Порівняння різних типів накопичувачів інформації

Зміст

Введення

1. Магнітні накопичувачі

1.1 Накопичувачі на магнітних дисках

1.2 Накопичувачі на жорстких магнітних дисках

2. Види магнітних носіїв

2.1 Гнучкі магнітні диски

2.2 Зовнішні накопичувачі на НЖМД

3. Оптичні технології

3.1 Компакт-диски

3.2 Носії DVD

Висновок

Список літератури

магнітний носій жорсткий магнітний

Введення

Випускаються накопичувачі інформації представляють собою гаму запам'ятовуючих пристроїв з різним принципом дії фізичними та технічно експлуатаційними характеристиками. Основною властивістю і призначенням накопичувачів інформації є її зберігання та відтворення.

Запам'ятовувальні пристрої прийнято ділити на види і категорії у зв'язку з їх принципами функціонування, експлуатаційно-технічними, фізичними, програмними та ін характеристиками. Так, наприклад, за принципами функціонування розрізняють такі види пристроїв: електронні, магнітні, оптичні і змішані - Магнітооптичні.

Кожен тип пристроїв організований на основі відповідної технології зберігання відтворення/запису цифрової інформації. Тому, у зв'язку з виглядом і технічним виконанням носія інформації розрізняють: електронні, дискові та стрічкові пристрої.

Магнітні диски використовуються як запам'ятовувальні пристрої, що дозволяють зберігати інформацію довготривало, при відключеному живленні. Для роботи з магнітними дисками використовується пристрій, зване накопичувачем на магнітних дисках (НМД). Основні види накопичувачів: накопичувачі на гнучких магнітних дисках (НГМД); накопичувачі на жорстких магнітних дисках (НЖМД); накопичувачі на магнітній стрічці (НМЛ); накопичувачі CD-ROM, CD-RW, DVD.

Їм відповідають основні види носіїв: гнучкі магнітні диски (Floppy Disk); жорсткі магнітні диски (Hard Disk); касети для стримерів та інших НМЛ; диски CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD.

1. Магнітні накопичувачі

Магнітні накопичувачі є найважливішою середовищем зберігання інформації в ЕОМ і розділяються на накопичувачі на магнітних стрічках (НМЛ) та накопичувачі на магнітних дисках (НМД).

Зазвичай при магнітного запису використовуються імпульсні сигнали. Бітова інформація перетворюється на змінний струм у відповідності з чергуванням нулів і одиниць.

Цей струм надходить на магнітну головку і в залежності від напрямку струму в обмотці головки в просторі між головкою і носієм виникає відповідний магнітний потік, що замикається через елементарну область намагніченості (домен). Власні магнітні поля доменів орієнтуються у відповідності з напрямком зовнішнього магнітного поля. При знятті зовнішнього поля це стан доменів не змінюється (пам'ять довготривалого зберігання).

Основний критерій оцінки накопичувачів на магнітних носіях - поверхнева щільність запису. Вона визначається як добуток лінійної щільності запису уздовж доріжки, виражається в бітах на дюйм, і кількості доріжок на дюйм. В результаті поверхнева щільність запису виражається в мегабитах (Мбіт/дюйм2) або гігабіта (Гбіт/дюйм2) на квадратний дюйм.

У сучасних накопичувачах розміром 3,5 дюйма величина цього параметра складає 10-20 Гбіт/дюйм, а в експериментальних моделях досягає 40 Гбіт/дюйм. Це дозволяє випускати накопичувачі ємністю більше 400 Гбайт.

1.1 Накопичувачі на магнітних дисках (НМД)

У НМД передбачена аналогічна НМЛ можливість послідовного доступу до інформації. Накопичувач на магнітних дисках поєднує в собі декілька пристроїв послідовного доступу, причому скорочення часу пошуку даних забезпечується за рахунок незалежності доступу до запису від її розташування щодо інших записів.

Технологія НМД. У НМД в якості носіїв даних використовується пакет металевих дисків (або плотера), закріплених на стрижні, навколо якого вони обертаються з постійною швидкістю. Поверхня магнітного диска, вкрита феромагнітним шаром, називається робочою.

Кількість магнітних головок дорівнює числу робочих поверхонь на одному пакеті дисків. Якщо пакет складається з 11 дисків, то механізм доступу складається з 10 тримачів з двома магнітними головками на кожному з них. Тримачі магнітних головок об'єднані в єдиний блок таким чином, щоб забезпечити їх синхронне переміщення уздовж всіх циліндрів. Сукупність доріжок, досягаються при фіксованому положенні блоку головок, називається циліндром. Відстань між циліндрами (доріжками) називають подача, або крок доріжки. Процес управління щільністю запису називається прекомпенсаціей. Для компенсації різної щільності записи використовують метод зонно-секторної запису (Zone Bit Recording), де весь простір диска ділиться на зони (вісім і більше), в кожну з яких входить звичайно від 20 до 30 циліндрів з однаковою кількістю секторів.

