Устройства хранения данных (накопители). Классификация устройств хранения данных, их основные характеристики. Интерфейсы подключения устройств хранения данных

Устройства хранения данных относятся к внешней памяти компьютера — они позволяют сохранять информацию для последующего ее использования независимо от состояния (включен или выключен) компьютера. В устройствах хранения данных могут быть реализованы различные физические принципы хранения информации — магнитный, оптический, электронный в любых их сочетаниях.

По устойчивости записи и возможности перезаписи устройства хранения данных делятся на:

• Постоянные ЗУ (ПЗУ), содержание которых не может быть изменено конечным пользователем (например, BIOS). ПЗУ в рабочем режиме допускает только считывание информации.

• Записываемые ЗУ (ППЗУ), в которые конечный пользователь может записать информацию только один раз (например, CD-R).Многократно перезаписываемые ЗУ (ПППЗУ) (например, CD-RW).Оперативные ЗУ (ОЗУ) обеспечивают режим записи, хранения и считывания информации в процессе её обработки. В обоих видах ЗУ информация исчезает после отключения от источника питания (например, тока).

• По методу доступа к информации устройства хранения данных разделяются на устройства с прямым (или непосредственным) и последовательным доступом.

• Прямой доступ подразумевает возможность обращения к блокам по их адресам в произвольном порядке. Традиционными устройствами с последовательным доступом являются накопители на магнитной ленте, они же стримеры.

По геометрическому исполнению устройства хранения делятся на:дисковые (магнитные диски, оптические, магнитооптические);ленточные (магнитные ленты, перфоленты);барабанные (магнитные барабаны);карточные (магнитные карты, перфокарты, флэш-карты, и др.)печатные платы (карты DRAM, картриджи).1 Кбайт = 1024 байт, 1 Мбайт = 1024 Кбайт, 1 Гбайт = 1024 Мбайт, 1 Тбайт = 1024 Гбайт.Важнейшими общими параметрами устройств являются время доступа, скорость передачи данных и удельная стоимость хранения информации.Время доступа (ассеs time) определяется как усредненный интервал от выдачи запроса на передачу блока данных до фактического начала передачи.Скорость записи и считывания определяется как отношение объема записываемых или считываемых данных ко времени, затрачиваемому на эту операцию.Скорость передачи данных определяется как производительность обмена данными, измеряемая после выполнения поиска данных.По отношению к корпусу компьютера устройства могут быть внутренними и внешними.

Интерфейсы подключения: Параллельная шина АТА (IDE) — самый массовый интерфейс, применяемый для устройств хранения, также является специфическим. Последовательный интерфейс Serial АТА (SATА) — преемник своего параллель­ного предшественника. Здесь повышается скорость обмена с устройством, решается проблема одновременной работы с несколькими устройствами, сразу используется расширенная адресация. Интерфейс SCSI — главный конкурент АТА для устройств хранения — является универсальным. Он предназначен для подключения устройств различных классов: дисковых, ленточных, оптических и других устройств хранения, принтеров

Накопители на жестких магнитных дисках. Конструкция, принцип действия, характеристики

Накопи́тель на жёстких магни́тных ди́сках или НЖМД (англ. hard (magnetic) disk drive, HDD, HMDD), жёсткий диск, в компьютерном сленге «винче́стер», «винт», «хард», «харддиск» — устройство хранения информации, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров. Информация в НЖМД записывается на жёсткие (алюминиевые или стеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома.

Характеристики

Интерфейс. Серийно выпускаемые внутренние жёсткие диски могут использовать интерфейсы ATA (он же IDE и PATA), SATA, eSATA, SCSI, SAS, FireWire, SDIO и Fibre Channel.

Ёмкость — количество данных, которые могут храниться накопителем.

Физический размер (форм-фактор). Почти все современные (2001—2008 года) накопители для персональных компьютеров и серверов имеют ширину либо 3,5, либо 2,5 дюйма — под размер стандартных креплений для них соответственно в настольных компьютерах и ноутбуках.

Скорость вращения шпинделя — количество оборотов шпинделя в минуту. От этого параметра в значительной степени зависят время доступа и средняя скорость передачи данных. В настоящее время выпускаются винчестеры со следующими стандартными скоростями вращения: 4200, 5400 и 7200 (ноутбуки), 5400, 7200 и 10000 (персональные компьютеры), 10000 и 15000 об/мин (серверы и высокопроизводительные рабочие станции).

Надёжность — определяется как среднее время наработки на отказ (MTBF).

Уровень шума — шум, который производит механика накопителя при его работе. Указывается в децибелах. Тихими накопителями считаются устройства с уровнем шума около 26 дБ и ниже.

Гермозона включает в себя корпус из прочного сплава, собственно диски (пластины) с магнитным покрытием, блок головок с устройством позиционирования, электропривод шпинделя.

Блок головок — пакет рычагов из пружинистой стали (по паре на каждый диск)

HDD – состоит из: жесткий магнитный диск, шпиндель, головка, коромысло, ось вращения коромысла, разъем питания, блок перемычек, IDE разъем, сервопривод коромысла

Блок электроники. В ранних жёстких дисках управляющая логика была вынесена на MFM или RLL контроллер компьютера

Блок управления представляет собой систему управления, принимающую электрические сигналы позиционирования головок, и вырабатывающую управляющие воздействия приводом, коммутации информационных потоков с различных головок, управления работой всех остальных узлов (к примеру, управление скоростью вращения шпинделя) приёма и обработки сигналов с датчиков устройства

Буферная память сглаживает разницу скоростей интерфейсной части и накопителя (используется быстродействующая статическая память). Увеличение размера буферной памяти в некоторых случаях позволяет увеличить скорость работы накопителя.

Метод тепловой магнитной записи (англ. Heat-assisted magnetic recording, HAMR). На данный момент самый перспективный из существующих, сейчас он активно разрабатывается.

================================================================================