КАК РАБОТАЕТ НАКОПИТЕЛЬ НА ЖЕСТКОМ ДИСКЕ Накопитель на жестком диске относится к наиболее совершенным и сложным устройствам современного персонального компьютера. Его диски способны вместить многие мегабайты информации, передаваемой с огромной скоростью. В то время, как почти все элементы компьютера работают бесшумно, жесткий диск ворчит и поскрипывает, что позволяет отнести его к тем немногим ко- мпьютерным устройствам, которые содержат как механические, так и элект- ронные компоненты. Взглянув на накопитель на жестком диске, вы увидите только прочный ме- таллический корпус. Он полностью герметичен и защищает дисковод от час- тичек пыли, которые при попадании в узкий зазор между головкой и поверх- ностью диска могут повредить чувствительный магнитный слой и вывести диск из строя. Кроме того, корпус экранирует накопитель от электромагни- тных помех. Внутри корпуса находятся все механизмы и некоторые электронные узлы. Механизмы - это сами диски, на которых хранится информация, головки, ко- торые записывают и считывают информацию с дисков, а также двигатели, приводящие все это в движение. Диск представляет собой круглую металлическую пластину с очень ровной поверхностью, покрытую тонким ферромагнитным слоем. Во многих накопите- лях используется слой оксида железа (которым покрывается обычная магнит- ная лента), но новейшие модели жестких дисков работают со слоем кобальта толщиной порядка десяти микрон. Такое покрытие более прочно и, кроме то- го, позволяет значительно увеличить плотность записи. Технология его на- несения близка к той, которая используется при производстве интегральных микросхем. Количество дисков может быть различным - от одного до пяти, количество рабочих поверхностей, соответственно, вдвое больше (по две на каждом ди- ске). Последнее (как и материал, использованный для магнитного покрытия) определяет емкость жесткого диска. Иногда наружные поверхности крайних дисков (или одного из них) не используются, что позволяет уменьшить вы- соту накопителя, но при этом количество рабочих поверхностей уменьшается и может оказаться нечетным. Магнитные головки считывают и записывают информацию на диски. Принцип записи в общем схож с тем, который используется в обычном магнитофоне. Цифровая информация преобразуется в переменный электрический ток, посту- пающий на магнитную головку, а затем передается на магнитный диск, но уже в виде магнитного поля, которое диск может воспринять и "запомнить". Магнитное покрытие диска представляет собой множество мельчайших облас- тей самопроизвольной (спонтанной) намагниченности. Для наглядности пред- ставьте себе, что диск покрыт слоем очень маленьких стрелок от компаса, направленных в разные стороны. Такие частицы-стрелки называются домена- ми. Под воздействием внешнего магнитного поля собственные магнитные поля доменов ориентируются в соответствии с его направлением. После прекраще- ния действия внешнего поля на поверхности диска образуются зоны остаточ- ной намагниченности. Таким образом сохраняется записанная на диск инфор- мация. Участки остаточной намагниченности, оказавшись при вращении диска напротив зазора магнитной головки, наводят в ней электродвижущую силу, изменяющуюся в зависимости от величины намагниченности. Пакет дисков, смонтированный на оси-шпинделе, приводится в движение специальным двига- телем, компактно расположенным под ним. Скорость вращения дисков, как правило, составляет 3600 oб/мин. Для того, чтобы сократить время выхода накопителя в рабочее состояние, двигатель при включении некоторое время работает в форсированном режиме. Поэтому источник питания компьютера до- лжен иметь запас по пиковой мощности. Теперь о работе головок. Они пере- мещаются с помощью прецизионного шагового двигателя и как бы "плывут" на расстоянии в доли микрона от поверхности диска, не касаясь его. На пове- рхности дисков в результате записи информации образуются намагниченные участки, в форме концентрических окружностей. Они называются магнитными дорожками. Перемещаясь, головки останавливаются над каждой следующей до- рожкой. Совокупность дорожек, расположенных друг под другом на всех по- верхностях, называют цилиндром. Все головки накопителя перемещаются од- новременно, осуществляя доступ к одноименным цилиндрам с одинаковыми но- мерами. Хранение и извлечение данных с диска требует взаимодействия между опера- ционной системой, контроллером жесткого диска и электронными и механиче- скими компонентами самого накопителя. DOS помещает данные на хранение и обслуживает каталог секторов диска, закрепленных за файлами (FAT - File Allocation Table). Когда вы даете системе команду сохранить файл или считать его с диска, она передает ее в контроллер жесткого диска, кото- рый перемещает магнитные головки к таблице расположения файлов соответс- твующего логического диска. Затем DOS считывает эту таблицу, осуществляя в зависимости от команды поиск свободного сектора диска, в котором можно сохранить вновь созданный файл, или начало запрашиваемого для сохранения файла. Нужно отметить, что файл может быть разбросан по сотням различных секто- ров жесткого диска. Это связано с тем, что DOS сохраняет файл в первом встреченном ею секторе, помеченном как свободный. При этом файл может разбиваться на множество частей и размещаться в секторах, которые не ра- сположены непосредственно друг за другом (что, впрочем, почти незаметно для пользователя, хотя несколько снижает быстродействие компьютера). FAT хранит последовательность номеров секторов, в которые был записан файл. Таким образом они собираются в цепочку, каждое звено которой хранит сле- дующую часть файла. Информация FAT поступает из электронной схемы накопителя в контроллер жесткого диска и возвращается операционной системе, после чего DOS гене- рирует команду установки магнитных головок над соответствующей дорожкой диска для записи или считывания нужного сектора, при этом диск вращается со скоростью 3600 об/сек. Записав новый файл на свободные сектора диска, DOS возвращает магнитные головки в зону расположения FAT и вносит изме- нения в таблицу расположения файлов, последовательно перечисляя все сек- тора, на которых записан файл. Операционная система обращается к диску на уровне логического устройст- ва, содержащего некоторый перечень файлов, управляемых DOS. Она генери- рует команды управления контроллером дисков. Последний обычно представ- ляет собой отдельную плату, устанавливаемую в слот расширения персональ- ного компьютера. Контроллер дисков управляется операционной системой с использованием наиболее общих понятий, таких как физическое имя накопи- теля, номер головки и цилиндра, операция записи или чтения и т.п. Электроника жеcткого диcка cпрятана cнизу винчеcтера. Она раcшифровывает команды контроллера жесткого диска и передает их в виде изменяющегоcя напряжения на шаговый двигатель, перемещающий магнитные головки к нужно- му цилиндру диска. Кроме того, она управляет приводом шпинделя, стабили- зируя скорость вращения пакета дисков, генерирует сигналы для головок при записи, усиливает эти сигналы при чтении и управляет работой других электронных узлов накопителя. Накопитель на жестких дисках - большой шаг вперед по сравнению с гибкими дисками. Порой кажется удивительным, что такая сложная система работает столь надежно и слаженно. Но это еще не предел: возможности жестких дис- ков растут, все больше пользователей успешно применяют их в своей повсе- дневной работе. Для тех, кто при любой неполадке приглашает специалистов из сервисной фирмы (или для тех, чей винчестер работает безотказно), этот материал, вероятно, представит чисто познавательный интерес, для того же, кто отважится самостоятельно установить винчестер, статья, воз- можно, поможет избавиться от лишних приключений... Если, конечно, чита- телю не придет в голову вскрыть винчестер и попытаться самому разобрать- ся, что к чему - не исключено, что после этого даже специалист очень вы- сокого класса окажется бессилен чем-либо помочь.

Запоминающее устройство - носитель информации, предназначенный для записи и хранения данных. В основе работы запоминающего устройства может лежать любой физический эффект, обеспечивающий приведение системы к двум или более устойчивым состояниям.

Устройства хранения информации делятся на 2 вида:

• внешние (периферийные) устройства
• внутренние устройства

К внешним устройствам относятся магнитные диски, CD,DVD,BD,cтримеры,жесткий диск(винчестер),а также флэш-карта. Внешняя память дешевле внутренней, создаваемой обычно на основе полупроводников. Кроме того, большинство устройств внешней памяти может переноситься с одного компьютера на другой. Главный их недостаток в том, что они работают медленнее устройств внутренней памяти.

К внутренним устройствам относятся оперативная память, кэш-память, CMOS-память, BIOS. Главным достоинством является скорость обработки информации. Но в то же время устройства внутренней памяти довольно дорогостоящи.

Внешние:

НГМД(накопитель на гибких магнитных дисках)

Использование гибких дисков уходит в прошлое. Бывают двух типов и обеспечивают хранение информации на дискетах одного из двух форматов: 5,25" или 3,5". Дискеты формата 5,25" в настоящее время практически не встречаются (максимальная емкость 1,2 Мб). Для дискет формата 3,5" максимальная емкость составляет 2,88 Мб, самый распространенный формат емкости для них – 1,44 Мб. Гибкие магнитные диски помещаются в пластмассовый корпус. В центре дискеты имеется приспособление для захвата и обеспечения вращения диска внутри пластмассового корпуса. Дискета вставляется в дисковод, который вращается с постоянной угловой скоростью. Все дискеты перед употреблением форматируются – на них наносится служебная информация, обе поверхности дискеты разбиваются на концентрические окружности – дорожки, которые в свою очередь делятся на сектора. Одноименные сектора обеих поверхностей образуют кластеры. Магнитные головки примыкают к обеим поверхностям и при вращении диска проходят мимо всех кластеров дорожки. Перемещение головок по радиусу с помощью шагового двигателя обеспечивает доступ к каждой дорожке. Запись/чтение осуществляется целым числом кластеров, обычно под управлением операционной системы. Однако в особых случаях можно организовать запись/чтение и в обход операционной системы, используя напрямую функции BIOS. В целях сохранения информации гибкие магнитные диски необходимо предохранять от воздействия сильных магнитных полей и нагревания, так как такие воздействия могут привести к размагничиванию носителя и потере информации.

НЖМД(накопитель на жестких магнитных дисках)

Накопитель на жестком диске относится к наиболее совершенным и сложным устройствам современного ПК. Его диски способны вместить многие мегабайты информации, передаваемой с огромной скоростью.Основные принципы работы жесткого диска мало изменились со дня его создания.Взглянув на накопитель на жестком диске, вы увидите только прочный металлический корпус. Он полностью герметичен и защищает дисковод от частичек пыли. Кроме того, корпус экранирует накопитель от электромагнитных помех.

Диск представляет собой круглую пластину с очень ровной поверхностью чаще из алюминия, реже - из

керамики или стекла, покрытую тонким ферромагнитным слоем. Магнитные головки считывают и записывают информацию на диски.Цифровая информация преобразуется в переменный электрический ток, поступающий на магнитную головку, а затем передается на магнитный диск, но уже в виде магнитного поля, которое диск может воспринять и "запомнить". Под воздействием внешнего магнитного поля собственные магнитные поля доменов ориентируются в соответствии с его направлением. После прекращения действия внешнего поля на поверхности диска образуются зоны остаточной намагниченности. Таким образом сохраняется записанная на диск информация. Участки остаточной намагниченности, оказавшись при вращении диска напротив зазора магнитной головки, наводят в ней электродвижущую силу, изменяющуюся в зависимости от величины намагниченности. Пакет дисков, смонтированный на оси-шпинделе, приводится в движение специальным двигателем, компактно расположенным под ним. Скорость вращения дисков, как правило, составляет 7200 об./мин. Для того, чтобы сократить время выхода накопителя в рабочее состояние, двигатель при включении некоторое время работает в форсированном режиме. Поэтому источник питания компьютера должен иметь запас по пиковой мощности. Появление в 1999 г. изобретенных фирмой IBM головок с магниторезистивным эффектом (GMR – Giant Magnetic Resistance) привело к повышению плотности записи до 6,4 Гбайт на одну пластину в уже представленных на рынке изделиях.

Основные параметры жесткого диска:

• Емкость – винчестер имеет объем от 40 Гб до 200 Гб.
• Скорость чтения данных. Средний сегодняшний показатель – около 8 Мбайт/с.
• Среднее время доступа. Измеряется в миллисекундах и обозначает то время, которое необходимо диску для доступа к любому выбранному вами участку. Средний показатель – 9 мс.
• Скорость вращения диска. Показатель, напрямую связанный со скоростью доступа и скоростью чтения данных. Скорость вращения жесткого диска в основном влияет на сокращение среднего времени доступа (поиска). Повышение общей производительности особенно заметно при выборке большого числа файлов.
• Размер кэш-памяти – быстрой буферной памяти небольшого объема, в которую компьютер помещает наиболее часто используемые данные. У винчестера есть своя кэш-память размером до 8 Мбайт.
• Фирма-производитель. Освоить современные технологии могут только крупнейшие производители, потому что организация изготовления сложнейших головок, пластин, контроллеров требует крупных финансовых и интеллектуальных затрат. В настоящее время жесткие диски производят семь компаний: Fujitsu, IBM-Hitachi, Maxtor, Samsung, Seagate, Toshiba и Western Digital. При этом каждая модель одного производителя имеет свои, только ей присущие особенности.

