Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ОТтАМ / Посібник / Апаратне та системне забезпечення ЕОМ () 2007.pdf
Скачиваний:
126
Добавлен:
12.02.2016
Размер:
2.31 Mб
Скачать

1.5.8. Зовнішні запам’ятовувальні пристрої

Найбільш поширеною на сьогодні є дискова пам’ять призначена для тривалого зберігання великих об’ємів інформації, що використовується під час роботи з комп’ютером, зокрема самої операційної системи, пакетів програм тощо.

1.5.8.1. Накопичувачі на твердих дисках (вінчестери)

Найбільш поширеною на сьогодні є дискова пам’ять призначена для тривалого зберігання великих об’ємів інформації, що використовується під час роботи з комп’ютером, зокрема самої операційної системи, пакетів програм тощо.

Твердий диск – це прямокутна металева коробка, усередині якої розташовані тонкі металеві диски (пластини), покриті магнітним шаром, здатним зберігати інформацію. Звичайно вінчестер має декілька таких пластин. Усі вони кріпляться на спеціальний шпіндель, зафіксований на мікродвигуні, що обертає диски з великою швидкістю (див. рис. 1.11).

Рис. 1.11. Будова твердого диску

На пластини нанесений тонкий шар магнітного матеріалу (в околі 0,005 мм). Раніше з цією метою використовували оксид заліза (простіше кажучи, звичайну іржу) тепер напилюють шар кобальту, що дозволило збільшити густину запису на диск. Щоб отримати доступ до інформації, використовуються головки читання/запису, які кріпляться на спеціальному приводі, що керує позицією головок відносно поверхні диска. Усі ці механічні елементи керуються спеціальним контролером, розташованим на нижньому боці пристрою. Контролер відповідає за правильність розташування головок, розмітку дисків, процес перетворення і передавання інформації до центрального процесора тощо.

Швидкодія диску характеризується двома показниками: часом доступу до даних і швидкістю читання/запису даних. Час доступу до даних – це середній час, за який процесор може отримати інформацію з довільної ділянки на диску. У документації на дисководи наводиться тільки час, що витрачається самим диском. Реальний час буде дещо більшим, оскільки

48

необхідно ще враховувати час роботи контролера дисків. Швидкість читання/запису даних – показує скільки часу необхідно для зчитування даних, до яких виконується звертання. Ще однією важливою характеристикою твердих дисків є пропускна здатність системи введення/виведення. Вона залежить не тільки від диску, але і в значній мірі від контролера диску й типу системної шини, а тому не вказується ні в специфікації комп’ютера, ні в документації диску і більшою мірою стосується системи шин та контролерів самого комп’ютера.

Диск приєднують до комп’ютера через контролер диску. Щоб диск і контролер диску могли працювати один з одним, вони повинні підтримувати один тип інтерфейсу. Сьогодні на ринку апаратного забезпечення поширення набули кілька стандартів і інтерфейсів. Нижче наведено короткий опис найбільш поширених.

Інтерфейс IDE є одним з найперших і популярних інтерфейсів твердих дисків. За багато років свого існування він зазнав чимало змін. Найпоширенішими на сьогодні є варіанти ATA стандарту (ATA-2 і ATA-3). Усі покращення ATA стандарту лише додають швидші режими пересилання даних, але не змінюють принципів роботи інтерфейсу.

Стандарт ATA-3 дозволяє приєднувати до одного шлейфу два пристрої. Це так зване встановлення "Master/Slave" (Основний/Другорядний). На кожному сучасному вінчестері є перемикачі (Jumpers), що дозволяють вибрати, режим роботи. У випадку неправильного встановлення відбуваються різного роду конфлікти, що не дозволяють правильно працювати системі. Під час підключення другого пристрою необхідно пам'ятати про зменшення пропускної здатності шини, що зумовлює різке зниження продуктивності. Ще одна особливість – це підтримання технології автоматичної діагностики SMART. Ця функція постійно перевіряє продуктивність і цілісність різних модулів твердого диску і в разі виникнення аварійної ситуації повідомляє користувача. Таким чином з'являється додаткова можливість оперативно зберегти важливі дані без значних витрат.

Останній з родини АТА – це високошвидкісний інтерфейс ATA-133 чи Ultra DMA-133. Відповідно до назви, цей новий DMA-режим (Direct Memory Access – прямий доступ до пам’яті) допускає обмін інформацією між внутрішнім кешем вінчестера і системною пам'яттю із швидкістю 133Mбіт/сек. Стандарт АТА має підтримку таких режимів пересилання даних: PIO, Single World (одинарне слово), DMA і MultiWorld (БагатоСлівний).

PIO розшифровується, як програмне введення/виведення і визначає стандартні режими пересилання даних. Ці режими встановлені за замовчуванням в BIOS системних плат, оскільки не вимагають

49

застосування додаткових контролерів і драйверів, як, наприклад, Ultra ATA пристрої. Негативною особливістю PIO режиму є активне використовування CPU в процесі пересилання даних. Це негативно позначається на загальній продуктивності систем, що використовують багатозадачні ОС і програми, які активно працюють з вінчестером.

