке10-100. Кластер (или ячейка размещения данных(1 или неск секторов)) — наименьшая область диска, которую операционная система использует при записи файла.

Оптические Изготовляют из органических материалов с напылением на поверхность тонкого алюминиевого слоя. имеет одну дорожку в виде спирали. Запись – выжигание лазером на поверхности углублений. При считывании информации выступы отражают свет слабого лазерного луча и воспринимаются как «1», впадины поглощают луч и, воспринимаются как «0». Это бесконтактный способ считывания информации.  Срок хранения 50-100лет.

Магнитные ленты: полистироловая лента,покрыта магнит слоем.наматывается на бобины.данные записываются последовательно.время доступа – >> чем у дисков.стример-устройство на основе маг лент.

Параметры: емкость, время доступа, скорость передачи данных, стоимость,интерфейс.

2интерфейса для винчестеров:

IDE (Integrated Drive Electronics) — интерфейс для дисковых накопителей, официальное название — ATA (AT Attachment). Именно этот интерфейс применяется в качестве основного в персональных компьютерах. Скорость обмена может достигать 133 Мбайт/с.

SCSI (Small Computer System Interface) — малый компьютерный системный интерфейс. В принципе, он используется и для подключения других устройств (например, сканеров), но основное его применение — для дисководов. Как правило, данный интерфейс изначально включается в структуру только некоторых серверов, а для его реализации в персональных компьютерах необходима дополнительная плата расширения (кстати, довольно дорогая). Скорость обмена может достигать 320 Мбайт/с.

22. Структура накопителей на основе жестких магнитных дисков.

НЖМД состоит: шпиндель(вращает диск,одетый на него), ЖМдиск, рычаг с головкой. диск вращается относительно головки. При записи на головку подается эл импульс, намагничивающий участок под ней. Характер намагниченности различен в разных обл. при чтении в катушке головки возникает эл ток, под воздействием перемещающегося относ нее магн поля. ЗУ с фиксированными головками: головки закреплены на фиксированном рычаге,пересекающем все дорожки диска. Зу с подвижными головками: 1 головка на рычаге, он перемещается, позиционируя головку на нужную дорожку. Диск может иметь магнитное покрытие с 1 или с 2 сторон. На оси(шпиндель) распологается 1 или неск дисков(дисковый пакет). 3 типа дисковых ЗУ: 1-головка на фиксированной дистанции от поверхности,есть воздушный промежуток.2-головка и диск в физическом контакте во время чтения/записи(НГМД).для правильной записи головка должна воспринимать интенсивность магнитного поля - > чем уже головка, тем ближе должна быть к поверхности диска. Но чем ближе – тем больше риск загрязнений и дефектов. Решение этой проблемы – винчестер – его головки и диски помещены в герметичный корпус, имеют малый вес и аэродинамическую(диск начинает крутиться – рычаг поднимается) форму. Работа происходит значительно ближе к поверхности диска – увеличивая плотность хранения данных.

Удвоение быстродействия процессора достигается за 2 года. Для МД - за 10 лет. Решена проблема быстродействия за счет RAID-массивов «массив независимых магнитных дисков с избыточностью»: вместо 1 диска большой емкости – массив недорогих,параллельно работающих дисков, рассматриваемых операционкой как одно большое ЗУ. В RAID есть доп дисковое пространство,для хранения доп информации, позволяющей восст потерянные данные.Т.о.RAID – надежнее штучных дисков. Массивы RAID могут быть реализованы программно и аппаратно.

Физические параметры накопителя: диаметр дисков, их количество и угловая скорость вращения.

Ёмкость НЖМД = Количеству жестких дисков. Ёмкость одной рабочей поверхности = его площади, умноженной на плотность записи. Площадь пропорциональна квадрату диаметра. - > для получения максимальной емкости увеличивать нужно все, кроме скорости вращения.

Сам магнитный диск устроен: инф хранится на плоских метал или пластик пластинах, покрытых магнитным материалом. Запись/считывание-за счет электро-магнитной катушки(головки считывания/записи)которая в процессе счит/зап неподвижна,диск вращается. При записи на головку подается эл импульс,намагничивающий участок под ней. Характер намагниченности различен в разных обл. Считывание базируется на эл. токе, наводимом в катушке головки, под воздействием перемещающегося относительно нее магн поля.