Стримеры

Классическим способом резервного копирования является применение стримеров – устройств

записи на магнитную ленту. Однако возможности этой технологии, как по емкости, так и по скорости, сильно ограничены физическими свойствами носителя. Стример по принципу действия очень похож на кассетный магнитофон. Данные записываются на магнитную ленту, протягиваемую мимо головок. Недостатком стримера является слишком большое время последовательного доступа к данным при чтении. Емкость стримера достигает нескольких Гбайт, что меньше емкости современных винчестеров, а время доступа во много раз больше.

Flash-карта

Устройства, выполненные на одной микросхеме (кристалле) и не имеющие подвижных частей, основаны на кристаллах электрически перепрограммируемой флэш-памяти. Физический принцип организации ячеек флэш-памяти можно считать одинаковым для всех выпускаемых устройств, как бы они ни назывались. Различаются такие устройства по интерфейсу и применяемому контроллеру, что обусловливает разницу в емкости, скорости передачи данных и энергопотреблении.

Multimedia Card (MMC) и Secure Digital (SD) – сходит со сцены из-за ограниченной емкости (64 Мб и 256 Мб соответственно) и низкой скорости работы.

SmartMedia – основной формат для карт широкого применения (от банковских и проездных в метро до удостоверений личности). Тонкие пластинки весом 2 грамма имеют открыто расположенные контакты, но значительная для таких габаритов емкость (до 128 Мбайт) и скорость передачи данных (до 600 Кбайт/с) обусловили их проникновение в сферу цифровой фотографии и носимых МРЗ-устройств.

Memory Stick – “эксклюзивный” формат фирмы Sony, практически не используется другими компаниями. Максимальная емкость – 256 Мбайт, скорость передачи данных доходит до 410 Кбайт/с, цены сравнительно высокие.

CompactFlash (CF) – самый распространенный, универсальный и перспективный формат. Легко подключается к любому ноутбуку. Основная область применения – цифровая фотография. По емкости (до 3 Гбайт) сегодняшние CF-карты не уступают IBM Microdrive, однако отстают по скорости обмена данными (около 2 Мбайт/с).

USB Flash Drive – последовательный интерфейс USB с пропускной способностью 12 Мбит/с или его современный вариант USB 2.0 с пропускной способностью до 480 Мбит/с. Сам носитель заключен в обтекаемый компактный корпус, напоминающий автомобильный брелок. Основные параметры (емкость и скорость работы) полностью совпадают с CompactFlash, поскольку чипы самой памяти остались прежними. Может служить не только “переносчиком” файлов, но и работать как обычный накопитель – с него можно запускать приложения, воспроизводить музыку и сжатое видео, редактировать и создавать файлы. Низкое среднее время доступа к данным на Flash-диске – менее 2,5 мс. Вероятно, накопители класса USB Flash Drive, особенно с интерфейсом USB 2.0, в перспективе смогут полностью заменить собой обычные дискеты и частично – перезаписываемые компакт-диски, носители Iomega ZIP и им подобные.

PC Card (PCMCIA ATA) – основной тип флэш-памяти для компактных компьютеров. В настоящее время существует четыре формата карточек PC Card: Type I, Type II, Type III и CardBus, различающиеся размерами, разъемами и рабочим напряжением. Для PC Card возможна обратная совместимость по разъемам “сверху вниз”. Емкость PC Card достигает 4 Гб, скорость – 20 Мб/с при обмене данными с жестким диском.

Miniature Card (MC) – карточка флэш-памяти, предназначена в основном для карманных компьютеров, мобильных телефонов и цифровых фотокамер. Стандартная емкость составляет 64 Мбайт и больше.

xD Picture Card (extreme Digital) является новым типом флэш-памяти, разработанным компанией Toshiba специально для цифровых фотоаппаратов. На сегодняшний день это самое миниатюрное устройство флэш-памяти. Благодаря использованию технологии NAND не имеет ограничений на максимальный объем. Сейчас известны карточки xD Picture Card емкостью до 1 Гбайт, ожидается появление изделий емкостью до 8 Гбайт.

MirrorBit Flash , разработанная компанией AMD, основана на технологии хранения в ячейке двух бит. Каждая ячейка разделена на симметричные (зеркальные) половинки изолирующим слоем из нитрида кремния и, таким образом, имеет удвоенную емкость. За счет “зеркальности” более быстро формируется стандартная 16-битная страница данных, что увеличивает скорость обмена. Чипы семейства MirrorBit имеют емкость 64 Мбит и могут быть установлены на большинство современных типов твердотельных устройств памяти.

Оптические CD,DVD,BD

CD (Compact Disc)-оптический носитель информации в виде пластикового диска с отверстием в центре, процесс записи/считывания информации на/c который осуществляется при помощи лазера.CD становятся все более быстродействующими и дешёвыми. На диске CD промышленным способом записывается информация. Наибольшее распространение получили 5-дюймовые диски CD емкостью 670 Мбайт. По своим характеристикам они полностью идентичны обычным музыкальным компакт-дискам. Данные на диске записываются в виде спирали (в отличие от винчестера, данные на котором располагаются в виде концентрических окружностей). С точки зрения физики лазерный луч определяет цифровую последовательность единиц и нулей, записанных на CD, no форме микроскопических ямок (пит, pit) на его спирали.Сегодня, имея компьютер с записывающим дисководом CD, можно сделать диск менее чем за час.

DVD (Digital Versatile Disk, ранее Digital Video Disk), т. е. многоцелевой цифровой диск – тип компакт-дисков, хранящий от 4,7 до 17 Гбайт информации, что вполне достаточно для полнометражного фильма. Такой объем способен удовлетворить любого производителя компьютерных игр и энциклопедий, для выпуска которых обычно требовалось несколько CD-ROM, вызывая неудобства у пользователя.Спецификаций DVD-ROM рассматривает диски и технологию DVD в качестве средства хранения компьютерных данных, обладающего громадной емкостью. Спецификация DVD-Video, вокруг которой ломалось столько копий, предусматривает лишь запись полнометражных кинопрограмм с высоким качеством изображения, многоканальным звуком и интернациональными настройками. Спецификация DVD-Audio рассматривает стандарт записи лишь звука, предполагая, правда, значительно более высокое качество, многоканальность и возможность поместить на том же диске не только 74 мин. музыки, но и разнообразную сопутствующую информацию.Становится ясным, что стремительное понижение цен на DVD-устройства может привести к вытеснению CD-приводов уже в ближайшее время даже при условии использования старых носителей. DVD по структуре данных бывают четырёх типов:

• DVD-видео - содержат фильмы (видео и звук);
• DVD-Audio - содержат аудиоданные высокого качества (гораздо выше, чем на аудио-компакт-дисках);
• DVD-Data - содержат любые данные;
• смешанное содержимое.

BD (Blu-ray - англ. blue ray - синий луч и disc - диск) - формат оптического носителя, используемый для записи и хранения цифровых данных, включая видео высокой чёткости с повышенной плотностью. Стандарт Blu-ray был совместно разработан консорциумом BDA.В новой технологии появились кардинальные изменения в логической структуре диска, стоимости и других параметрах. Длина волны синего лазера укоротилась до 405 нм, что позволило позиционировать луч намного точнее, а следовательно, и размещать данные на диске с большей плотностью. Более короткая длина волны сине-фиолетового лазера позволяет хранить больше информации на 12 см дисках того же размера, что и у CD/DVD.BD является продуктом нового поколения, наиболее прогрессивным,отвечающим "требованиям нашего времени", чем CD и DVD.

Магнитно-оптические диски

Магнитно-оптический диск - носитель информации, сочетающий свойства оптических и магнитных накопителей.В последнее время все более широкое признание получает магнитооптическая технология, которая использует магнитные и оптические механизмы записи и чтения; все чаще магнитооптические накопители используются для хранения больших объемов информации.На сегодняшний день благодаря применению новых технических решений и последних технологий в магнитооптических системах ситуация с магнитооптическими накопителями полностью изменилась. Постоянное снижение цен на магнитооптические дисководы и улучшение технических характеристик позволит им в недалеком будущем полностью вытеснить с рынка стримеры, а постоянное увеличение емкости носителей и надежности хранения информации делает их работу в сетевых системах более эффективной по сравнению с накопителями типа CD-ROM.Запись на диск выполняется посредством последовательного нагревания ячейки диска лазером большой интенсивности до t=200 Со, в результате чего ячейка теряет заряд и последующего нанесения нового заряда при этой же температуре магнитной головкой. Считывание производится лазерным лучом меньшей интенсивности. Он направляется на ячейку и поляризуется имеющимся там зарядом (если таковой имеется), а считывающее устройство определяет является ли отраженный луч поляризованным.Не все магнитооптические диски могут быть перезаписываемыми; существуют также диски с однократной записью CC WORM (Continuons Composite Write Once Read Many) и частичной записью P-ROM (Partial read-only memory).Несмотря на большую емкость магнитооптических дисков, они не могут заменить жесткие диски. Прежде всего это связано с низким быстродействием магнитооптических дисководов, а ведь этот параметр является одним из основных показателей для жестких дисков. Быстродействие магнитооптических дисководов существенно снижается при записи диска; не спасает положение и технология кэширования записи. Как известно, запись на магнитооптический диск осуществляется за два прохода: при первом проходе данные стираются с диска, при втором - записываются. А если к тому же установить проверку данных при записи, то быстродействие снизится еще на 20-30%.

Если вам требуется средство для долговременного хранения данных, использование магнитных носителей, чувствительных к сотрясениям, магнитным и электрическим полям, - не слишком надежное решение. В этом случае стоит присмотреться к оптическим накопителям. Дисководы CD-R, к примеру, предполагают использование наиболее универсальных носителей, а также самую низкую цену хранения одного мегабайта информации. Однако использование технологии однократной записи не позволяет стирать ненужные данные и записывать новые. Кроме того, для записи на диски CD-ROM требуются значительные системные ресурсы, что делает такой подход не всегда приемлемым. Кроме дисководов CD-R есть еще один тип надежных устройств хранения информации - это магнитооптические устройства. Хотя случайный магнитный импульс может мгновенно уничтожить данные, записанные на гибких или жестких дисках, это не составит проблемы при использовании оптических накопителей, в которых вместо намагничивания при записи и считывании применяются лазерные лучи. Как следствие, они более эффективны для долговременного хранения данных или безопасной пересылки больших файлов по почте. Большая часть перезаписываемых оптических дисков может храниться 30 лет или даже больше, в то время как магнитные носители рассчитаны не более чем на 5 лет службы. Дополнительным преимуществом при архивации служит более низкая по сравнению с накопителями Zip или съемными жесткими дисками стоимость одного мегабайта записи, которая составляет всего около 11 центов для дисков на 230 Мбайт

Такие диски лучше переносят удары. Падение с метровой высоты на бетонный пол в большинстве случаев безопасно для 3,5-дюймовых оптических дисков. Кроме того, если для съемных жестких дисков или дисков, подобных Zip, существует несколько промышленных стандартов, то для оптических накопителей определена спецификация ISO. Вам, к примеру, не удастся прочитать содержимое картриджа SyJet с помощью дисковода Jaz, зато не составит труда считывать практически любой 3,5-дюймовый оптический диск на своем 3,5-дюймовом оптическом дисководе, независимо от производителя.

Несколько компаний недавно представили 3,5-дюймовые оптические дисководы, рассчитанные на 640 Мбайт записи, которые воспринимают старые диски объемом 230 Мбайт. Более ранние магнитооптические накопители тратили вдвое больше времени на запись данных, чем на чтение, так как во время первого прохода происходило уничтожение прежней информации, а собственно запись осуществлялась уже на втором проходе. В 640-мегабайтных дисководах, таких как Fujitsu DynaMO 640, максимальная скорость передачи данных составляет почти 4 Мбайт/с, что более чем вдвое превосходит аналогичный показатель для дисководов, рассчитанных на 230 Мбайт. Этого вполне достаточно для запуска приложений прямо с магнитооптического диска. До этого момента людям, занимающимся издательской деятельностью, приходилось выбирать между скоростью съемных жестких дисков и надежностью магнитооптики. Если вам требуется надежное средство для долговременного хранения данных и одновременно вы хотите иметь возможность запускать приложения со съемного носителя, магнитооптика будет для вас оптимальным решением.

