Глава8. Внешние запоминающие устройства

После изучения главы вы должны знать:

Ø внешние запоминающие устройства (ВЗУ), их классификацию и основные характеристики;

Ø организацию информации, хранимой на ВЗУ: файлы, , логическую организацию файловой системы, управление файлами, атрибуты и спецификацию файлов;

Ø размещение файлов на дисках,

Ø таблицу размещения файлов – ФАТ;

Ø адресацию информации на дисках;

Ø накопители на жестких магнитных дисках;

Ø накопители на гибких магнитных дисках;

Ø накопители на магнитооптических дисках;

Ø накопители на оптических дисках;.

Ø эффективные технологии записи информации на диски, в частности, и на оптические диски CD и DVD, используемые в : HD DVD, Blu-ray, FMD и др.

Ø устройства флэш-памяти и их разновидности.

Устройства внешней памяти или, иначе, внешние запоминающие устройства(ВЗУ) весьма разнообразны. Их можно классифицировать по целому ряду признаков: по виду носителя, по типу конструкции, по принципу записи и считывания информации, по методу доступа и т. д. При этом под носителем понимается материальный объект, способный хранить информацию.

Один из возможных вариантов классификации ВЗУ приведен на рис. 10.1

Рис. 10.1. Классификация ВЗУ

В зависимости от типа носителя, все ВЗУ можно подразделить нанакопители на магнитной ленте,дисковые накопители и устройствафлэш-памяти.

Накопители на магнитной ленте, в свою очередь, бывают двух видов: накопители на бобинной ленте и накопители на кассетной ленте (стримеры). В ПК используются только стримеры.

Накопители на дисках более разнообразны (табл. 610.1):

q накопители на гибких магнитных дисках(НГМД) — накопители на флоппи-дисках или дискетах;

q накопители на жестких магнитных дисках(НЖМД) — винчестеры;

q накопители на сменных жестких магнитных дисках, использующие эффект Бернулли;

q накопители на флоптических дисках — floptical-накопители;

q накопители сверхвысокой плотности записи (Very High Density) — VHD-накопители;

q накопители на магнитооптических дисках — НМОД;

q накопители на неперезаписываемых оптических компакт-дисках (Compact Disk ROM) — CD-ROM;

q накопители на оптических дисках c однократной записью (CD Recordable) - CD-R;

q накопители на оптических дисках c многократной записью (CD ReWritable) - CD RW;

накопители на неперезаписываемых цифровых видеодисках (более правильно их называть – цифровые универсальные диски - Digital Versatile Disk) — DVD

q ;

q накопители на цифровых видеодисках с однократной записью (DVD Recordance) – DVD-R;

q накопители на цифровых видеодисках с многократной записью (DVD ReWritable) – DVD-RW ( DVD RAM);

q и др.

Таблица 10.1. Сравнительные характеристики дисковых накопителей[1]

Магнитные диски (МД) относятся к магнитным машинным носителям информации. В качестве запоминающей среды у них используются магнитные материалы со специальным свойством (прямоугольная петля гистерезиса – см. рис.3.11), позволяющим фиксировать два направления намагниченности, которым ставятся в соответствие двоичные цифры: 0 и 1.

Накопители на МД (НМД) являются наиболее распространенными внешними запоминающими устройствами в ПК. Они бывают жесткими и гибкими, сменными и встроенными в ПК. Все диски, и магнитные, и оптические характеризуются своим диаметром или, иначе, форм-фактором. Наибольшее распространение получили диски с форм-факторами 3,5 дюйма (89 мм). Но существуют диски и с форм-факторами 5,25 дюйма (133 мм), 2,5 дюйма (64 мм), 1,8 дюйма (45 мм) и другие.

Рис. 10.2. Логическая структура магнитного диска

На рис. 10.2 показана логическая структура магнитного диска.

Информация на магнитные диски(МД) записывается и считывается магнитными головками вдоль концентрических окружностей — дорожек (треков). Количество дорожек на МД и их информационная емкость зависят от типа МД, конструкции накопителя на МД, качества магнитных головок и магнитного покрытия. Совокупность дорожек МД, находящихся на разных пластинах-дисках и на одинаковом расстоянии от его центра, называется цилиндром. При записи и чтении информации МД вращается вокруг своей оси, а механизм управления магнитной головкой подводит ее к дорожке, выбранной для записи или чтения информации. Устройство для чтения и записи информации на магнитном диске называется дисководом.

Кроме основной своей характеристики — информационной емкости, дисковые накопители характеризуются и двумя другими показателями:

q временем доступа;

q скоростью считывания последовательно расположенных байтов.

Время доступа (access time) к информации на диске, то есть время, которое дисковод тратит до начала чтения/записи данных, складывается из нескольких составляющих:

q времени перемещения магнитной головки на нужную дорожку (seek time);

q времени установки головки и затухания ее колебаний (setting time);

q времени ожидания вращения (rotation latency) — ожидания момента, когда из-за вращения диска нужный секторокажется под головкой.

Дискиотносятся к машинным носителям информации с прямым доступом. Понятие прямой доступприменительно к диску означает, что ПК может «обратиться» к дорожке, на которой начинается участок с искомой информацией или куда нужно записать новую информацию, непосредственно, где бы ни находилась головка записи/чтения накопителя. После доступа к информации происходит ее последовательное считывание — хорошие дисководы обеспечивают скорость считывания (transfer rate) 2 Мбайт/с и выше.

Рассматривая организацию данных на внешних носителях, следует различать физическую и логическую организацию. Физическая организация определяет правила размещения данных на внешних носителях, логическая — описывает взаимные связи между данными и способы доступа к ним. Поскольку при работе на компьютерепользовательпрактическивзаимодействуеттолько с файлами, необходимо подробнее познакомиться с организацией файловой системы.