Память на гибких магнитных дисках
Дисководы (Floppy Disk Drive, FDD) являются первыми из периферийных устройств РС [11]. В качестве носителя информации применяются дискеты (Floppy) диаметром 3,5'' и 5,25''.
Информация на дискете запоминается путём изменения её намагниченности. Изменение поля ориентирует магнитные частицы дискеты в направлении «север–юг» или «юг–север» – это состояние «1» и «0».
Конструктивно FDD состоит из рабочего двигателя, рабочих головок и управляющей электроники.
Двигатель включается только тогда, когда в дисководе есть дискета и защёлкнута задвижка. Двигатель обеспечивает постоянную скорость вращения 300 об/мин или 360 об/мин.
Есть две комбинированные головки – для чтения и записи каждая. Они располагаются над рабочей поверхностью дискеты.
Позиционирование головок выполняется при помощи двух двигателей. Электронные схемы чаще размещены с нижней стороны дисковода. Они выполняют функции передачи сигналов к контроллеру, т. е. отвечают за преобразование информации, которую считывают или записывают головки.
Для записи и чтения информации дискету разбивают на определённые участки, т.е. создаётся логическая структура. Это достигается форматированием дискеты. Дискета разбивается на 80 дорожек и 18 секторов. Дорожки – это сплошные концентрические кольца, а секторы – это как бы куски торта. В DOS в сектор записывают 512 байт, в других ОС свои размеры секторов.
Винчестер (НЖМД)
На НЖМД информация также записывается на магнитный слой диска, но сам диск сделан из жёсткого материала, чаще это алюминий. В корпусе из прессованного алюминия объединены такие элементы винчестера, как управляющий двигатель, носитель информации (диски), головки чтения/записи и электроника. [11]
Винчестер состоит из нескольких одинаковых дисков, расположенных друг над другом. На каждый диск пара головок, которые позиционируются шаговым двигателем. Все головки перемещаются одновременно, а потому в логической структуре диска есть понятие цилиндра. Скорость вращения шпинделя у двигателя современного винчестера может быть 7 200 об/мин,
2 000 об/мин или 15 000 об/мин. Шпиндель вращается непрерывно, даже когда к нему нет обращения. Корпус герметичный, но вакуума в нём нет.
Приводы CD–ROM
Приводы CD–ROM работают не так, как все электромагнитные носители информации [11]. При записи компакт–диск обрабатывается лазерным лучом (без механического контакта), выжигающим тот участок, который хранит единицу, и оставляет нетронутым тот участок, который хранит логический ноль. В результате чего на поверхности образуются маленькие углубления – так называемые питы (Pits).
Толщина компакт–диска составляет 1,2 мм, а диаметр – 120 мм. Диск изготавливается из поликарбоната, который покрыт с одной стороны тонким металлическим отражающим слоем (алюминия, реже золота) и защитной плёнкой специального прозрачного лака. Объём информации CD–ROM 650 Мбайт и 700 Мбайт.
Приводы лазерных дисков с функцией записи
Диск CD–R допускает одну запись (Recordable), а на CD–RW (CD–Rewritable) можно писать многократно [11]. На CD–R отражающий слой выполнен из золотой или серебряной плёнки. Между ним и прозрачной поликарбонатной основой расположен слой из органического материала, темнеющего при нагревании. Здесь лазерный луч нагревает точки записи, они темнеют и не пропускают свет к отражающему слою, что аналогично пятнам. Может использовать набор дорожек различных типов.
Запись в CD–R должна идти беспрерывно, иначе диск портится. Она ведётся при помощи специальных программ – Easy CD Creator, Nero, CD Publisher и т.п. Для чтения дисков CD–RW на приводе должна быть спецификация Multi Read, а это поддерживается аппаратно – должен быть привод с автоматической регулировкой усиления фотоприёмника.
Лазерные диски повышенной плотности
Диск DVD (Digital Versatile Disk) – цифровой многоцелевой диск [11]. Тип, как у CD, но плотность записи выше – ёмкость самого простого DVD примерно 4,7 Гбайт. Виды дисков DVD–ROM, DVD–R, DVD–RW, DVD–RAM.
Последний является перезаписываемым с объёмом 2,6 Гбайт и скорости перезаписи 4х, 8х, 12х, 16х или 24x. Диск DVD–R– записываемый диск с ёмкостью 3,9 Гбайт.
Диск DVD–ROM штампованный. Он может быть двухслойным и двусторонним – на разной глубине своя информация.
Рассмотрим, как они маркируются: однослойные – SL (Single Layer), односторонние – SS (Single Sided), двусторонние – DS (Double Sided), двухслойные – DL (Double Layer).
Двухслойный диск увеличивает емкость в 1,8 раза, а двухсторонний – в 2 раза.
Устройства флеш–памяти
Это энергонезависимые запоминающие устройства, используемые для долговременного хранения информации с возможностью многократной перезаписи. Есть описание в [11]. Внешне они представляют собой прямоугольные картриджи. Это металл–нитридные микросхемы, изобретённые в начале 80–х годов фирмой Intel. При работе указатели перемещаются на начальный адрес блока, затем байты данных передаются в последовательном порядке с использованием стробирующего сигнала. Стирание всего блока производится отдельным сигналом. Стирание, считывание и запись производятся электрическими сигналами, а не лазером. В современных устройствах имеются программные или аппаратные средства формирования виртуальных блоков, обеспечивающие запись информации поочерёдно в разные области флеш–памяти. Ёмкость флеш–дисков, изготавливаемых на основе многоуровневых ячеек на базе логических схем NAND (НЕ–И, штрих Шеффера) достигает нескольких гигабайтов. Многоцелевую флеш–память на базе Super Flash (SF) разработала компания Silicon Storage Technology со временем доступа 90 нс, временем стирания сектора 36 мкс, стиранием всей ИС 140 мкс. Потребление тока в активном режиме – 5 мА, в режиме ожидания – 1мкА при напряжении 1,95 В. Выпускаются в 48–контактных корпусах.
Фирма M–Systems разработала DIP–микросхему с 32 контактами.
Сейчас уже используют третье поколение чип ёмкостью 2 Гбит, 130 нм.
Флеш–память используют в качестве альтернативных HDD твердотельных дисков с интерфейсами ATA (IDE), Serial ATA, USB, IEEE 1394 и др.