Накопители на магнитных дисках

Помимо оперативной памяти, компьютер оснащен и другими устройствами памяти, которые рассчитаны на долговременное хранение информации. Ими являются внешние запоминающие устройства (ВЗУ), которые являются важной частью персонального компьютера.
К ним относятся:
- накопители на гибких магнитных дисках НГМД (FLOPPY DISK DRIVE-FDD) - носитель информации - дискета;
- накопители на жестких магнитных дисках НЖМД (HARD DISK DRIVE-HDD) - носитель информации диск;
А также:
- CD-ROM - носитель информации компакт диск;

- DVD-ROM - носитель информации компакт диск;
- Стримеры - носитель информации магнитная лента.

Время доступа к информации для этих запоминающих устройств находится в области миллисекунд, в то время как для элементов оперативной памяти в пределах наносекунд.
1 миллисекунда = 10^{- 3}секунд (одна тысячная секунды)
1наносекунда = 10^{- 9} секунд (одна миллиардная часть секунды)

Накопитель на гибких магнитных дисках.

Впервые дисковод гибких дисков был разработан в фирме IBM для загрузки программного обеспечения. В персональном компьютере до недавнего прошлого использовались 2 вида дискет:

· Дискеты 5.25" (сняты с производства).

· Дискеты 3.5"

В персональном компьютере дискеты служат для следующих целей:
- резервирования (дублирования) информации;
- обеспечения конфиденциальности данных;
- транспортирования данных;
- распространения программного обеспечения.
НГМД - это периферийное устройство, в которое устанавливается гибкий диск и которое обеспечивает как считывание, так и запись на него информации. Принцип записи заключается в намагничивании участков поверхности диска, что распознается при считывании.

Принцип действия.

Конструктивно НГМД состоит из следующих узлов:

· Рабочий двигатель - механический привод, который обеспечивает вращение гибкого диска.

· Рабочие головки - блок магнитных головок ЧТЕНИЯ/ЗАПИСИ.

· Шаговые двигатели - система позиционирования магнитных головок, которая служит для перемещения головок относительно поверхности дискеты в радиальном направлении. В состав системы позиционирования магнитных головок входят шаговые двигатели.

· Управляющая электроника - электронный блок, который обеспечивает управление накопителем и преобразование сигналов.

Рабочий двигатель включается только тогда, когда в дисковод вставлена дискета и к НГМД осуществляется обращение по команде ЧТ/ЗП. Следовательно, диск непрерывно не вращается. Двигатель обеспечивает постоянную скорость вращения, которая равна - 360 об./мин.
Для запуска двигателю нужно примерно в среднем 400 миллисекунд.
Рабочие головки. Для ЗАПИСИ и ЧТЕНИЯ данных НГМД оснащен одной парой комбинированных головок.

Обычно дискеты бывают двусторонними, т.е. имеется 2 рабочие поверхности (верхняя и нижняя). Головки ЧТЕНИЯ/ЗАПИСИ жестко закреплены и двигаются радиально одновременно "гребнем".

Шаговые двигатели. Движение и позиционирование головок выполняется при помощи двух двигателей. Уже при включении РС двигатели издают характерный звук ("крякают"). Это шаговые двигатели перемещают головки для проверки работоспособности привода.

Управляющая электроника. Для подключения НГМД к компьютеру служит устройство- контроллер. Электронные схемы дисковода выполняют функции передачи сигналов к контроллеру, т. е. отвечают за преобразование информации, которую записывают или считывают головки. Чтобы не нарушалась постоянная скорость вращения привода, он должен работать только в горизонтальном положении. При установке дисковода под косым углом его конструкция получает долговременные нагрузки.

ДИСКЕТЫ (FLOPPY).

В настоящее время применяются в основном дискеты 3,5". Конструктивно дискета представляет собой пластмассовый футляр, внутри которого находится пластмассовый диск с нанесенным на него магнитным слоем.
Область, с которой контактирует головка ЧТ/ЗП, всегда защищена металлической заслонкой до тех пор, пока дискета не вставлена в дисковод. И только внутри дисковода эта заслонка автоматически отодвигается в сторону.

Логическое разбиение дискет. Информация на гибкий диск размещается по концентрическим окружностям, которые называются дорожками. Разбиение дискеты на определенные участки происходит при её форматировании по команде Форматировать, которая входит в состав операционных систем. При этом дискета разбивается на дорожки (TRACKS) и сектора (SECTORS). Сектор - это участок дорожки магнитного диска, который хранит минимальную порцию информации и которая может быть считана с диска или записана на него. Каждая дорожка имеет свой номер. Каждый сектор имеет уникальный адрес. Между секторами имеется межсекторный промежуток. Для гибких дисков емкость сектора составляет для DOS 512 байт. Другие операционные системы устанавливают свои объемы секторов.

Для дискеты 3.5":

Число сторон: 2

Число дорожек на стороне: 80

Секторов на дорожке: 18

Количество байт в секторе: 512

Объем дискеты: 1.44 Мбайт (720 Кбайт)

Цилиндр. Дискета имеет, как правило, две рабочие поверхности. Дорожки с одинаковыми номерами верхней поверхности и нижней образуют цилиндр. Доступ к информации, записанный в одном цилиндре, осуществляется без перемещения головок. Число дорожек - 80, значит и 80 цилиндров.

Число цилиндров и секторов на дорожке устанавливается при форматировании дисков. В последующем без повторного форматирования диска их изменить нельзя. Разработчики программного обеспечения используют это для защиты своих программных продуктов от несанкционированного копирования. Они путём изощренного программирования добиваются форматирования дискеты с различным числом секторов на дорожках и размерами секторов. При копировании информации или программы с такой дискеты на дискету со стандартным форматированием, информация или программа будет искажена и загружаться в компьютер не будет.

Обмен информацией между ОЗУ и дискетами осуществляется только секторами.

Кластер - это минимальная единица дисковой памяти, выделяемая файлу. Каждый файл занимает целое число секторов. Последний сектор при этом может быть не заполнен полностью. Кластер представляет собой один или несколько смежных секторов в логическом дисковом адресном пространстве. На дискетах кластер занимает один или два сектора, а на жестком диске обычно 4 или 8 секторов. Логическое разбиение области данных на кластеры как совокупности секторов взамен использования одиночных секторов имеет следующий смысл:

· уменьшается возможная фрагментация файлов;

· уменьшается размер FAT и, следовательно, объём системной области логического диска,

· ускоряется доступ к файлу.

В начало страницы