12. Внешняя память. Жесткий диск, флеш-карты (флеш-память), оптические диски сd и dvd, характеристики.

Внешняя память

Внешняя память используется для длительного хранения информации. В процессе работы вычислительной системы содержимое внешней памяти может быть перенесено в оперативную память для выполнения конкретного задания, по завершении которого основная память может быть загружена новой порцией информации.

Для реализации внешней памяти используются специальные носители информации и соответствующие устройства чтения/записи.

Запоминающие устройства

Физически носители информации внешней памяти представлены в виде магнитных и оптических дисков различных типов и емкости, а также в виде твердотельных накопителей.

Магнитными устройствами являются накопители на гибких магнитных дисках (в настоящее время практически не используются),

накопители на жестких магнитных дисках, накопители на магнитной ленте.

Накопитель (дисковод) на гибких магнитных дисках - устройство для записи и чтения с гибких магнитных дисков (флоппи-дисков, дискет). Дискеты являются съемными носителями, т.е. один дисковод может читать множество дискет. Дискета вводится в механизм через щель, которая обычно закрыта откидной заслонкой. Позиционирова­ние и фиксация дискеты производится автоматически, после чего она раскручивается. Головки чтения/записи контактируют с дискетой через прорезь в конверте. Накопитель на дискетах был впервые разработан в фирме IBM как устройство загрузки диагностического про­граммного обеспечения.

Накопитель на жестких магнитных дисках (Hard Disk Drive, HDD) - устройство для чтения/записи информации. Запоминающее устройство и носитель информации в данном случае представляют собой единое целое — сами диски являются несъемными элементами HDD.

Накопитель на магнитной ленте (стример) - это устройство для быстрой перезаписи данных с жесткого диска на магнитную ленту. Стримеры работают со съемными носителями. Недостаток стримеров связан с последовательным доступом к магнитным лентам, что влечет большое время доступа к данным и недостаточную надежность, по­рождаемую повышенными механическими нагрузками.

Оптическим устройством является запоминающее устройство (дисковод CD-ROM, CD-RAM, DVD-ROM, DVD-RAM и т.п.) для чтения и записи оптических компакт-дисков. Благодаря большой емкости компакт-диска (свыше 600 Мб) приводы являются превосходными носителями для больших программных продуктов, особенно мульти­медийных. Главным отличием оптических запоминающих устройств от накопителей на магнитных дисках является то, что для чтения информации они используют свет, а не магнитные поля.

Носители информации

Гибкий магнитный диск (флоппи-диск, дискета) заключен в специальный конверт с отодвигаемой шторкой и имеет размер три дюйма. Стандартная емкость дискеты составляет 1,44 Мб (мегабайт).

Жесткий магнитный диск представляет собой несколько пластин, нанизанных на единый стержень и приводимых во вращение мотором.

Мотор вращает дисковые пластины с постоянной скоростью, которая составляет обычно 3600, 4500, 5400, 7400 и более оборотов в минуту (например, жесткий диск WD740ADFD из серии Raptor компании Western Digital имеет скорость вращения 10 000 оборотов в минуту при скорости передачи данных 84 Мбайт в секунду). Стандартная ем­кость современного жесткого диска достигает нескольких терабайт (Тб).

Магнитная лента наматывается на бобины (катушки) или находится в кассете. Магнитная лента стала использоваться в работе на компьютерах в 50-х годах, когда она была уже широко распространена в звукозаписи и измерительной технике.

CD-ROM (оптический, лазерный диск, компакт-диск). Поверх­ность компакт-диска (тонкая алюминиевая пленка или фольга, защищенная пластиковым покрытием) содержит последовательность ми­кроскопических площадок и углублений. Площадка отражает лазер­ный луч, обозначая высокое состояние (1) бита, а углубление рассеи­вает свет, обозначая низкое состояние (0) бита.

В настоящее время для хранения больших объемов информации используются DVD (Digital Video Disk) диски. DVD - это лазерный диск, похожий на CD, только со значительно большей плотностью за­писи. На один DVD помещается до 16 Гбайт информации. Изначаль­но такие диски предназначались для записи видеофильмов в очень хорошем качестве и со звуковым сопровождением. Дисководы DVD представляют собой усовершенствованные дисководы CD-ROM и по­зволяют производить как однократную запись на диски CD-R и DVD-R (CD, DVD - Recordable), так и многократную на диски CD-RW и DVD- RW (CD, DVD - Rewritable).

BD-ROM - новый тип оптических носителей информации, соответствующих стандарту Blu-ray. Благодаря использованию синефиолетового лазера с длиной волны 405 нм более чем в пять раз повы­шена плотность записи. Однослойные диски имеют емкость 23,3/25/27 или 33 Гб, двухслойный диск может вместить 46,6/50/54 или 66 Гб. Также в разработке находятся диски вместимостью 100 Гб и 200 Гб с использованием четырех и восьми слоев соответственно.

Сменные твердотельные полупроводниковые носители «флеш» (flash). Это энергонезависимые запоминающие устройства долговременного хранения информации с возможностью многократной перезаписи.

В настоящее время находят все более широкое применение вследствие ряда особенностей. Данное устройство не требует применения дис­ководов и не содержит подвижных деталей и элементов точной механики. Запись и хранение информации осуществляется в микросхеме на кремниевом кристалле. Объем хранимой информации соизмерим и даже превосходит объем информации, помещающейся на CD-диски. Необходимое программное обеспечение для работы большинства устройств флеш-памяти входит в состав современных операционных систем семейства Windows. В то же время в эксплуатации устройства флеш-памяти значительно удобнее по сравнению другими носителя­ми информации.