Лекция 8. Внешние запоминающие устройства

8.1. Что такое внешняя память

Внешняя память (ВЗУ) предназначена для длительного хранения программ и данных, и целостность её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер. В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором. Информация от ВЗУ к процессору и наоборот циркулирует примерно по следующей цепочке:

ОЗУ Кэш Процессор» height=24 src=»http://techn.sstu.ru/kafedri/%D0%BF%D0%BE%D0%B4%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F/1/MetMat/shaturn/inform/%D0%9B%D0%B5%D0%BA%D1%86%D0%B8%D1%8F%208/0008.gif» width=316>

В состав внешней памяти компьютера входят:

8.2. Накопители на гибких магнитных дисках

Дискета состоит из круглой полимерной подложки, покрытой с обеих сторон магнитным окислом и помещенной в пластиковую упаковку, на внутреннюю поверхность которой нанесено очищающее покрытие. В упаковке сделаны с двух сторон радиальные прорези, через которые головки считывания/записи накопителя получают доступ к диску.

Способ записи двоичной информации на магнитной среде называется магнитным кодированием. Он заключается в том, что магнитные домены в среде выстраиваются вдоль дорожек в направлении приложенного магнитного поля своими северными и южными полюсами. Обычно устанавливается однозначное соответствие между двоичной информацией и ориентацией магнитных доменов.

В настоящее время наибольшее распространение получили дискеты со следующими характеристиками: диаметр 3,5 дюйма (89 мм), ёмкость 1,44 Мбайт, число дорожек 80, количество секторов на дорожках 18.

В последнее время появились трехдюймовые дискеты, которые могут хранить до 3 Гбайт информации. Они изготовливаются по новой технологии Nano2 и требуют специального оборудования для чтения и записи.

8.3. Накопители на жестких магнитных дисках

Рис. 8.1. Винчестерский накопитель
со снятой крышкой корпуса

Как и у дискеты, рабочие поверхности платтеров разделены на кольцевые концентрические дорожки, а дорожки — на секторы. Головки считывания-записи вместе с их несущей конструкцией и дисками заключены в герметически закрытый корпус, называемый модулем данных. При установке модуля данных на дисковод он автоматически соединяется с системой, подкачивающей очищенный охлажденный воздух. Поверхность платтера имеет магнитное покрытие толщиной всего лишь в 1,1 мкм, а также слой смазки для предохранения головки от повреждения при опускании и подъёме на ходу. При вращении платтера над ним образуется воздушный слой, который обеспечивает воздушную подушку для зависания головки на высоте 0,5 мкм над поверхностью диска.

8.4. Накопители на компакт-дисках

CD-ROM представляет собой прозрачный полимерный диск диаметром 12 см и толщиной 1,2 мм, на одну сторону которого напылен светоотражающий слой алюминия, защищенный от повреждений слоем прозрачного лака. Толщина напыления составляет несколько десятитысячных долей миллиметра.

CD-ROM обладают высокой удельной информационной емкостью, что позволяет создавать на их основе справочные системы и учебные комплексы с большой иллюстративной базой. Один CD по информационной емкости равен почти 500 дискетам. Cчитывание информации с CD-ROM происходит с достаточно высокой скоростью, хотя и заметно меньшей, чем скорость работы накопителей на жестком диске. CD-ROM просты и удобны в работе, имеют низкую удельную стоимость хранения данных, практически не изнашиваются, не могут быть поражены вирусами, c них невозможно случайно стереть информацию.

В отличие от магнитных дисков, компакт-диски имеют не множество кольцевых дорожек, а одну — спиральную, как у грампластинок. В связи с этим, угловая скорость вращения диска не постоянна. Она линейно уменьшается в процессе продвижения читающей лазерной головки к краю диска.

Рис. 8.2. Накопитель CD-ROM

Для работы с CD-ROM нужно подключить к компьютеру накопитель CD-ROM (рис. 8.2), преобразующий последовательность углублений и выступов на поверхности CD-ROM в последовательность двоичных сигналов. Для этого используется считывающая головка с микролазером и светодиодом. Глубина впадин на поверхности диска равна четверти длины волны лазерного света. Если в двух последовательных тактах считывания информации луч света лазерной головки переходит с выступа на дно впадины или обратно, разность длин путей света в этих тактах меняется на полуволну, что вызывает усиление или ослабление совместно попадающих на светодиод прямого и отраженного от диска света.

