3.5. Накопители информации

Данные могут храниться и транспортироваться на носителях различных видов. Самым распространенным носителем данных, по-видимому, является бумага. На бумаге данные регистрируются путем изменения опти­ческих характеристик ее поверхности. В качестве носителей, исполь­зующих изменение магнитных свойств, можно назвать магнитные ленты и диски. Регистрация данных путем изменения химического состава поверхностных веществ носителя широко используется в фотографии. На биохимическом уровне происхо­дит накопление и передача данных в живой природе.

Для хранения программ и данных в пер­сональных компьютерах используют различного рода накопители, общая емкость которых, как правило, в сотни раз превосходит емкость оперативной памяти. По отношению к компьютеру нако­пители могут быть внешними и встраиваемыми (внутренними).

В первом случае такие устройства имеют собственный корпус и ис­точник питания, что экономит пространство внутри корпуса ком­пьютера и уменьшает нагрузку на его блок питания. Встраиваемые накопители крепятся в специальных мон­тажных отсеках (drive bays) и позволяют создавать компакт­ные системы, кото­рые совмещают в системном блоке все необходимые устрой­ства.

Сам накопитель можно рассматривать как совокупность носи­теля и соответствующего привода. В связи с этим различают на­копители со сменным и несменным носителями. В зависимости от типа носителя все накопители можно подразделить на нако­пители на магнитной ленте и дисковые накопители. Накопители на магнитной ленте, в свою очередь, бывают двух видов: накопи­тели на полудюймовых девятидорожечных лентах, работающие в старт-стопном режиме, и стримеры, работающие в потоковом (инерционном) режиме.

Накопители на магнитной ленте назы­вают также устройствами последовательного доступа, так как об­ратиться к удаленным фрагментам данных можно только после считывания менее удаленных. Накопители же на дисках, как пра­вило, являются устройствами произвольного доступа, поскольку интересующие данные могут быть получены без обязательного прочтения им предшествующих.

По способу записи и чтения информации на носитель дисковые накопители можно подразделить на магнитные, оптические и маг­нитооптические. Среди дисковых накопителей можно выделить:

- накопители на флоппи-дисках;

- накопители на флоптических дисках;

- накопители на несменных жестких дисках (винчестеры);

- накопители на сменных жестких дисках;

- накопители на магнитооптических дисках;

- накопители на оптических дисках с однократной записью и многократным чтением CD-R;

- накопители на оптических дисках с многократной записью и многократным чтением CD-RW;

- накопители на оптических компакт-дисках CD-ROM (Compact Disk ROM).

Флоппи-диски

Информация на жестком диске может храниться годами, однако иногда требуется ее перенос с одного компьютера на другой. Несмотря на свое название, жесткий диск является весьма хрупким прибором, чувствительным к перегрузкам, ударам и толчкам. Теоретически, переносить информацию с одного рабочего места на другое путем переноса жесткого диска возможно, и в некоторых случаях так и поступают, но все-таки этот прием считается нетехнологичным, поскольку требует особой акку­ратности и определенной квалификации.

Для оперативного переноса небольших объемов информации используют так называемые гибкие магнитные диски (дискеты), которые вставляют в специальный накопитель — дисковод. Приемное отверстие накопителя находится на лицевой панели системного блока. Правильное направление подачи гибкого диска отмечено стрелкой на его пластиковом кожухе.

Основными параметрами гибких дисков являются: технологический размер (изме­ряется в дюймах), плотность записи (измеряется в кратных единицах) и полная емкость.

Первый компьютер IBM PC (родоначальник платформы) был выпущен в 1981 году. К нему можно было подключить внешний накопитель, использующий односто­ронние гибкие диски диаметром 5,25 дюйма. Емкость диска составляла 160 Кбайт. Гибкие диски размером 3,5 дюйма выпускают с 1980 года. Односторонний диск обычной плотности имел емкость 180 Кбайт, двусторонний — 360 Кбайт, а двусто­ронний двойной плотности — 720 Кбайт. Ныне стандартными считают диски раз­мером 3,5 дюйма высокой плотности. Они имеют емкость 1440 Кбайт (1,4 Мбайт) и маркируются буквами HD (high density — высокая плотность).

