1.5 Накопичувачі даних

Д ля зберігання програм і даних в персональних комп'ютерах використовують різного роду накопичувачі, загальна ємність яких, як правило, в сотні разів перевищує ємність оперативної пам'яті. По відношенню до комп'ютера накопичувачі можуть бути зовнішніми та внутрішніми (вбудованими). Зовнішні накопичувачі мають власний корпус і джерело живлення, що економить простір всередині корпусу комп'ютера і зменшує навантаження на блок живлення. Внутрішні накопичувачі кріпляться в спеціальних монтажних відсіках, що дозволяє створювати компактні системи, які поєднують в системному блоці всі необхідні пристрої. Сам накопичувач можна розглядати як сукупність носія і приводу. Розрізняють накопичувачі зі змінними і постійними носіями. Використовувані в даний час накопичувачі мають різні інтерфейси, серед яких переважають EIDE (ATAPI) і SCSI. Зустрічаються рішення на основі USB, PCMCIA, FireWire і інших інтерфейсів.

Жорсткі диски (HDD). В 1973 р. фірмою IBM за новою технологією був розроблений жорсткий магнітний диск, який міг зберігати до 16 Кб даних (рис 8) Оскільки цей диск мав 30 циліндрів (доріжок), кожен з яких був розбитий на 30 секторів, то йому присвоїли назва 30/30. За аналогією з автоматичними гвинтівками, що мають калібр 30/30, такі жорсткі диски стали називатися вінчестерами. Головки зчитування-запису разом з їх несучою конструкцією та дисками спочатку були укладені в герметично закритий корпус. У сучасних вінчестерах пакет дисків кріпиться на дисководі, система негерметична. Товщина повітряної подушки, створюваної аеродинамікою диска, що обертається і формою головки, набагато тонше людського волоса.

Рисунок 8. Жорсткі диски

Найважливішими характеристиками вінчестерів є ємність, продуктивність і середній час доступу.

Сучасні жорсткі диски мають значну ємність і можуть зберігати до 160 Гб даних. Їх власна продуктивність також досить висока - 60 Мб/с і вище, тому кінцева продуктивність при передачі даних через інтерфейс, пов'язаний з материнською платою, визначається також пропускною здатністю цього інтерфейсу. В залежності від його типу діапазон значень може бути значним: від декількох мегабайт в секунду для інтерфейсів EIDE до сотні і більше мегабайт в секунду для SCSI. Середній час доступу (СВД) визначається інтервалом часу, який необхідний для пошуку потрібних даних. Воно, у свою чергу, залежить від швидкості обертання диска. Для дисків, що обертаються зі швидкістю до 7200 об/хв, СВД становить 5-10 мкс.

Дискети (флоппі-диски) використовуються як найдешевше засіб резервного копіювання (обсягом інформації не більше 10 Мб) (рис.9), а також для перенесення даних з одного ПК на інші, в тому числі з портативних на стаціонарні ПК.

Р ис.9. Дискети

Дискети кожного типорозміру (5,25 і 3,5 дюйми) бувають зазвичай двосторонніми. Щільність запису може бути одинарним (Single Density), подвійний (Double Density) і високий (High Density). Їх ємність становить 1,44 або 2,88 Мб. Магнітний диск поміщений в міцний пластмасовий корпус. Зона контактів магнітних голівок з поверхнею диска закрита спеціальної шторкою (засувкою), отодвигаемой тільки всередині накопичувача. Швидкість читання/запису для 3,5-дюймового дисководу становить близько 63 Кб/с, середній час пошуку - близько 80 Мс. На диску розташовується 80 доріжок. На дискетах передбачена можливість захисту від запису.

Оптичні компакт-диски (CD ROM) є основним видом носія для тиражування та розповсюдження програмного продукту і великих баз даних, найбільш надійними і довготривалими сховищами даних.(рис.10) Вони складаються з полікарбонатною основи, що відображає і захисних шарів. Як відбиваючої поверхні зазвичай використовується напилювання алюміній.

