Зовнішня пам'ять комп'ютера.

Носії інформації (дискети, жорсткі диски, диски CD-ROM, магнітооптичні диски тощо) та їх основні характеристики.

Зовнішня (довготривала) пам'ять -- це місце тривалого зберігання даних (програм, результатів розрахунків, текстів і т.д.), що не використовуються в даний момент в оперативній пам'яті комп'ютера. Зовнішня пам'ять, на відміну від оперативної, є незалежною. Носії зовнішньої пам'яті, крім того, забезпечують транспортування даних в тих випадках, коли комп'ютери не об'єднані в мережі (локальні або глобальні).

Для роботи із зовнішньою пам'яттю необхідна наявність накопичувача (пристрої, що забезпечує запис і (або) зчитування інформації) та пристрої зберігання - носія.

Основні види накопичувачів:

накопичувачі на гнучких магнітних дисках (НГМД);

накопичувачі на жорстких магнітних дисках (НЖМД);

накопичувачі на магнітній стрічці (НМЛ);

накопичувачі CD-ROM, CD-RW, DVD.

Їм відповідають основні види носіїв:

гнучкі магнітні диски (Floppy Disk) (діаметром 3,5''і ємністю 1,44 Мб; діаметром 5,25''і ємністю 1,2 Мб (в даний час застаріли і практично не використовуються, випуск накопичувачів, призначених для дисків діаметром 5,25'', теж припинений)), диски для змінних носіїв;

жорсткі магнітні диски (Hard Disk);

касети для стримерів та інших ІМЛ;

диски CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD.

Запам'ятовувальні пристрої прийнято ділити на види і категорії у зв'язку з їх принципами функціонування, експлуатаційно-технічними, фізичними, програмними та ін характеристиками. Так, наприклад, за принципами функціонування розрізняють наступні види пристроїв: електронні, магнітні, оптичні і змішані - магнітооптичні. Кожен тип пристроїв організований на основі відповідної технології зберігання/відтворення/запису цифрової інформації. Тому, у зв'язку з видом і технічним виконанням носія інформації, розрізняють: електронні, дискові і стрічкові пристрої.

Основні характеристики накопичувачів і носіїв:

інформаційна ємність;

швидкість обміну інформацією;

надійність зберігання інформації;

вартість.

Зупинимося докладніше на розгляді перерахованих вище накопичувачів і носіїв.

Принцип роботи магнітних запам'ятовуючих пристроїв заснований на способах зберігання інформації з використанням магнітних властивостей матеріалів. Як правило, магнітні запам'ятовуючі пристрої складаються з власне пристроїв читання/запису інформації і магнітного носія, на який, безпосередньо здійснюється запис і з якого зчитується інформація. Магнітні запам'ятовуючі пристрої прийнято поділяти на види у зв'язку з виконанням, фізико-технічними характеристиками носія інформації і т.д. Найчастіше розрізняють: дискові та стрічкові пристрої. Загальна технологія магнітних запам'ятовуючих пристроїв полягає в намагнічуванні змінним магнітним полем ділянок носія і зчитування інформації, закодованою як області змінної намагніченості. Дискові носії, як правило, намагнічуються вздовж концентричних полів - доріжок, розташованих по всій площині діскоідального обертового носія. Запис здійснюється у цифровому коді. Намагнічування досягається за рахунок створення змінного магнітного поля при допомоги головок читання/запису. Головки представляють собою два або більше магнітних керованих контуру з серцевиною, на обмотки яких подається змінну напругу. Зміна величини напруги викликає зміна напряму ліній магнітної індукції магнітного поля і, при намагнічуванні носія, означає зміну значення біта інформації з 1 на 0 або з 0 на 1.

Дискові пристрої ділять на гнучкі (Floppy Disk) і тверді (Hard Disk) накопичувачі та носії. Основною властивістю дискових магнітних пристроїв є запис інформації на носій на замкнуті концентричні доріжки з використанням фізичного і логічного цифрового кодування інформації. Плоский дисковий носій обертається в процесі читання/запису, чим і забезпечується обслуговування всієї концентричній доріжки, читання і запис здійснюється за допомогою магнітних головок читання/запису, які позиціонують по радіусу носія з однієї доріжки на іншу.