5 ноября 1998 года Fujitsu Limited и Sony Corporation объявили о создании и развитии первого устройства магнитооптических дисков емкостью 1,3Гб, установив новый гигабайтный стандарт "GIGAMO". В новом магнитооптическом устройстве также впервые реализована новая технология Magnetical Induced Resolution (MSR), позволяющая читать исключительно малые области с магнитной записью, находящимися за пределами оптического разрешения. Фирма Fujitsu направила свои усилия на создание магнитооптических устройств, а Sony Corporation сконцентрировалась на создании дисков к этим устройствам. О поддержке нового стандарта заявили производители устройств Olympus и Konica, а также производители дисков Kyocera, Teijin, Toso, Hitachi-Maxell, Mitsubishi Chemical и Philips/PDO.

Накопитель на магнито-оптических компакт-дисках СD-MO (Compact Disk - Magneto Optical).Диски СD-MO можно многкратно использовать для записи.Ёмкость от 128 Мбайт до 2,6 Гбайт.

МО-библиотеки. Plasmon серии G МО-библиотеки Plasmon серии G представляют собой новое поколение в ряду магнитно-оптических накопителей, наиболее надежных в работе с архивированием и хранением данных. По сравнению с аналогичными МО-устройствами, доступными сегодня на рынке архивирования информации на МО/WORM-носителях, библиотеки Plasmon серии G предоставляют заказчику расширенные возможности, как по емкости, так и по срокам хранения информации.

UDO2 - разработка компании Plasmon, основанная на технологии ультраплотной записи голубым лазером. Быстрорастущие объемы архивных данных требуют решений с высокой стартовой ёмкостью и возможностью её увеличения по мере развития технологии с минимальными затратами. UDO2-технология позволяет записывать диски размером 60 Гб, что в шесть раз превышает возможности предыдущего поколения записи оптических дисков, таких как МО и DVD. Мобильность UDO2-картриджей в сочетании с возможностью управления извлеченными из библиотеки носителями (offline хранение) позволяют практически неограниченно увеличивать ёмкость хранилища.

Существующий метод однократной записи в рамках UDO2-технологии - качественно новый подход к созданию электронного архива, то есть массива информации, который нужно хранить десятилетиями в неизменном виде и время от времени пополнять новыми данными. Возможность случайного или умышленного удаления информации в этом случае исключена на физическом уровне.

Помимо дисков однократной записи (WORM), поддерживаются также перезаписываемые носители (RW).

Важная информация должна храниться самым надежным способом. Однако ценность информации многократно увеличивается, если к ней может быть получен оперативный доступ. Библиотеки G-серии обеспечивают и то, и другое одновременно. Высоконадежный способ записи позволяет хранить информацию на UDO-носителе не менее 50 лет. Доступ к данным осуществляется непрерывно, причем показатель времени доступа, которое обеспечивает UDO-привод, в 4 раза лучше, чем у предшественников.

Развитие рынка информационных технологий в последние годы идет нарастающими темпами. Оптические диски UDO2 ёмкостью 60 ГБ - это только второе поколение носителей на основе технологии записи голубым лазером, в течение ближайших 3-х лет появится третье поколениеэтих дисков в течение с заявленной ёмкостью до 240 ГБ. При этом все последующие поколения UDO-дисков будут обратно совместимы.

UDO-библиотеки от Plasmon - накопители высшего класса, ориентированные на профессиональные архивные решения. В настоящее время они являются авангардом на рынке архивного хранения данных.

Уникальные возможности накопителей G-серии обеспечивают максимальную надежность:

Мобильные приводы. Возможность замены приводов для модернизации и ремонта без выключения питания. Резервные источники питания. Гарантируют бесперебойное питание накопителя в случае выключения питания в помещении. Сканирующее устройство штрих-кодов. Распознает и запоминает штрих-коды каждого диска для более эффективного управления хранением. Система терморегуляции. Совмещенная (автоматическая и ручная) система терморегуляции позволяет поддерживать оптимальную температуру и охлаждать устройство без выключения питания.

МО-библиотеки Plasmon серии G являются идеальным архивным решением для приложений, требующих переработки большого количества документов с возможностью круглосуточной выборки информации. Используя новую усовершенствованную технологию в приводах 14X и поддерживая МО-носители емкостью 9,1 GB, библиотеки Plasmon серии G предоставляют пользователю архивную емкость, доступность данных и надежность хранения, превосходящие аналогичные параметры в оптических технологиях СD/DVD-библиотек. Магнитно-оптическая технология более всего пригодна для обеспечения быстрого и надёжного доступа к данным, архивированию данных и работе в многопользовательской среде, в особенности в решениях на основе WORM. Низкая цена за гигабайт информации. Благодаря использованию магнито-оптических приводов 14Х с носителями 9.1GB media, библиотеки серии G предоставляют заказчику гигантский объем хранения с низкой ценой за гигабайт информации. Долговечность сохранения данных. МО/WORM-носители имеют срок хранения информации, начиная от 30 лет и дольше, что ставит эту технологию выше остальных при выборе решения по долгосрочному хранению данных. Совместимость приводов и интеграция облегчают работу с библиотекой. Все библиотеки Plasmon серии G укомплектованы одним и тем же приводом для магнитно-оптических носителей, что облегчает поддержку и сервис накопителя. Библиотеки данной серии легко интегрируются как в проектируемые локальные сети, так и в уже существующие. Вместимость до 5,8 ТБ. Используя МО-носители емкостью 9,1ГБ, библиотека G638 вмещает до 5.8 ТБ архивной информации. Для увеличения количества информации, хранимой в библиотеке Plasmon серии G, используется носители 5.25-inch. Поддержка программного обеспечения. MO-библиотеки Plasmon поддерживаются основными производителями программного обеспечения по управлению МО-библиотеками, в числе которых K-Par, BacBone, OTG, и Qstar. В случае замены на другую модель той же серии, программное обеспечение может быть переустановлено на новую библиотеку. Комплектация. Полный комплект поставки состоит из основного модуля библиотеки, отличающихся по количеству слотов и установленных приводов MO/WORM 9.1GB, и программного обеспечения управления накопителем, с возможностью включения в конфигурацию дополнительных устройств.

Технические спецификации. Характеристики: Малые МО-библиотеки . Модель - G64 и G104/ Максимальная емкость - 580GB , 950GB. Максимальное число дисков - 64 , 104. Количество приводов - 2-4 , 2-4. Picker - dual, dual. Наработка робота на отказ - 2,000,000 циклов. Большие МО-Библиотеки. Модель - G164 и G238 и G438 и G638. Максимальная емкость - 1.5TB, 2.2TB, 4TB, 5.8TB . Максимальное число дисков – 164, 238, 438, 638 . Количество приводов - 4-6 , 4-10, 4-10 , 6-12. Picker - dual, dual, dual ,dual. Наработка робота на отказ 2,000,000 циклов.

Габариты : Малые МО-библиотеки. Высота (см) - 118.4, 118.4. Глубина (см) - 83.3, 83.3. Ширина (см) - 48, 48. Вес (кг) - 97.5, 97.5. Вес, брутто (кг) - 120.2, 120.2. Большие МО-Библиотеки. Высота (см) – 177, 177, 177, 177. Глубина (см) - 90.4, 90.4, 90.4, 90.4. Ширина (см) - 69 , 69 , 51.2 , 105. Вес (кг) - 190.5 , 193.2 ,241.5 ,289.8 . Вес, брутто (кг) - 258.5, 261.3, 320.9, 389.6.

Спецификации привода Тип привода - Sony, Магнитооптика, 9.1GB (14X) Размер буфера привода - 8MB Совместимость с МО - носителями (емкость) - Read/write: 9.1GB, 8.6GB, 5.2GB, 4.8GB, 2.6GB (MO and LIMDOW), 2.3GBRead: 1.3GB, 1.2GB, 650MB, 600MB Скорость вращения (оборотов в минуту). - 3,000 (G64, 104), 3,300 (G 164, 238), 3,600 (G 438, 638)

Условия работы МО - библиотек Plasmon серии G. Окружающая температура (во время работы) От 10 до 40°C Относительная влажность (во время работы) От 10% до 90%, без конденсации Не рабочий температурный режим От -30 до 10 и от 40 до 60°C Уровень влажности для хранения От 10 до 90%, без конденсации Напряжение 90-264V/AC Интерфейс SCSI-3

Информация взята с сайта:http://www.sciteclibrary.ru Для того чтобы какая-либо программа начала свое выполнение, она должна быть загружена в оперативную память. Оперативная память является энергозависимой, т.е. хранит информацию, пока компьютер включен. В оперативную память программа и данные для ее работы попадают из других устройств, загружаются из внешней памяти, энергонезависимых устройств памяти (жесткий диск, компакт-диск и т.д.).

Оперативная память хранит загруженную, выполняющуюся сей момент программу и данные, которые с ее помощью обрабатываются. Если после обработки предполагается дальнейшее использование данных то копию этого документа из оперативной памяти можно записать на одном из устройств внешней памяти (например, на жестком диске), создав на жестком диске файл, хранящий документ. Для того, чтобы технически осуществить процесс загрузки программы в оперативную память нужна программа-посредник между “железом” и человеком - операционная система . Операционная система (ОС) тоже должна быть загружена в оперативную память, но ОС загружается автоматически при включении компьютера.После ее загрузки можно использовать инструменты, предназначенные для загрузки других программ.

Основные характеристики:

• Объем памяти определяется максимальным количеством информации, которая может быть помещена в эту память, и выражается в килобайтах, мегабайтах, гигабайтах.
• Время доступа к памяти (секунды) представляет собой минимальное время, достаточное для размещения в памяти единицы информации.
• Плотность записи информации (бит/см2) представляет собой количество информации, записанной на единице поверхности носителя.

Оперативная память изготавливается в виде небольших печатных плат с рядами контактов, на которых размещаются интегральные схемы памяти (модули памяти). Модули памяти различаются по размеру и количеству контактов (SIMM или DIMM), по быстродействию, по объему. Важнейшей характеристикой модулей оперативной памяти является быстродействие – частота, с которой считывается или записывается информация в ячейки памяти. Современные модули памяти имеют частоту 133 МГц и выше. Оперативная память состоит из огромного количества ячеек (десятки миллионов), в каждой из которых хранится определенная информация. От объема оперативной памяти зависит, сможет ли компьютер работать с той или иной программой. При недостаточном количестве памяти программы либо совсем не будут работать, либо будут работать медленно. Типичный современный компьютер имеет 256 или 512 Мб оперативной памяти.

Кэш-память

Кэш-память (с английского cash – запас)– устройство, имеющее очень короткое время доступа к данным. Встроенная в микросхему сверхбыстрая память. Обычно имеет размер 256 или 512 Кбайт, в мощных компьютерах до 1Гб и более.

В современных материнских платах применяется конвейерный кэш с блочным доступом (Pipelined Burst Cache). В кэш-памяти хранятся копии блоков данных тех областей оперативной памяти, к которым выполнялись последние обращения, и весьма вероятны обращения в ближайшие такты работы - быстрый доступ к этим данным и позволяет сократить время выполнения очередных команд программы. При выполнении программы данные, считанные из ОП с небольшим опережением, записываются в кэш-память. В кэш-память записываются и результаты операций, выполненных в МП.

По принципу записи результатов в оперативную память различают два типа кэш-памяти:

• в кэш-памяти «с обратной записью» результаты операций, прежде чем их записать в ОП, фиксируются, а затем контроллер кэш-памяти самостоятельно перезаписывает эти данные в ОП;
• в кэш-памяти «со сквозной записью» результаты операций одновременно, параллельно записываются и в кэш-память, и в ОП.

Микропроцессоры начиная от МП 80486 обладают встроенной в основное ядро МП кэш-памятью (или кэш-памятью 1-го уровня - L1), чем и обусловливается их высокая производительность. Микропроцессоры Pentium имеют кэш-память отдельно для данных и отдельно для команд: у Pentium емкость этой памяти небольшая - по 8 Кбайт, у Pentium MMX - по 16 Кбайт. У Pentium Pro и выше кроме кэш-памяти 1-го уровня есть и встроенная на микропроцессорную плату кэш-память 2-го уровня (L2) емкостью от 128 Кбайт до 2048 Кбайт. Эта встроенная кэш-память работает либо на полной тактовой частоте МП, либо на его половинной тактовой частоте.