Р ис. 10. сховищами даних

Цифрова інформація подається тут чергуванням западин не відображаючих плям) і відбивають світло острівців. Діаметр такого диска зазвичай становить 5,25 дюйма. Компакт-диск має одну фізичну доріжку у формі безперервної спіралі, що йде від зовнішнього діаметра диска до внутрішнього. Зчитування інформації з компакт-диск відбувається за допомогою лазерного променя, який, потрапляючи на відображає світло острівець, відхиляється на фотодетектора, інтерпретуюча це стан як двійкову одиницю. Промінь лазера, що потрапляє в западину, розсіюється і поглинається, і, отже, фотодетектора промінь не фіксує (фіксує двійковий нуль). Ємність компакт дисків становить від 170 (міні CD ROM) до 650 Мб. Сучасні материнські плати підтримують завантаження комп'ютера з CD ROM, що зручно при встановленні нової операційної системи або під час перевірки комп'ютера на наявність вірусів.

В даний час масового користувачеві стали доступні пристрої CD ROM з можливістю запису (CD R) і перезапису (CD RW) інформації. Завдяки невисокій ціні, ці пристрої стали широко застосовуватися для архівування даних, резервного копіювання, зберігання великих обсягів даних.

Носії на CD з однократним записом володіють дуже високою надійністю. Термін зберігання чистого диска до запису складає від 70 до 200 років. Важливою перевагою CD R дисків є можливість їх перегляду на будь-якому пристрої CD ROM.

Технологія перезаписуваних компакт-дисків CD RW дозволяє не тільки записувати, але і прати інформацію. Недоліком CD RW є те, що диски CD RW можуть читатися тільки на пристроях CD ROM, що підтримують технологію MultiRead. У таких пристроях зчитує лазер має іншу довжину хвилі, оскільки відбитий сигнал CD RW дуже слабкий. Крім того, для зберігання інформації на CD RW застосовується файлова система UDF, яку підтримують не всі операційні системи. Максимальне число циклів читання-запису CD RW становить кілька десятків тисяч.

Останнім часом корпорація Intel закінчує розробку концепції нової архітектури, що передбачає відмову від всіх периферійних інтерфейсів, розроблених іншими компаніями. З материнських плат будуть прибрані PS/2, COM і LPT порти для миші і клавіатури, інтерфейси FDD і IDE. Залишаться шини AGP і PCI. Натомість роз'ємів цих портів на платах з'являться порти USB продуктивністю до 480 Мб/с. IDE передбачається замінити шиною Serial ATA з вузьким 10-приводним шлейфом. Вирішено також відмовитися від ненадійних і малоемких дискет і низьких гнучких дисководів. Основним засобом переміщення файлів між комп'ютерами стануть перезаписувані носії CD RW,ZIP (обсягом 100-250 Мб трохи більшого розміру, ніж звичайна дискета), а також портативні жорсткі диски, включаючи нововведення ZIV, Trumb, інтерфейси для CompactFlash-карт, які, крім них, можна вставляти мініатюрні HDD IBM Microdrive ємністю до 1 Гб, мініатюрні FLASH накопичувачі-USB.

Мережеві карти - пристрої для підключення комп'ютера до кабелю комп'ютерної мережі. Вона, як і будь-яка плата розширення, розрахована на певний тип системної (або локальної) шини комп'ютера.(рис.)

Р ис.11. Мережеві карти

На кріпильної панелі мережного адаптера може перебувати до трьох типів роз'ємів. Однак навіть універсальна плата (з усіма трьома роз ’ ємами) одночасно може підключатися тільки до однієї кабельної системи. На платі є гніздо, призначене для мікросхеми ПЗУ, вміст якої використовується при завантаженні операційної системи з мережі для бездискових робочих станцій, тобто комп'ютерів, які не мають вбудованих жорстких дисків. Для поділу системних ресурсів комп'ютера (портів введення/виводу, переривань, каналів прямого доступу до пам'яті) плати можуть мати набір спеціальних перемичок (светри). Сучасні карти дозволяють змінювати системні ресурси програмним способом (без перемичок), і навіть автоматично, якщо комп'ютер відповідає вимогам Plug and Play ("вмикай і працюй").