Если в последовательных тактах считывания длина пути света не меняется, то и состояние светодиода не меняется. В результате ток через светодиод образует последовательность двоичных электрических сигналов, соответствующих сочетанию впадин и выступов на дорожке.

Профиль дорожки CD-ROM

Различная длина оптического пути луча света в двух последовательных тактах считывания информации соответствует двоичным единицам. Одинаковая длина соответствует двоичным нулям.

8.5. Записывающие оптические и магнитооптические накопители

· Записывающий накопитель CD-R (Compact Disk Recordable) способен, наряду с прочтением обычных компакт-дисков, записывать информацию на специальные оптические диски емкостью 650 Мбайт. В дисках CD-R отражающий слой выполнен из золотой пленки. Между этим слоем и поликарбонатной основой расположен регистрирующий слой из органического материала, темнеющего при нагревании. В процессе записи лазерный луч нагревает выбранные точки слоя, которые темнеют и перестают пропускать свет к отражающему слою, образуя участки, аналогичные впадинам. Накопители CD-R, благодаря сильному удешевлению, приобретают все большее распространение.

Рис.8.3. Накопитель CD-MO

· Накопитель на магнито-оптических компакт-дисках СD-MO (Compact Disk — Magneto Optical) (рис. 8.3). Диски СD-MO можно многократно использовать для записи. Ёмкость от 128 Мбайт до 2,6 Гбайт.

· Накопитель WARM (Write And Read Many times), позволяет производить многократную запись и считывание.

8.6. Накопители на магнитной ленте (стримеры) и накопители на сменных дисках

Рис. 8.4. Накопитель
на сменных дисках

Стримеры позволяют записать на небольшую кассету с магнитной лентой огромное количество информации. Встроенные в стример средства аппаратного сжатия позволяют автоматически уплотнять информацию перед её записью и восстанавливать после считывания, что увеличивает объём сохраняемой информации.

Недостатком стримеров является их сравнительно низкая скорость записи, поиска и считывания информации.

В последнее время всё шире используются накопители на сменных дисках, которые позволяют не только увеличивать объём хранимой информации, но и переносить информацию между компьютерами. Объём сменных дисков — от сотен Мбайт до нескольких Гигабайт.

Источник

Внешние носители информации

Для хранения и переноса информации с одного компьютера на другие удобно использовать внешние носители. В качестве носителей информации чаще всего выступают оптические диски (CD, DVD, Blu-Ray), флеш-накопители (флешки) и внешние жесткие диски. В этой статье мы разберем виды внешних носителей информации и ответим на вопрос «На чем хранить данные?»

Сейчас оптические диски постепенно отходят на второй план и это понятно. Оптические диски позволяют записать относительно небольшое количество информации. Также удобство использования оптического диска оставляет желать лучше, к тому же диски можно легко повредить, поцарапать, что приводит к потере читаемости диска. Однако для длительного хранения медиаинформации (фильмов, музыки) оптические диски подходят как никакой другой внешний носитель. Все медиацентры и видеопроигрыватели по-прежнему воспроизводят оптические диски.

Флешки

Флеш-накопители или по-простому «флешка» сейчас пользуется наибольшим спросом у пользователей. Ее малый размер и внушительные объемы памяти (до 64Гб и более) позволяют использовать для различных целей. Чаще всего флешки подключаются к компьютеру или медиацентр через порт USB. Отличительной особенность флешек является высокая скорость чтения и записи. Флешка имеет пластиковый корпус, внутрь которого помещена электронная плата с чипом памяти.

USB-флешки

К разновидностью флешек можно отнести карты памяти, которые с картриддером являются полноценной USB-флешкой. Удобство использование такого тандема позволяет хранить значительные объемы информации на различных картах памяти, которые будет занимать минимум места. К тому же вы всегда можете прочитать карту памяти вашего смартфона, фотоаппарата.

