Глава 6. Запоминающие устройства пк

Магнитные диски (МД) относятся к магнитным машинным носителям информа­ции. В качестве запоминающей среды у них используются магнитные материалы со специальным свойством (прямоугольная петля гистерезиса), позволяющим фиксировать два направления намагниченности, которым ставятся в соответст­вие двоичные цифры: 0 и 1. На рис. 6.6 показана логическая структура МД.

Накопители на МД (НМД) являются наиболее распространенными внешними запоминающими устройствами в ПК. Они бывают жесткими и гибкими, сменными и встроенными в ПК. Все диски, и магнитные, и оптические, характеризуются своим диаметром, или, иначе, форм-фактором. Наибольшее распространение полу­чили диски с форм-факторами 3,5 дюйма (89 мм). Но существуют диски и с форм-факторами 5,25 дюйма (133 мм), 2,5 дюйма (64 мм), 1,8 дюйма (45 мм) и другие.

Рис. 6.6. Логическая структура магнитного диска

Информация на магнитные диски (МД) записывается и считывается магнитными головками вдоль концентрических окружностей — дорожек (треков). Количество дорожек на МД и их информационная емкость зависят от типа МД, конструкции накопителя на МД, качества магнитных головок и магнитного покрытия. Совокуп­ность дорожек МД, находящихся на разных пластинах-дисках и на одинаковом расстоянии от его центра, называется цилиндром. При записи и чтении информации МД вращается вокруг своей оси, а механизм управления магнитной головкой под­водит ее к дорожке, выбранной для записи или чтения информации. Устройство для чтения и записи информации на магнитном диске называется дисководом.

Кроме основной своей характеристики — информационной емкости — дисковые накопители характеризуются и двумя другими показателями:

• временем доступа;

• скоростью считывания последовательно расположенных байтов.

Время доступа (access time) к информации на диске, то есть время, которое дис­ковод тратит до начала чтения-записи данных, складывается из нескольких со­ставляющих:

• времени перемещения магнитной головки на нужную дорожку (seek time);

• времени установки головки и затухания ее колебаний (setting time);

Внешние запоминающие устройства

165

□ времени ожидания вращения (rotation latency) — ожидания момента, когда из-за вращения диска нужный сектор окажется под головкой.

Диски относятся к машинным носителям информации с прямым доступом. По­нятие прямой доступ применительно к диску означает, что ПК может «обратить­ся» к дорожке, на которой начинается участок с искомой информацией или куда нужно записать новую информацию, непосредственно, где бы ни находилась головка чтения-записи накопителя. После доступа к информации происходит ее последовательное считывание — хорошие дисководы обеспечивают скорость считывания (transfer rate) 2 Мбайт/с и выше.

Рассматривая организацию данных на внешних носителях, следует различать физическую и логическую организацию. Физическая организация определяет пра­вила размещения данных на внешних носителях, логическая — описывает взаим­ные связи между данными и способы доступа к ним. Поскольку при работе на компьютере пользователь практически взаимодействует только с файлами, необ­ходимо подробнее познакомиться с организацией файловой системы.

Файлы, их виды и организация

Файлом называется именованная совокупность данных на внешнем носителе ин­формации. В ПК понятие файла применяется в основном к данным, хранящимся на дисках (реже на кассетной магнитной ленте), и поэтому файлы обычно отожде­ствляют с участком (областью, полем) памяти на этих носителях информации.

Поэтому возможно такое определение: файл — именованная область внешней памяти, выделенная для хранения массива данных. Данные, содержащиеся в фай­лах, имеют самый разнообразный характер — программы на алгоритмическом или машинном языке; исходные данные для работы программ или результаты вы­полнения программ; произвольные тексты; графические изображения и т. п. По­нятие файла в операционной системе (ОС) обобщается на внешние устройства и блоки компьютера (логические устройства), работающие с массивами данных: принтер, клавиатуру, дисплей, оперативную память (виртуальные диски) и т. д.

Файловой системой (ФС) называется совокупность программ, обеспечивающая выполнение операций над файлами. В настоящее время в ОС для ПК использу­ются десятки файловых систем: в DOS — FAT16, FAT32 и FAT12 для гибких дисков (FAT — File Allocation Table, таблица размещения файлов), для Windows 9x характерны FAT 16 и FAT32, популярной в Windows NT и Windows 2000 являет­ся NTFS, для OS/2 — HPFS, для ОС — Ext2FS и т. д. Наибольшее распростране­ние получили файловые системы DOS: FAT16 и FAT32. Некоторые их особен­ности и различия будут рассмотрены ниже.

В общем случае при программировании работы с файлами необходимо произ­водить:

• задание и указание области ОЗУ для ввода-вывода информации файла;

• чтение информации (считывания записей) из файла;

• запись информации (включение записей) в файл;

• создание файла (присвоение файлу имени, проверку уникальности этого име­ни файла, формирование атрибутов и т. д.);

166