С нижней стороны гибкий диск имеет центральную втулку, которая захватывается шпинделем дисковода и приводится во вращение. Магнитная поверхность при­крыта сдвигающейся шторкой для защиты от влаги, грязи и пыли. Если на гибком диске записаны ценные данные, его можно защитить от стирания и перезаписи, сдвинув защитную задвижку так, чтобы образовалось открытое отверстие.

Для раз­решения записи задвижку перемещают в обратную сторону и перекрывают отверстие. В некоторых случаях для безусловной защиты информации на диске задвижку выла­мывают физически, но и в этом случае разрешить запись на диск можно, если, напри­мер, заклеить образовавшееся отверстие тонкой полоской липкой ленты.

Гибкие диски считаются малонадежными носителями информации. Пыль, грязь, влага, температурные перепады и внешние электромагнитные поля очень часто становятся причиной частичной или полной утраты данных, хранившихся на гибком диске. Поэтому использовать гибкие диски в качестве основного средства хранения информации недопустимо. Их используют только для транспортировки информа­ции или в качестве дополнительного (резервного) средства хранения.

Сменные диски

Уже давно желанием многих пользователей является возможность размеще­ния больших объемов данных на малогабаритных носителях. Дискеты долгое время были именно такой «медленной средой» для запоминания информа­ции. Однако при работе с графикой становится заметно, что для размещения файлов на дискетах необходимо столько же времени, сколько понадобилось для их создания.

Сменный жесткий диск помог решить эту проблему. Этот носитель обычно используется для двух целей:

 Периодическое сохранение данных на внешнем носителе.

 Обмен информацией. Сменные жесткие диски являются надежным, бы­стрым и комфортабельным средством обмена информацией.

У сменного винчестера переносным является не только носитель информа­ции, но и фактически весь дисковод, который вынимается из своих направ­ляющих в корпусе PC. Для извлечения дисковода на передней панели имеется специальная ручка. С обратной его стороны находится адаптер, который обычно обеспечивает силовое питание и связь для приема-передачи данных.

Стример

Стример как и сменный жесткий диск, можно приобрести в виде внутренне­го или внешнего периферийного устройства. В качестве носителя информа­ции стример использует магнитную ленту, которая похожа на ленту в обыч­ной аудиокассете.

Стримеры в основном используются для архивации и резервного копирова­ния больших объемов данных на компактные носители. Недостатком является малая скорость передачи информации. Она значительно ниже, чем у винчестеров и сменных жестких дисков. Поэтому стримеры нельзя рекомендовать для использования в других целях, кроме как для резервного копирования информации.

В качестве стандарта для стримера выбран стандарт QIC (Quarter Inez Car­tridge Drive Standard). Только благодаря этому стандарту стало возможным ус­танавливать различные ленты на различные приводы и достигать программ­ной совместимости при работе с ними.

Магнитооптические накопители

Магнитооптические накопители уже получили достаточно широкое распространение. Однако не настолько широкое, как хотелось бы, из-за их соотношения цена/производительность.

Floptical – состав­ное слово, образованное от слов Floppy-диск и Optical-диск. Принцип работы этого привода ясен из названия. Floptical имеет размер 3,5" и может быть прочитан или записан на внешнем или внутреннем дисководе. Емкость таких накопителей достигает нескольких десятков мегабайт. При опти­ческом чтении дорожек запись осуществляется обычными магнитными сред­ствами, как у дискет.

Накопители Floptical не могут пробить себе «место под солнцем» по двум причинам:

 Из-за предварительного оптического форматирования эти диски почти в пять раз дороже, чем дискеты.

 Из-за низкой скорости вращения привода (720 об/мин) данные считы­ваются со скоростью примерно 100 Кбайт/с.