Флешки удобно использовать в повседневной жизни – переносить документы, сохранять и копировать различные файлы, просматривать видео и прослушивать музыку.

Внешние жесткие диски

Внешние жесткие диски технически представляют собой жесткий диск, помещенный в компактный корпус с USB адаптером и системой защиты от вибрации. Как известно жесткие диски обладают впечатляющими объемами дискового пространства, что в купе с мобильностью делает их очень привлекательными. На внешнем жестком диске вы сможете хранить всю свою видео и аудиоколлекцию. Однако для оптимальной работы внешнего жесткого диска требуется повышенная мощность питания. Один разъем USB не в силе обеспечить полноценное питание. Вот почему на внешних жестких дисках имеется двойной кабель USB. По габаритам внешние жесткие диски совеем небольшие, и могут легко поместиться в обычном кармане.

HDD боксы

Существуют HDD боксы, предназначенные для использования в качестве носителя информации обычный жесткий диск (HDD). Такие боксы представляют собой коробку с контроллером USB, к которому подключаются самые простые жесткие диски стационарного компьютера.

Таким образом, вы легко можете переносить информацию непосредственно с жесткого диска вашего компьютера напрямую, без дополнительного копирования и вставки. Такой вариант будет намного дешевле покупки внешнего жесткого диска, особенно если перенести на другой компьютер нужно почти весь раздел жесткого диска.

В общем случае, границы между этими разновидностями носителей довольно расплывчаты и могут варьироваться, в зависимости от ситуации и внешних условий.

Необходима подсказка, как устранить затертость с заднего бампера автомобиля.
Кто-то прижался во дворе и поцарапал. Деньги выкидывать для перекраску элемента нет желания, т.к дорого стоит.

Источник

Как выбрать внешний жесткий диск (HDD)

Пора увеличивать дисковую память и неудивительно, что многие в первую очередь вспоминают о внешних жестких дисках – ведь это самый простой способ подключить к системе дополнительный жесткий диск, а в случае с многими планшетами – так и вовсе единственный.

Сегодня в продаже встречаются внешние жесткие диски двух видов – SSD и HDD.

SSD (Solid State Disk – Твердотельный диск) использует для хранения данных микросхемы flash-памяти. SSD являются, фактически, разновидностью USB flash накопителей, отличаясь от «флешек» габаритами, максимальным объемом, наличием кэш-памяти и высокими скоростными показателями.

HDD (Hard Disk Drive – Накопитель на жестком диске) хранит данные на дисках из ферромагнитного материала, запись и чтение производится с помощью блока головок. Поэтому скорости чтения-записи у жестких дисков в разы (а в некоторых случаях – в десятки раз) меньше, чем у SSD. Кроме того, HDD боятся сотрясений во время работы – зазор между головкой и вращающимся диском составляет всего около 0,1 мкм, касание же головкой диска может привести к потере данных и даже к выходу HDD из строя. Почему же HDD сохраняют популярность?

— HDD намного дешевле. Средний HDD почти в 10 раз дешевле аналогичного по емкости SSD.

— Максимальный объем HDD больше – в продаже можно найти HDD накопители объемом до 24 ТБ. У SSD предел скромнее – 2 ТБ.

— При частой перезаписи данных HDD проработает дольше – у SSD ограничено количество циклов записи. Использование SSD в качестве рабочего диска для часто меняющихся данных быстро выведет его из строя. У HDD такого недостатка нет.

Резюмируя, можно сказать, что если вам нужен мобильный и не боящийся ударов накопитель не слишком большого объема для хранения редко меняющихся данных (архивы, музыка, изображения, видеофайлы, базы данных) и вам важна скорость чтения с этого накопителя, то SSD подойдет лучше.

Если же вам нужен диск большого объема по минимальной цене, и вы готовы мириться с недостатками HDD, то осталось только разобраться в остальных его характеристиках и выбрать модель, наиболее вам подходящую.

Характеристки внешних жестких дисков

Объем– основной параметр любого накопителя, определяющий как его привлекательность, так и цену. «Аппетиты» современных программ постоянно растут, как и объемы видеофайлов и файлов с фотографиями, поэтому желание приобрести накопитель большого объема вполне понятно. С другой стороны внешние HDD большого объема стоят дороже иного компьютера. Где же «золотая середина»?

