§ 3.4. Внешние запоминающие устройства

Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) - это устройства большого объема (сотни тысяч байт и более), предназначенные для длительного хранения данных, создания архива данных (в том числе и на съемных носителях) и обмена этими данными с оперативными запоминающими устройствами микропроцессорных систем [4]. В общем случае ВЗУ состоит из накопителя и контроллера.

Накопителем ВЗУ называется часть внешнего запоминающего устройства, непосредственно принимающая информацию, преобразующая её (при необходимости) в форму, удобную для хранения (например, в магнитное поле), осуществляющая хранение этой информации и преобразование в электрические сигналы при считывании.

Накопитель ВЗУ состоит из устройства преобразования информации, механизма (при необходимости) и носителя информации. Устройство преобразования информации включает в себя усилители записи и считывания, магнитные головки (для магнитных ВЗУ) и другие средства, необходимые для прямого и обратного преобразования цифровых кодов в форму, удобную для хранения. Механизм, иногда называемый приводом, обеспечивает перемещение носителя информации относительно органов записи и считывания. Носителем информации является изделие, осуществляющее непосредственное хранение информации на основе определенных физических явлений. Носитель может быть магнитным (диск, лента, барабан), оптическим (фотопленка, голограмма) и ТЛ1. Носитель может быть постоянным, т.е. неотделимым от накопителя, или съемным, что обеспечивает возможность создания архива данных произвольного объема.

Контроллером ВЗУ называется устройство, обеспечивающее управление работой накопителя и сопряже­ние с интерфейсом микропроцессорной системы. Спе­цифика ВЗУ заключена в его накопителе. Рассмотрим типичные накопители ВЗУ.

Накопитель на магнитной ленте (НМЛ) - накопитель ВЗУ, носителем информации которого является магнитная лента. Такие накопители бывают катушечные и кассетные. В микропроцес­сорных системах применяются преимущественно кассетные накопители на магнитной ленте (КНМЛ), т. е. накопители, магнитная лента которых помещена в специальную съемную кассету. Существует два вида таких кассет: компакт-кассета, идентичная компакт-кассете бытовых магнитофонов, и специальная цифровая кассета типа Картридж.

В компакт-кассете приемная и подающая катушки магнитной ленты размещены в одной плоскости, при­вод осуществляется ведущим валиком за магнитную ленту с фрикционной подмоткой обеих катушек.

В кассетах типа Картридж приемная и подающая катушки магнитной ленты размещены в параллельных плоскостях одна под другой. Привод осуществляется ведущим валиком с помощью бесконечной ленты, огибающей приемную и подающую катушки. Такой привод значительно упрощает механизм (исключается фрикционный привод катушек) и повышает стабильность скорости вращения ленты, но усложняет кассету.

Накопитель на магнитных дисках (НМД) - это накопитель ВЗУ, носителем информа­ции которого является вращающийся диск, покрытый тонкой пленкой магнитного материала. Такие накопители бывают с жесткими или гибкими дисками. В НМД с жесткими дисками носителем информации является металлический (обычно из прочного алюминиевого сплава) диск или пакет дисков. Эти накопители отличаются самой высокой скоростью обмена информации из всех видов магнитных ВЗУ с подвижным носителем. В микропроцессорных системах широкое распространение получили НМД типа Винчестер, отличающиеся тем, что жесткий диск с облегченными плавающими годовками выполнен в едином (иногда съемном) герметизированном кожухе, что значительно упрощает его эксплуатацию и обеспечивает возможность получения максимально возможной плотно­сти записи информации.

Накопитель на гибкихмагнитных дисках (НГМД)-это НМД, сменным носителем информации которого является магнитный диск, выпол­ненный на гибкой полимерной основе. Такой накопитель является основным видом ВЗУ микропроцессор­ных систем, обеспечивающим возможность создания архива даннщх произвольного объема, обмена программным обеспечением между пользователями, тира­жирования программного обеспечения и т.п. В отечественном НГМД (например, типа «Электроника ГМД-7012») одновременно могут устанавливаться два гибких магнитных диска диаметром около 200 мм, при этом общая емкость накопителя равна 512 512 байт. Скорость передачи данных примерно 50 К байт/с.

Накопитель на магнитных картах - это накопитель ВЗУ, носителем информации которого является сменная магнитная карта, выполненная на гибкой полимерной основе. Накопители на магнитных картах являются простейшим видом накопителей ВЗУ, применяемых в сложных калькуляторах, технологическом оборудовании и т.п. Они отличаются низкой информационной емкостью и низкой скоростью

обмена данными. Их достоинства - низкая стоимость, простота в применении.

Накопители на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД)-это накопитель ВЗУ, носителем информации которого являются цилиндри­ческие магнитные образования (доменные структуры), сформированные в монолитном кристалле. Носители информации на ЦМД выполняются в виде интегральных микросхем, содержащих 256 К, 1М, 4М бит информации и более.