Тема 6.3. Устройства внешней памяти

Внешняя память – это память, реализованная в виде внешних (относительно системной платы) устройств с разными принципами хранения информации и типами носителей, предназначенных для долговременного хранения данных. Устройства внешней памяти (накопители) могут размещаться как в системном блоке компьютера, так и в отдельных корпусах.

Накопитель представляет собой совокупность носителя данных и соответствующего привода. Различают накопители со сменными и постоянными носителями.

Привод – это объединение механизма чтения-записи с соответствующими электронными схемами управления. Его конструкция определяется принципом действия и видом носителя.

Носитель – это физическая среда хранения информации. По внешнему виду может быть дисковым или ленточным. По способу запоминания различают магнитные, оптические и магнитооптические носители. Ленточные носители могут быть только магнитными. В дисковых носителях используют магнитные, магнитооптические и оптические методы записи/считывания информации.

Накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД, винчестер, HDD – Hard Disk Drive) – основное устройство хранения данных в персональных компьютерах, поскольку по объемам памяти не имеет аналогов среди других устройств хранения данных и, кроме этого, в НЖМД хранится операционная система, которая запускается при каждом включении компьютера. НЖМД – электронно-механическое устройство.

Рисунок 6.3.1. Накопитель НЖМД

Механическая часть НЖМД изготавливается с высочайшей точностью, поэтому очень чувствительна к ударам, вибрациям, а также к чистоте заполняющего корпус воздуха. Электронная часть включает в себя контроллеры управления приводами и интерфейса обмена данными с компьютером, канал чтения-записи данных.

В НЖМД может быть более одной дисковой пластины. Для записи данных их поверхность разбивается на круги, которые называются дорожками (track). Каждая дорожка имеет свой номер. Дорожки с одинаковыми номерами, расположенные одна над другой, на разных дисках образуют цилиндр. Дорожки на диске разбиты на секторы (нумерация начинается с единицы).

Объем памяти диска вычисляется путем перемножения нескольких величин:

V_НЖМД = cyl×h×s×rs,

где cyl – количество цилиндров; h – число магнитных головок; s – количество секторов и rs – размер сектора в байтах.

Секторы и дорожки образуются во время форматирования диска. Форматирование выполняет пользователь с помощью специальных программ. На неформатированный диск не может быть записана никакая информация.

Первый сектор жесткого диска содержит информацию о разделах ("Partition Table"), т.е. на сколько частей "разбит" жесткий диск, адрес начала и размер каждого раздела, а также какой из них является системным (с которого производится загрузка операционной системы). Всего на одном физическом НЖМД может быть один или два раздела: первый (Primary) и расширенный (Extended). Расширенный раздел может быть дополнительно "разбит" на несколько логических дисков (Logical Drive).

Наиболее важные характеристики НЖМД:

• скорость обращения дисков – для накопителей IDE частота обращения 4500–7200 об/мин, а для накопителей SCSI – 7500–10000 об/мин;

• емкость кэш-памяти (буферная память) – в разных устройствах может отличаться, как правило, до 8Мб;

• среднее время доступа – время (в миллисекундах), на протяжении которого блок головок смещается с одного цилиндра на другой;

• время задержки – это время поиска нужного сектора;

• скорость обмена – определяет объемы данных, которые могут быть переданы из накопителя и обратно за единицу времени.