Жесткие магнитные диски
Представленный впервые компанией IBM в 1956 г. накопитель на жестких магнитных дисках (HDD — Hard Disk Drive) позволяет хранить документы, фотографии, музыку, видео, программы, настройки операционной системы. Винчестер состоит из одной или нескольких пластин несъемного пакета жестких магнитных дисков, причем это устройство находится в едином герметичном корпусе, который называется HDA (Head Disk Assembly) — блок головок и дисков. Емкость винчестеров различна и составляет в среднем 160-750 Гбайт, хотя фирма Seagate уже выпустила жесткий диск объемом 3 Тб.
Информация на дисках записывается концентрическими кольцами — дорожками. В свою очередь, каждая дорожка разбита на определенное число секторов по 512 байт. Сектор является минимальным фрагментом, содержащим информацию. Совокупность дорожек, равноотстоящих от центра, на всех рабочих поверхностях пластин жесткого диска называется цилиндром.
Дорожки и сектора формируются в результате процедуры, которая называется форматированием. При форматировании несколько секторов объединяются в кластеры, и для операционной системы минимальным фрагментом является уже кластер. В рабочем состоянии над поверхностями диска движутся считываю- щие/записывающие головки. Чтобы головка получила доступ к нужной информации (сектору), ей нужно указать путь в виде номеров (Сторона/Дорожка/Сектор).
Жесткий диск обладает рядом характеристик, которые оказывают влияние, прежде всего, на скорость чтения/записи информации.
Скорость вращения диска — чем больше скорость вращения диска, тем больше скорость передачи данных.
Время поиска/время переключения головок — все магнитные головки диска находятся в каждый момент времени над одним и тем же цилиндром, и время переключения определяется тем, насколько быстро выполняется переключение между головками при чтении или записи.
Задержка позиционирования — после того, как головка оказывается над желаемой дорожкой, она ждет появления требуемого сектора на этой дорожке. Это время называется задержкой позиционирования и также измеряется в миллисекундах.
Время доступа к данным — общее время доступа к информации, которое определяется временем поиска нужной дорожки на диске и временем позиционирования внутри этой дорожки.
Кэш-память жесткого диска — у винчестера есть собственная буферная память, называемая кэш-памятью или просто кэшем. Организация обмена данными с кэшем важна для повышения быстродействия диска.
Важным параметром накопителя является используемая система обмена информацией между диском и материнской платой. Такая система называется интерфейсом жесткого диска.
Внешние (переносные) жесткие диски
Сегодня возможность хранения данных только на обычных жестких дисках ПК уже недостаточна для многих пользователей. Они хотят не только хранить любые данные, но и получить возможность брать их с собой в любое место. Поэтому можно определить следующие цели использования переносных HDD дисков:
· 1. Резервное копирование. Как и любое электронное устройство, жесткий диск ПК в любой момент может выйти из строя, поэтому периодическое копирование информации является хорошим стилем работы пользователя.
· 2. Дополнительное устройство хранения. Несмотря на значительные объемы современных стационарных жестких дисков, с течением времени происходит заполнение его архивами электронной почты, цифровыми фотографиями, музыкой, фильмами и т.д. Поэтому очевидно, что наличие дополнительного источника хранения информации очень уместно.
· 3. Основное устройство хранения. Важным преимуществом является безопасность и конфиденциальность ваших данных. Внешний накопитель с записанными на него данными совершенно не обязательно хранить рядом с ноутбуком. Именно поэтому жесткий диск вместе с важной информацией останется в целости и сохранности не только при форс-мажорных ситуациях, но также в случае утери или кражи, например, ноутбука.
Внешний HDD-накопитель представляет собой обычный жесткий диск и напоминает обычный бумажный органайзер. Толщина корпуса не превышает 15 миллиметров, и у него есть специальное углубление для интерфейсного USB- кабеля. Винчестер совершенно не нуждается в дополнительном питании и работает в операционных системах Windows от 2000 до 8, а также Linux и Mac OS X.
Внешние USB-винчестеры стали популярны начиная с 2000 г., благодаря начале эры мобильных устройств. Портативные жесткие диски различаются, в первую очередь, объемом и скоростью работы. Практически, внешние USB HDD, накопители имеют точно такие же объемы, что и обычные, так что сейчас можно купить внешний HDD объемом до 3 Тб и выше.
Что касается скорости работы внешних дисков, то она у них чуть ниже, чем у обычного внутреннего винчестера, потому что соединение через USB не может гарантировать такую же скорость, как у внутренних дисков.
Флэш-накопители
Флэш-память — особый вид энергонезависимой перезаписываемой полупроводниковой памяти, созданный на основе интерфейса USB. Ячейка флэш- памяти не содержит конденсаторов — типичная ячейка флэш-памяти состоит из одного транзистора особой архитектуры. Ячейка флэш-памяти прекрасно масштабируется, что достигается не только благодаря успехам в миниатюризации размеров транзисторов, но и благодаря конструктивным находкам, позволяющим в одной ячейке флэш-памяти хранить несколько бит информации.
На флэш-памяти основываются карты памяти, такие как Compact Flash, Secure Digital, Sony Memory Stick, Multi Media Card, которые применяются в портативной технике (MP3-плееры, цифровые камеры, мобильные телефоны, навигаторы). Объем флэш-памяти обычного USB-брелока варьируется в среднем от 4 Гб до 64 Гб.
Преимущества флэш-памяти:
· - является энергонезависимым устройством;
· - многократная перезапись данных;
· - устойчивость к механическим воздействиям;
· - компактность;
· - информация может храниться очень длительное время (порядка 10, а по некоторым данным, и до 100 лет).
Недостатки флэш-памяти:
· - стоит дороже, чем компакт-диски и винчестеры;
· - работает существенно медленнее, чем оперативная память на основе микросхем SRAM и DRAM или жесткий диск;
· - имеет ограничение по количеству циклов перезаписи. Предел колеблется от 10 000 до 1 000 000 циклов для разных типов микросхем. Хотя миллион операций записи/стирания — это совсем немало, наличие физического предела использования микросхемы памяти можно считать серьезным недостатком flash-устройств.