1.2 Носії інформації.

Оскільки оперативна пам'ять зберігає інформацію лише до вимкнення живлення і об'єм її порівняно обмежений, виникає потреба у використанні пристроїв для постійного зберігання великих об'ємів інформації.

З цією метою створено багато різноманітних типів носіїв інформації. По відношенню до системного блоку ПК, носії поділяють на:

• зовнішні (external),

• внутрішні (internal) - вбудовані в системний блок.

Носії інформації також розглядають, як сукупність власне носія і відповідного приводу. В зв'язку з цим носії поділяють на змінні та постійні. А в залежності від типу носія поділяють на:

• дискові,

• на магнітних стрічках.

Сучасні носії інформації за принципом зберігання даних поділяють на такі типи:

• магнітні,

• оптичні,

• магнітооптичні.

До магнітних носіїв інформації відносять:

• магнітні стрічки,

• гнучкі магнітні диски (ГМД),

• жорсткі магнітні диски (ЖМД),

• носії на основі ефекту Бернулі,

• носії на основі вінчестерної технології.

Магнітні стрічки

Магнітні стрічки для зберігання інформації використовують досить давно, але й тепер вони знаходять досить широке застосування. Нагромаджувачі на магнітній стрічці поділяють на стрічки, які працюють в:

• старт-стоп режимі,

• в потоковому (інерційному) режимі - стримери.

Найбільш поширені півдюймові стрічки, що використовують дев'ятидоріжковий (8 біт даних і один біт контрольний)принцип запису. Такі нагромаджувачі, як правило, використовують в універсальних ЕОМ і серверах.

Н а відміну від них стримери (streamer), містять стрічкопротяжний механізм, що працює в інерційному режимі (мал. 1.9.). Стрічка в стримерах намотується на бобіни, або поміщається в спеціальні касети. Зчитування даних зі стрічки сповільнене. Це пов'язано із довготривалим пошуком, тому такі носії використовують в основному для резервного зберігання інформації. Як правило місткість такого носія становить приблизно 510 М. В зв'язку з розвитком даного типу носіїв стандарти QIC (Quarter Inch Cartridge Drive Standard) на них неодноразово змінювались. Найновішим з них є стандарт QIC-3010, відповідно до якого максимальний об'єм становить більше 800 М.

Гнучкі магнітні диски (гмд)

ГМД або дискети (мал. 1.10.) широко використовуються в ПК, як для зберігання невеликих об'ємів інформації, так і для перенесення даних з одного ПК на інший.

На перших ПК використовувались дискети діаметром магнітного диску 5,25" дюйма (133 мм) з одностороннім магнітним покриттям і об'ємом 160 К. Їх попередником були дискети розміром диску 8" (=200мм), які використовувались в великих ЕОМ. З розвитком технологій, збільшилась густина запису, що дозволило збільшити об'єм диску до 1,2М.

Пізніше з'явились дискети з діаметром магнітного диску 3,5" (89 мм), який був розміщений в жорсткому корпусі. Це значно підвищило їх стійкість до механічних пошкоджень. Завдяки цьому такі ГМД стають дедалі популярнішими.

Розглянемо будову дискети на 5,25" (мал. 1.11.):

а) - отвір захисту інформації, якщо отвір відкритий, то на диск можна записувати і зчитувати інформацію, якщо закритий, то диск призначений тільки для читання (write protect),

б) - гнучкий магнітний диск,

в ) - синхронізаційний отвір для встановлення початку відліку координат секторів на диску,

г) - зчитувальне вікно,

д) - конверт (корпус),

е) - направляючі для фіксації диску в приводі.

Диски 5,25" за об'ємом інформації поділяють на:

• SS (Single Side) - односторонній на 60-180К.

• DS (Double Side) - двосторонній на 360К.

• DD (Double Density) - двосторонній, подвійної щільності на 720К.

• HD (High Density) - двосторонній, високої щільності на 1,2 M.