Для операційної системи дані на дисках організовані в доріжки та сектори. Доріжки (40 або 80) являють собою вузькі концентричні кільця на диску. Кожна доріжка розділена на частини, звані секторами. Під час читання або запису пристрій завжди зчитує або записує ціле число секторів незалежно від обсягу запитуваної інформації. Розмір сектору на дискеті дорівнює 512 байт. Циліндр - це загальна кількість доріжок, з яких можна вважати інформацію, що не переміщує головок. Оскільки гнучкий диск має тільки дві сторони, а дисковод для гнучких дисків - тільки дві головки, в гнучкому диску на один циліндр припадає дві доріжки. У жорсткому диску може бути багато дискових пластин, кожна з яких має дві (або більше) головки, тому одному циліндрі відповідає безліч доріжок. Кластер (або осередок розміщення даних) - найменша область диска, яку операційна система використовує при записі файлу. Зазвичай кластер - один або кілька секторів.

Перед використанням дискета повинна бути форматувати, тобто повинна бути створена її логічна і фізична структура.

Дискети вимагають обережного звернення. Вони можуть бути пошкоджені, якщо

доторкатися до записуючої поверхні;

писати на етикетці дискети олівцем або кульковою ручкою;

згинати дискету;

перегрівати дискету (залишати на сонці або біля батареї опалення);

піддавати дискету впливу магнітних полів.

Накопичувачі на жорстких дисках об'єднують в одному корпусі носій (носії) і пристрій читання/запису, а також, нерідко, і інтерфейсну частину, яка називається контролером жорсткого диска. Типовою конструкцією жорсткого диска є виконання у вигляді одного пристрої - камери, всередині якої знаходиться один або більше дискових носіїв, поміщених на одна вісь, і блок головок читання/запису з їх спільним що приводить механізмом. Звичайно, поруч із камерою носіїв і головок розташовуються схеми управління головками, дисками і, часто, інтерфейсна частину і (або) контролер. На інтерфейсній карті пристрою розташовується власне інтерфейс дискового пристрій, а контролер з його інтерфейсом розташовується на самому пристрої. З інтерфейсним адаптером схеми накопичувача з'єднуються за допомогою комплекту шлейфів.

Принцип функціонування жорстких дисків аналогічний цим принципом для ГМД.

Основні фізичні та логічні параметри ЖД.

Діаметр дисків. Найбільш поширені накопичувачі з діаметром дисків 2.2, 2.3, 3.14 та 5.25 дюймів.

Число поверхонь - визначає кількість фізичних дисків, нанизаних на вісь.

Число циліндрів - визначає, скільки доріжок буде розташовуватися на одній поверхні.

Число секторів - загальне число секторів на всіх доріжках всіх поверхонь накопичувача.

Число секторів на доріжці - загальне число секторів на одній доріжці. Для сучасних накопичувачів показник умовний, тому що вони мають нерівне число секторів на зовнішніх і внутрішніх доріжках, приховане від системи і користувача інтерфейсом пристрою.

Час переходу від однієї доріжки до інший зазвичай складає від 3.5 до 5 мілісекунд, а у найшвидших моделей може бути від 0.6 до 1 мілісекунди. Цей показник є одним з визначають швидкодію накопичувача, тому що саме перехід з доріжки на доріжку є самим тривалим процесом в серії процесів довільного читання/запису на дисковому пристрої.

Час встановлення або час пошуку -- час, що витрачається пристроєм на переміщення головок читання/запису до потрібного циліндра з довільного положення.

Швидкість передачі даних, звана також пропускною здатністю, визначає швидкість, з якою дані зчитуються або записуються на диск після того, як головки займуть необхідне становище. Вимірюється в мегабайтах в секунду (MBps) або мегабитах на секунду (Mbps) і є характеристикою контролера і інтерфейсу.

В даний час використовуються в основному жорсткі диски ємністю від 10 Гб до 80 Гб. Найбільш популярними є диски ємністю 20, 30, 40 Гб.

Крім НГМД і НГМД досить часто використовують змінні носії. Досить популярним є накопичувачем Zip. Він випускається у вигляді вбудованих або автономних блоків, що підключаються до паралельний порт. Ці накопичувачі можуть зберігати 100 і 250 Мб даних на картриджах, що нагадують дискету формату 3,5'', забезпечують час доступу, рівне 29 мс, і швидкість передачі даних до 1 Мб/с. Якщо пристрій підключається до системи через паралельний порт, то швидкість передачі даних обмежена швидкість паралельного порту.

До типу накопичувачів на змінних жорстких дисках відноситься накопичувач Jaz. Ємність використовуваного картриджа - 1 або 2 Гб. Недолік - висока вартість картриджа. Основне застосування -- резервне копіювання даних.

