25

Рисунок 3.2 - Системная плата компьютера фирмы Atlon

3.2 Жесткий диск

Накопитель на жёстких магнитных дисках (англ. HDD - Hard Disk Drive)

или винчестерский накопитель (винчестер)9 - основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ (рис. 3.3).

Рисунок 3.3 - Накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД)

. На самом деле это не один диск, а группа соосных дисков, имеющих маг-

нитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью (рис. 3.4). Таким образом,

этот «диск» имеет не две поверхности, как должно быть у обычного плоского дис-

ка, а 2n поверхностей, где n - число отдельных дисков в группе.

Над каждой поверхностью располагается головка, предназначенная для чтения-записи данных. При высоких скоростях вращения дисков (7200 об/мин) в

зазоре между головкой и поверхностью образуется аэродинамическая подушка, и

головка парит над магнитной поверхностью на высоте, составляющей несколько

тысячных долей миллиметра. При изменении силы тока, протекающего через го-

ловку, происходит изменение напряженности динамического магнитного поля в

9 Термин винчестер возник из жаргонного названия первой модели жесткого магнитного диска емкостью в 16 Кбайт (IBM, 1973 г.), имевшего 30 дорожек по

30 секторов, что случайно совпало с калибром «30/30» известного охотничьего ружья «Винчестер».

26

Диски с магнитным покрытием - платтеры

Блок магнитных головок

Рисунок 3.4 – Устройство накопителя на жестких магнитных дисках

зазоре, что вызывает изменения в стационарном магнитном поле ферромагнитных частиц, образующих покрытие диска. Так осуществляется запись данных на магнитный диск.

Операция считывания происходит в обратном порядке. Намагниченные частицы, покрытия, проносящиеся на высокой скорости вблизи головки, наводят в ней ЭДС самоиндукции. Электромагнитные сигналы, возникающие при этом, усиливаются и передаются на обработку.

Управление работой жесткого диска выполняет специальное аппаратнологическое устройство - контроллер жесткого диска. Обычно контроллер дисков выполняют в виде микросхемы, входящей в микропроцессорный комплект (чипсет), хотя некоторые виды высокопроизводительных контроллеров жестких дисков поставляются на отдельной плате.

К основным параметрам жестких дисков относятся емкость и производительность. Емкость дисков зависит от технологии их изготовления и уже теперь достигает 1 Тбайт. В настоящее время достигнут технологический уровень 6,4 Гбайт на пластину, но развитие продолжается.

Кроме скорости передачи данных с производительностью диска напрямую

связан параметр среднего времени доступа. Он определяет интервал времени, необходимый для поиска нужных данных, и зависит от скорости вращения диска. Для дисков, вращающихся с частотой 7200 об/мин, среднее время доступа со-

ставляет 9-10 мкс. Изделия более высокого уровня обеспечивают среднее время

доступа к данным за 5-6 мкс.

3.3 Дисковод гибких дисков

Для оперативного переноса небольших объемов информации одного ком-

пьютера на другой используют так называемые гибкие магнитные диски (дис-

кеты) или флоппи-диски (от английского слова «floppy» - «гибкий, мягкий») (рис. 3.5).

27
Основными параметрами гибких дисков
являются: технологический размер (измеряется
в дюймах), плотность записи (измеряется в
кратных единицах) и полная емкость.
В настоящее время стандартными счи-
тают гибкие диски размером 3,5 дюйма высокой
плотности. Они имеют емкость 1440 Кбайт (1,4
Мбайт) и маркируются буквами HD (high density
- высокая плотность).
С нижней стороны гибкий диск имеет
центральную втулку, которая захватывается
шпинделем дисковода и приводится во враще-
ние (рис. 3.6). Магнитная поверхность прикрыта	Рисунок 3.5 - Дискета 3,5
сдвигающейся шторкой для защиты от влаги,	дюйма (емкость 1440 Кбайт)
грязи и пыли. Если на гибком диске записаны

ценные данные, его можно защитить от стирания и перезаписи, сдвинув защитную задвижку так, чтобы образовалось открытое отверстие. Для разрешения записи задвижку перемещают в обратную сторону и перекрывают отверстие.

