8. Внешние запоминающие устройства, их основные характеристики.

Внешняя память предназначена для длительного хранения программ и данных, и целостность ее содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер. Это устройства записи и снятия информации с различных видов носителей. В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором. В состав внешней памяти компьютера входят: • накопители на жестких магнитных дискахНЖМД) – «винчестеры»; • накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) – дисководы; • накопители на компакт-дисках; • накопители на магнито-оптических компакт-дисках; • накопители на магнитной ленте (стримеры) и др. Кроме того, появляются новые способы записи информации, такие как память на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД) и голографическая память, которые в настоящее время находятся еще в стадии разработки.

ВНЕШНИЕ ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА (ВЗУ, накопители) – это устройства записи-считывания данных с различных машинных носителей информации.

Все внешние запоминающие устройства делятся на две группы: 1. с прямым доступом к информации (дисковод, НГМД, НЖМД, НОД, Flash память); 2. с последовательным доступом к информации (НМЛ).

1. В ВЗУ с прямым доступом к информации (принцип «граммофона») устройство записи-считывания информации (магнитная головка) за доли секунд находит на носителе информации нужный адрес, не просматривая остальные записи.

- ДИСКОВОД – это устройство записи-чтения информации с флоппи-дисков (дискет). НГМД (ДИСКОВОДЫ, FDD – Floppy Disk Drive) — устройства для записи - считывания информации на гибких магнитных дисках (дискетах, флоппи-дисках). В настоящее время используются дисководы для дискет диаметром 3,5'' и 5,25'' (дюйма). Запись информации в дисководах производится на дискеты, состоящие из гибкого пластмассового диска с магнитным покрытием, который помещен в пластиковый корпус. Эти устройства появившиеся в персональных компьютерах 15 лет назад, до сих пор остаются непременным атрибутом практически любого ПК. Несмотря на то что емкость носителя его надежность и скорость чтения-записи по современным меркам очень малы такое долголетие подтверждает важность того, что информация, записанная на одном ПК могла быть считана практически на любом другом. Информация записывается по концентрическим дорожкам (трекам), которые делятся на секторы. Количество дорожек и секторов зависит от типа и формата дискеты. Сектор хранит минимальную порцию информации, которая может быть записана на диск или считана. Емкость сектора постоянна и составляет 512 байтов. В настоящее время наибольшее распространение получили дискеты со следующими характеристиками: диаметр 3,5 дюйма (89 мм), емкость 1,44 Мбайт, число дорожек 80, количество секторов на дорожках 18.

В 1995 году на рынок было представлено альтернативное устройство хранения данных ZIP Drive (компания Iomega) который использует 3,5” магнитный диск, похожий на дискету. Емкость такого диска достигает 250 мегабайт. Явный недостаток – несовместимость с другими устройствами.

На потребность рынка в более емких сменных носителях компания Iomega ответила выпуском накопителя JAZ (1996), записывающего диски емкостью до 2 Гб и внешне похожих на ZIP-диск.

- Первые НОД (накопители на оптических дисках, приводы CD-ROM) появились в 1984. Это устройства записи-чтения информации с оптических носителей информации. Принцип их работы основан на использовании луча лазера для записи и чтения информации на оптических (лазерных) дисках. Плотность оптической записи в десятки и сотни раз превышает плотность магнитной записи. Время доступа к информации в НОД больше, чем у НЖМД, но меньше, чем у НГМД. CD-ROM представляет собой прозрачный полимерный диск диаметром 12 см и толщиной 1,2 мм, на одну сторону которого напылен светоотражающий слой алюминия, защищенный от повреждений слоем прозрачного лака. Толщина напыления составляет несколько десятитысячных долей миллиметра. Информация на диске представляется в виде последовательности впадин (углублений в диске) и выступов (их уровень соответствует поверхности диска), расположенных на спиральной дорожке, выходящей из области вблизи оси диска. На каждом дюйме (2,54 см) по радиусу диска размещается 16 тысяч витков спиральной дорожки.

НОД, используемые в современных ПК, делятся на следующие виды: 1. привод CD-ROM – устройство, которое позволяет только считывать информацию, записанную на оптических носителях диаметром 5,25” и 3,5”; 2. привод CD-Recordable – появился после распространения CD-ROM и позволял записывать диски однократно. Сегодня такие приводы не производятся. 3. привод CD-RW (rewritable) – получил большое распространение в наши дни и пришли на смену приводам CD-Recordable. Главное отличие – возможность записывать специальные диски многократно (получилась как бы дискета большого объема 700мб!). Эти приводы также позволяют записывать диски для однократной записи и просто считывать такие диски. 4. привод DVD-ROM – используется для чтения DVD дисков, главное отличие которых большая емкость диска – до 17 Гбайт. Благодаря более высокой плотности записи DVD имеет преимущество перед CD и по его производительности.

Для чтения-записи информации с магнитооптических дисков (диски Floptical) используются магнитооптические накопители. В магнитооптических накопителях для чтения данных используется изменение поляризации отраженного лазерного луча в зависимости от направления намагниченности отражающего участка диска. Запись осуществляется с помощью внешнего магнитного поля и лазерного луча за два прохода.

- НЖМД («ВИНЧЕСТЕР», HDD – Hard Disk Drive). Это запись-чтение информации на жёсткие пластины. В этих устройствах один или несколько жестких дисков вместе с устройствами записи - считывания помещены в герметически закрытый корпус. Герметизация корпуса позволила добиться улучшения характеристик «винчестера», благодаря идеальной чистоте рабочих элементов. Емкость современных «винчестеров» может достигать нескольких десятков и даже сотен Гбайт при незначительном времени доступа к информации. Первый НЖМД был выпущен фирмой IBM в июне 1956, емкость составляла всего 5 Мбайт. Виды: 1. Несъемный жесткий диск. 2. Съемный жесткий диск.

- ФЛЭШ-ПАМЯТЬ – полупроводниковая энергонезависимая, перезаписываемая память. USB флэш-накопители – устройства записи-чтения информации, использующее флэш память и подключаемое к ПК или иному устройству через стандартный разъем USB. Принцип работы: флэш память хранит информацию в массиве транзисторов, называемых ячейками. Обычно в одной ячейке хранится 8 бит информации.

Достоинства: малый вес, бесшумность работы и портативность. Устойчивость к механическим воздействиям. Высокая плотность записи. Отсутствие подвижных частей.

Недостатки: Ограниченное число записи (максимально около 1 млн раз). Ограниченный срок хранения данных (до 5 лет). Скорость записи и чтения ограничены пропускной способностью USB.

2. В ВЗУ с последовательным доступом к информации (принцип «магнитофона») магнитная головка обрабатывает (просматривает) все записи на магнитном носителе в порядке их размещения, что увеличивает время доступа к информации от десятков секунд до нескольких минут.

- КНМЛ (СТРИМЕР). В простейшем случае в качестве кассетных накопителей на магнитной ленте (КНМЛ) использовались обычные кассетные магнитофоны. Несмотря на обилие дисковых устройств хранения всевозможных типов, ленточные накопители в качестве устройств для резервного копирования сохраняют и даже упрочили свои позиции благодаря высокой надежности, скорости и низкой стоимости хранения единицы информации. Стримеры используются в основном для архивирования и резервного копирования больших объемов данных.

В профессиональных ПК применяют специальные высокоскоростные стримеры с большой плотностью записи, в которых емкость на одной кассете достигает до 240 Гбайт.