У зоні, розташованій на зовнішньому радіусі (Молодша зона), записується більшу кількість секторів (блоків) на доріжку (120-96). До центру диска кількість секторів зменшується і в самій старшій зоні досягає 64-56. Так як швидкість обертання диска - постійна величина, то від зовнішніх зон при одному обороті диска надходить більше інформації, ніж від зон внутрішніх. Ця нерівномірність надходження інформації компенсується збільшенням швидкості роботи каналу зчитування/перетворення даних і використання спеціальних перебудовуваних фільтрів для частотної корекції по зонах. При цьому ємність жорстких дисків можна збільшити приблизно на 30%.

1.2 Накопичувачі на жорстких магнітних дисках

Конструкція і функціонування пристрою. У НЖМД всередині накопичувача встановлюється декілька пластин (дисків), або плотера. Пластини мають діаметр 5,25 або 3,5 дюйма. У нових розробках намагаються використовувати скло, оскільки воно має більший опір і дозволить робити диски тонше, ніж алюмінієві аналоги.

Характеристики НЖМД. Характеристики жорсткого диска дуже важливі для оцінки швидкодії системи в цілому. Ефективну швидкодію жорсткого диска залежить від ряду факторів.

Вирішальним серед них є швидкість обертання дисків, яка вимірюється в rpm (об/хв) і безпосередньо впливає на швидкість передачі даних в НЖМД. У той час як найбільш швидкі НЖМД з інтерфейсом EIDE мали швидкість близько 5400 об/хв, SCSI-НЖМД здатний розігнатися до 7200 об/хв. Середній час доступу дисковода - це інтервал між моментом запиту до даних і моментом доступу до них (вимірюється в мілісекундах (Мс)). Час доступу включає фактичний час пошуку, час чекання і час обробки даних.

Час пошуку - підсумкове час, необхідний для пошуку голівкою читання/запису фізичного розташування даних на диску. Час очікування є середнім часом доступу до сектору в процесі обертання. Воно легко розраховується по швидкості обертання осі дисковода як час півоберту.

Швидкість передачі диска (іноді звана media-швидкістю) - це швидкість, з якою дані передаються на дисковод і зчитуються з нього. Вона залежить від частоти запису і зазвичай вимірюється в мегабайтах в секунду (MBps, Мбайт/с).

Швидкість передачі даних (або DTR - Data Transfer Rate) - це швидкість, з якою комп'ютер може зраджувати дані через шини (зазвичай IDE/EIDE або SCSI) на ЦП. Деякі постачальники даних вказують внутрішню швидкість передачі, передачі даних від головки до вбудованого дискового буфера. Інші призводять швидкість передачі пакета даних, максимальну швидкість передачі при ідеальних параметрах або при маленькій тривалості. Більш важлива швидкість зовнішньої передачі даних.

2. Види магнітних носіїв

2.1 Гнучкі магнітні диски

Дискета складається з круглої полімерної підкладки, покритої з обох сторін магнітним окислом і вміщеній в пластикову упаковку, на внутрішню поверхню якої нанесене очищає покриття. В упаковці з ...двох сторін зроблені радіальні прорізи, через які головки зчитування/запису дисковода отримують доступ до диска.

Дискети кожного типорозміру, як правило, двосторонні. Одинарна щільність запису доріжок становить 48 tрi (доріжок на дюйм), подвійна - 96 tpi і висока - зазвичай 135 tpi.

Коли диск 3,5 "вставляється в пристрій, захисна металева заслінка відсувається, шпиндель дисководу входить в середнє отвір, а бічний штирек приводу поміщається в прямокутний отвір позиціонування, розташоване поруч. Двигун обертає диск з частотою 300 об/хв.

Дисководи для гнучких дискет використовують так званий В«трекінг розімкнутого циклуВ», вони фактично не шукають доріжки, а просто встановлюють головку в В«правильнуВ» позицію. У жорстких дисках, навпаки, двигуни сервомотора використовують головки для перевірки позиціонування, що дозволяє виробляти запис з поперечною щільністю у багато сотень разів вище, ніж це можливо на гнучкому диску.

Головка переміщується провідним гвинтом, який в свою чергу керується кроковим двигуном, і, коли гвинт повертається на певний кут, голівка проходить встановлене відстань. Щільність запису даних на дискету обмежується точністю крокового двигуна, зокрема, це означає 135 tpi для дискет 1,44 Мбайт. Диск має чотири датчика: дисковий двигун; захист від запису; наявність диска; та датчик доріжки 00.