И, кроме того, альтернативные сменные накопители по соотношению цена/ емкость все еще значительно лучше.

МО-привод (Magneto-Optical— магнитооптический) представляет собой нако­питель информации, в основу которого, как уже ясно из названия, положен магнитный носитель с оптическим (лазерным) управлением.

Принцип устройства МО-носителя подобен CD-ROM. Но между слоем носи­теля и рефлектора нанесено дополнительное напыление, которое реагирует как на оптическое, так и на магнитное воздействие. В качестве головки запи­си/чтения служит лазер, который нагревает отдельные участки поверхности до температуры около 150°С. Благодаря этому элементы промежуточного слоя взаимодействуют друг с другом и после охлаждения намагничиваются. Этот процесс можно повторять любое количество раз, потому что поверхность и слой носителя защищены. Второй лазер предназачен для чтения информации.

Емкость МО-привода подобна CD-ROM. Время доступа равно 70 мс. Средняя скорость передачи данных может достигать 700 Кбайт/с.

Единственным недостатком МО-накопителей является их цена. Она все еще достаточно высока.

Накопители на гибких магнитных дисках Zip

К малогабаритным устройствам резервного копирования относятся накопи­тели Zip на сменных гибких магнитных дисках, разработанные фирмой Iomega. Картридж накопителя Zip содержит гибкие магнитные диски, обес­печивающие хранение данных объемом до 250 Мбайт. Причем сам накопи­тель, использующий такой картридж, может быть внешним или встраивае­мым.

Эти устройства базируются на традиционной технологии магнитных носите­лей, но имеют более совершенную систему позиционирования головок запи­си/чтения и надежную механику привода.

Приводы Zip имеют хорошее соотношение цена/производительность и превосходят по своим характеристикам все имеющиеся сегодня накопители со сменными носителями.

В накопителях Zip предусмотрена функция введения пароля, что позволит хранить конфиденциальную информацию.

Накопители на оптических компакт-дисках CD-ROM

В период 1994-1995 годах в базовую конфигурацию персональных компьютеров перестали включать дисководы гибких дисков диаметром 5,25 дюйма, но вместо них стандартной стала считаться установка дисковода CD-ROM, имеющего такие же внешние размеры.

Аббревиатура CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory) перево­дится на русский язык как посто­янное запоминающее устройство на основе компакт-диска.

Компакт диск – оптический или магнитно-оптический диск, предназначенный для записи и чтения цифровых данных при помощи лазерного луча.

Прин­цип действия этого устройства состоит в считывании числовых данных с помощью лазерного луча, отражающегося от поверх­ности диска. Цифровая запись на компакт-диске отлича­ется от записи на магнитных дис­ках очень высокой плотностью, и стандартный компакт-диск может хранить примерно 650 Мбайт данных.

Большие объемы данных харак­терны для мультимедийной информации (графика, музыка, видео), поэтому дисководы CD-ROM относят к аппаратным сред­ствам мультимедиа. Программные продукты, распространяемые на лазерных дисках, называют мультимедийными изданиями. Сегодня мультимедийные издания завоевывают все более прочное место среди других традиционных видов изданий. Так, например, существуют книги, аль­бомы, энциклопедии и даже периодические издания (электронные журналы), выпус­каемые на CD-ROM.

Основным недостатком стандартных дисководов CD-ROM является невозможность записи данных, но параллельно с ними существуют и устройства однократной записи CD-R (Compact Disk Recorder), и устройства многократной записи CD-RW.

Основным параметром дисководов CD-ROM является скорость чтения данных. Она измеряется в кратных долях. За единицу измерения принята скорость чтения в первых серийных образцах, составлявшая 150 Кбайт/с. Таким образом, дисковод с уд­военной скоростью чтения обеспечивает производительность 300 Кбайт/с, с учетве­ренной скоростью — 600 Кбайт/с и т. д. В настоящее время наибольшее распрост­ранение имеют устройства чтения CD-ROM с производительностью 32х-48х. Образцы устройств однократной записи имеют производительность 4х-8х, а устройств многократной записи — 4х.