Следует иметь в виду, что для всех МП может использоваться дополнительная кэш-память 2-го (L2) или 3-го (L3) уровня, размещаемая на материнской плате вне МП, емкость которой может достигать нескольких мегабайтов (кэш на MB относится к уровню 3, если МП, установленный на этой плате, имеет кэш 2-го уровня). Время обращения к кэш-памяти зависит от тактовой частоты, на которой кэш работает, и составляет обычно 1-2 такта. Так, для кэш-памяти L1 МП Pentium характерно время обращения 2-5 нс, для кэш-памяти L2 и L3 это время доходит до 10 нс. Пропускная способность кэш-памяти зависит и от времени обращения, и от пропускной способности интерфейса и лежит в широких пределах от 300 до 3000 Мбайт/с.

Использование кэш-памяти существенно увеличивает производительность системы. Чем больше размер кэш-памяти, тем выше быстродействие, но эта зависимость нелинейная. Имеет место постепенное уменьшение скорости роста общей производительности компьютера с ростом размера кэш-памяти. Для современных ПК рост производительности, как правило, практически прекращается после 1 Мбайт кэш-памяти L2. Создается кэш-память на основе микросхем статической памяти.

CMOS-память

CMOS-память (изготовленная по технологии CMOS – complementary metal – oxide semiconductor) предназначена для длительного хранения данных о конфигурации и настройке компьютера (дата, время, пароль), в том числе и когда питание компьютера выключено. Для этого используют специальные электронные схемы со средним быстродействием, но очень малым энергопотреблением, питаемые от специального аккумулятора, установленного на материнской плате. Это полупостоянная память.Питается от батарейки, поэтому сохраняет информацию и при полном отключении питания компьютера.

BIOS

BIOS - постоянная память, т.е. память, хранящая информацию при отключенном питании теоретически сколь угодно долго,в которую данные занесены при ее изготовлении. Такой вид памяти называется ROM (read only memory). (Basic Input-Output System) – базовая система ввода-вывода – содержит наборы групп команд, называемых функциями, для непосредственного управления различными устройствами ПК, их тестирования при включении питания и осуществления начального этапа загрузки операционной системы компьютера. В BIOS содержится также программа настройки конфигурации компьютера – SETUP. Она позволяет установить некоторые характеристики устройств ПК. BIOS как система непосредственно ориентирована на конкретную аппаратную реализацию компьютера и может быть различной даже в однотипных компьютерах.

Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД, жесткие диски, Hard Disk Drive – HDD) представляют собой устройства, предназначенные для длительного хранения информации. В качестве накопителей на жестких магнитных дисках широкое распространение в ПК получили накопители типа винчестер. Термин «винчестер» является жаргонным названием первой модели жесткого диска емкостью 16 Кбайт (IBM, 1973 год), имевшего 30 дорожек по 30 секторов, что случайно совпало с калибром 30/30 известного охотничьего ружья винчестер. В этих накопителях один или несколько жестких дисков, изготовленных из сплавов алюминия или из керамики и покрытых ферролаком, вместе с блоком магнитных головок считывания-записи помещены в герметически закрытый корпус. Под дисками расположен двигатель, обеспечивающий вращение дисков, а слева и справа – поворотный позиционер с коромыслом, управляющим движением магнитных головок по спиральной дуге для их установки на нужный цилиндр. Емкость винчестеров благодаря чрезвычайно плотной записи, выполняемой магниторезистивными головками в таких герметических конструкциях, достигает нескольких десятков гигабайтов; быстродействие их также весьма высокое: время доступа от 5 мс, трансфер (скорость обращения) до 6 Гбайт/с. Магниторезистивные технологии обеспечивают чрезвычайно высокую плотность записи, позволяющую размещать 2-3 Гбайт данных на одну пластину (диск). Появление же головок с гигантским магниторезистивньм эффектом (GMR – Giant Magnetic Resistance) еще более увеличило плотность записи – возможная емкость одной пластины возросла до 6,4 Гбайт.

НЖМД весьма разнообразны. Диаметр дисков чаще всего 3,5 дюйма (89 мм). Наиболее распространенная высота корпуса дисковода: 25 мм – у настольных ПК, 41 мм – у серверов, 12 мм – у портативных ПК, существуют и другие. Внешние дорожки диска длиннее внутренних. Поэтому в современных жестких дисках используется метод зонной записи. В этом случае все пространство диска делится на несколько зон, причем во внешних зонах секторов размещается больше данных, чем во внутренних. Это, в частности, позволило увеличить емкость жестких дисков примерно на 30%.

Внешний вид НМЖД со снятой крышкой показан на рис. .

Рис. __. Жесткий диск со снятой крышкой

Есть два основных режима обмена данными между HDD и ОП:

Programmed Input/Output (PIO - программируемый ввод-вывод);

Direct Memory Access (DMA - прямой доступ к памяти).

PIO – это режим, при котором перемещение данных между периферийным устройством (жестким диском) и оперативной памятью происходит с участием центрального процессора. Самый "быстрый" PIO обеспечивает 16,6 Мбайт/с. Режим PIO в современных ПК используются редко, поскольку сильно загружают процессор.

DMA – это режим, в котором винчестер напрямую общается с оперативной памятью без участия центрального процессора, перехватывая управление шиной. Трансфер – до 66 Мбайт.

При интерфейсах (на периферийных шинах) SCSI может быть достигнута более высокая скорость передачи – 80 Мбайт/с, при этом можно подключать до 15 накопителей к одному контроллеру интерфейса. А технология, использующая оптоволоконные каналы связи для жестких дисков SCSI, обеспечивает трансфер 200 Мбайт/с и возможность подключения до 256 устройств (используется, естественно, не в ПК, а в больших системах и в дисковых массивах – RAID).

Время доступа к информации на диске напрямую связано со скоростью вращения дисков. Стандартные скорости вращения для интерфейса IDE – 3600, 4500, 5400 и 7200 оборотов/мин; при интерфейсе SCSI используются скорости до 10 000 и даже до 12 000 оборотов/мин. При скорости 10 000 оборотов/мин среднее время доступа составляет 5,5 мс. Для повышения скорости обмена данными процессора с дисками НЖМД следует кэшировать. Кэш-память для дисков имеет то же функциональное назначение, что и кэш для основной памяти, то есть служит быстродействующим буфером для кратковременного хранения информации, считываемой или записываемой на диск. Кэш-память может быть встроенной в дисковод, а может создаваться программным путем (например, драйвером Microsoft Smartdrive) в оперативной памяти. Емкость кэш-памяти диска обычно составляет 2 Мбайт, а скорость обмена данными процессора с кэш-памятью достигает 100 Мбайт/с.

Для того чтобы получить на магнитном носителе структуру диска, включающую в себя дорожки и секторы, над ним должна быть выполнена процедура, называемая физическим, или низкоуровневым, форматированием (physical, или low-level formatting). В ходе выполнения этой процедуры контроллер записывает на носитель служебную информацию, которая определяет разметку цилиндров диска на секторы и нумерует их. Форматирование низкого уровня предусматривает и маркировку дефектных секторов для исключения обращения к ним в процессе эксплуатации диска.

В ПК имеется обычно один, реже несколько накопителей на жестких магнитных дисках. Однако программными средствами один физический диск может быть разделен на несколько «логических» дисков; тем самым имитируется несколько НМД на одном накопителе.

Большинство современных накопителей имеют собственную кэш-память емкостью от 2 до 8 Мбайт.

Внешние HDD относятся к категории переносных.

В последнее время переносные накопители (их также называют внешними, мобильными, съемными, а портативные их варианты – карманными – Pocket HDD) получили широкое распространение. Питание переносных жестких дисков выполняется либо от клавиатуры, либо по шине USB (возможный вариант – через порт PS/2).

Переносные жесткие диски весьма разнообразны: от обычных HDD в отдельных корпусах до стремительно набирающих популярность твердотельных дисков. Форм-фактор чаше – 2,5 дюйма, емкость 1-60 Гб.

Переносить большие массивы данных с одного компьютера на другой позволяют также оптические накопители CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW и DVD-RAM. Их носители обеспечивают перенос больших массивов данных с одного компьютера на другой. Кроме того, в силу относительно высокой производительности эти накопители можно использовать в тех же целях, что и обычные стационарные жесткие. Такие устройства могут применяться и для решения задач резервного копирования информации.

Иногда НЖМД со сменными пакетами дисков и НГМД типа Zip называют накопителями Бернулли, поскольку в этих накопителях для минимизации и регулирования зазора между магнитной головкой и носителем – магнитным диском – используется закон Бернулли: давление на поверхность тела, создаваемое потоком движущейся вдоль нее жидкости или газа, зависит от скорости этого потока и уменьшается с увеличением этой скорости. Магнитные головки располагаются над поверхностью эластичных дисков: когда диски неподвижны, они под действием своего веса несколько провисают и отходят от головок, при быстром вращении дисков под действием создающегося разрежения воздуха они притягиваются к головкам почти вплотную, но без их касания. Это обеспечивает минимальное рассеивание магнитного потока головки и позволяет увеличить плотность записи информации на диске.

2. Накопители на жестких магнитных дисках

Первый накопитель на жестких дисках (Hard Disk Drive - HDD ) был создан в 1973 г. по технологии фирмы IBM и имел кодовое обозначение «30/30» (двухсторонний диск емкостью 30 +30 Мбайт), которое совпало с названием известного охотничьего ружья «винчестер», использовавшегося при завоевании Дикого Запада. По этой причине накопители на жестких дисках получили название «винчестер». В 1979 г. Ф. Коннер и А. Шугарт организовали производство первых жестких пятидюймовых дисков емкостью 6 Мбайт.

По сравнению с дискетами HDD обладают такими преимуществами: значительно большая емкость (чтобы сохранить данные объемом 420 Мбайт, требуется один HDD или около 290 дискет 3,5" HD) и время доступа для NDD. Оно на порядок меньше, чем для приводов дискет.

2.1. Конструкция и принцип действия

Несмотря на большое разнообразие моделей винчестеров принцип их действия и основные конструктивные элементы одинаковы. На рис. 3.4 показаны основные элементы конструкции накопителя на жестком диске:

магнитные диски;

головки чтения/записи;

механизм привода головок;

двигатель привода дисков;

печатная плата с электронной схемой управления.

Типовой накопитель состоит из герметичного корпуса (гермоблока) и платы электронного блока. В гермоблоке размещены все механические части, на плате - вся управляющая электроника. Внутри гермоблока установлен шпиндель с одним или несколькими магнитными дисками. Под ними расположен двигатель. Ближе к разъемам, с левой или правой стороны от шпинделя находится поворотный позиционер магнитных головок. Позиционер соединен с печатной платой гибким ленточным кабелем (иногда одножильными проводами).

Гермоблок заполняется воздухом под давлением в одну атмосферу. В крышках гермоблоков некоторых винчестеров имеется специальное отверстие, заклеенное фильтрующей пленкой, которое служит для выравнивания давления внутри блока и снаружи, а также для поглощения пыли.

Рис. 3.4. Основные элементы конструкции накопителя на жестких дисках

Габаритные размеры винчестеров стандартизованы по параметру, называемому формфактор (Form - Factor ). Например, все HDD с формфактором 3,5" имеют стандартные размеры корпуса 41,6x101x146 мм.

Подложки магнитных дисков первых винчестеров изготовлялись из алюминиевого сплава с добавлением магния. В современных моделях в качестве основного материала для дисковых пластин используется композиционный материал из стекла и керамики с малым температурным коэффициентом расширения, что делает их менее восприимчивыми к изменениям температуры, более прочными. Магнитные диски выпускаются следующих размеров: 3,5"; 5,25"; 2,5"; 1,8".

Диски покрываются магнитным веществом - рабочим слоем. Он может быть либо оксидный, либо на основе тонких пленок.

Оксидный рабочий слой представляет собой полимерное покрытие с наполнителем из окиси железа. Диски с таким рабочим слоем отличаются простым и недорогим процессом изготовления. Однако требуемое качество рабочей поверхности для накопителей большой емкости в рамках такой технологии оказалось получить невозможно. На смену пришла тонкопленочная технология.

Рабочий слой на основе тонких пленок имеет меньшую толщину и более прочен; качество его поверхности гораздо выше. Тонкопленочная технология легла в основу производства накопителей нового поколения, в которых удалось уменьшить зазор между головками и поверхностями дисков до 0,05-0,08 мкм и, следовательно, повысить плотность записи данных.

Головки чтения/записи предусмотрены для каждой стороны диска. Когда накопитель выключен, головки касаются диска. При раскручивании дисков возрастает аэродинамическое давление воздуха на головки, что приводит к их отрыву от рабочих поверхностей дисков. Чем ближе располагается головка к поверхности диска, тем выше амплитуда воспроизводимого сигнала.

