Глава 20. Внешние устройства микроЭвм

1. Классификация внешних устройств

По своему назначению внешние устройства подразделяются на устройства подготовки машиночитаемых носителей информации, устройства ввода-вывода информации, а также носители больших объемов данных (внешние накопители). Все перечисленные устройства могут использовать различные носители информации: перфокарты, перфоленты, бумажные рулоны, магнитные ленты и т. д.

К устройствам подготовки данных относятся перфоратор (карточный), ленточный перфоратор, а также различные виды счетно-перфорационных машин.

Устройства ввода-вывода информации могут быть однофункциональными и многофункциональными. Однофункциональные устройства используют либо на ввод информации, либо только на вывод. В многофункциональных устройствах функции ввода и вывода информации совмещены, т. е. они используются как для ввода информации, так и для ее вывода.

К внешним накопителям относятся накопитель на магнитной ленте, накопитель на магнитном диске, накопитель на магнитных картах.

В зависимости от способа обмена информации с ЭВМ внешние устройства различаются на дискретные и непрерывные.

Дискретные, или стартстопные, устройства после каждого запроса ввода-вывода передают определенную часть информации и возвращаются в исходное состояние. Так, например, работает телетайп.

Непрерывные устройства по одному запросу на ввод-вывод передает или принимает большой массив информации. Типичными представителями непрерывных устройств являются накопители на магнитных лентах или дисках.

2. Внешние запоминающие устройства

Для запоминания и хранения больших массивов данных в ЭВМ используются запоминающие устройства, основанные на принципе записи на движущийся магнитный носитель. Среди них наибольшее распространение получили накопители на магнитных лентах, дисках и картах.

Накопитель на магнитной ленте представляет собой устройство с последовательным доступом. Информация записывается при движении магнитной ленты под головкой, в обмотку которой поступает ток, сила которого достаточна для насыщения магнитного материала в том или ином направлении. Во время считывания изменение магнитного потока индуцирует в обмотке воспроизводящей головки электрический ток, соответствующий записанной информации.

Согласно международному стандарту в накопителях используют девятидорожечные магнитные ленты шириной 12,7 мм и длиной 750 м.

Накопители на магнитной ленте при наличии сменных кассет обладают практически неограниченной емкостью памяти, обеспечивают возможность обмена носителей между вычислительными центрами и высокую скорость обмена информации, имеют наиболее низкое отношение стоимости к информационному объему. Недостатками накопителей на магнитной ленте является малая надежность из-за возможности нарушений покрытий ленты и износа головок.

Устройства на магнитных дисках предназначены для хранения больших массивов информации. На дисках записывается операционная система вычислительной машины, библиотека программ, программы и т. п.

Носители информации – магнитные диски – обычно изготовляются из алюминия и имеют ферролаковое или кобальтвольфрамовое покрытие толщиной 2 мкм. Сам диск имеет толщину 1,27 мм. На обеих сторонах диска информация записывается по концентрическим магнитным дорожкам. Из дисков набираются пакеты.

В отличие от накопителей на магнитной ленте запись на диске осуществляется бесконтактным способом. Магнитные головки как бы «плавают» на воздушной подушке на расстоянии 2,5 ... 3 мкм от поверхности диска. Воздушная подушка создается потоком воздуха, увлекаемого поверхностью диска.

В мини- и микроЭВМ используются как стационарные дисковые пакеты, так и накопители на съемных и гибких дисках. В настоящее время разработан большой набор дисковых устройств с емкостью до 100 Мбайт для съемных и до 500 Мбайт – для стационарных дисковых накопителей. Различают гибкие магнитные диски размером 5 дюймов (диаметр диска 130 мм) и 8 дюймов (диаметр диска 200 мм).

В последние годы был разработан новый тип внешних запоминающих устройств большой емкостью с высокой экономичностью, т. е. накопитель на магнитной карте.

Магнитная карта представляет собой пластину из трехслойной композиции на основе пластмассы. Карта размером 356x83 мм изготовляется из полиэфирной смолы и имеет толщину 120 мкм. На пластину в виде узких полосок наносится магнитный слой толщиной 12 мкм. Затем пластина покрывается защитной полиэфирной пленкой, наличие которой предохраняет магнитную карту от механического изнашивания и позволяет использовать ее до 20 тыс. раз. Запись и считывание информации осуществляются магнитными головками. Информация на карте записывается на 56 дорожках, расположенных по ширине карты.