Накопители DVD

Устройства для чтения дисков высокой плотности DVD-ROM по техническим характеристикам, объемам выпуска и цене достигли, наконец, степени полной готовности к быстрому и массовому внедрению в компьютеры любого уровня. Основные аргументы в пользу приводов DVD заключаются в том, что они способны полностью заменить CD-ROM при ненамного более высокой стоимости и дают при этом, кроме выполнения обычных функций (чтение дисков CD-ROM, CD-R и CD-RW), множество дополнительных возможностей: чтение дисков DVD-ROM (объем информации от 4.7 Гб до 17 Гб) и видео DVD (высококачественное видео в формате MPEG-2 и многоканальный звук), а в ближайшей перспективе – воспроизведение звуковых дисков нового формата DVD Audio. На DVD носителях появились программные продукты (энциклопедии, игры), не говоря уже об огромном количестве фильмов.

Диск DVD имеет такой же диаметр, как и обычные компакт-диски, однако это уже не одинарный диск толщиной 1,2 мм. Он состоит из двух отдельных дисков толщиной 0,6 мм каждый, со­единенных между собой своими тыльными сторонами. Благодаря такой структуре информационный слой, с которого производится считывание данных, удален от внешней поверхности только на 0,6 мм вместо прежних 1,2 мм. Это обеспечивает более точную фокусировку лазера для чтения более плотно расположенных данных.

CD-RW и CD-R

Приводы CD-R позволяют считывать данные с компакт-дисков и делать запись только на одноразовые (Recordable) диски. Устройства CD-RW (ReWritable) позволяют осуществлять запись на многоразовые, перезаписываемые диски и более универсальны, чем CD-R.

На диск CD-R можно последовательно добавлять новые файлы или их новые версии, но когда он заполнится, нельзя удалить старые файлы, чтобы высвободить место. Накопитель типа CD-RW позволяет работать с диском CD-RW во многом так же, как с любым другим носителем информации, – т.е. обновлять и удалять файлы по мере необходимости.

Помимо относительно низкой стоимости самого устройства, рост их популярности обусловило то, что с увеличением объема используемых программ, баз данных, развитием мультимедийных технологий возникла потребность в архивировании и резервном хранении больших объемов информации (десятки-сотни мегабайт).

Скорость записи, перезаписи и чтения указывается в единицах, кратных стандартной скорости аудиозаписи (153.8 Кб/с), например, 4х. Маркировка CD-RW 4 x 8 x 32 означает, что скорость перезаписи, записи на одноразовых дисках и чтения равна 4, 8 и 32 соответственно. Иногда встречается маркировка типа 16 х 10 х 40, но всегда наименьшее число обозначает скорость перезаписи (rewrite).

Накопители на жестком диске

Эволюция персональных компьютеров связана с изменениями накопителей на жестких дисках. Первые ЭВМ не имели таких накопителей.

Наименование диска — жесткий — подчеркивает его отличие от гибкого дис­ка: магнитное покрытие наносится на жесткую подложку. Термин же­сткий диск (hard disk) используется, в основном, в англоязычных странах. Пер­вый накопитель на жестких дисках был создан в 1973 г. по технологии фирмы IBM и имел кодовое обозначение «30/30» (двусторонний диск емкостью 30 + 30 Мбайт). Это кодовое обозначение совпадало с обозначением калибра леген­дарного охотничьего ружья «винчестер», использовавшегося при завоевании Дикого Запада. Такие же намерения были и у разработчиков жесткого диска; наименование «винчестер» получило широкое распространение. Винчестер – жесткий магнитный диск, располагающийся внутри центрального блока и предназначенный для долговременного хранения информации (см. рис. 3.7.).