Как видно из графика, выгоднее всего покупать диски объема 4-8 ТБ – у них стоимость 1 ТБ объема будет самой низкой.

Форм-фактор.

Исторически сложилось, что жесткие диски для компьютеров и ноутбуков выпускаются в двух форм-факторах – 2,5″ – для ноутбуков и 3,5″ – для стационарных компьютеров.

А поскольку внешний жесткий диск – это обычный жесткий диск в отдельном корпусе, форм-факторы сохранились те же – 3,5″ и 2,5″. Диски форм-фактора 2,5″ компактнее и мобильнее, но максимальный объем их ограничен 5ТБ. Внешние HDD большего объема бывают либо в форм-факторе 3,5″, либо составные из нескольких HDD.

Вид накопителя.

Портативныевнешние диски имеют небольшой размер и не требуют отдельного питания. Большинство портативных HDD выполнены в форм-факторе 2,5″. Портативный HDD удобно использовать в качестве мобильного накопителя для ноутбука или планшета.

Стационарные жесткие диски могут состоять из одного или нескольких HDD и достигать объема 24 ТБ. Стационарные накопители зачастую требуют отдельного питания, кроме того, их размеры и вес намного больше, чем у портативных. Такой жесткий диск лучше использовать в качестве внешнего накопителя для стационарного компьютера.

Скорость вращения шпинделя влияет на скорость чтения и записи данных с жесткого диска. Разница особенно сильно проявляется при записи и чтении больших нефрагментированных файлов, но и при работе с мелкими файлами скорость доступа к данным на более высокооборотистых HDD, как правило, выше. Это справедливо для сравнимых HDD одного производителя, к примеру, жесткие диски WD с частотой вращения шпинделя в 5400 rpm почти вдвое уступают по скорости чтения дискам того же производителя, но с частотой вращения 7200 rpm.

Сравнительный анализ скорости чтения 3х жестких дисков WesternDigital в различных режимах работы

Сравнивать по скорости вращения шпинделя разные жесткие диски разных производителей некорректно – скорость чтения/записи зависит не только от частоты вращения, но и от скорости позиционирования головок, от схемотехники контроллера жесткого диска и т.д.

Объем кэш-памяти.

Кэш-память предназначена для буферизации данных перед чтением и записью на диск, для хранения часто используемой информации (индексов, загрузочных записей, таблиц размещения файлов) или информации, которая может потребоваться в ближайшее время (например, содержимое секторов, ближайших к уже прочитанному). Наличие кэш-памяти значительно ускоряет работу с данными на жестком диске.

А вот объем кэш-памяти влияет на скорость работы незначительно – минимального для современных жестких дисков объема кэша в 8 МБ вполне достаточно для хранения служебной информации о диске, а для заметного ускорения работы за счет кэширования необходимо, чтобы объем кэша заметно превышал объем обрабатываемых файлов.

Поскольку размер в десятки мегабайт для современных файлов совсем не редкость, то проявляться эффект ускорения за счет кэширования будет нечасто. При работе с небольшими файлами разницу между объемом кэша в 8 МБ и в 64 МБ еще можно будет заметить, а вот между 32 и 64 уже вряд ли. При работе же с большими файлами размер кэша вообще не повлияет на скорость их считывания или записи.

Интерфейс подключения.

— USB 2.0 на сегодняшний день считается уже устаревшим. Его максимальная пропускная способность составляет 480 Мб/с (т.е. 60 Мбайт/с), а скорости чтения/записи на современных HDD зачастую превышают 100 Мбайт/с. Впрочем, такую скорость жесткие диски выдают только при чтении или записи больших нефрагментированных файлов, при обычной работе скорость будет в разы меньше. Но если вы часто копируете на внешний диск и обратно большие файлы (например, фильмы) и хотите, чтобы процесс шел побыстрее, то лучше предпочесть накопитель с более скоростным интерфейсом.

