9.5. Накопители на жестких магнитных дисках

Накопители на жестких дисках (винчестеры) – это внешняя память большого объема, предназначенная для долговременного хранения информации, объединяющая в одном корпусе сам носитель информации и устройство записи/чтения. По сравнению с флоппи-дисководами, винчестеры обладают рядом очень ценных преимуществ: объем хранимых данных неизмеримо больше (достигает 500 Гбайт), время доступа у винчестера на порядок меньше. Единственный недостаток: они не предназначены для обмена информацией (это касается стационарных, т.е. встраиваемых в корпус компьютера винчестеров; в настоящее время существуют сменные винчестеры).

Винчестер состоит из нескольких жестких дисков с нанесенным на поверхность магнитным слоем, расположенных друг под другом. Каждому диску соответствует пара головок записи/ чтения. Зазор между головками и поверхностью дисков составляет 0,5-1 мкм. Скорость вращения дисков в зависимости от модели находится в пределах 3600-7800 об/мин. При включенном компьютере диски винчестера постоянно крутятся, даже когда нет обращения к винчестеру, таким образом экономится время на его разгон. К настоящему времени разработаны следующие типы винчестеров: MFM, RLL, SDI, IDE, SCSI, SATA.

9.6. Накопители на гибких магнитных дисках

Дисководы флоппи-дисков (Floppy Disk Drive – FDD) являются самыми старыми внешними устройствами персональных компьютеров. В качестве носителя информации в них применяются дискеты. FDD бывают двух размеров, рассчитанные на дискеты 3,5" и 5,25" с плотностью записи DD (двойной плотности) и HD (высокой плотности). Стандартные размеры дисковода 3,5": 10,16*2,54*15 см, дисковода 5,25": 14,6*4,1* 20,3 см.

Способ записи на дискеты – намагничивание отдельных участков. В дисководе имеются четыре основных элемента: рабочий двигатель, рабочие головки, шаговые двигатели и управляющая электроника. Двигатель обеспечивает постоянную скорость вращения дискеты – 360 об/мин для привода 5,25" и 300 об/мин для 3,5". Время запуска двигателя – около 400 мс. Две рабочие головки (для чтения и записи каждая) предназначены для верхней и нижней поверхностей дискеты. Движение и позиционирование головок происходит с помощью двух шаговых двигателей. Электронные схемы дисковода обмениваются информацией с контроллером дисковода, установленном на системной плате. Скорость обмена данными для дисковода двойной плотности – 250 Кбит/с, для дисковода высокой плотности – 500 Кбит/с. Привод флоппи-дисков при работе должен находиться либо в вертикальном, либо в горизонтальном положении. Существуют комбинированные дисководы, объединяющие в одном корпусе приводы размером 3,5" и размером 5,25". В комбинированных дисководах приоритет устанавливается жестко следующим образом: устройство А: – привод 5,25", устройство В: – привод 3,5".

Для компьютеров типа Notebook устанавливаются преимущественно дисководы размера Slimline, имеющие уменьшенную высоту – 1,95 см. В настоящее время существует еще один стандарт дискет 3,5" емкостью 2,88 Мбайт (ED-дискеты, Extra High Density), которые требуют специального дисковода.

9.7. Накопители на компакт-дисках

Приводы компакт-дисков (Compact Disc Drive – CDD) – необходимый атрибут современного персонального компьютера. Применительно к компьютерам, CD-ROM – это практически неизнашиваемое компактное устройство для хранения большого объема информации. Наиболее удачные области их применения – запись мультимедийных программ (использующих звуки, рисунки, анимацию, графики, видео), а также хранение архивных данных и программных дистрибутивов. По оценкам специалистов, в ближайшем будущем CD-ROM будет стандартным типом внешней памяти для персональных компьютеров.

Первые компакт-диски (CD) возникли как альтернатива виниловых дисков при записи музыки. Диски, используемые для записи цифровой информации в компьютерных форматах, называются CD-ROM (Compact Disk – Read Only Memory) и имеют такую же физическую природу. Они представляют собой диск диаметром 120 мм, толщиной 1,2 мм с центральным отверстием диаметром 15 мм. Средняя область диска шириной 33 мм, предназначенная для хранения данных, представляет собой единый трек, закрученный в виде спирали. Цифровые данные хранятся в виде чередующихся между собой по ходу спирали ямок, нанесенных на поверхности полиуглеродного пластика, и ровных областей. Поверх этого пластикового слоя для лучшего отражения напыляется тонкий слой алюминия или золота, который также покрывается защитным слоем прозрачного пластика. Стандартные CD могут хранить до 650 Мбайт цифровой информации.

Существует несколько технологий записи CD-ROM:

– технология массового производства, напоминающая технологию производства грампластинок (методом штамповки);

– технология записи с использованием устройства CD-Recorder (CD-R), в которых информация прожигается высокоэнергетическим лазерным лучом. Диски, которые можно записывать на CD-R, значительно дороже, чем штампованные диски. Существуют CD-R, поддерживающие режим многократной дозаписи на один диск (информация записывается на свободное пространство диска). Для чтения такого CD-ROM необходим специальный CDD. CD-ROM разрешает только однократную запись информации, считывание ее производится оптическим методом с помощью лазерного луча.

Известны следующие стандарты на компакт-диски: Red Book, Yellow Book, Green Book, XА, Orange Book, White Bоок. Приводы CD-ROM впервые появились как внешние устройства. В настоящее время их делают, в основном, как внутренние компоненты РС размером 5,25".

В настоящее время большинство производимых CDD имеют возможность подключения через интерфейсы IDE, EIDE, SCSI. Подключение производится либо через специальную карту сопряжения, либо к одной из имеющихся в персональном компьютере карт расширения, поддерживающих работу CDD. Такую возможность предоставляют, например, звуковые карты, а также контроллеры IDE, EIDE или SCSI, встроенные в системную плату. Важной характеристикой приводов CD-ROM является скорость обмена данными, которая определяется скоростью вращения диска. Первые дисководы имели ту же скорость вращения, что и аудиодисководы, что соответствует скорости передачи данных 150 Кбайт/с. Поскольку такой скорости оказалось явно недостаточно для работы с разнородной информацией, используемой в мультимедиа-приложениях, вскоре появились CDD с удвоенной, утроенной и т.д. скоростью вращения. В настоящее время специалисты рекомендуют использовать 4-х или 6-скоростные CDD, возможностей которых вполне хватает для большинства современных программных продуктов.

Практически каждый CDD имеет встроенный цифро-аналоговый преобразователь и выходной разъем для вывода стереофонических сигналов. Внешние CDD также имеют разъем для подключения высококачественных наушников. Подобные устройства позволяют прослушивать на персональном компьютере аудио-CD.