Рис. 3.7. Основные элементы накопителя на жестких дисках

Взглянув на накопитель на жестком диске, вы увидите только прочный ме­таллический корпус. Он полностью герметичен и защищает дисковод от час­тичек пыли, которые при попадании в узкий зазор между головкой и поверх­ностью диска могут повредить чувствительный магнитный слой и вывести диск из строя. Кроме того, корпус экранирует накопитель от электромагни­тных помех.

Дисковод – устройство, которое содержит механизмы для вращения магнитного диска и перемещения головки чтения и записи по его поверхности.

Головка считывания-записи – магнитная головка, позволяющая осуществлять чтение и запись данных на диск.

Внутри корпуса находятся все механизмы и некоторые электронные узлы.

Механизмы – это сами диски, на которых хранится информация, головки, ко­торые записывают и считывают информацию с дисков, а также двигатели, приводящие все это в движение.

Диск представляет собой круглую металлическую пластину с очень ровной поверхностью, покрытую тонким ферромагнитным слоем. Технология его на­несения близка к той, которая используется при производстве интегральных микросхем.

Количество дисков может быть различным, количество рабочих поверхностей, соответственно, вдвое больше (по две на каждом ди­ске). Последнее (как и материал, использованный для магнитного покрытия) определяет емкость жесткого диска. Иногда наружные поверхности крайних дисков (или одного из них) не используются, что позволяет уменьшить вы­соту накопителя, но при этом количество рабочих поверхностей уменьшается и может оказаться нечетным.

Магнитные головки считывают и записывают информацию на диски. Принцип записи в общем схож с тем, который используется в обычном магнитофоне. Цифровая информация преобразуется в переменный электрический ток, посту­пающий на магнитную головку, а затем передается на магнитный диск, но уже в виде магнитного поля, которое диск может воспринять и «запомнить».

Магнитное покрытие диска представляет собой множество мельчайших облас­тей самопроизвольной (спонтанной) намагниченности. Для наглядности пред­ставьте себе, что диск покрыт слоем очень маленьких стрелок от компаса, направленных в разные стороны. Такие частицы-стрелки называются домена­ми. Под воздействием внешнего магнитного поля собственные магнитные поля доменов ориентируются в соответствии с его направлением.

После прекраще­ния действия внешнего поля на поверхности диска образуются зоны остаточ­ной намагниченности. Таким образом сохраняется записанная на диск инфор­мация. Участки остаточной намагниченности, оказавшись при вращении диска напротив зазора магнитной головки, наводят в ней электродвижущую силу, изменяющуюся в зависимости от величины намагниченности.

Пакет дисков, смонтированный на оси-шпинделе, приводится в движение специальным двига­телем, компактно расположенным под ним. Для того чтобы сократить время выхода накопителя в рабочее состояние, двигатель при включении некоторое время работает в форсированном режиме. Поэтому источник питания компьютера до­лжен иметь запас по пиковой мощности.

Головки пере­мещаются с помощью прецизионного шагового двигателя и как бы «плывут» на расстоянии в доли микрона от поверхности диска, не касаясь его. Держатель головки представляет собой крыло, парящее над поверхностью, благодаря тому, что поверхность увлекает с собой частицы воздуха, создавая таким образом, набегающий на крыло поток. На поверхности дисков в результате записи информации образуются намагниченные участки в форме концентрических окружностей. Они называются магнитными дорожками.

Дорожка – концентрическое кольцо на поверхности магнитного диска, на которое записываются данные.

Сектор – деление дисковых дорожек, представляющее собой основ­ную единицу размера, используемую накопителем. Секторы обычно содер­жат по 512 байтов.

Совокупность дорожек, расположенных друг под другом на всех по­верхностях, называют цилиндром. Все головки накопителя перемещаются од­новременно, осуществляя доступ к одноименным цилиндрам с одинаковыми но­мерами.

Число дисков, головок и дорожек накопителя устанавливается изготовите­лем исходя из свойств и качества дисков. Изменить эти характеристики нельзя. Количество секторов на диске зависит от метода записи. Зная размер сектора, всегда мож­но рассчитать общий объем накопителя:

V = C х H х S х B,

где: C – количество цилиндров,

H – количество головок,

S – количество секторов на дорожку,

B – размер сектора.

