2. Накопители на гибких магнитных данных (дискетах)

Накопители на гибких магнитных дисках, или иначе приводы дискет появились уже на самых первых ПЭВМ, но в настоящее время почти не используются. В них имеется два двигателя: один для вращения дискеты со скоростью 300-360 об/мин, другой для шагового перемещения головок чтения/записи с дорожки на дорожку в радиальном направлении. Головки касаются поверхности дискеты, в отличие от головок винчестера. По диаметру дискеты накопители делились на 5.25" и 3.5", а по количеству дорожек - на сорока- и восьмидесяти дорожечные.

Дискетыдля накопителей, упомянутых выше, представляют собой тонкий гибкий пластиковый диск, покрытый с обеих сторон магнитным слоем. Этот диск помещен в жесткий конверт, в котором имеется большое отверстие для закрепления диска на шпинделе привода вращения, овальное отверстие или прикрытая заслонкой прорезь для головок чтения/записи и прорезь или отверстие для закрытия дискеты от записи.

Пластиковый корпус (конверт) изнутри покрыт специальным слоем, уменьшающим трение и собирающим пыль с поверхности дискеты. Несмотря на это, дискеты являются расходным материалом, и при интенсивном использовании в течение нескольких месяцев выходят из строя. Обычно дискеты используют или для кратковременной записи информации с целью переноса с машины на машину, или для хранения заархивированной информации, разработанной пользователем.

Емкость дискет определяется не только количеством дорожек, но и количеством секторов на каждой дорожке. Последние дискеты 3.5 дюйма имели 80 дорожек по 18 секторов на дорожке и плотность записи по радиусу - 135 дорожек на дюйм, а по дорожке – 17500 бит/дюйм. Это обеспечивало емкость 1440 Кбайт.

Логическая структура дискеты состоит из 4-х областей:

- загрузочный (boot) сектор - 0 номер.

- Таблица FAT(с копией) – 1..18 сектора

- Корневой каталог (Root) – 19..32 сектора

- область данных – 33..2879 сектора

В настоящее время дискеты почти не используются, так как вытеснены устройствами памяти на флеш-картах.

3. Накопители на жестких дисках

Накопители на жестких несъемных дисках (винчестерах) являются в настоящее время основными устройствами внешней памяти ПЭВМ. Они устанавливаются на всех, без исключения, моделях. До последнего времени, конструкции ПЭВМ и операционные системы предусматривали установку 1 или 2-х винчестеров на компьютер.

Каждый винчестер можно рассматривать как пакет дисков, жестко закрепленных на общей оси (шпинделе), вращающийся со скоростью от 3600 до 15000 об/мин. В зазорах между дисками перемещаются рычаги, на концах которых находятся электромагнитные головки считывания и записи данных. Все рычаги соединены в общий пакет, перемещение которого выполняется аналогично движению звукоснимателя стереопроигрывателя с помощью отдельного соленоидального двигателя (раньше - шагового двигателя).

Пластины дисков изготовляются из алюминия, стекла и даже пластмассы с напыленным специальным металлическим покрытием. Количество дисков в пакете - от 1 до 5, рабочими являются поверхности каждого диска с обеих сторон (иногда крайние поверхности не используются). Размеры дисков бывают нескольких стандартов: 5.25, 3.5, 2.5 и 1.8 дюйма.

Головки считывания и записи бывают нескольких типов, наиболее современными являются магнитно-резистивные, точнее комбинированные - тонкопленочные для записи и магнитно-резистивные для чтения.

Первые создают магнитное поле (сохраняемое в доменах металлизированного покрытия) за счет переменного тока, а вторые регистрируют изменение сопротивления чувствительного элемента при изменении магнитного поля. Головки винчестера находятся на расстоянии порядка 0.13 мкм от поверхности вращающегося диска.

Отсутствие касания обеспечивается специальным аэродинамическим профилем головок, образующим своеобразный "смазывающий" воздушный слой.

Малые зазоры, большая скорость вращения и высокая плотность записи (в настоящее время - до 15 Гбит на квадратный дюйм) позволяют на небольшом устройстве хранить огромный объем информации и передавать его с высокой скоростью. Типичная емкость современных винчестеров – 100 - 500 Гбайт, и 100-1000 Тбайт для больших универсальных машин (mainframe'ов).

К апрелю 2000 года фирма Hitachi преодолела барьер 50 Гбит/кв.дюйм (т.е. почти 10 Мбайт/мм2). На одном квадратном миллиметре такого диска можно держать содержание примерно 20 книг среднего размера. Следует, однако, отметить, что существует теоретический предел поверхностной плотности магнитной записи, который в настоящее время оценивается величиной порядка 100 Гбит/кв.дюйм.

Второй важной характеристикой винчестера является среднее время доступа - время, в течении которого винчестер находит данные.