Аналогічно розглянемо будову дискети на 3,5" (мал. 1.12.):

а) - отвір для ініціалізації об'єму диску (в разі його відсутності диск DD, при наявності HD);

б) - отвір захисту інформації (якщо отвір закритий, то на диск можна записувати і зчитувати інформацію, якщо відкритий диск тільки для читання (write protect), тобто навпаки порівняно з дисками на 5,25");

в) - гнучкий магнітний диск;

г) - захисна шторка, яка в закритому положенні захищає поверхню диску у вікні зчитування-запису інформації;

д) - конверт (корпус).

Дискети на 3,5" за об'ємом інформації, класифікуються на:

• DD - подвійної щільності на 720К.

• HD - високої щільності на 1,44 M.

• VHD (Very High Density) - надвисокої щільності на 2,88 M.

ГМД типу VHD, вперше були розроблені фірмою Toshiba, а потім їх почали випускати фірми Теас, Sony, Chinon. У цих дискетах густина запису була збільшена вдвоє за рахунок використання, так званого, перпендикулярного методу запису (на звичайних ГМД використовується повздовжній метод запису).

Розглянемо тепер будову гнучкого магнітного диску. Поверхня будь-якого ГМД, умовна розбита на концентричні кола, які називають доріжками або треками (Track) та сектори, що ділять доріжки на сегменти. Сучасні ГМД містять від 40 до 83 доріжок та від 9 до 21 секторів. Один сектор на диску завжди має однаковий об'єм, рівний 512 байт, незалежно від розмірів самого диску. Нумерація доріжок проводиться від зовнішньої, яка позначається, як 0-доріжка і зростає до середини диску. Для секторів нумерація починається з 1, від синхронізаційного отвору і проводиться проти годинникової стрілки. Для двосторонніх дисків вводиться поняття сторін, які нумеруються 0 (верхня) та 1 (нижня).

Отже, відлік фізичних координат на диску проводиться за принципом:

<сторона>; <доріжка>; < сектор>.

Запис "0;0;1 "означає, що це 0-ва сторона, 0-ва доріжка та 1-ий сектор.

Крім фізичних координат, існують логічні координати, які називають кластером.

Кластер - це 2ⁿ сегментів, де n може бути 0,1, 2, і т.д. в залежності від об'єму диска. Для дискет n завжди рівне 0, тобто кластер відповідає одному сегменту.

Координати кластерів починаються з 0 і йдуть проти годинникової стрілки по спіралі ззовні диску в середину, тобто 0-кластер має фізичні координати "0;0;1".

Приводи, які призначені для зчитування та запису інформації на ГМД, називають дисководами. Відповідно до типу дискет (5,25" та 3,5") дисководи класифікують за розміром носія інформації.

Принципи запису, зберігання та зчитування інформації ГМД базуються на явищі електромагнітної індукції. Поверхня ГМД складається з дрібних частинок металу (оксид заліза Fe О- або хром Сг) і вкрита спеціальним лаком. При записуванні інформації, диск обертається в дисководі і над доріжками позиціонується (встановлюється) записуюча головка з вмонтованим електромагнітом. При постуванні сигналу " 1" (електричний імпульс) на записуючу головку, в її електромагніті індукується магнітне поле, яке намагнічує частинку металу, що знаходиться під нею, в певному напрямку. На диску записується біт інформації" 1". Якщо від процесора йде сигнал "0", то струм має інший напрямок. Магнітне поле, яке створиться навколо записуючої головки, намагнічує частинки металу в протилежному напрямку, що відповідає біту інформації "0". При зчитуванні інформації йде зворотній процес, тобто, якщо на диску є '1', то намагнічена частинка індукує магнітне поле в зчитувальній головці. В її електромагніті виникає струм, який відповідає сигналу "1", що сприймає процесор. Якщо на диску біт інформації "0", то магнітне поле має інший напрямок, а отже виникає струм низького рівня, котрий відповідає сигналу "0".

Аналогічні принципи зчитування-запису інформації використовуються і в жорстких магнітних дисках.