Накопитель на жестких магнитных дисках (рис. 2.30)

Накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД, винчестер) – устройство для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером. Свое название «жесткий» получил в отличие от носителей информации на гибких магнитных лентах и дисках.

Габаритные размеры винчестеров характеризуются форм – фактором, который указывает горизонтальный и вертикальный размеры винчестера. Горизонтальный размер жесткого диска может быть определен одним из следующих значений: 1,8; 2,5; 3,5 или 5,25 дюйма. Вертикальный размер характеризуется, как Full Height (FH), Half – Height (HH), Third – Height (или Low – Profile, LP). Винчестеры «полной» высоты имеют вертикальный размер более 3,25 дюйма (82,5 мм), «половинной» – 1,63 дюйма, а «низкопрофильные» – око­ло 1 дюйма.

Как правило, жесткий диск несъемный, но существуют модели съемных (removable) винчестеров. Жесткий диск смонтирован на оси – шпинделе, который приводится в движение специальным двигателем. Он содержит от одного до десяти дисков (platters). Скорость вращения двигателя для обычных моделей может составлять 5400; 7200; 10000; 12000 об./мин.

Винчестер имеет головки чтения и записи (read – write head). Они находятся на специальном позиционере. Для перемещения позиционера используются преимущественно линейные двигатели. В винчестерах применяются несколько типов головок: монолитные, композитные, тонкопленочные, магниторезистивные (MR, Magneto – Resistive), а также головки с усиленным магниторезистивным эффектом (GMR, Giant Magneto – Resistive).

Магниторезистивная головка, разработанная IBM в начале 1990 – ых г.г., представляет собой комбинацию из двух головок: тонкопленочной для записи и магниторезистивной для чтения. Подобные головки позволяют почти в полтора раза увеличить плотность записи. Еще больше позволяют повысить плотность записи GMR – головки. Головки не касаются поверхностей дисков, а перемещаются над ними на расстоянии долей микрона.

Внутри винчестера находится электронная плата, которая расшифровывает команды контроллера жесткого диска, стабилизирует скорость вращения двигателя, генерирует сигналы для головок записи и усиливает их от головок чтения. В большинстве современных ПК применяются жесткие диски емкостью от 80 Гигабайт и выше.

Одной из основных характеристик жесткого диска является среднее время, в течение которого винчестер находит нужную информацию. Этот параметр обычно представляет собой сумму времени, необходимого для позиционирования головок на нужную дорожку, и времени ожидания требуемого сектора. Современные винчестеры обеспечивают доступ к информации за 8 – 10 мс.

Другой характеристикой винчестера является скорость чтения и записи. Она зависит не только от самого диска, но и от его контроллера, типа шины, быстродействия процессора. У стандартных современных жестких дисков эта скорость составляет (15 – 17) Мбайт/cек.

Приводы CD / DVD – ROM, CDRW / DVD+RW (рис. 2.31)

В настоящее время массовому пользователю стали доступны приводы CD – ROM с возможностью записи (CD – R) и перезаписи (CD – RW) информации. Благодаря невысокой цене привода и чистых носителей для однократной записи эти устройства стали широко применяться для архивирования данных, резервного копирования, хранения больших объемов информации и т. п. Привод CD – R позволяет также создать (или скопировать) аудиодиск, который можно будет воспроизводить на любой бытовой аудиоаппаратуре.

Для однократной записи применяют диски, называемые «золотыми» по цвету наиболее распространенного покрытия. Под покрытием находится отражающая поверхность, сделанная из тончайшей золотой пленки. При записи луч лазера (как и при чтении, но с большей в 10 раз мощностью) «прожигает» эту пленку, так что прозрачность слоя изменяется, формируя последовательность нулей и единиц. Однажды записанный диск уже невозможно перезаписать. Золото в качестве подложки применяется потому, что оно имеет максимальную отражательную способность, а ослабление отраженного сигнала недопустимо.

CD с однократной записью обладают очень высокой надежностью. Срок хранения чистого диска до записи составляет от 5 до 10 лет, а записанный диск может храниться, по разным оценкам, от 70 до 200 лет. Стандартный объем диска составляет 74 минуты (при записи аудиоданных) или 650 Мбайт. Существуют диски диаметром 120 мм и емкостью 63 и 74 минуты, с диаметром 80 мм и емкостью 18 и 21 минута.

Технология перезаписываемых компакт – дисков CD – RW позволяет не только записывать, но и стирать информацию. Выглядят носители CD – RW подобно CD – R, но их покрытие обычно имеет темно – серый цвет. Диски CD – RW могут считываться только на новых (как правило, не хуже 16 – скоростных) устройствах CD – ROM.

Также довольно широко распространены устройства считывания DVD дисков. DVD диск способен хранить в несколько раз большую информацию по сравнению с обычными CD. Это дает возможность хранения качественного видео – потока, а также пяти или семи каналов звука CD качества. Приводы DVD читают, как DVD, так и CD диски. Аналогично для записи DVD дисков существуют специальные приводы: DVDRAM и DVD+RW.