Зовнішня пам'ять

Пристрої зовнішньої пам'яті досить різноманітні (зовнішні запам'ятовуючі пристрої - ЗЗП). Їх можна класифікувати за рядом ознак: видом носія, типом конструкції, принципом запису і зчитування інформації, методом доступу.

Носій - матеріальний об'єкт, здатний зберігати інформацію.

За типом носія усі ЗЗП можна розділити на накопичувачі на магнітній стрічці (касетні - стримери) і дискові накопичувачі.

Стример – пристрій резервного копіювання інформації, використовується для збереження архіву твердого диска на випадок можливих аварійних ситуацій у роботі ПК.

Диски належать до носіїв із прямим доступом, це означає, що ПК може звернутися до ділянки інформації на диску безпосередньо, де б не знаходилася головка читання/запису.

Основні типи дисків:

1. накопичувачі на гнучких магнітних дисках (НГМД) - дискети;

2. накопичувачі на твердих магнітних дисках - «вінчестери»;

3. накопичувачі на лазерних компакт-дисках;

4. диски Бернуллі, магнітно-оптичні диски, диски надвисокої щільності і т.д.

Диски характеризуються:

1. ємністю (Мб);

2. часом доступу - середнім часом позиціонування головки читання/запису на потрібну доріжку і чекання сектора (мс);

3. трансфером - швидкістю передачі даних (Кб/c);

4. видом доступу - читання/запис.

Як запам'ятовуюче середовище у магнітних дисках використовують магнітні матеріали зі спеціальними властивостями, що дозволяють фіксувати два напрямки намагніченості - 0 і 1. Пристрій читання/запису магнітних дисків називається дисководом. Усі диски характеризуються діаметром (форм-фактором), основні типи дискет: 3,5''(89 мм) і 5,25''(133 мм). Диски 3,5'' мають більш високі характеристики і поступово витиснули 5,25''.

Тверді диски відрізняються від гнучких типом носія. Якщо гнучкий диск виготовлений із пластику, то твердий – з алюмінію або скла з магнітним покриттям.

Фізична структура дисків

Інформація на МД записується і зчитується магнітними головками уздовж концентричних окружностей - доріжок (треків). Кожна доріжка розбита на ділянки - сектори, в одному секторі може бути поміщений 128,256,512,1024 байт даних, звичайно - 512 байт. Під час обміну з ОП передається ціле число секторів. Для пакетів МД і двосторонніх дисків вводиться поняття циліндра - сукупності доріжок, що знаходяться на однаковій відстані від центра.

Мінімальною одиницею інформації у фізичній структурі диска є кластер - два або більше сектори.

Дані на дисках зберігаються у файлах, що звичайно ототожнюють з ділянкою пам'яті на диску.

Файл - це основний елемент логічної структури диска.

Файл - іменована ділянка зовнішньої пам'яті, виділена для збереження сукупності даних.

Логічна структура дисків

Файл записується на диск у десятки і сотні кластерів. Якщо послідовно розташованих кластерів недостатньо, знаходиться наступний вільний кластер і т.д. Файли, що зберігаються в розкиданих по диску секторах, називаються фрагментованими. Чим частіше виконуються операції видалення/запису на диск, тим більший ступінь фрагментованості. Для відстеження розташування файла по кластерах використовується FAT (file allocation table) - таблиця розміщення файлів.

Перед використанням МД форматуються: розмічаються на доріжки і сектори (тверді МД - виготовлювачем, гнучкі МД - виготовлювачем або користувачем) – виконується фізичне форматування, створюються структура запису і службові ділянки – логічне форматування.

Для підвищення швидкості обміну даними тверді диски кешуються. КЕШ може бути вбудований у дисковод, а може створюватися спеціальними програмами в оперативній пам'яті.

Сучасні тверді диски мають такі характеристики: ємність - 2 Гбайт і більше; швидкість обертання - 7200 об/хв і більше, час доступу – 6 мс, трансфер - 11 Мб/с.

Засобами операційної системи твердий диск може бути розділений на кілька логічних дисків, тобто імітується кілька твердих дисків для зручності роботи.

Поряд із дискетами і вінчестерами, широко використовуються альтернативні пристрої збереження даних.

1. ZIP-диски ємністю 100 Мбайт. Для роботи з ними потрібно пристрій читання-запису (ZIP-дисковод), що частіше підключається ззовні.

2. CD-ROM, або оптичні диски ємністю 650 Мбайт. Раніше були поширені пристрої тільки для зчитування CD-дисків, запис інформації на них здійснювався промисловим способом з використанням лазерної технології. Зараз з'явилися CD-диски і пристрої для запису на них інформації (CD-R), а також CD-RW диски і пристрої для багаторазового запису.

 Накопичувач на магніто-оптичних компакт-дисках СD-MO (Compact Disk-Magneto Optical). Диски СD-MO можна багаторазово використовувати для запису, але вони не читаються на традиційних дисководах CD-ROM. Ємність від 128 Мбайт до 2,6 Гбайт.

 Записуючий накопичувач CD-R (Compact Disk Recordable) здатний, поряд із прочитанням звичайних компакт-дисків, записувати інформацію на спеціальні оптичні диски. Ємність 650 Мбайт.

 Накопичувач WARM (Write And Read Many times) дозволяє робити багаторазовий запис і зчитування.

 Накопичувач WORM (Write Once, Read Many times), дозволяє робити однократний запис і багаторазове зчитування.

3. DVD - цифрові відеодиски. Ці диски мають той же розмір, що і звичайні CD, але вміщають 4,7 Гбайт даних, тобто за обсягом заміняють сім стандартних дисків CD-ROM. Незабаром ємність дисків DVD зросте до 20 Гбайт.