До середины 1980-х гг. в накопителях на жестких дисках использовались ферритовые головки . На смену им пришли MIG -головки (MIG - Metall in Gap ) - головки с металлом в зазоре, что позволило использовать носители с рабочим слоем на основе тонких пленок. Все возрастающие требования к емкости жестких дисков привели к появлению тонкопленочных головок (TF - Thin Film ). Формируемые с помощью этих головок на рабочей поверхности диска участки остаточной намагниченности имеют четкие границы, что приводит к высокой плотности записи данных. В результате дальнейшего совершенствования конструкции и характеристик тонкопленочных головок появились магниторезистивные (Magneto - Resistive - MR ) головки, которые в настоящее время используются в большинстве накопителей на жестких дисках 3,5", емкость которых может достигать 75 Гбайт.

Механизм привода головок обеспечивает перемещение головок от центра дисков к краям и фактически определяет надежность накопителя, его температурную стабильность и вибрационную устойчивость. Все существующие механизмы привода головок делятся на два основных типа: с шаговым двигателем и подвижной катушкой.

У накопителей с приводом на шаговом двигателе среднее время доступа к данным значительно больше, чем у накопителей с приводом на подвижной катушке. По этой причине привод с шаговым двигателем нашел основное применение в дисководах для гибких магнитных дисков и в накопителях на жестких дисках малой (до 100 Мбайт) емкости. В отличие от систем с шаговыми двигателями, в приводе с подвижной катушкой используется электронная обратная связь для точного определения местоположения головок и коррекции его относительно дорожек. В результате механизм оказывается быстродействующим и не столь шумным, как привод с шаговым двигателем.

Современные диски имеют функцию автоматической парковки. То есть при включении и выключении ПК головки устанавливаются по мере необходимости на определенный, чаще всего последний цилиндр. При парковке головки автоматически блокируются, и их дальнейшая работа невозможна.

Двигатель привода дисков приводит пакет дисков во вращение, скорость которого в зависимости от модели находится в пределах 3600 - 7200 об/мин (т.е. головки движутся с относительной скоростью 60 - 80 км/ч). Скорость вращения дисков некоторых винчестеров достигает 15 000 об/мин. Жесткий диск вращается непрерывно даже тогда, когда не происходит обращения к нему, поэтому винчестер должен быть установлен только вертикально или горизонтально.

Печатная плата с электронной схемой управления и прочие узлы накопителя (лицевая панель, элементы конфигурации и монтажные детали) являются съемными. На печатной плате монтируются электронные схемы управления двигателем и приводом головок, схема для обмена данными с контроллером. Иногда контроллер устанавливается непосредственно на этой плате.

2.2. Интерфейсы жестких дисков

Интерфейс - коммуникационное устройство (или протокол обмена), позволяющее одному устройству взаимодействовать с другим и устанавливать соответствие между выходами одного устройства и входами другого. Основная функция интерфейса HDD - передача данных из вычислителя ПК в накопитель и обратно. Разработано несколько основных типов интерфейсов: ESDI, IDE, SCSI. Распространенный в конце 1980-х гг. интерфейс ESDI не отвечает требованиям современных систем по быстродействию, кроме того, его различные исполнения часто бывают несовместимы. В связи с этим ему на смену пришли интерфейсы: IDE (1989 г.), обладающий повышенным быстродействием, и SCSI (1986 г.), имеющий большие возможности для расширения системы за счет подключения разнообразных устройств, а также E - IDE - расширенный IDE.

IDE и SCSI - интерфейсы, в которых контроллер выполнен в виде микросхемы, установленной на плате накопителя. В интерфейсе SCSIмежду контроллером и системной шиной введен еще один уровень организации данных и управления, а интерфейс IDE взаимодействует с системной шиной непосредственно.

2.3. Основные характеристики

Основными характеристиками накопителей на жестких дисках, которые следует принимать во внимание при выборе устройства, являются емкость, быстродействие и время безотказной работы.

Емкость винчестера определяется максимальным объемом данных, которые можно записать на носитель. Реальная величина емкости винчестера достигает сотни гигабайт. Прогресс в области создания и производства накопителей на жестких дисках приводит к тому, что ежегодно плотность записи (и соответственно емкость) увеличивается примерно на 60%.

Среднее время доступа к различным объектам на HDD определяет фактическую производительность накопителя. Время, необходимое винчестеру для поиска любой информации на диске, измеряется миллисекундами. Среднее время доступа винчестеров составляет 7 - 9 мс.

Размер кэш-памяти (быстрой буферной памяти) винчестеров колеблется в диапазоне от 512 Кбайт до 2 Мбайт.

Скорость передачи данных (Maximum Data Transfer Rate - MDTR ) зависит от таких характеристик винчестера, как число байт в секторе, число секторов на дорожке, скорость вращения дисков, и может быть рассчитана по формуле

MDTR= SRT 512 RPM/60 (байт/с),

где SRT - число секторов на дорожке; RPM - скорость вращения дисков, об/мин; 512 - число байт в секторе.

Средняя скорость передачи данных у накопителей 10-15 Мбайт/с.

Время безотказной работы для накопителей определяется расчетным среднестатистическим временем между отказами (Mean Time Between Failures - MTBF ), характеризующим надежность устройства, указывается в документации и обычно составляет 20 000 - 500 000 ч. Практика показывает, что если накопитель на жестком диске безотказно работает на протяжении первого месяца гарантийного срока, он будет так же безотказно работать до окончания срока своего морального старения.

Подобно дискетам, жесткий диск делится на дорожки и секторы, как показано на рис. 3.5. Каждая дорожка однозначно определяется номером головки и порядковым номером, отсчитываемым на диске относительно внешнего края. Накопитель содержит несколько дисков, расположенных один над другим; их разбиения идентичны. Поэтому принято рассматривать пакет жестких дисков в виде цилиндров, каждый из которых состоит из аналогичных дорожек на поверхностях каждого диска. Секторы идентифицируются своим порядковым номером относительно начала дорожки. Нумерация секторов на дорожке начинается с единицы, а головок и цилиндров - с нуля.

Рис. 3.5. Разбиение жесткого диска на дорожки и секторы

Число секторов может быть от 17 до 150 в зависимости от типа накопителя. Каждый сектор содержит данные и служебную информацию. Обычно объем сектора составляет 571 байт. В начале каждого сектора записывается заголовок (Prefix Portion ), по которому определяется начало сектора и его номер, а в конце сектора (Suffix Portion - заключение сектора) содержится контрольная сумма, необходимая для проверки целостности данных. Между заголовком и заключением сектора располагается область данных объемом 512 байт (для DOS). Таким образом, запись информации на дорожках осуществляется блоками по 512 байт.

Число дисков, головок и дорожек винчестера изменить невозможно, поскольку они определяются изготовителем в соответствии с заданными свойствами и качеством дисков. Число секторов на диске зависит от метода записи, а плотность - от носителя: чем выше качество материала диска, тем плотнее могут быть записаны на нем данные. Винчестеры содержат до 150 секторов на дорожке.

Общий объем памяти HDD рассчитывается по формуле

V = C * H * S *512 (байт),

где С - число цилиндров; Н - число головок; S - число секторов.

Рис. 3.6. Пример маркировки винчестеров фирмы Western Digital

Форматирование винчестера подобно форматированию дискеты. При этом нужно принимать во внимание, что в процессе форматирования все данные на винчестере теряются, поэтому при переформатировании винчестера следует сохранить необходимые данные на другом носителе.

На корпусе винчестера имеется этикетка с номером модели. В номере закодирована основная информация о характеристиках винчестера. На рис. 3.6 представлен пример маркировки винчестеров компании Western Digital.

Контрольные вопросы.

Какие виды накопителей информации применяются в составе технических средств информатизации? В чём разница между накопителем информации и носителем?

Какие физические процессы положены в основу записи и воспроизведения информации на магнитных носителях?

Из каких основных конструктивных элементов состоит дисковод для гибких магнитных дисков и как он функционирует?

Опишите принцип записи информации на гибкий магнитный диск.

Назовите основные конструктивные элементы накопителя на жестких магнитных дисках. Объясните их функциональное назначение.

Какие интерфейсы используются при подключении жёстких дисков?

Какие основные характеристики необходимо принимать во внимание при выборе накопителя на жестком магнитном диске?

Тема 3.2. Накопители на компакт-дисках

План:

Приводы CD ROM. Накопители с однократной записью CD-WORM / CD-R и многократной записью информации CD-RW. Накопители DVD. Накопители на магнитооптических дисках.

Для решения широкого круга задач информатизации используются следующие оптические накопители информации:

CD-ROM (Compact Disk Read - Only Memory ) - запоминающие устройства только для считывания с них информации;

CD-WORM (Write Once Read Many ) - запоминающие устройства для считывания и однократной записи информации;

CD-R (CD - Recordable ) - запоминающие устройства для считывания и многократной записи информации;

МО - магнитооптические накопители, на которые возможна многократная запись.

Принцип действия всех оптических накопителей информации основан на лазерной технологии. Луч лазера используется как для записи на носитель информации, так и для считывания ранее записанных данных, и является, по сути, дела своеобразным носителем информации.

1. Приводы CD - ROM

CD-ROM - компакт-диск (CD), предназначенный для хранения в цифровом виде предварительно записанной на него информации и считывания ее с помощью специального устройства, называемого CD-ROM-driver, - дисковода для чтения компакт-дисков.

К числу задач, для решения которых предназначается устройство CD-ROM, можно отнести: установку и обновление программного обеспечения; поиск информации в базах данных; запуск и работу с игровыми и образовательными программами; просмотр видеофильмов; прослушивание музыкальных CD.

История создания CD-ROM начинается с 1980 г., когда фирмы Sony и Philips объединили свои усилия по созданию технологии записи и производства компакт-дисков с использованием лазеров. Начиная с 1994 г., дисководы CD-ROM становятся неотъемлемой частью стандартной конфигурации ПК. Носителем информации на CD-диске является рельефная подложка, на которую нанесен тонкий слой отражающего свет материала, как правило, алюминия. Запись информации на компакт-диск представляет собой процесс формирования рельефа на подложке путем «прожигания» миниатюрных штрихов-питов лазерным лучом. Считывание информации производится за счет регистрации луча лазера, отраженного от рельефа подложки. Отражающий участок поверхности диска дает сигнал «нуль», а сигнал от штриха - «единицу».

Хранение данных на CD-дисках, как и на магнитных дисках, организуется в двоичной форме.

По сравнению с винчестерами CD значительно надежнее в транспортировке. Объем данных, располагаемых на CD, достигает 700 - 800 Мбайт, причем при соблюдении правил эксплуатации CD практически не изнашивается.

Рис. 3.7 . Геометрические характеристики компакт-диска (а) и его поперечное сечение (б)

Процесс изготовления CD-дисков включает несколько этапов. На первом этапе создается информационный файл для последующей записи на носитель. На втором этапе с помощью лазерного луча производится запись информации на носитель, в качестве которого используется стеклопластиковый диск с покрытием из фоторезистивного материала. Информация записывается в виде последовательности расположенных по спирали углублений (штрихов), как показано на рис. 3.7. Глубина каждого штриха-пита (pit ) равна 0,12 мкм, ширина (в направлении, перпендикулярном плоскости рисунка) - 0,8 - 3,0 мкм. Они расположены вдоль спиральной дорожки, расстояние между соседними витками которой составляет 1,6 мкм, что соответствует плотности 16000 витков/дюйм (625 витков/мм). Длина штрихов вдоль дорожки записи колеблется от 0,83 до 3,1 мкм.

На следующем этапе производятся проявление фоторезистивного слоя и металлизация диска. Изготовленный по такой технологии диск называется мастер-диском. Для тиражирования компакт-дисков с мастер-диска методом гальванопластики снимается несколько рабочих копий. Рабочие копии покрываются более прочным металлическим слоем (например, никелем), чем мастер-диск, и могут использоваться в качестве матриц для тиражирования CD-дисков до 10 тыс. шт. с каждой матрицы. Тиражирование осуществляется методом горячей штамповки, после которой информационную сторону основы диска, выполненную из поликарбоната, подвергают вакуумной металлизации слоем алюминия и диск покрывают слоем лака. Диски, выполненные методом горячей штамповки, в соответствии с паспортными данными обеспечивают до 10 000 циклов безошибочного считывания данных. Толщина CD-диска 1,2 мм, диаметр - 120 мм.

Привод CD-ROM содержит следующие основные функциональные узлы:

загрузочное устройство;

оптико-механический блок;

системы управления приводом и автоматического регулирования;

универсальный декодер и интерфейсный блок.

