7. Перечислите и опишите внешние запоминающие устройства.

Каким бы ни был объем внутренней памяти компьютера, его всегда не хватает. В связи с этим большие объемы информации хранятся на внешней памяти, которая размещается на магнитных и оптических дисках.

К магнитным носителям информации относятся жесткий диск (винчестер) и гибкие диски — FDD (от англ. Floppy Disk Drive) — дискеты. Гибкий магнитный диск (флоппи–диск, дискета) представляет собой гибкую пластину с магнитным покрытием, помещенную в пластиковый чехол. Конструкции дисков зависят от их размеров.

В настоящее время помимо магнитных дисков широко используются оптические (лазерные) диски. Принцип работы всех существующих ныне накопителей на оптических дисках основан на использовании лазерного луча для записи и чтения информации. В процессе записи лазерный луч (модулированный цифровым сигналом) оставляет на активном слое оптического носителя след, который затем можно воспринять по отражению «читающего» лазерного луча меньшей интенсивности.

Оптические компакт-диски делятся на CD-ROM (CD-R) (от англ. Compact Disk-Read Only Memory — компакт-диск, предназначенный только для чтения) и CD-RW (от англ. Compact Disk-ReWritable — перезаписывающиеся компакт-диски), а также цифровые видеодиски — DVD (от англ. Digital Video Disk — цифровой видеодиск). Объем информации, хранящийся на оптических дисках, может в настоящее время достигать 17 Гбайт и более.

Принцип работы всех существующих ныне накопителей на оптических дисках основан на использовании лазерного луча для записи и чтения информации. В процессе записи лазерный луч (модулированный цифровым сигналом) оставляет на активном слое оптического носителя след, который затем можно воспринять по отражению «читающего» лазерного луча меньшей интенсивности.

Такие накопители по кратности записи информации пользователем делятся на три класса: незаписываемые; с однократной записью; перезаписываемые.

Незаписываемые (внешние ПЗУ) обеспечивают многократное использование записанной на них еще в процессе изготовления дисков информации и представляют собой идеальное средство для таких приложений, как демонстрационные и рекламные программы, интерактивные (то есть предполагающие оперативное взаимодействие с пользователем) системы для общего и профессионального обучения.

Они утвердились и в издательском деле, широко используются для хранения крупных финансовых баз данных, справочных таблиц и пр.

Важно и то, что время, затрачиваемое на изготовление компакт–диска, постоянно сокращается. Уже сейчас выпуск нового диска можно осуществить всего за несколько часов (здесь, естественно, не учитывается процесс подготовки информационных массивов). Делается это так. Закодированная информация наносится на мастер–диск (первый образец) лазерным лучом. Луч создает на гладкой поверхности диска микроскопический рельеф (впадины и плоские участки). В дальнейшем читающий луч будет отражаться только от плоских участков. Впадины («черные дыры») рассеивают падающий луч, отражения не происходит. Мастер–диск используется как пресс–форма для тиражирования компакт–дисков.

Еще одной особенностью компакт–дисков (по сравнению с магнитными) является то, что их дорожки – это непрерывная спираль (как в пластинках). Поэтому CD–ROM обычно вращается с переменной угловой скоростью (чтобы обеспечить постоянную скорость считывания). Именно этим обусловлена в них достаточно низкая скорость доступа к данным. Следует помнить, что CD–ROM–технология не стоит на месте, примером тому – устройства CD–R (Recordable), предоставляющие пользователю возможность однократной и даже многократной записи.

Диски с однократной записью (WORM–диски, Write Once Read Many) предоставляют пользователю возможность самостоятельно записывать информацию. Но, однажды записав, ее уже невозможно исправить или изменить.

Существенным достижением в области WORM–технологии явилось создание «цифровой бумаги» (Imagedata, Англия). Из такой бумаги путем резки или штамповки создают носители разной геометрической формы: диски, ленты, карточки. В декабре 1995 года DVD Consortium (союз десяти крупнейших компаний: Hitachi Ltd., Matsushita Electric Industrial Co. Ltd., Mitsubishi Electric Corporation, Philips Electronics N.V., Pioneer Electronic Corporation, Sony Corporation, Thomson Multimedia, Time Warner Inc., Toshiba Corporation, Victor Company of Japan, Ltd.) объявили о создании единого стандарта DVD. Эта аббре­виатура расшифровывается как Digital Versatile Disk (цифровой многофункциональный диск), однако чаще о нем говорят как о цифровом видеодиске (Digital Video Disk), учитывая, видимо, его особую ориентацию на индустрию видеопродукции. Базовыми принципами стандарта стали:

• единый интерактивный стандарт для компьютера и телевидения;

• совместимость с существующими CD–дисками;

• совместимость с будущими записываемыми DVD–дисками;

• единая файловая система для всех приложений;

• низкая цена;

• отсутствие необходимости в жестком корпусе или футляре;

• надежность хранения данных и их последующего считывания;

• большая емкость;

• высокая скорость записи и считывания видеоинформации и других данных.

