Накопители на жестких дисках

Накопители на жестких несъемных дисках (винчестерах) являются в настоящее время основными устройствами внешней памяти ПЭВМ. Они устанавливаются на всех, без исключения, моделях. До последнего времени, конструкции ПЭВМ и операционные системы предусматривали установку 1 или 2-х винчестеров на компьютер.

Каждый винчестер можно рассматривать как пакет дисков, жестко закрепленных на общей оси (шпинделе), вращающийся со скоростью от 3600 до 15000 об/мин. В зазорах между дисками перемещаются рычаги, на концах которых находятся электромагнитные головки считывания и записи данных. Все рычаги соединены в общий пакет, перемещение которого выполняется аналогично движению звукоснимателя стереопроигрывателя с помощью отдельного соленоидального двигателя (раньше - шагового двигателя).

Пластины дисков изготовляются из алюминия, стекла и даже пластмассы с напыленным специальным металлическим покрытием. Количество дисков в пакете - от 1 до 5, рабочими являются поверхности каждого диска с обеих сторон (иногда крайние поверхности не используются). Размеры дисков бывают нескольких стандартов: 5.25, 3.5, 2.5 и 1.8 дюйма.

Головки считывания и записи бывают нескольких типов, наиболее современными являются магнитно-резистивные, точнее комбинированные - тонкопленочные для записи и магнитно-резистивные для чтения.

Первые создают магнитное поле (сохраняемое в доменах металлизированного покрытия) за счет переменного тока, а вторые регистрируют изменение сопротивления чувствительного элемента при изменении магнитного поля. Головки винчестера находятся на расстоянии порядка 0.13 мкм от поверхности вращающегося диска.

Отсутствие касания обеспечивается специальным аэродинамическим профилем головок, образующим своеобразный "смазывающий" воздушный слой.

Малые зазоры, большая скорость вращения и высокая плотность записи (в настоящее время - до 15 Гбит на квадратный дюйм) позволяют на небольшом устройстве хранить огромный объем информации и передавать его с высокой скоростью. Типичная емкость современных винчестеров – 100 - 500 Гбайт, и 100-1000 Тбайт для больших универсальных машин (mainframe'ов).

К апрелю 2000 года фирма Hitachi преодолела барьер 50 Гбит/кв.дюйм (т.е. почти 10 Мбайт/мм2). На одном квадратном миллиметре такого диска можно держать содержание примерно 20 книг среднего размера. Следует, однако, отметить, что существует теоретический предел поверхностной плотности магнитной записи, который в настоящее время оценивается величиной порядка 100 Гбит/кв.дюйм.

Второй важной характеристикой винчестера является среднее время доступа - время, в течении которого винчестер находит данные.

4. Накопители на оптических дисках (CD ROM –R -RW)

Первые оптические лазерные диски появились в 1972 году и продемонстрировали большие возможности по хранению информации. Объемы хранимой на них информации позволяли использовать их для хранения огромных массивов данных (таких как базы данных, энциклопедии, коллекции видео и аудио-данных). Легкая замена этих дисков позволяла, переносить с машины на машину все материалы, требуемые для работы. Оптические диски имели очень высокую надежность и долговечность, что позволяло использовать их для архивного хранения информации.

Диски типа CD-ROM изготовляются методами штамповки на специализированных заводах. Они не перезаписываются.

CD-R могут однократно записываться на пишущих приводах персональных компьютеров. Диски CD-RW могут перезаписываться на пишущих приводах ПЭВМ до 1000 раз.

Стандартная емкость оптических СD составляет 640-800 Мбайт.