2.2 Зовнішні накопичувачі на НЖМД

В останні роки поширилися технології розміщення стандартних НЖМД в мобільний (переносний) зовнішній футляр (бокс), який приєднується до комп'ютера через зовнішній інтерфейс.

Оскільки сьогодні ємність НЖМД вимірюється в гігабайтах, а розміри мультимедійних і графічних файлів - десятками мегабайт, місткість від 100 до 150 Мбайт цілком достатня, щоб носій зайняв традиційну нішу НГМД - переміщення декількох файлів між користувачами, архівація чи резервне копіювання окремих файлів або каталогів і пересилка файлів поштою. У цьому діапазоні пропонується ряд пристроїв для наступних поколінь гнучких дисків, які використовують гнучкі магнітні носії і традиційну магнітну технологію зберігання.

Zi р-накопичувачі . Без сумніву, саме популярне пристрій в цій категорії - дисковод Zip Iomega, вперше випущений в 1995 р. Висока ефективність накопичувачів Zip забезпечується, по-перше, високою швидкістю обертання (3000 об/хв), а по-друге, - технологією, запропонованою Iomega (яка заснована на аеродинамічному ефекті Бернуллі), при цьому гнучкий диск В«присмоктуєтьсяВ» до голівки читання/запису, а не навпаки, як в НЖМД. Диски Zip м'які, подібно гнучким дискам, що робить їх дешевими і менш сприйнятливими до ударних навантажень.

Zip-накопичувачі володіють місткістю 94 Мбайт і випускаються як у вбудованих, так і в зовнішніх версіях. Внутрішні модулі відповідають форм-фактору 3,5 ", використовують інтерфейс SCSI або АТАРI, середнє час пошуку - 29 мс, швидкість передачі даних - 1,4 Кбайт/с.

Супердіскети. діапазоні від 200 до 300 Мбайт найкраще відповідає поняття територія супердіскет. Місткість таких пристроїв в 2 рази вище, ніж у замінника НГМД, і більш характерна для НЖМД, ніж для гнучкого диска. Пристрої в цій групі використовують магнітну або магнітооптичних технологію.

У 2001 р. Маtsushita оголошує технологію FD32МВ, яка дає опцію високощільного форматування звичайної НВ-дискети на 1,44 Мбайт, щоб забезпечити здатність зберігання до 32 Мбайт на диску. Технологія полягає в збільшенні щільності запису кожної доріжки на НD-дискеті, використовуючи супердісковую магнітну головку для читання і звичайну магнітну головку для запису даних. У той час як на звичайній дискеті розміщується 80 кругових доріжок даних, в FD32МВ це число збільшується до 777. В той же самий час подача доріжки від 187,5 мкм для дискети НD зменшується до приблизно 18,8 мкм.

Змінні жорсткі диски . Наступний інтервал місткості (від 500 Мбайт до 1 Гбайт) достатній для резервного копіювання або архівації дискового розділу (партіціі) розумно великого розміру.

В діапазоні понад 1 Гбайт технологія змінних дисків запозичується від звичайних НЖМД. Що вийшов в середині 1996 р. дисковод Iomega Jaz (змінний жорсткий диск на 1 Гбайт) був сприйнятий, як інноваційне виріб. Коли Jaz з'явився на ринку, відразу стало ясно, де слід його використовувати - Користувачі змогли створювати аудіо-та відеопрезентації та передавати між комп'ютерами. Крім того, такі презентації могли бути запущені безпосередньо з носія Jaz, без необхідності переписування даних на НЖМД.

Флеш-пам'ять . Не ставлячись до магнітним носіям, флеш-пам'ять працює одночасно подібно оперативної пам'яті і НЖМД. Нагадує звичайну пам'ять, маючи форму дискретних чіпів, модулів, або карток з пам'яттю, де так само, як в DRАМ і SRАМ, біти даних зберігаються в комірках пам'яті. Однак так само, як НЖМД, флеш-пам'ять енергонезалежна і зберігає дані, навіть коли живлення вимкнуто.

Технологія ЕТОХ є домінуючою flash-технологією, що займає близько 70% всього ринку енергонезалежній пам'яті. Дані вводяться під flash-пам'ять побітне, побайтно або словами за допомогою операції, яка називається програмуванням.

Хоча електронні флеш-диски є невеликими, швидкодіючими, споживають мало енергії і здатні витримувати удари до 2000g без руйнування даних, їх обмежена місткість робить їх невідповідної альтернативою жорсткого диска ПК.