Рисунок 3.6 - Устройство дискеты

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.

Дискеты вставляют в специальный накопитель – дисковод (рис. 3.7), который находится на лицевой панели системного блока. Правильное направление подачи гибкого диска отмечено стрелкой на его пластиковом кожухе.

Накопитель на гиб-

ких магнитных дисках (англ. floppydisk drive)

Рисунок 3.7 - Как правильно вставлять дискету

28

Гибкие диски считаются малонадежными носителями информации. Пыль, грязь, влага, температурные перепады и внешние электромагнитные поля очень часто становятся причиной частичной или полной утраты данных, хранившихся на гибком диске. Поэтому использовать гибкие диски в качестве основного средства хранения информации недопустимо. Их используют только для транспортировки информации или в качестве дополнительного (резервного) средства хранения.

В настоящий момент разработаны новые типы гибких дискет. Так, на дискете формата LS-120 (рис. 3.8) при сохранении ее внешних размеров можно разместить до 120 Мбайт информации.

Рисунок 3.8 - Устройство дискеты формата LS-120

В последнее время появились трехдюймовые дискеты, которые могут хранить до 3 Гбайт информации. Они изготавливаются по новой технологии Nano2 и требуют специального оборудования для чтения и записи.

3.4 Дисковод компакт-дисков CD-ROM

Начиная с 1994 года в базовую конфигурацию ПК стали включать накопители CD-ROM10 (рис. 3.9), предназначенные для чтения и записи компакт-дисков CDROM (рис. 3.10).

		Рисунок 3.10 - Компакт-
	Рисунок 3.9 - Накопитель CD-ROM
		диск CD-ROM

10 Аббревиатура CD-ROM (Си-Ди-Ром) расшифровывается как Compact Disc

Read-only Memory и переводится на русский язык как память на компакт-диске только для чтения.

29

Компакт-диск представляет собой прозрачный полимерный диск диаметром 12 см и толщиной 1,2 мм, на одну сторону которого напылен светоотражающий слой алюминия, защищенный от повреждений слоем прозрачного лака. Толщина напыления составляет несколько десятитысячных долей миллиметра. Информация на диске представляется в виде последовательности впадин (углублений в диске) и выступов (их уровень соответствует поверхности диска), расположенных на спиральной дорожке, выходящей из области вблизи оси диска. На каждом дюйме (2,54 см) по радиусу диска размещается 16 тысяч витков спиральной дорожки. Для сравнения - на поверхности жесткого диска на дюйме по радиусу помещается лишь несколько сотен дорожек.

Так как для считывания этой информации применяется очень тонкий луч лазера, то компакт-диски часто называют лазерными, или оптическими диска-

ми.

Принцип действия накопителя CD-ROM состоит в считывании последовательности углублений и выступов на поверхности компакт-дисков с помощью луча микролазера, отражающегося от поверхности диска (рис. 3.11) и преобразовании их светодиодом в последовательность двоичных сигналов.

Рисунок 3.11 - Принцип действия накопителя CD-ROM

Цифровая запись на компакт-диске отличается от записи на магнитных дисках очень высокой плотностью, и стандартный компакт-диск может хранить примерно 780 Мбайт информации, что по информационной емкости соответствует

почти 500 дискетам.

Достоинства CD-ROM:

просты и удобны в работе,

имеют низкую удельную стоимость хранения данных,

практически не изнашиваются,

компакт-диски не могут быть поражены вирусами,

невозможность случайного стирания информации.

Основным недостатком стандартных дисководов CD-ROM является невозможность записи данных, но параллельно с ними существуют как устройства однократной записи CD-R (Compact Disk Recorder), так и устройства многократной

записи CD-RW (Compact Disk Rewriter).

В дисках CD-RW отражающий слой выполнен из золотой пленки. Между этим слоем и поликарбонатной основой расположен регистрирующий слой из ор-