Накопитель на жестких магнитных дисках (рис. 2.30)
Накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД, винчестер) – устройство для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером. Свое название «жесткий» получил в отличие от носителей информации на гибких магнитных лентах и дисках.
Габаритные размеры винчестеров характеризуются форм – фактором, который указывает горизонтальный и вертикальный размеры винчестера. Горизонтальный размер жесткого диска может быть определен одним из следующих значений: 1,8; 2,5; 3,5 или 5,25 дюйма. Вертикальный размер характеризуется, как Full Height (FH), Half – Height (HH), Third – Height (или Low – Profile, LP). Винчестеры «полной» высоты имеют вертикальный размер более 3,25 дюйма (82,5 мм), «половинной» – 1,63 дюйма, а «низкопрофильные» – около 1 дюйма.
К
ак
правило, жесткий диск несъемный, но
существуют модели съемных (removable)
винчестеров. Жесткий диск смонтирован
на оси – шпинделе, который приводится
в движение специальным двигателем. Он
содержит от одного до десяти дисков
(platters). Скорость вращения двигателя для
обычных моделей может составлять 5400;
7200; 10000; 12000 об./мин.
Винчестер имеет головки чтения и записи (read – write head). Они находятся на специальном позиционере. Для перемещения позиционера используются преимущественно линейные двигатели. В винчестерах применяются несколько типов головок: монолитные, композитные, тонкопленочные, магниторезистивные (MR, Magneto – Resistive), а также головки с усиленным магниторезистивным эффектом (GMR, Giant Magneto – Resistive).
Магниторезистивная головка, разработанная IBM в начале 1990 – ых г.г., представляет собой комбинацию из двух головок: тонкопленочной для записи и магниторезистивной для чтения. Подобные головки позволяют почти в полтора раза увеличить плотность записи. Еще больше позволяют повысить плотность записи GMR – головки. Головки не касаются поверхностей дисков, а перемещаются над ними на расстоянии долей микрона.
Внутри винчестера находится электронная плата, которая расшифровывает команды контроллера жесткого диска, стабилизирует скорость вращения двигателя, генерирует сигналы для головок записи и усиливает их от головок чтения. В большинстве современных ПК применяются жесткие диски емкостью от 80 Гигабайт и выше.
Одной из основных характеристик жесткого диска является среднее время, в течение которого винчестер находит нужную информацию. Этот параметр обычно представляет собой сумму времени, необходимого для позиционирования головок на нужную дорожку, и времени ожидания требуемого сектора. Современные винчестеры обеспечивают доступ к информации за 8 – 10 мс.
Другой характеристикой винчестера является скорость чтения и записи. Она зависит не только от самого диска, но и от его контроллера, типа шины, быстродействия процессора. У стандартных современных жестких дисков эта скорость составляет (15 – 17) Мбайт/cек.
Приводы CD / DVD – ROM, CDRW / DVD+RW (рис. 2.31)
В настоящее время массовому пользователю стали доступны приводы CD – ROM с возможностью записи (CD – R) и перезаписи (CD – RW) информации. Благодаря невысокой цене привода и чистых носителей для однократной записи эти устройства стали широко применяться для архивирования данных, резервного копирования, хранения больших объемов информации и т. п. Привод CD – R позволяет также создать (или скопировать) аудиодиск, который можно будет воспроизводить на любой бытовой аудиоаппаратуре.
Д
ля
однократной записи применяют диски,
называемые «золотыми» по цвету наиболее
распространенного покрытия. Под покрытием
находится отражающая поверхность,
сделанная из тончайшей золотой пленки.
При записи луч лазера (как и при чтении,
но с большей в 10 раз мощностью) «прожигает»
эту пленку, так что прозрачность слоя
изменяется, формируя последовательность
нулей и единиц. Однажды записанный диск
уже невозможно перезаписать. Золото в
качестве подложки применяется потому,
что оно имеет максимальную отражательную
способность, а ослабление отраженного
сигнала недопустимо.
CD с однократной записью обладают очень высокой надежностью. Срок хранения чистого диска до записи составляет от 5 до 10 лет, а записанный диск может храниться, по разным оценкам, от 70 до 200 лет. Стандартный объем диска составляет 74 минуты (при записи аудиоданных) или 650 Мбайт. Существуют диски диаметром 120 мм и емкостью 63 и 74 минуты, с диаметром 80 мм и емкостью 18 и 21 минута.
Технология перезаписываемых компакт – дисков CD – RW позволяет не только записывать, но и стирать информацию. Выглядят носители CD – RW подобно CD – R, но их покрытие обычно имеет темно – серый цвет. Диски CD – RW могут считываться только на новых (как правило, не хуже 16 – скоростных) устройствах CD – ROM.
Также довольно широко распространены устройства считывания DVD дисков. DVD диск способен хранить в несколько раз большую информацию по сравнению с обычными CD. Это дает возможность хранения качественного видео – потока, а также пяти или семи каналов звука CD качества. Приводы DVD читают, как DVD, так и CD диски. Аналогично для записи DVD дисков существуют специальные приводы: DVDRAM и DVD+RW.