На рис. 3.8 дана конструкция оптико-механического блока привода CD-ROM, который работает следующим образом. Электромеханический привод приводит во вращение диск, помещенный в загрузочное устройство. Оптико-механический блок обеспечивает перемещение оптико-механической головки считывания по радиусу диска и считывание информации.

Рис. 3.8. Конструкция оптико-механического блока привода CD-ROM

Полупроводниковый лазер генерирует маломощный инфракрасный луч (типовая длина волны 780 нм, мощность излучения 0,2 - 5,0 мВт), который попадает на разделительную призму, отражается от зеркала и фокусируется линзой на поверхности диска. Серводвигатель по командам, поступающим от встроенного микропроцессора, перемещает подвижную каретку с отражающим зеркалом к нужной дорожке на компакт-диске. Отраженный от диска луч фокусируется линзой, расположенной под диском, отражается от зеркала и попадает на разделительную призму, которая направляет луч на вторую фокусирующую линзу. Далее луч попадает на фотодатчик, преобразующий световую энергию в электрические импульсы. Сигналы с фотодатчика поступают на универсальный декодер.

Системы автоматического слежения за поверхностью диска и дорожки записи данных обеспечивают высокую точность считывания информации. Сигнал с фотодатчика в виде последовательности импульсов поступает в усилитель системы автоматического регулирования, где выделяются сигналы ошибок слежения. Эти сигналы поступают в системы автоматического регулирования: фокуса, радиальной подачи, мощности излучения лазера, линейной скорости вращения диска.

Универсальный декодер представляет собой процессор для обработки сигналов, считанных с CD. В его состав входят два декодера, оперативное запоминающее устройство и контроллер управления декодером. Применение двойного декодирования дает возможность восстановить потерянную информацию объемом до 500 байт. Оперативное запоминающее устройство выполняет функцию буферной памяти, а контроллер управляет режимами исправления ошибок.

Интерфейсный блок состоит из преобразователя цифровых данных в аналоговые сигналы, фильтра нижних частот и интерфейса для связи с компьютером. При воспроизведении аудиоинформации ЦАП преобразует закодированную информацию в аналоговый сигнал, который поступает на усилитель с активным фильтром низких частот и далее на звуковую карту, которая связана с наушниками или акустическими колонками.

Ниже приводятся эксплуатационные характеристики, которые необходимо учитывать при выборе CD-ROM применительно к конкретным задачам.

Скорость передачи данных (Data Transfer Rate - DTR ) - максимальная скорость, с которой данные пересылаются от носителя информации в оперативную память компьютера. Это наиболее важная характеристика привода CD-ROM, которая практически всегда упоминается вместе с названием модели. Непосредственно со скоростью передачи данных связана скорость вращения диска. Первые приводы CD-ROM передавали данные со скоростью 150 Кбайт/с, как и проигрыватели аудиокомпакт-дисков. Скорость передачи данных следующих поколений устройств, как правило, кратна этому числу (150 Кбайт/с). Такие приводы получили название накопителей с двух-, трех-, четырехкратной скоростью и т.д. Например, 60-скоростной привод CD-ROM обеспечивает считывание информации со скоростью 9000 Кбайт/с.

Высокая скорость передачи данных привода CD-ROM необходима прежде всего для синхронизации изображения и звука. При недостаточной скорости передачи возможны пропуск кадров видеоизображения и искажение звука.

Однако дальнейшее, свыше 72-кратности, повышение скорости считывания приводов CD-ROM нецелесообразно, поскольку при дальнейшем повышении скорости вращения CD не обеспечивается требуемый уровень качества считывания. И, кроме того, появилась более перспективная технология - DVD.

Качество считывания характеризуется коэффициентом ошибок (Eror Rate ) и представляет собой вероятность получения искаженного информационного бита при его считывании. Данный параметр отражает способность устройства CD-ROM корректировать ошибки чтения/записи. Паспортные значения этого коэффициента - 10 -10 -10 -12 . Когда считываются данные с загрязненного или поцарапанного участка диска, регистрируются группы ошибочных битов. Если ошибку не удается устранить с помощью помехоустойчивого кода (применяемого при чтении/записи), скорость считывания данных понижается и происходит многократный повтор чтения.

Среднее время доступа (Access Time - AT ) - это время (в миллисекундах), которое требуется приводу, чтобы найти на носителе нужные данные. Очевидно, что при работе на внутренних участках диска время доступа будет меньше, чем при считывании информации с внешних участков. Поэтому в паспорте накопителя приводится среднее время доступа, определяемое как среднее значение при выполнении нескольких считываний данных с различных участков диска. По мере совершенствования приводов CD-ROM среднее время доступа уменьшается, но тем не менее этот параметр значительно отличается от аналогичного для накопителей на жестких дисках (100 - 200 мс для CD-ROM и 7 - 9 мс для жестких дисков). Это объясняется принципиальными различиями конструкций: в накопителях на жестких дисках используется несколько магнитных головок и диапазон их механического перемещения меньше, чем диапазон перемещения оптической головки привода CD-ROM.

Объем буферной памяти - это объем оперативного запоминающего устройства привода CD-ROM, используемого для увеличения скорости доступа к данным, записанным на носителе. Буферная память (кэш-память) представляет собой устанавливаемые на плате накопителя микросхемы памяти для хранения считанных данных. Благодаря буферной памяти, данные, размещенные в различных областях диска, могут передаваться в компьютер с постоянной скоростью. Объем буферной памяти отдельных моделей привода CD-ROM - 512 Кбайт.

Средняя наработка на отказ - среднее время в часах, характеризующее безотказность работы привода CD-ROM. Средняя наработка на отказ различных моделей приводов CD-ROM 50-125 тыс. ч, или 6 - 14,5 лет круглосуточной работы, что значительно превышает срок морального старения накопителя.

В процессе развития накопителей на оптических дисках разработан целый ряд основных форматов записи информации на CD .

Формат CD - DA (Digital Audio ) - цифровой аудио-компакт диск со временем звучания 74 мин.

Формат ISO 9660 - наиболее распространенный стандарт логической организации данных.

Формат High Sierra (HSG ) предложен в 1995 г. и обеспечивает чтение данных, записанных на диск в формате ISO 9660, с помощью приводов всех типов, что привело к широкому тиражированию программ на CD и способствовало созданию компакт-дисков, ориентированных на различные операционные системы.

Формат Photo - CD разработан в 1990-1992 гг. и предназначен для записи на CD, хранения и воспроизведения статической видеоинформации в виде высококачественных фотоизображений. Диск формата Photo-CD вмещает от 100 до 800 фотоизображений соответствующих разрешений - 2048x3072 и 256x384, а также сохраняет звуковую информацию.

Учебник

Реферат содержит подробное и доступное для начинающих (и не только для них!) пользователей ПК, а также для студентов среднего профессионального и высшего учебного заведения.

Техническое и программное обеспечение Центра и его использование в образовательном процессе по состоянию на 11 января 2011 года

Документ

Техническое обеспечение МОУ ДПО «Информационно-образовательный Центр» в целом представляет собой достаточный набор технического оборудования и программных продуктов для организации деятельности сотрудников Центра.

«Информатизация образования»

Учебник

Настоящий учебник предназначен для подготовки студентов педагогических вузов, а также переподготовки педагогов в области освоения методологией, технологиями и средствами информатизации всех видов образовательной деятельности.

Накопители на жестких магнитных дисках — устройство и основные низкоуровневые характеристики

Некогда простому пользователю компьютера следовало досконально разбираться в его устройстве, языках программирования и прочих, не относящихся напрямую к его непосредственной деятельности, вещах. Просто потому, что первые компьютеры выпускались «голыми» — без какого-либо программного обеспечения. Хочешь работать с компьютером? Учись разговаривать на его «языке». Либо общайся через посредника.

Позднее компьютерная техника развивалась по тому же сценарию, что и вся остальная — в эту область пришло разделение труда. Во-первых, произошло разделение на собственно пользователей, которые применяли для решения своих задач не компьютеры как таковые, а пакеты специализированных прикладных программ, и программистов, которые эти самые программы и писали. Последние тоже быстро разделились на системных и прикладных. Первые по-прежнему должны были разбираться в «железе» досконально, ведь их работой было написание операционных систем и прочих приложений «низкого уровня», в частности — сред для разработки программ. А вторые уже не привязывались сильно к аппаратуре, используя труд первых. Их задачей была разработка прикладных программ, отвечающих потребностям пользователей.

К моменту появления первых персональных компьютеров вся эта многоуровневая система в общем виде уже была выстроена. Но были и свои особенности. В частности, «прослойка» в виде ОС была слишком уж тонкой — писать более-менее сложные прикладные программы, не обращаясь непосредственно к аппаратуре, не получалось. Да и не так много на тот момент было прикладных программ, причем «сложность» их с точки зрения сегодняшнего дня была невысокой, так что иногда пользователю приходилось становиться самому программистом и писать для себя необходимый софт. Впрочем, первое время многих это вполне устраивало (немалое количество персоналок покупали тогда настоящие энтузиасты компьютерной техники), но свой отпечаток на ситуацию на рынке накладывало. Недаром многие руководства пользователя MS DOS начинались с описания команд системы, а заканчивались примерами применения недокументированных прерываний:)

С тех беспечальных времен утекло уже немало воды. Многие современные пользователи не знают даже о всех возможностях постоянно используемых ими приложений. Чего уж там говорить об устройстве операционной системы или особенностях упрятанной в системный блок аппаратуры! С одной стороны, это не может не радовать — не знают, поскольку нет необходимости это знать. Люди сейчас просто играют в игры, смотрят фильмы, слушают музыку, переписываются с друзьями по всему земному шару, причем сразу после покупки и установки компьютера на рабочий стол, а не после того, как изучат программирование и архитектуру ЭВМ и сами напишут все необходимые программы.

С другой же стороны, подобная ситуация неминуемо приводит к ряду проблем, как только начинают решаться вопросы более сложные, нежели запуск приложения. В частности, компьютеры пока еще бесплатно не раздаются. А разные модели имеют разные возможности, производительность и цену. И как сделать правильный выбор, чтобы потом о нем не жалеть? Это с электрическими чайниками все просто — лишь три критичных параметра: емкость, мощность и дизайн. Причем все три просты и понятны на бытовом уроне. Последний можно оценить визуально, емкость говорит о том, сколько чая вы можете приготовить за одну операцию, а мощность — сколько времени на это потребуется. С компьютерами же пока все сложнее, благо их функциональность выше. Так что и производительность не есть что-то строго заданное, она определяется решаемыми задачами. Идеальная игровая станция может оказаться не лучшим выбором для видеомонтажа, а хороший компьютер для обработки видео избыточен для «офисных задач» и т. п. Поэтому нередко приходится оценивать не компьютеры в целом, а их компоненты. Следовательно, нужно хотя бы знать, какие;) Еще лучше, когда известны принципы их работы — это позволяет быстро, пусть и грубо, оценить и скоростные (и не только скоростные) параметры. Например, это верно для жестких дисков: человек, который понимает их устройство, не удивляется тому, что модели для ноутбуков медленнее и меньше по емкости, нежели настольные.

В общем, знать устройство компьютера и принципы работы его компонентов и сейчас временами полезно. К сожалению, количество подобной информации в свободном доступе за последние годы уменьшилось — это лет 20 назад каждое «пособие для начинающих» включало в себя описания того, как все это устроено и работает, сегодня же авторы обычно считают, что человек это либо уже знает, либо ему это не интересно. Откуда же должны браться базовые знания? Вопрос остается открытым. Поэтому мы постараемся на него ответить. По крайней мере, в отношении таких важных устройств, как накопители на жестких магнитных дисках. Итак, сегодня вашему вниманию предлагается статья из серии «Как это работает?», из которой желающие смогут узнать, как устроены винчестеры с точки зрения физики и как это сказывается на их быстродействии. Поскольку статья предназначена для начинающих, не стоит писать потом гневных писем по поводу того, что информация изложена поверхностно и не учтен ряд тонких нюансов — с ними мы со временем попробуем разобраться, ну а пока займемся фундаментом.

НЖМД с точки зрения механики

Как бы ни были громоздки и тяжеловесны канцеляризмы эпохи 70-х, но зачастую они понятнее и точнее, нежели более простые заимствованные термины. Действительно: сколько информации несет в себе слово «винчестер»? Близко к нулю — современные пользователи в основной своей массе даже не знают, почему за жесткими дисками закрепилось это название. А вот напишешь «НЖМД» — и сразу можно о многом задуматься, просто расшифровав аббревиатуру. Итак, наши сегодняшние герои — Накопители на Жестких Магнитных Дисках.

