42.Дать описание запоминающих устройств на жестких магнитных дисках. Привести их основные параметры и характеристики

Эти накопители (винчестеры) в современных компьютерах играют наиважнейшую роль и их параметры в значительной мере определяют возможности вычислительной машины. В них хранится основной программный продукт компьютера – операционная система – и прикладные программы, с которыми чаще всего имеет дело пользователь (например, программы Microsoft Office - Word , Excel и др.).

Первое устройство такого типа было выпущено в 1956 г. корпорацией IBM на основе магнитной записи/чтения и впоследствии названное жестким диском. До этого в больших ЭВМ использовались устройства последовательной записи/чтения на магнитной ленте с низкой скоростью чтения. Завод по производству первых жестких дисков был открыт только в 1973 г. в британском городке Винчестер, название которого закрепилось за жесткими дисками.

Конструктивно накопитель выполняется в виде одного или пакета дисков, непрерывно вращающихся на общей оси. По обе стороны каждого диска наносится слой магнитного носителя, на котором размещаются концентрические дорожки для записи информации. Между дисками располагаются магнитные головки для записи и считывания. Емкость накопителя в настоящее время может достигать сотен ГБ. Например, фирма Hitachi начала поставки накопителя объемом 500 ГБ, а фирма Western Digital – модель с объемом 400 ГБ

Основные параметры НЖМД :

• емкость, т.е. количество информации, помещаемой на диске (сотни ГБ и каждый год она, приблизительно, удваивается);

• время доступа, скорость записи и считывания;

• интерфейс, т.е. тип контроллера, к которому должен подсоединяться жесткий диск (IDE/EIDE , варианты SCSI, Serial ATA).

В настоящее время более всего распространены интерфейсы (контроллеры) EIDE. Этот контроллер обеспечивает подключение до четырех внешних устройств (НЖМД, CD, стримеров и т.п.). На серверах локальных сетей и других высокопроизводительных компьютерах применяются НЖМД с интерфейсом SCSI или его разновидностями. Контроллер SCSI стоит в несколько раз дороже EIDE, но обеспечивает более высокое быстродействие и позволяет подключать до 31 устройства. В 2005 г. начал быстро развиваться сегмент НЖМД с интерфейсом SATA , позволяющим создавать RAID-массивы и имеющим преимущества в игровых компьютерах. В настоящее время ожидается появление дисков с интерфейсом SAS, превосходящий по скорости передачи информации и количеству подключаемых дисков существующие интерфейсы.

Компании Samsung Electronics и Toshiba в третьем квартале 2005 года начали выпуск миниатюрных жестких дисков диаметром 0,85 дюйма и емкостью 4 ГБ. Эти накопители предназначены для использования в сотовых телефонах и как альтернатива флэш-памяти.

Широко используемый в настоящее время способ продольной записи, заключающийся в намагничивании диска параллельно его поверхности, теоретически исчерпал свои возможности. Это наблюдается на существенном снижении темпов роста производительности. Разработчики ищут новые решения в технологии перпендикулярной записи. Суть ее заключается в намагничивании поверхности пластины под прямым углом, что теоретически позволяет увеличить плотность записи до 15 Тбит на дюйм² (в продольной записи максимальная плотность записи 200 Гбит на дюйм²). Компания Seagate объявила о выпуске винчестера с перпендикулярной записью и диаметром 2,5 дюйма объемом 160 Гбайт, предназначенного для ноутбуков. К 2010 г. Seagate рассчитывает повысить плотность в своих накопителях до 320-640 Гбит/дюйм² , что даст возможность выпускать 2,5 –жесткие дюймовые диски с одной-двумя пластинами емкостью до 500 Гбайт. В настоящее время фирма Western Digital выпустила новую модель жесткого диска Caviar SE16 емкостью 500 Гбайт.

Другое использование НЖМД – дисковые системы большой емкости. Так фирма IBM объявила о выпуске массива DS80000 c максимальной емкостью 192 Тбайт. Дисковый массив фирмы Hitachi имеет емкость 332 Тбайт.