Описанное выше деление называется низкоуровневым (LowLewel) форма­тированием. Такое форматирование нижнего уровня чаще всего выполняет изготовитель, используя специальные программные средства или команды операционной системы. Перед первым использованием дисков необходимо произвести их логическое форматирование – специальным образом инициализировать их (с помощью программы format).

Логическая структура диска определяется стандартом той или иной операционной системы. Группы секторов условно объединяются в кластеры. Кластер – это несколько секторов, рассматриваемых операционной системой как единое целое. Кластер является наименьшей единицей адресации к данным. Размер кластера, в отличие от размера сектора, не фиксирован и зависит от емкости диска.

Жесткий диск может быть разбит на несколько разделов (partition), которые в принципе затем могут использоваться либо одной ОС, либо различными ОС. Раздел – раздел памяти, выделяемый на жестком диске для определенного использования. На каждом разделе может быть органи­зована своя файловая система. Однако для организации даже одной-единственной файловой системы необходимо определить, по крайней мере, один раздел.

Логическая структура диска зависит от файловой системы (NTFS, FAT32 и т.д.). Основными составляющими логической структуры диска являются:

 Boot Record (загрузочная запись), отвечающая за загрузку в оперативную память основных модулей операционной системы. По физическому адресу [0-0-1] на винчестере располагается MBR (master boot record) – главная загрузочная запись. В загрузочной записи хранится информация о логических дисках и физические параметры диска.

 FAT (File allocation table) – таблица размещения файлов. FAT является линейной таб­личной структурой со сведениями о файлах — именами файлов, их атрибутами и другими данными, определяющими местонахождение файлов (или их фрагмен­тов). Элемент FAT определяет фактическую область диска, в кото­рой хранится начало физического файла. Таблица размещения файлов является очень важной информационной структу­рой. Можно сказать, что она представляет собой карту (образ) области данных, в которой описывается состояние каждого участка области данных – кластера. В таблице FAT кластеры, принадлежащие одному файлу, связываются в цепочки.

 Корневой каталог. Корневой каталог отличается от обычного каталога тем, что он, по­мимо размещения в фиксированном месте логического диска, еще имеет и фик­сированное число элементов.

 Область данных (содержимое всех файлов).

Хранение и извлечение данных с диска требует взаимодействия между опера­ционной системой, контроллером жесткого диска и электронными и механиче­скими компонентами самого накопителя.

Управление работой жесткого диска выполняет специальное аппаратно-логическое устройство — контроллер жесткого диска. В прошлом оно представляло собой отдельную дочернюю плату, которую подключали к одному из свободных слотов материнской платы. В настоящее время функции контроллеров дисков выполняют микросхемы, входящие в микропроцессорный комплект (чипсет), хотя некоторые виды высокопроизводительных контроллеров жестких дисков по-прежнему постав­ляются на отдельной плате.

К основным параметрам жестких дисков относятся емкость и производительность. Емкость дисков зависит от технологии их изготовления. В настоящее время боль­шинство производителей жестких дисков используют изобретенную компанией IBM технологию с использованием гигантского магниторезистивного эффекта (GMR — Giant Magnetic Resistance). Теоретический предел емкости одной пластины, исполнен­ной по этой технологии, составляет порядка 20 Гбайт. В настоящее время достигнут технологический уровень 6,4 Гбайт на пластину, но развитие продолжается.

С другой стороны, производительность жестких дисков меньше зависит от техноло­гии их изготовления. Сегодня все жесткие диски имеют очень высокий показатель скорости внутренней передачи данных, и потому их производи­тельность в первую очередь зависит от характеристик интерфейса, с помощью кото­рого они связаны с материнской платой.