DVD–диск имеет такие же размеры, как широко распростра­ненный на сегодняшний день CD–диск: его диаметр составляет 120 мм (4,75"), а толщина – 1,2 мм. Он может быть как односторонним, так и двухсторонним. Двухсторонний DVD–диск выглядит как два склеенных между собой CD–диска толщиной 0,6 мм, причем на каждой стороне DVD–диска может быть один или два рабочих слоя.

В свое время появление CD–ROM привело к революционному изменению качества звука. Такого же переворота следует ожидать и от DVD–ROM в домашнем видео. По цветопередаче, четкости и чистоте изображения, разрешаю­щей способности, точности воспроизведения мелких деталей и отсутствию искажений и видеошума стандарт DVD не только в три раза лучше видеозаписи в формате VHS, но и заметно пре­восходит качество существующих сегодня лазерных дисков LD (LaserDisk).

Перезаписываемые оптические накопители делятся в свою очередь на оптические и магнитооптические. В оптических лазерный луч изменяет оптические свойства диска (как в CD–ROM), а в магнитооптических (МО) – магнитные. В магнитооптических дисках реально объединены современные достижения магнитной и оптической технологий, обеспечивающие использование обеих поверхностей.

Флоптические (floptical) накопители объединяют в себе не­которые наиболее характерные черты обычных флоппи, винчестеров и оптических дисков. Здесь тоже предполагается «содружество» дисковода и дискеты. Дисковод не превышает по высоте одного дюйма, но содержит в себе набор прецизионных (отличающихся высокой точностью) линейных двигателей (типа «voice coil») и других не менее привлекательных устройств точной механики, лазерной техники и современной электроники.

Внешний вид VHD–дискеты для соответствующих приводов мало чем отличается от 3,5–дюймовой дискеты. Правда, там, где у обычной дискеты находится ключ блокировки записи, у VHD–дискеты имеется только отверстие, а там, где отверстие (маркер высокой плотности), – механизм защиты от записи. Это позволяет защитить VHD–носитель от записи на обычном приводе.

При изготовлении VHD–дискеты на поверхность носителя с помощью лазера наносятся специальные серводорожки. Основное преимущество таких «оптических» серводорожек по сравнению, например, с магнитными состоит в их более высокой надежности, так как последние могут быть разрушены внешним магнитным полем. Тем не менее информация на VHD–дискету записывается (и считывается с нее) с использованием процесса намагничивания носителя, так что никаких проблем с переформатированием или перезаписью данных обычно не возникает. Носители обеспечивают сверхвысокую плотность записи VHD (Very High Density). При одинаковых размерах (3,5") емкость VHD–дискеты больше – 20,8 Мбайт.

Немаловажное преимущество нового привода состоит в его совместимости с существующей техникой. Без особого труда на новом дисководе можно читать и записывать 3,5–дюймовые дискеты емкостью как 1,44 Мбайт, так и 720 Кбайт.

Накопители ZIP Drive фирмы IOMEGA реализуют считывание и запись информации на магнитной поверхности лазерным лучом. В них дискета, очень похожая на стандартную 3,25" (чуть больше), способна хранить 100 Мбайт информации, а накопители JAZ Drive той же фирмы – 1 Гбайт. Эти накопители подключаются, как правило, к параллельному порту и (благодаря удобству поиска информации и скорости записи) стали весьма популярны, сильно потеснив на рынке средств резервного копирования стримеры.

Накопители Бернулли (Bernoulli). Первые модели таких накопителей были выпущены в 1986 году фирмой Iomega (единственная фирма, выпускающая накопители, в основе которых лежит эффект Бернулли). Привод поддерживает носители емкостью 35, 70, 90, 150 и 230 Мбайт (недаром такие устройства называют MultiDisk), но главное его достижение – высокая устойчивость к ударным нагрузкам – 1000g. Внешне сменный носитель данных Bernoulli Cartridge выглядит как увеличенная до размеров 5,25" обычная 3,5–дюймовая дискета.

Движение воздуха в системе привод–носитель создается благодаря быстрому вращению диска в накопителе. Закон течения идеальной жидкости или газа (описываемый уравнением Бернулли; отсюда и название) гласит: давление на поверхность, создаваемое потоком движущейся жидкости или газа, зависит от скорости этого потока. Причем чем быстрее движется газ (или жидкость), тем меньше это давление. Неподвижный магнитный диск прогибается под тяжестью собственного веса и, поскольку он расположен ниже головки записи/считывания, отдаляется от нее. Во время вращения диск «расправляет крылья» так, что при достижении оптимальной скорости головка как бы летит над рабочей поверхностью носителя на «высоте» 0,000003 мм. При снижении количества оборотов (из–за отключения питания, ударов и вибрации) прослойка воздуха автоматически увеличивается. Более того, изменение рельефа поверхности носителя (например, прилипли частички пыли) здесь также отслеживается автоматически.

Как и многие другие, накопители Бернулли имеют несколько вариантов исполнения: встраиваемые, внешние, с одиночным и сдвоенным приводами. Их основные области применения – хранение редко используемых программ и данных (в том числе графических), резервное копирование, перенос рабочих файлов для издательских систем, хранение конфиденциальной информации. Основной интерфейс – SCSI, хотя есть варианты, рассчитанные на IDE.