— USB 3.0 имеет максимальную скорость передачи данных 5 Гб/с, чего вполне достаточно для любого жесткого диска. С учетом распространенности этого интерфейса его можно считать оптимальным для внешних жестких дисков на сегодняшний день, тем более что обратная совместимость интерфейса USB позволяет подключать устройства USB 3.0 к старым компьютерам, не имеющим USB 3.0 портов (разумеется, со снижением скорости до стандартов 2.0). Но следует иметь в виду, что сила тока в разъеме USB 3.0 может быть почти в два раза выше, чем у 2.0, и многие USB 3.0 устройства рассчитаны именно на повышенный ток. И в этом случае устройство просто не заработает, будучи подключено к разъему USB 2.0. Проблемы не возникнет, если у жесткого диска есть отдельное питание, но такой накопитель скорее всего не получится использовать в отрыве от розетки.

Нельзя забывать, что повышенное энергопотребление USB 3.0 устройств ведет к сокращению срока автономной работы ноутбуков и планшетов. С USB 2.0 устройством розетка потребуется не так быстро.

— USB 3.1 имеет максимальную скорость в 10Гб/с, что для жестких дисков является даже излишним, поэтому гнаться за поддержкой именно этого интерфейса не стоит – жесткий диск все равно не сможет обеспечить скорость передачи данных, при которой будет важна поддержка именно USB 3.1. Обратная совместимость работает и с этим интерфейсом, USB 3.1 устройство можно подключать к разъемам USB 3.0 и USB 2.0 – но только в том случае, если интерфейсный кабель снабжен разъемом Standard-A (Type-A). Многие внешние жесткие диски с этим интерфейсом комплектуются переходником, позволяющим подключать их к любому типу разъема. Более практичный вариант – универсальный интерфейсный кабель с двумя разъемами или с разъемом-трансформером.

— Thunderbolt применяется только на компьютерах Apple, поэтому внешний жесткий диск с поддержкой этого интерфейса будет интересен в первую очередь владельцам MacBook-ов и iMac-ов. Впрочем, чтобы не терять остальных покупателей, большинство производителей устройств с поддержкой thunderbolt снабжают их также поддержкой USB 3.0/3.1

-Firewire (IEEE 1394) – стандарт, разработанный фирмой Apple в 1995г, обеспечивал скорость до 400Мб/с, чем – на тот момент – значительно превосходил другие существующие стандарты. В конце 90-х годов стандарт считался наиболее перспективным, но лицензионная политика Apple и слабая совместимость между различными версиями стандарта привели к тому, что на сегодняшний день он уже почти не применяется, повсеместно уступив стандарту USB 3.0/3.1

Защита от внешнего воздействия – немаловажная для всех для внешних накопителей характеристика в случае жестких дисков становится еще более востребованной. Если вы подбираете внешний жесткий диск для ноутбука или планшета и собираетесь эксплуатировать его в самых различных условиях, озаботьтесь наличием на жестком диске защиты от ударовили, хотя бы, чтобы он был в резиновомили силиконовомкорпусе. Для работы на открытом воздухе или в производственных помещениях не повредит наличиезащиты от пыли и влаги.

Варианты выбора внешних жестких дисков

Если вам нужен внешний жесткий диск по минимальной цене, имейте в виду, что накопители объемом в 500Гб имеют самую большую стоимость единицы объема среди всех внешних жестких дисков. Лучше с минимальной доплатой приобрести диск объемом от 1 ТБ.

Если вы желаете получить максимум объема за минимум денег, выбирайте среди внешних жестких дисков объема 4-8 ТБ – в этом диапазоне стоимость 1 ТБ самая низкая.

Если вам важна скорость обмена данных с накопителем, выбирайте среди внешних жестких дисков с частотой вращения шпинделя 7200 rpm

Если вы хотите надолго забыть о недостатке места, выбирайте среди жестких дисков большого объема – 8-10 ТБ.

Если вы собираетесь использовать накопитель в не самых благоприятных условиях и опасаетесь за его сохранность, выбирайте модели в корпусе из резины или силикона и с защитой от внешних воздействий.

Источник

Топ-7 внешних носителей информации: от CD до NAS-сервера

В век компьютеризации у каждого из нас появляется всё больше данных в электронном виде: видео, фотографии, фильмы, книги… Как и где их хранить? Какие носители данных будут лучшими?