Як випливає з назви, режим DMA дозволяє пристроям пересилати дані безпосередньо в системну пам'ять, минаючи центральний процесор. Вигода тут очевидна, CPU може виконувати складні обчислення, не турбуючись про читання чи запис даних на твердий диск. Сучасні DMA пристрої (у нашому випадку твердий диск) самостійно виконують роботу з пересилання даних. Це називається Bus Mastering на відміну від старших режимів, які вимагали окремого DMA контролера.

Інтерфейс SCSI хоча й позбавлений багатьох недоліків, властивих IDE, але дуже рідко застосовується в домашніх PC. Звичайно SCSI застосовується в продуктивних робочих станціях і серверах. Перевагами цього інтерфейсу є велика пропускна здатність шини, інтелектуальне управління шиною та можливість приєднувати більшу кількість типів пристроїв, ніж IDE. Як і IDE/ATA, SCSI має кілька модифікацій.

PCMCIA – інтеpфейс, що початково використовувався для зовнішніх CD-ROM, що приєднуються до переносних комп’ютеpів – ноутбуків

Новою технологією, розробленою для підтримання дискових пристроїв зберігання інформації в настільних комп'ютерах і малобюд-

жетних серверах є Serial Advanced Technology Attachment (SATA або Serial ATA). Serial ATA – це інтерфейс для приєднання твердого диску та інших подібних пристроїв до комп’ютера засобами високошвидкісного послідовного зв’язку. Він повинен замінити Ultra ATA/100/133, що використовується для приєднання дискових накопичувачів на більшості персональних комп'ютерів і став одним з основних обмежень їх продуктивності, оскільки максимальна швидкість обміну даними у ньому не може навіть теоретично перевищити 100 (133) Мб/сек. Serial ATA вже під час розроблення отримав максимальну швидкість 150 Мб/сек та має резерв на збільшення до 600 Мб/сек, і, можна сподіватися, що це не межа. У випадку використання цього інтерфейсу конфігурація нових пристроїв є набагато простішою, оскільки відпала необхідність в настроюванні перемикачів і пошуку оптимального варіанту приєднання двох пристроїв до одного шлейфу.

1.5.8.2. Носії на гнучких магнітних дисках

Основні внутрішні елементи дисководу подібні до вінчестера – корпус, двигун шпінделя, блок головок з приводом і плата електроніки.

50

Проте диск в цьому випадку є змінним. Ці пристрої довгий час були популярним методом обміну інформацією між комп’ютерами.

Дисковід сполучається з контролером за допомогою спеціального кабелю, в якому парні проводи є сигнальними, а непарні – загальними. Загальний варіант інтерфейсу передбачає паралельне приєднання до контролера чотирьох дисководів, варіант для IBM PC – двох.

Дискети відрізнялися за розміром та густиною запису інформації. В промисловому використанні були восьмидюймові дискети (діаметр 8" або 20см), п’ятидюймові дискети (діаметр 5.25" або 13 см) а також тридюймові (3.5"). Єдиний тип дискет, які все ще використовуються – це тридюймові. Максимальна кількість інформації яку можна записати на одну дискету становить 1.2 Mбайт.

1.5.8.3. Пристрої для читання компакт дисків

CD-ROM диск – це загальна назва низки цифрових носіїв інформації, що базуються на стандарті Red Book, та призначені для використовування в комп'ютерних системах як ПЗП (Постійний Запам’ятовувальний Пристрій чи англійською ROM – Read-Only Memory). З погляду фізичного влаштування CD-ROM диск повністю ідентичний звуковому CD-DA диску, і відрізняється лише логічною структурою доріжок.

Стандартною швидкістю обертання для CD-ROM прийнята швидкість обертання аудіо-дисків у звичайних плеєpах. За такої швидкості потік даних з CD-ROM диска (для формату ISO9660) становить 150 кб/с. Пристрої, що забезпечують більший потік, відповідно називаються х- швидкісними. Hапpиклад, пристрій, що забезпечує читання CD-ROM з потоком даних у 600 кб/с, називається 4x-швидкісним (оскільки 600к/150к=4). Чи досягається це за рахунок збільшення швидкості обертання диску, чи іншим шляхом (наприклад, використанням двохпроменевої оптичної головки) – для користувача значення немає.

Технологічно стандартний CD-диск має три шари: підкладка з полікаpбонатного пластику, на якій пресом відштампований рельєф диска та напилено відбивне покриття з алюмінію (також можуть бути золото, срібло, платина, паладій), і тонкий захисний шар полікарбонату (у дорогих дисках) чи полімерного лаку (у дешевих дисках), на який звичайно наносяться написи і малюнки (методом шовкографії спеціальною хімічно нейтральною фарбою). Деякі дешеві диски мають дуже тонкий захисний шар, чи не мають його зовсім, відповідно відбивне покриття досить легко пошкодити, а головне – тонкий шар напиленого алюмінію досить швидко окислюється киснем повітря до темного оксиду алюмінію, який погано відбиває лазерний промінь, що зумовлює втрату диском здатності читання.

51

Соседние файлы в папке Посібник