3. Оптичні технології

3.1 Компакт-диски

Спочатку компакт-диски використовувалися виключно в високоякісної звуковідтворювальною апаратурі, замінюючи застарілі вінілові пластинки і магнітофонні касети. Однак незабаром лазерні диски стали використовуватися і на персональних комп'ютерах. Комп'ютерні лазерні диски були названі СD-RОМ. В кінці 90-х рр.. пристрій для роботи з СD-RОМ стало стандартним компонентом будь-якого персонального комп'ютера, а переважна більшість програм стало поширюватися на компакт-дисках.

Накопичувач на компакт-диску (CD-ROM). Зчитування інформації з компакт-диска відбувається за допомогою лазерного променя меншої потужності. Сервомотор по команді від внутрішнього мікропроцесора приводу переміщує відбиває дзеркало або призму. Це дозволяє зосередити лазерний промінь на конкретній доріжці. Лазер випромінює когерентне світло, що складається з синхронізованих хвиль однакової довжини. Промінь, потрапляючи на що відображає світло поверхню (площадку), через расщепляющую призму відхиляється на фотодетектор, який інтерпретує це як В«1В», а потрапляючи в поглиблення (піт), розсіюється і поглинається - фотодетектор фіксує В«0В».

У той час як магнітні диски обертаються з постійним числом оборотів в хвилину, тобто з незмінною кутовою швидкістю, компакт-диск обертається звичайно зі змінною кутовою швидкістю, щоб забезпечити постійну лінійну швидкість при читанні. Таким чином, читання внутрішніх треків здійснюється зі збільшеним, а зовнішніх - зі зменшеним числом обертів. Саме цим обумовлюється більш низька швидкість доступу до даних для компакт-дисків у порівнянні з вінчестерами.

3.2 Носії DVD

Універсальний цифровий диск (digital versatile disc - DVD) - вид накопичувача, який, на відміну від CD, з моменту виходу на ринок був розрахований на широке застосування як в аудіо-відео-, так і в комп'ютерної індустрії. Диски DVD, маючи той же самий розмір, що й стандартний CD (діаметр 120 мм, товщина 1,2 мм), забезпечують до 17 Гбайт пам'яті зі швидкістю передачі вище, ніж для CD-ROM, володіють часом доступу, подібним CD-ROM, і розділяються на чотири версії:

• DVD-5 - односторонній одношаровий диск, місткістю 4,7 Гбайт;

• DVD-9 - односторонній двошаровий диск на 8,5 Гбайт;

• DVD-10 - двосторонній одношаровий диск 9,4 Гбайт;

• DVD-18 - місткість до 17 Гбайт на двосторонньому двошаровому диску.

DVD - ROM . Як і для самих дисків, існує мало відмінностей між дисководами DVD і CD-ROM, оскільки єдина очевидність - емблема DVD на передній панелі. Основна відмінність полягає в тому, що дані CD-ROM записані близько до верхнього шару поверхні диска, а рівень даних для DVD - ближче до середини, щоб диск міг бути двостороннім. Тому блок оптичного читання привода DVD-ROM влаштований більш складно, ніж його аналог для CD-ROM, щоб створювати можливість для читання як одного, так та іншого з цих типів носіїв.

Одне із самих ранніх рішень полягало у використанні пари поворотних лінз: однієї - для фокусування променя на рівнях даних DVD, а інший - для читання звичайних компакт-дисків. Згодом з'явилися більш витончені проекти, які усувають потребу в перемиканні лінзи. Наприклад, В«подвійна дискретна оптична вибіркаВ», запропонована Sony, має окремі лазери, оптимізовані для CD (довжина хвилі 780 нм) і DVD (650 нм). Пристрої Panasonic перемикають лазерні промені за допомогою голографічного оптичного елемента, здатного до фокусуванні променя в двох різних дискретних точках.

Дисководи DVD-ROM обертають диск набагато повільніше, ніж їх аналоги для CD-ROM. Однак, так як на DVD дані упаковані набагато щільніше, його продуктивність істотно вище, ніж у CD-ROM при однаковій швидкості обертання. У той час як звичайний аудіодиск CD-ROM (lx або одноразовий) має максимальну швидкість передачі даних 150 Кбайт/с, диск DVD (1х) може передавати дані по 1250 Кбайт/с, що досягається тільки при восьмикратною (8х) швидкості диска CD-ROM.

Не існує загальноприйнятої термінології для опису різних В«поколіньВ» дисководів DVD. Проте термін В«друге поколінняВ» (або DVD II) зазвичай відноситься до 2х швидкісним дисководів, також здатним до читання носіїв CD-R/CD-RW, а термін В«третій

Г?

Г?

Г?

Г? 1999

Результуюче

Висновок

1.

2. харчуванні.

3.

4.

5. Існує кілька

Список літератури

посібник. М.: ИНФРА-М, 2000.

посібник. посібник. посібник. посібник/За заг. ред. екон. акад., 2003.

Романов. посібник. посібник.