С первым словом все понятно: термином «накопитель» обозначаются практически все устройства хранения информации в случае их самодостаточности, либо этот термин относят к приводу (для сменных носителей). Винчестеры и USB-флэшдрайвы принадлежат к первой категории — они включают в себя и носитель информации, и всю логику работы с ним, в отличие от, например, оптических дисководов или картоводов, где носитель сменный, причем это принципиальное его качество. Со вторым словом тоже вроде все понятно: бывают и накопители на гибких дисках — в просторечии, тот самый дисковод, который ныне уже стал редкостью, но 20-30 лет назад был весьма важным, а то и (в персональных компьютерах) вообще единственным устройством хранения данных. Некоторые принципы хранения данных на гибких и жестких дисках одинаковы, однако между соответствующими устройствами есть и принципиальные различия, в результате чего и пришлось в свое время жестко разграничить эти накопители.

Теперь о дисках. Такая форма носителя информации принята не случайно — круглый диск является фигурой вращения. Причем, опять же, замечу, что диски — не единственный возможный вариант: в свое время активно применялись и накопители на магнитных барабанах. А вот накопителей на «магнитных квадратах» или треугольниках доселе не встречалось (хотя сейчас над ними уже работают, но они и по принципу функционирования совершенно не похожи на привычные накопители) :) Почему так — мы поговорим чуть позднее. Пока же на будущее запомним, что рабочим телом в винчестерах являются диски. Обычно даже не один, а несколько, насаженных на одну ось и формирующих пакет жестких дисков .

Отсюда сразу вытекают несколько низкоуровневых физических параметров накопителя: диаметр дисков, их количество и угловая скорость вращения. Первые два ограничены сверху требованиями форм-фактора накопителя, да и третий на них сильно завязан. Все дело в наличии силы трения, победить которую полностью — невозможно. Соответственно, чем больше дисков в пакете и/или больше их диаметр, тем пакет тяжелее, а значит (при фиксированной скорости вращения), тем бо́льшую мощность должен иметь электродвигатель, который всю эту конструкцию «разгоняет» до рабочего режима и в нем поддерживает. Это первое ограничение, причем достаточно серьезное: количество энергии нередко достаточно жестко лимитировано. Вторым фактором является то, что сложность изготовления конструкции из быстровращающихся дисков большого диаметра растет в геометрической прогрессии по мере увеличения диаметра и количества дисков. Дело в том, что в реальном мире диски не являются идеально тонкими и ровными, так что следует учитывать разные досадные побочные явления, сопутствующие вращению. Такие, как, например, биения краев в вертикальной плоскости, тем бо́льшие, чем больше диаметр диска. Разумеется, усовершенствование технических процессов изготовления пластин позволяет ослабить воздействие этих факторов, но происходит это достаточно медленно.

Магнитный слой

Возвращаемся к аббревиатуре и вспоминаем, что у нас вращаются не просто какие-то там абстрактные диски, а магнитные, т. е. имеющие покрытие с определенными магнитными свойствами. Именно благодаря ему диски и способны хранить информацию. На первом уровне абстракции можно принять, что каждый микроскопический участок определенной площади (о чем чуть позже) хранит ровно один бит данных. Соответственно, его можно считать или записать.

Магнитное покрытие также имеет свои характеристики. Во-первых, это его площадь нанесения, которая несколько меньше, нежели весь диск. Использовать области у самых краев обычно чревато последствиями из-за особенностей технологии изготовления — не получается в этих областях нанести покрытие идеально. То же самое можно сказать и о центре. Соответственно, вся рабочая область заключена между двумя числами — минимальным и максимальным радиусом, первый из которых строго больше нуля, а второй — строго меньше радиуса самого диска. И вторым важнейшим параметром является плотность записи, т. е. величина, обратная площади, потребной на хранение единицы информации. На практике же этим значением пользуются не часто, оперируя величинами продольной и поперечной плотностей записи, что связано с механикой работы самого накопителя. Изучим этот вопрос поподробнее.

Головки, дорожки, сектора

Несмотря на то что для хранения информации используется почти вся поверхность диска, в каждый момент времени мы можем работать лишь с небольшой ее частью (иначе не нужно было бы и с вращением огород городить). Для чтения или записи данных используется магнитная головка (по одной на каждую используемую сторону дисков в пакете), летящая над поверхностью диска на небольшой высоте. Соответственно, за один оборот диска под ней проходит целая концентрическая дорожка, а для доступа к соседним областям головку необходимо смещать к центру или в обратном направлении. Совокупность всех дорожек, расположенных на равном расстоянии от центра на разных дисках, кстати, именуется цилиндром. Каждая дорожка имеет отличную от нуля ширину, так что на диске помещается конечное их количество. Сколько? Зависит от ширины рабочего слоя (которая, в свою очередь, определяется в основном диаметром диска) и от поперечной плотности записи. Ну или наоборот: поперечная плотность записи — это показатель того, сколько дорожек мы можем разместить в одном дюйме при текущем уровне технологии производства дисков и головок. Обычно определяющим является второе — резкое увеличение поперечной плотности связано с внедрением новых технологий производства магнитных головок, позволяющих им оперировать с дорожками меньшей ширины. Происходит такое, к сожалению, достаточно редко, зато сразу же существенно увеличивает емкость дисков.

Продольная же плотность записи показывает, сколько бит информации можно вместить на один дюйм длины окружности, которую собой представляет дорожка, рассматриваемая в качестве математической абстракции. Эта характеристика тоже зависит от уровня технологии производства дисков и головок, однако менее подвержена скачкообразным изменениям, поскольку при одной и той же технологии производства головок может быть увеличена за счет улучшения характеристик магнитного покрытия (либо переход на новую технологию, либо улучшение текущей). Правда, несмотря на то что продольная плотность измеряется в битах на дюйм, на самом деле с отдельными битами на дисках не работают — слишком уж мелкая величина. И с байтами, обычно, тоже. Разве что в очень-очень старых компьютерах емкость запоминающих устройств была столь небольшой, что процессору удавалось адресовать не только каждый байт оперативной памяти, но и каждый байт на магнитных барабанах (диски тогда еще не применялись), поэтому иерархическая система памяти не требовалась — она вся могла считаться оперативной.

Однако к моменту появления первых персональных компьютеров емкость дисковых накопителей стала уже слишком большой, чтобы адресовать напрямую каждый байт, так что они окончательно стали устройствами с так называемым блочным доступом: минимальной единицей информации, которую можно считать с диска или записать на него, является блок или сектор. Типичный его размер для IBM PC и последователей составляет, кстати, 512 байт. Хотя изначально допустимы были и другие значения, но стандартными они не стали, так что масса программного обеспечения просто неспособна работать с секторами, отличными от указанного выше размера. Только сейчас некоторые производители жестких дисков начали применять увеличенные в восемь раз секторы (по 4К байт, соответственно), однако этот процесс находится лишь в начальной стадии.

В любом случае, на дорожке должно помещаться целое количество секторов. Причем крайне желательно, чтобы на соседних дорожках количество секторов было одинаковым. В случае дискет или первых винчестеров так и вовсе — считалось, что все дорожки содержат одинаковое количество секторов. Так что фактическая продольная плотность записи весьма быстро возрастала от окраин к центру, вместе с уменьшением длины дорожек. Причем максимальное ее значение ограничивалось технологией, так что, по сути, бо́льшая часть площади внешних дорожек расходовалась нерационально. Впрочем, пока дорожек было мало (на дискетах, например, их количество равно 40 или 80), с этим можно было мириться, а вот с ростом поперечной плотности записи такие потери становились все более и более существенными. Некоторое время с ними ничего не могли поделать, поскольку системное программное обеспечение было рассчитано на постоянное количество секторов на дорожке, однако по мере совершенствования дисковых интерфейсов и переноса большей части электроники непосредственно в накопитель реальную физическую структуру последнего от программ удалось спрятать.

Программы продолжали считать, что на диске количество секторов на дорожку является постоянной величиной, но на деле одинаковым оно осталось лишь в пределе ограниченной полосы из нескольких десятков дорожек, зато таковых зон стало несколько. Конечно, определенные потери дискового пространства есть и при данном методе, поскольку реальная и технологическая плотности записи обязаны совпадать на внутренних дорожках каждой зоны, а на внешних первая быстро становится меньше второй, так что часть информации, которую физически можно было бы разместить на диске, просто «не помещается». Однако потери эти много меньше, чем при наличии всего одной зоны. Ну а по сложности реализации данный метод лишь немногим сложнее «однозонного» и куда проще подхода, при котором количество секторов было бы различным на всех дорожках.

В общем, к чему все это? К тому, что из-за блочной организации дискового пространства с точки зрения операционных систем и прочего программного обеспечения теоретическая продольная плотность записи (обычно указываемая для всего жесткого диска) на практике недостижима. Точнее, достижима она лишь для нескольких дорожек — внутренних в каждой зоне, а на внешних реальная плотность записи ниже теоретической. Впрочем, благодаря зонной организации, отличается она не так уж и сильно, так что для наших целей можно считать и продольную, и поперечную плотность записи постоянными характеристиками НЖМД. Но очень слабо зависящими от производителя — как мы увидим далее, для всех потребительских характеристик накопителя желательно, чтобы плотность записи (в обоих направлениях) была бы максимальной. Именно поэтому о плотности записи вспоминают лишь тогда, когда при смене линеек накопителей производителю удается ее увеличить. А искусственно ее занижать (по сравнению с технологически возможной) просто невыгодно. Вот и не занижают.

Теперь же, разобравшись более-менее с низкоуровневыми характеристиками винчестеров, поднимемся на уровень выше — к тем параметрам, которые нужны нам, как пользователям, на практике.

Емкость

Начнем с самого простого, а для многих — основного и чуть ли не единственного параметра. Действительно: приступая к выбору винчестера, большинство сначала определяется с его емкостью, а потом уже (если есть желание) начинает выбирать конкретную модель из нескольких равных по объему. Кроме того, начинать с этого параметра удобно потому, что он достаточно прост:)

Действительно, чему равна емкость НЖМД? Количеству жестких дисков (точнее, рабочих поверхностей — не у каждого диска используются обе стороны из-за ограничений по высоте накопителя, но нам сейчас это не совсем важно), умноженному на емкость каждого из них. А емкость одной рабочей поверхности (одной стороны диска) равна его площади, умноженной на плотность записи. Площадь же круга (опять же — мы помним, что у нас, скорее, кольцо, поскольку внутренние и внешние области не используются, однако их размеры обычно постоянны, так что можно и упростить картину для ясности) пропорциональна квадрату его диаметра. Таким образом, увеличивая диаметр дисков и их количество в пакете при сохранении плотности записи, мы очень быстро увеличиваем емкость накопителя, причем диаметр более важен: количество дисков дает лишь линейный рост емкости, а диаметр — квадратичный. А при равных количестве и диаметре дисков подобный же эффект дает увеличение плотности записи. В общем, для получения максимальной емкости увеличивать нужно все, кроме скорости вращения — она ни малейшего влияния не оказывает.

Энергопотребление

Почему мы ставим эту характеристику на второе место — выше производительности? Мода сейчас такая — на энергоэффективность. Во-первых. Во-вторых же, в фаворе ныне и портативные компьютеры, которые по объемам продаж уже обогнали стационарных, а там экономия энергии не прихоть, а насущная необходимость — многие готовы ради лишнего часа автономной работы пожертвовать и половиной производительности.

Итак, что же влияет на потребление энергии? Очевидно, что плотность записи на нее не влияет. А вот все механические характеристики дисков влияют, причем отрицательным образом. Действительно — работа силы трения тем выше, чем выше скорость вращения, следовательно, низкооборотистые диски будут всегда экономичнее высокооборотистых. Причем при одинаковой скорости вращения требуется тем более мощный электродвигатель, чем тяжелее пакет дисков. А последний тем тяжелее (при прочих равных), чем больше в нем дисков и чем больше их диаметр. Таким образом, для максимальной экономии энергии нужно уменьшать диаметр дисков, их количество и скорость их вращения .

Заметим, что выше описан, так сказать, экстенсивный (т. е. чисто количественный) способ экономии энергии. Кроме него есть и интенсивный — развивать технологии. Например, если мы освоим новый материал для производства дисков, который позволит сделать их более легкими, то при том же диаметре и количестве дисков уменьшится масса всего пакета, а следовательно, и сила трения, и потребляемая на ее преодоление мощность. Аналогичного эффекта можно добиться, применив улучшенные подшипники в системе подвеса дисков. Улучшение технологии магнитных головок позволяет им работать с меньшими областями намагничивания и обходиться в работе меньшими токами, а это тоже благотворно влияет на энергопотребление. В общем, есть масса безусловно полезных способов борьбы с излишним потреблением энергии, которыми пользуются все производители. Но очень часто бывает так, что все технологические ухищрения уже применены, а достигнутого уровня экономии все равно недостаточно. В этом случае не остается ничего иного, кроме как использовать экстенсивные методы.