Кроме скорости передачи данных с производительностью диска напрямую связан параметр среднего времени доступа. Он определяет интервал времени, необходимый для поиска нужных данных, и зависит от скорости вращения диска. Для дисков, вращающихся с частотой 5400 об/мин, среднее время доступа составляет 9-10 мкс, для дисков с частотой 7200 об/мин — 7-8 мкс. Изделия более высокого уровня обеспечивают среднее время доступа к данным 5-6 мкс.

Накопители на дисковых массивах RAID

В результате изысканий, проведенных различными фирмами, появилось самостоятельное направление разработки накопителей на жестких магнит­ных дисках — создание накопителей на дисковых массивах. Название RAID (Redundant Array of Independent Disks) переводится как “резервирующие массивы независимых дисков”. Идея RAID проста: несколько дисков, объединенных вместе, могут не только уве­личить объем накопителя, но и повысить надежность хранения информа­ции при возросшей скорости передачи данных. Такие системы целесооб­разно использовать для хранения огромных массивов данных, электронных библиотек и т. п. при совместной работе с мощным сервером (или несколь­кими серверами).

Массив дисков, будучи подключенным к компьютеру, распознается системой как один диск большой емкости. Отказоустойчивость дискового массива мо­жет быть увеличена за счет избыточности хранимой информации.

RAID-массив строится на основе распределения данных между дисками. Про­странство каждого диска разбивается на сегменты. Дисковое простран­ство RAID-массива представляет собой объединение сегментов всех дисков массива.

Архитектура построения и распределения дисковой памяти в устройствах RAID имеет несколько классов (уровней). На сегодняшний день существует девять уровней RAID-массивов, которые различаются по скорости, надежно­сти и стоимости изготовления. Наибольшее распространение получили уровни: нулевой, первый, второй и пятый. В меньшей степени распростране­ны третий, шестой и седьмой уровни.

В системе RAID уровня 0 (часто называемого уровнем чередования данных) информация каждого файла располагается на нескольких дисках. Однако при такой организации высока вероятность отказа. Иногда этот уровень называют дисковым массивом без дополнительной отказоустойчивости.

Дисковые массивы уровня 1 (зеркального дублирования дисков) имеют полный дубликат каждого диска, обеспечивая тем самым надежность хранения информации и быстродействие накопителя, но сто­имость таких массивов высока. Достоинства использования массивов RAID 1 состоят в следующем:

 скорость записи на зеркальные диски идентична скорости записи на один диск;

 скорость чтения данных в два раза выше, чем одного диска;

 Высокая скорость восстановления данных вследствие избыточности информации. Восстановление происходит путем копирования данных с одного диска на другой.

К недостаткам можно отнести низкий коэффициент использования дисково­го пространства (Кисп = 0.5).

Дисковые массивы уровня RAID 2 основаны на использовании алгоритма Хемминга для проверки/восстановления данных. Поток данных разбивается на отдельные слова, каждое слово, в свою очередь, разбивается на биты. Биты последовательно записываются на диски. Для каждого слова данных по алго­ритму Хемминга вычисляется значение корректирующего кода. Код Хемминга (назван именем Р. В. Хемминга) является корректирующим кодом, исправляющим одну ошибку в каждом кодовом слове. Вычисленные по алгоритму Хемминга контрольные суммы записываются на отдельный диск и используются для проверки данных при считывании. Дос­тоинствами технологии RAID 2 являются:

 оперативное исправление ошибок;

 высокая скорость передачи данных, увеличивающаяся с ростом числа дисков в массиве;

 возрастание коэффициента использования дискового пространства по мере увеличения числа дисков;

 относительно простое конструктивное исполнение.

Пятый уровень ориентирован на активную работу с дисками и обеспечивает максимальную скорость доступа к информации за счет использования независимых дисков данных и равномерного распределения контрольных сумм между дисками. Этот уровень находит наибольшее распространение в тех случаях, когда требуется достаточно высокая скорость передачи большого количества информационных файлов малого объема. Для RAID 5 характерно распределение информации контрольных данных, как минимум, по трем дискам.