Внешний накопитель

Большинство людей предпочитают использовать портативный накопитель. Он позволяет переносить и хранить гораздо больше данных, чем флеш-накопитель. Память помещена в специальный корпус, оснащённый интерфейсом USB 2.0 или новее. Вы можете купить два типа переносных дисков — HDD и SSD. На рынке доступны модели ёмкостью 320 ГБ и 3 ТБ. Как правило 1 ТБ бывает достаточно.

Первым изобретением, помимо жёстких дисков, приводов и носителей, с которым мы чаще всего имели дело всего несколько лет назад, был компакт-диск. Сегодня CD по-прежнему популярен, хотя, конечно, и вытеснен другими накопителями.

Вы можете купить компакт-диски ёмкостью от 650 до 900 МБ. Есть диски CD-R и CD-RW на выбор. Первые характеризуются тем, что однажды записанные данные больше не могут быть удалены или изменены. Таким образом, такой CD-R является одноразовым.

Диски CD-RW можно очистить в любое время. Такие диски многоразовые. Однако стоит знать, что независимо от того, делаете ли вы ставку на CD-R или CD-RW, это очень хрупкий носитель данных. Что это значит? Если на его поверхности образуется даже небольшая царапина, легко потерять написанный на ней материал. Поэтому используйте диски CD-R и CD-RW, чтобы сохранять только неважные или редко используемые файлы.

Популярный носитель данных, о котором всё чаще забывают, — это DVD. Конечно, это не означает, что от него полностью отказались, но DVD используется сейчас только для просмотра фильмов в стационарных проигрывателях.

DVD-диски имеют ёмкость 4,7 ГБ и могут быть приобретены в нескольких версиях. DVD-R / + R являются эквивалентами дисков CD-R, поэтому однажды записанные данные удалить невозможно.

Диск DVD-RW, как и диск CD-RW, можно стереть и снова записать в любое время. Отдельно стоит упомянуть диск DVD-R DL — это особый вид DVD-R. Он имеет два записывающих слоя, что позволило увеличить ёмкость до 8,5 ГБ по сравнению с обычным диском.

Blu-Ray диск

Вы также можете купить диски Blu-Ray. В отличие от CD / DVD, здесь используется синий лазер, что позволяет значительно увеличить плотность записи. Итак, выбрав базовую версию диска, вы можете сохранить до 25 ГБ данных. Конечно, есть и более крупные альбомы. Такие многослойные носители имеют до нескольких сотен ГБ. Диски Blu-Ray используются для хранения фильмов. На них записывается высококачественная продукция — Full HD.

Карта памяти

В некоторых устройствах, например, цифровых фотоаппаратах, смартфонах и планшетах используются карты памяти. Есть много типов и мощностей на выбор. На самом деле, их следует подбирать под конкретные устройства. Для их чтения на других устройствах требуется специальный адаптер. Карта вставляется в него, а затем подключается к USB-порту. В ноутбуках часто есть специальный слот для чтения карт памяти.

Флешка

Сегодня, благодаря простоте использования, возможностям, большому объёму памяти, а также невысокой цене, наиболее часто используемым носителем информации является флеш-накопитель. Это флеш-память, размещённая в корпусе для защиты от повреждений, и зачастую она просто имеет привлекательный вид. Большое удобство флешки в том, что её можно подключить к компьютеру через порт USB. Это позволяет в дальнейшем подключать память не только к компьютерам, но и к другим устройствам, например, к телевизору.

Объём памяти на флешке может отличаться. Стандарт 4 Гб, но есть и более, и менее ёмкие носители. Есть и такие, которые поддерживают стандарт USB 3.0, что гарантирует быструю запись данных.

NAS-сервер

Сервер NAS также можно использовать для хранения данных. Он обеспечивает удалённый доступ к данным, которые хранятся на установленных в нём дисках. Для этого используется сеть. Как правило, достаточно использовать NAS-серверы ёмкостью в несколько ТБ. Выбирая сервер NAS, вы получаете доступ ко всем важным данным с различных устройств. Важно, чтобы все они находились в одной локальной сети.

Источник