Скорость выполнения последовательных операций

И вот, наконец-то, мы добрались и до производительности. Начнем с линейных операций, благо многие до сих пор считают скорость копирования файлов мерилом производительности винчестеров. В общем случае это абсолютно неправильно, хотя… если основная и единственная задача накопителя — служить хранилищем видеотеки, то, действительно, последовательные операции наиболее важны: мы работаем с большими файлами, причем читаем или записываем их исключительно последовательно от начала к концу.

Как рассчитать предельную скорость линейных операций? Очень просто — она тем выше, чем большее количество битов информации проходит мимо магнитной головки за единицу времени. Соответственно, очень важное значение имеет последовательная плотность записи — чем она выше, тем больше скорость. Вторым же компонентом в этом произведении является обычная «физическая» скорость движения диска относительно головки, разная для каждой дорожки, поскольку при постоянной угловой скорости вращения диска линейная зависит от радиуса дорожки. Именно поэтому получается такой любопытный эффект, что на внешних дорожках скорость последовательных чтения и записи намного выше, чем на внутренних. Благодаря ему нередко диски массовых серий умудряются на внешних дорожках обгонять своих высокопроизводительных собратьев того же поколения с большей скоростью вращения. А вот диски разных поколений практически всегда имеют разную скорость выполнения последовательных операций даже при одинаковых физических параметрах — плотность записи различается существенно.

В общем, подводя итоги, для увеличения скоростей линейных чтения и записи производителям необходимо увеличивать плотность записи, скорость вращения дисков и их диаметр (последнее никак не повлияет на внутренние дорожки, зато повысит скорость на внешних и, соответственно, увеличит ее и в среднем).

Скорость выполнения случайных операций

Что касается более актуальных ныне (из-за многозадачности современных операционных систем) операций со случайным доступом к дискам, то тут все гораздо сложнее, нежели с «прямолинейной» логикой линейных. Для начала разберемся, каков именно физический смысл времени доступа к информации, определяющего скорость выполнения случайных операций.

Итак, нам необходим определенный блок с данными (мы помним, что именно он является наименьшей единицей). Мы не можем просто взять его и получить (что легко делается в носителях на базе флэш-памяти — там по номеру блока нужный выдается сразу, где бы он ни располагался, что и обеспечивает этим накопителям превосходное время доступа как минимум на операциях чтения) — сначала нужно переместить головку на нужную дорожку, а потом дождаться прохождения под ней нужного сектора. Сумма же времени выполнения этих операций и будет давать нам время доступа.

С первым компонентом все достаточно просто: время, нужное на «попадание» на запрошенную дорожку, прямо пропорционально диаметру пластины. Некогда его «портила» и поперечная плотность записи, поскольку применялись шаговые двигатели, способные за одну операцию сместить головку только на одну дорожку, однако те времена давно прошли. Теперь — только диаметр, да и то косвенно: определенное время на перемещение головки действительно требуется, а в худшем случае ее придется «прогнать» по всему радиусу. Однако сколько на диске дорожек — не слишком важно: внутренние схемы по номеру дорожки определяют примерное ее физическое местоположение и перемещают головку куда нужно (по крайней мере, пытаются), так что уже после первой же операции позиционирования в подборе нужного места участвует не более чем десяток дорожек, вне зависимости от их общего количества на диске.

Ладно — нужную дорожку мы нашли, теперь осталось дождаться нужного сектора. Когда? Угадать сложно — в лучшем случае мы получим нужный нам блок данных сразу же после позиционирования, в худшем его придется ждать целый оборот диска (если он только что «проскочил»). Согласно законам статистики, из этого следует, что в среднем у нас на ожидание нужных данных будет требоваться пол-оборота диска. Из чего неумолимо следует, что чем выше скорость вращения диска, тем меньше время ожидания.

После того, как сектор окажется в нужном месте, его требуется прочитать или записать, так что теоретически на полную скорость выполнения случайных операций влияют и все те факторы, что важны для последовательных операций. Однако на самом деле ими вполне можно пренебречь — блоки данных настолько невелики, что само физическое их чтение занимает много меньше времени, чем позиционирование головки и ожидание. Таким образом, для получения минимального времени доступа к данным (и, следовательно, максимальной производительности на случайных операциях) необходимо уменьшать диаметр диска и увеличивать его скорость вращения .

Некоторые практические примеры

Несложно заметить, что все требования к физическим параметрам жестких дисков весьма противоречивы — например, для увеличения скорости последовательных операций диаметр диска нужно увеличивать, а вот для лучшего поведения на случайных запросах требуется поступать в точности наоборот. Именно поэтому конструкторам постоянно приходится идти на компромиссы, а диски для разных сегментов рынка абсолютно разные. Посмотрим — какие. Для лучшего закрепления материала:)

Диски массовых серий

Требуется: высокая емкость при низкой стоимости.

Желательно: высокая производительность на линейных и случайных операциях.

Нежелательно: высокое энергопотребление.

Совокупность этих требований быстро позволяет понять, почему все диски массовых серий у разных производителей одинаковые. Действительно — для получения максимальной емкости и высокой производительности на последовательных операциях требуется увеличивать диаметр дисков, поэтому в этом классе он всегда максимальный и регулируется не особенностями технологии, а сторонними факторами. Например, долгие годы (да и сейчас пока еще) типичным диаметром пластин для массовых дисков было 3,5 дюйма, однако все больший рост популярности ноутбуков, возможно, приведет к существенному увеличению доли дисков на 2,5 дюйма, переориентации промышленности на них и «отмиранию» более крупных винчестеров (как это было в свое время с моделями на 5,25″). Хотя производители будут сопротивляться этому всеми силами — недаром они иногда даже пытаются идти против течения с тем или иным успехом. Достаточно вспомнить серию Quantum Bigfoot: пятидюймовые винчестеры, которые начали выпускаться уже во времена тотального господства меньших форм-факторов. Ну и что? Большой диаметр пластин помогал им иметь достаточную емкость даже при одном диске (что сильно упрощало и удешевляло механику) и неплохую скорость выполнения последовательных операций даже при низкой частоте вращения. Все испортили только медлительные случайные операции, из-за которых диски слабо годились для применения в компьютере в единственном числе. В общем, опередили они свое время — вот сейчас во времена массового использования видеотек на жестких дисках очень многие не отказались бы от пятидюймового монстрика терабайт эдак на 10 (что при нынешнем уровне технологий вполне достижимо для таких моделей), который будет использоваться как раз только для хранения и воспроизведения мультимедийных файлов (т. е. будет либо вторым в компьютере, либо вообще станет основой для стационарного ВЖД).

Почему производители не увеличивают количество дисков в этих моделях? На самом деле, увеличивают: несколько лет назад типичным было применение всего двух пластин, ныне же три-четыре для старших моделей в линейках — стандарт де-факто. Но слишком ускорять такой процесс не получается, поскольку, во-первых, ограничены внешние размеры, а во-вторых, многодисковые винчестеры требуют применения более сложной (и дорогой!) механики. По тем же причинам очень медленно растет со временем и «оборотистость» таких накопителей: дорого в производстве и не слишком-то нужно (на емкости не сказывается, а скорость последовательных операций лучше наращивать при помощи плотности записи). В общем, по всем этим причинам на сегодняшний день стандартным вариантом для массовых жестких дисков стал следующий: пластины диаметром 3,5 дюйма, общим количеством до четырех (пять в некоторых моделях одного производителя), вращающиеся со скоростью 7200 оборотов в минуту.

Высокоскоростные накопители

Требуется: высокая скорость выполнения случайных операций.

Желательна: высокая производительность на линейных шаблонах.

Попробуем подняться классом выше — на уровень накопителей для рабочих станций и серверов. Здесь не нужна слишком уж высокая емкость отдельного диска — они все равно используются в составе массивов. Да и из двух видов производительности существенно более важны случайные модели доступа. Именно поэтому производители таких моделей практически всегда предлагают рынку высокооборотистые (частота вращения 10-15 тысяч оборотов в минуту) модели на пластинах уменьшенного диаметра (2,5-2,8 дюйма). Как мы уже писали выше, это приводит к тому, что по скорости выполнения последовательных операций они не сильно-то лучше представителей массовых серий, да еще и очень сильно отстают от них по емкости: пластины маленькие, и их меньше (иначе слишком уж растет сложность изготовления накопителя и его энергопотребление). Впрочем, при этом скоростные показатели даже на последовательных шаблонах «более равномерны», поскольку выше скорость на внутренних дорожках, ну а производительность на случайных операциях, естественно, существенно выше, чем у всех остальных семейств жестких дисков.

Энергоэффективные НЖМД

Требуется: высокая емкость при низкой стоимости и энергопотреблении.

В последнее время направление «экологичных винчестеров» развивается бурными темпами. Во многом это связано с тем, что производительность не так уж и важна в ряде сфер. Особенно для некомпьютерного применения — в бытовом магнитофоне, к примеру, любая скорость будет избыточной, поскольку даже HD-поток исчисляется десятками мегабит, а даже самые древние винчестеры на последовательных операциях (случайных в таком устройстве не будет вовсе) способны на десятки мегабайт в секунду. Внешние жесткие диски до последнего времени были ограничены производительностью наиболее распространенного интерфейса USB 2.0, так что высокая скорость самому винчестеру тут тоже не нужна. Да и в компьютере вовсе не обязательно использовать диски с одинаковой скоростью — если винчестеров несколько, то часть из них, используемая преимущественно для хранения больших объемов данных, может быть медленнее «основного», на который установлена операционная система и прикладные программы. Но если скорость не важна, то на первое место начинают выходить уже такие параметры, как энергопотребление и шум, а уменьшить их, сохраняя емкость, можно простым снижением скорости вращения. Причем нельзя сказать, что производительность этих моделей так уж плоха — плотность-то записи растет постоянно (без этого увеличивать объем не получится), так что скорость выполнения линейных операций обычно несколько ниже, чем у массовых моделей того же поколения, но выше, чем у более ранних устройств (причины этого объяснены выше). В общем, в этот класс ныне попадают винчестеры с пластинами по 3,5 дюйма, но более низкой скоростью вращения, чем у типовых накопителей (7200 оборотов в минуту). Насколько более низкой? Зависит от моделей. Обычно от 5000 до 5900 об/мин, хотя мы не удивимся, если через некоторое время скорость вращения продолжит снижаться и далее.

Мобильные винчестеры

Требуется: компактность, низкое энергопотребление.

Желательна: высокая емкость.

Иногда потребление накопителей даже предыдущего класса оказывается слишком высоким, а в некоторых сферах их применение просто невозможно — например, в большинство ноутбуков винчестер на пластинах по 3,5 дюйма просто не поместится. Выход очевиден — нужно уменьшать диаметр пластин. Обычно это 2,5 дюйма, хотя бывает и меньше. От высокоскоростных же накопителей эти модели отличаются низкой скоростью вращения — максимум 7200 об/мин, а чаще 5400 или даже 4200 оборотов в минуту. Связано это не только с требованиями экономичности, но и с тем, что желательно получить максимально возможную емкость — так площадь пластины используется более полно, чем в моделях высокой производительности, в том числе и «неудобные» внутренние и самые дальние от центра дорожки. Но работают такие винчестеры медленно еще и по другой причине — приходится использовать и более компактную (а следовательно, и низкопроизводительную) механику магнитных головок. Все это приводит к тому, что даже самые быстрые ноутбучные модели медленнее не только массовых, но и энергоэффективных настольных винчестеров. Даже при большей скорости вращения и несмотря на уменьшенные пластины — головки приходится перемещать на меньшее расстояние, но и движутся они медленнее. Таким образом, топовый мобильный винчестер по скорости будет всегда проигрывать самому бюджетному «зеленому». А по емкости проиграет и массовому — ввиду жесткого ограничения на энергопотребление, в дисках с более высокой скоростью вращения приходится использовать меньшее количество пластин. Но этот самый уровень энергопотребления и в одном, и в другом случае просто недостижим для менее портативного класса винчестеров.

Итого

В целом, как видим, все достаточно просто и легко объяснимо. Правда у особо дотошных читателей уже наверняка на языке вертится вопрос — а почему же тогда диски разных производителей (и даже разных семейств одного производителя) даже при примерно равных низкоуровневых характеристиках нередко сильно различаются по производительности? Самый простой, но на деле ничего не объясняющий ответ — а потому, что у них разная электроника. В чем там бывают различия и как они сказываются на производительности и других характеристиках — все это будет темой следующих статей.