Накопители на магнитной ленте (стримеры) и накопители на сменных дисках

Стример (англ. tape streamer) — устройство для резервного копирования больших объёмов информации. В качестве носителя здесь применяются кассеты с магнитной лентой ёмкостью 1 — 2 Гбайта и больше.

Стримеры позволяют записать на небольшую кассету с магнитной лентой огромное количество информации. Встроенные в стример средства аппаратного сжатия позволяют автоматически уплотнять информацию перед её записью и восстанавливать после считывания, что увеличивает объём сохраняемой информации.

Недостатком стримеров является их сравнительно низкая скорость записи, поиска и считывания информации.

В последнее время всё шире используются накопители на сменных дисках, которые позволяют не только увеличивать объём хранимой информации, но и переносить информацию между компьютерами. Объём сменных дисков — от сотен Мбайт до сотен Гигабайт.

Flash-память

l Флэш-память - особый вид энергонезависимой перезаписываемой полупроводниковой памяти.

– Энергонезависимая - не требующая дополнительной энергии для хранения данных (только для записи).

– Перезаписываемая - допускающая изменение (перезапись) данных.

– Полупроводниковая - не содержащая механически движущихся частей (как обычные жёсткие диски или CD), построенная на основе интегральных микросхем.

l Флэш-память исторически происходит от ROM памяти, и функционирует подобно RAM. В отличие от RAM, при отключении питания данные из флэш-памяти не пропадают.

l Ячейка флэш-памяти не содержит конденсаторов, а состоит из одного транзистора особой архитектуры, который может хранить несколько бит информации.

l Преимущества flash-памяти:

– Способна выдерживать механические нагрузки в 5-10 раз превышающие предельно допустимые для обычных жёстких дисков.

– Потребляет примерно в 10-20 раз меньше энергии во время работы, чем жёсткие дискам и носители CD-ROM.

– Компактнее большинства других механических носителей.

– Информация, записанная на флэш-память, может храниться от 20 до 100 лет.

l Замены памяти RAM флэш-памятью не происходит потому что флэш-память:

– работает существенно медленнее;

– имеет ограничение по количеству циклов перезаписи (от 10000 до 1000000 для разных типов).

Flash - короткий кадр, вспышка, мелькание

l Впервые Flash-память была разработана компанией Toshiba в 1984 году. В 1988 году Intel разработала собственный вариант флэш-памяти.

l Название было дано компанией Toshiba во время разработки первых микросхем флэш-памяти как характеристика скорости стирания микросхемы флэш-памяти "in a flash" - в мгновение ока.

l некоторые специалисты предлагают считать RAM эквивалентом "энергозависимой памяти", а ROM - "энергонезависимой памяти".

Структура поверхности дисков

Представьте себе книгу, выполненную в виде длинной ленты.

Удобно ли искать нужную информацию в такой «книге»? Почему?

В чем заключается удобство поиска нужной информации в обычной книге, в которой есть страницы? Почему?

Вывод: в книге можно найти нужную информацию без проблем, т.к. она имеет удобную структуру, а именно — разделена на страницы. В книге, выполненной в виде длинной ленты, неудобно искать информацию, т.к. непонятно, в какой части ленты она находится. Страницы имеют свои номера, поэтому для поиска нужной информации достаточно знать номер страницы на которой она находится, т.е. книга обладает структурой. Без этой структуры поиск информации затрудняется.

Так как книга является аналогом внешней памяти, то и поверхность любого диска должна иметь определенную структуру. Так же как при изготовлении книги большой лист бумаги разрезают на страницы и затем собирают их вместе, так и поверхность диска «разрезают» на части — «страницы».

Магнитные диски.

Любой магнитный диск первоначально к работе не готов. Для приведения его в рабочее состояние он должен быть отформатирован, т.е. должна быть создана структура диска.

Форматирование дискеты – это создание структуры записи информации на её поверхности: разметка дорожек, секторов, записи маркеров и другой служебной информации.

Для гибкого магнитного диска — это магнитные концентрические дорожки, разделенные на сектора. А у жесткого магнитного диска еще присутствуют цилиндры, т.к. жесткий диск состоит из нескольких пластин.

Сектор — это слишком маленький «кусочек» поверхности диска (как строка на странице). Поэтому секторы объединяются в более крупные «кусочки» — кластеры.

Кластер – это минимальная единица размещения информации на диске, состоящая из одного или нескольких смежных секторов дорожки.

Способ записи двоичной информации на магнитной среде называется магнитным кодированием. Он заключается в том, что магнитные домены в среде выстраиваются вдоль дорожек в направлении приложенного магнитного поля своими северными и южными полюсами. Обычно устанавливается однозначное соответствие между двоичной информацией и ориентацией магнитных доменов.

Информация записывается по концентрическим дорожкам (трекам), которые делятся на секторы. Количество дорожек и секторов зависит от типа и формата дискеты. Сектор хранит минимальную порцию информации, которая может быть записана на диск или считана. Ёмкость сектора постоянна и составляет 512 байтов. Число дорожек на дискете – 80, секторов на дорожках – 18.

Объем диска можно вычислить следующим образом.

Объем = количество сторон • количество дорожек • объем сектора.

Чем дальше от центра диска, тем дорожки длиннее. Поэтому при одинаковом количестве секторов на каждом из них плотность записи на внутренних дорожках должна быть выше, чем на внешних. Количество секторов, емкость сектора, а, следовательно, и информационный объем диска зависят от типа дисковода и режима форматирования, а также от качества самих дисков.

Лазерные диски

В отличие от магнитных дисков CD-ROM имеет всего одну физическую дорожку в форме спирали, идущей от наружного диаметра диска к внутреннему.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ:

1) Что такое внешняя память? Какие разновидности внешней памяти вы знаете?

2) Что такое жесткий диск? Для чего он предназначен? Какую емкость имеют современные винчестеры?

3) Каким образом осуществляются операции чтения и записи в НЖМД?

4) В чем состоит операция форматирования магнитных дисков?

5) Какие есть типы стандартных дисковых интерфейсов?

6) Какие параметры влияют на быстродействие винчестера? Каким образом?

7) Что такое флоппи-диск? Что общее и различное между ним и жестким диском?

8) Каких правил следует придерживаться во время пользования дискетой?

9) Какие вы знаете разновидности накопителей на оптических дисках? Чем они различаются между собою?

10) Каким образом происходит считывание информации с компакт-дисков?

11) В чем измеряется скорость передачи данных в накопителях на оптических носителях?

12) Что такое внешняя память? Какие разновидности внешней памяти вы знаете?

13) Что такое жесткий диск? Для чего он предназначен? Какую емкость имеют современные винчестеры?

14) Каким образом осуществляются операции чтения и записи в НЖМД?

15) В чем состоит операция форматирования магнитных дисков?

16) Какие есть типы стандартных дисковых интерфейсов?

17) Какие параметры влияют на быстродействие винчестера? Каким образом?

18) Что такое флоппи-диск? Что общее и различное между ним и жестким диском?

19) Каких правил следует придерживаться во время пользования дискетой?

20) Какие вы знаете разновидности накопителей на оптических дисках? Чем они различаются между собою?

21) Каким образом происходит считывание информации с компакт-дисков?

22) В чем измеряется скорость передачи данных в накопителях на оптических носителях?