Накопители информации

Накопители информации – это устройство записи, воспроизведения и хранения информации, а носитель информации это диск или другой предмет, на который производится запись.

Накопители информации различаются:

1)    Способу хранении информации: магнитоэлектрические, оптические и магнитоэлектрические.

2)    Виду носителей информации: накопители на гибких и жестких магнитных дисках. Оптических и магнитооптических дисках, магнитной ленте и твердотельных элементах памяти.

3)    По способу организации доступа к информации: накопители прямого, последовательного и блочного доступа.

4)    Типу устройства хранения информации: встраиваемые, внешние, автономные и мобильные.

 

Значительная часть накопителей информации создана на базе магнитных носителей, в которых цифровая запись производится на магнито-чувствительный материал. К таким материалам относятся: разновидности оксида железа, никель, кобальт и его соединения, сплавы, а также магнитопласты и микропорошковые магнитные материалы.

Магнитное покрытие имеет толщину в несколько микрометров, наносится на немагнитную основу. Например, пластмассу для гибких дисков, а для жестких дисков алюминиевые сплавы.

Магнитное покрытие диска имеет доменную структуру, т.е. состоит из множества намагниченных мельчайших частиц. Под воздействием внешнего магнитного поля магнитные поля доменов ориентируются в соответствующем направлении.

После прекращения воздействия внешнего поля на поверхности образуются зоны остаточной намагниченности, благодаря чему храниться информация. Внешнее поле создается магнитной головкой.

Организация быстрого доступа к информации на диске очень важный параметр накопителя информации.

Оперативный доступ к информации обеспечивается:

1.     За счет быстрого вращения диска

2.     За счет передвижения магнитной головки по радиусу диска.

Гибкий диск вращается со скоростью 300-360 об/мин. Первый гибкий диск был создан в 1971 году, диаметром 8 дюймов. С 1975 года вышли диски диаметром 5,25 дюйма. В 1981 году стали стандартными диски 3,5 дюйма.

Для записи и считывания информации с гибких дисков используются дисководы. Конструктивно дисковод состоит из рабочего двигателя и управляющей электроники.

Рабочий двигатель включается тогда, когда в дисковод вставлена дискета. Он обеспечивает постоянную скорость вращения дискеты.

Обычно дискета имеет две рабочие поверхности, поэтому две магнитные головки. Шаговые двигатели обеспечивают позицирование и движение рабочих головок. Управляющая электроника обычно размещена с нижней стороны дисковода. Она выполняет функции передачи сигналов к контроллеру, т.е. отвечает за преобразование информации, которую считывают или записывают головки. В качестве посредника между дисководом и ПК служит контроллер. В современных ПК он интегрирован в одну из микросхем чипсета.

Современные контроллеры обычно поддерживают 2 FDD и обеспечивают скорость обмена данными до 62 Кбайт/с.

 

Накопители на жестких магнитных дисках.

 

Первый HDD был создан в 1973 году по технологии фирмы IBM и имел кодовое обозначение 30/30 (двухсторонний диск емкостью 30+30 Мбайт). Такое название совпадало с названием охотничьего ружья винчестер.

Конструктивно HDD состоит:

1.     Магнитные диски

2.     Головки чтения/записи

3.     Привод головок

4.     Двигатель привода дисков

5.     Печатная плата с электронной схемой управления

Диск представляет собой круглую пластинку из алюминия, реже из керамики или стекла, покрытую тонким ферромагнитным слоем. Обычно слой оксида железа.

Головки чтения/записи предусмотрены для каждой стороны диска. Количество рабочих поверхностей обычно от 2 до 10.

Двигатель привода приводит пакет дисков во вращение со скоростью 7200-9000 об/мин., т.е. головки движутся со скоростью 60-80 км/ч.

Жесткий диск вращается непрерывно даже тогда, когда не происходит обращения к нему.

Электроника и прочие узлы являются съемными.

На печатной плате монтируются схемы управления двигателя и приводов головок, схема для обмена данными с контроллером.

 

Характеристики HDD:

1.     Емкость винчестера (сотни Гбайт/с)

2.     Скорость чтения данных (в среднем 7-8 Мбайт/с)

3.     Среднее время доступа (обозначает время, которое необходимо диску для доступа к любому выбранному участку; в среднем 10-15 миллисекунд.).