У накопичувачах на магнітних стрічках (найчастіше в якості таких пристроїв виступають стримери) запис проводиться на міні-касети. Ємність таких касет - від 40 Мб до 13 Гб, швидкість передачі даних - від 2 до 9 Мб в хвилину, довжина стрічки - від 63,5 до 230 м, кількість доріжок - від 20 до 144.

CD-ROM - це оптичний носій інформації, призначений тільки для читання, на якому може зберігатися до 650 Мб даних. Доступ до даних на CD-ROM здійснюється швидше, ніж до даних на дискетах, але повільніше, ніж на жорстких дисках.

Компакт-диск діаметром 120 мм (близько 4,75'') виготовлений з полімеру і покритий металевою плівкою. Інформація зчитується саме з цієї металевої плівки, яка покривається полімером, що захищає дані від пошкодження. CD-ROM є одностороннім носієм інформації.

Зчитування інформації з диска відбувається за рахунок реєстрації змін інтенсивності відбитого від алюмінієвого шару випромінювання малопотужного лазера. Приймач або фотодатчик визначає, чи відбився промінь від гладкої поверхні, вигнанець або поглинений. Розсіювання або поглинання променя відбувається в місцях, де в процесі запису були нанесені поглиблення. Фотодатчик сприймає розсіяний промінь, і ця інформація в вигляді електричних сигналів надходить на мікропроцесор, який перетворює ці сигнали в двійкові дані або звук.

Швидкість зчитування інформації з CD-ROM порівнюють зі швидкістю зчитування інформації з музичного диску (150 Кб/с), яку приймають за одиницю. На сьогоднішній день найбільш поширеними є 52х-швидкісні накопичувачі CD-ROM (швидкість зчитування 7500 Кб/с).

Накопичувачі CD-R (CD-Recordable) дозволяють записувати власні компакт-диски.

Більш популярними є накопичувачі CD-RW, які дозволяють записувати й перезаписувати диски CD-RW, записувати диски CD-R, читати диски CD-ROM, тобто є в певному сенсі універсальними.

Абревіатура DVD розшифровується як Digital Versatile Disk, тобто універсальний цифровий диск. Маючи ті ж габарити, що звичайний компакт-диск, і дуже схожий принцип роботи, він вміщує надзвичайно багато інформації - від 4,7 до 17 Гбайт. Віз-можна, саме через великої місткості він і називається універсальним. Щоправда, на сього-дня реально застосовується DVD-диск лише у двох областях: для зберігання відеофільмів (DVD-Video або просто DVD) і надвеликих баз даних (DVD-ROM, DVD-R).

Розкид ємностей виникає так: у відміну від CD-ROM, диски DVD записуються з обох сторін. Більше того, з кожною сторони можуть бути нанесені один або два шари інформації. Таким чином, односторонні одношарові диски мають об'єм 4,7 Гбайт (їх часто називають DVD-5, тобто диски ємністю близько 5 Гбайт), двосторонні одношарові - 9,4 Гбайт (DVD-10), односторонні двошарові - 8,5 Гбайт (DVD-9), а двосторонні двошарові - 17 Гбайт (DVD-18). Залежно від обсягу вимагають зберігання даних і вибирається тип DVD-диска. Якщо мова йде про фільми, то на двосторонніх дисках часто зберігають дві версії однієї картини - один широкоекранна, другий в класичному телевізійному форматі.

Таким чином, тут наведено огляд основних пристроїв зовнішньої пам'яті із зазначенням їх характеристик.

Список літератури

Гейн А.Г., Сенокосов А.І., Шолоховіч В.Ф. Інформатика: 7-9 кл. Учеб. для общеобразоват. учеб. закладів -- М.: Дрофа, 1998.

Каймін В.А., Щеголєв А.Г., Єрохіна Е.А., Федюшин Д.П. Основи інформатики та обчислювальної техніки: Проб. учеб. для 10-11 класів серед. школи. - М.: Просвещение, 1989.

Кушніренко А.Г., Лебедев Г.В., Сворення Р.А. Основи інформатики та обчислювальної техніки: Учеб. для серед. учеб. закладів. - М.: Просвещение, 1993.

Семакін І., Заставна Л., Русаков С., Шестакова Л. Информатика: уч. за базовим курсом. - М.: Лабораторія Базових Знань, 1998.

Угриновича Н. Інформатика та інформаційні технології. Навчальний посібник для загальноосвітніх закладів. - М.: БИНОМ, 2001. - 464 с. (§ 2.14. Зберігання інформації, с. 91-98).