Как называется информация хранящаяся на информационном носителе hdd?

16 ответов на вопрос “Как называется информация хранящаяся на информационном носителе hdd?”

Фикса 06-01-2020 Ответить

Жесткий диск – компьютерный носитель информации. Используется для хранения данных, включая изображения, музыку, видео, текстовые документы и любые созданные или загруженные материалы. Кроме того, содержат файлы для операционной системы и программного обеспечения.
Первые винчестеры вмещали до нескольких десятков Мбайт. Постоянно развивающаяся технология позволяет современным HDD хранить терабайты информации. Это около 400 фильмов со средним расширением, 80 000 песен в mp3-формате или 70 компьютерных ролевых игр, аналогичных «Скайрим», на одном устройстве.

Дискета

Floppy, или гибкий магнитный диск, – носитель информации, созданный IBM в 1967 году как альтернатива HDD. Дискеты стоили дешевле винчестеров и предназначались для хранения электронных данных. На ранних компьютерах не было CD-ROM или USB. Гибкие диски были единственным способом установки новой программы или резервного копирования.
Вместительность каждой 3,5-дюймовой дискеты была до 1,44 Мбайт, когда одна программа «весила» не менее полутора мегабайт. Поэтому версия Windows 95 появилась сразу на 13 дискетах DMF. Floppy disk на 2,88 Мбайт появился только в 1987 году. Просуществовал этот электронный носитель информации до 2011 года. В современной комплектации компьютеров отсутствуют флоппи-дисководы.

Оптические носители

С появлением квантового генератора началась популяризация оптических запоминающих устройств. Запись осуществляется лазером, а считываются данные за счет оптического излучения. Примеры носителей информации:
Blu-ray диски;
CD-ROM диски;
CD-R и CD-RW диски;
DVD-R, DVD+R, DVD-RW и DVD+RW.
Устройство представляет собой диск, покрытый слоем поликарбоната. На поверхности находятся микроуглубления, которые считываются лазером при сканировании. Первый коммерческий лазерный диск появился на рынке в 1978 году, а в 1982 году японская компания SONY и Philips выпустили в продажу компакт-диски. Их диаметр составлял 12 см, а разрешение было увеличено до 16 бит.
Электронные носители информации формата CD использовались исключительно для воспроизведения звуковой записи. Но на то время это была передовая технология, за которую в 2009 году Royal Philips Electronics получила награду IEEE. А в январе 2015 года CD был награжден как ценнейшая инновация.
В 1995 году появились цифровые универсальные диски или DVD, ставшие оптическими носителями нового поколения. Для их создания использовалась технология другого типа. Вместо красного лазер DVD использует более короткий инфракрасный свет, что увеличивает объем носителя информации. Двухслойные DVD-диски способны хранить до 8,5 Гбайта данных.

Flash-память

Флеш-память – это интегральная микросхема, которая не требует постоянной мощности для сохранения данных. Другими словами, это энергонезависимая полупроводниковая компьютерная память. Запоминающие устройства с флеш-памятью постепенно завоевывают рынок, вытесняя магнитные носители.
Преимущества Flash-технологии:
компактность и мобильность;
большой объем;
высокая скорость работы;
низкое энергопотребление.
К запоминающим устройствам Flash-типа относят:
USB-флешки. Это самый простой и дешевый носитель информации. Используется для многократной записи, хранения и передачи данных. Размеры варьируются от 2 Гбайт до 1 Тбайта. Содержит микросхему памяти в пластиковом или алюминиевом корпусе с USB-разъёмом.
Карты памяти. Разработаны для хранения данных на телефонах, планшетах, цифровых фотоаппаратах и других электронных девайсах. Отличаются размером, совместимостью и объемом.
SSD. Твердотельный накопитель с энергонезависимой памятью. Это альтернатива стандартному жесткому диску. Но в отличие от винчестеров у SSD нет движущийся магнитной головки. За счет этого они обеспечивают быстрый доступ к данным, не издают скрипов, как HDD. Из недостатков – высокая цена.

Облачные хранилища

Облачные онлайн-хранилища – это современные носители информации, представляющие собой сеть из мощных серверов. Вся информация хранится удаленно. Каждый пользователь может получать к данным доступ в любое время и из любой точки мира. Недостаток в полной зависимости от интернета. Если у вас нет подключения к Сети или Wi-Fi, доступ к данным закрыт.

Облачные хранилища гораздо дешевле своих физических аналогов и обладают большим объемом. Технология активно используется в корпоративной и образовательной среде, разработке и проектировании веб-приложений компьютерного софта. На облаке можно хранить любые файлы, программы, резервные копии, использовать их как среду разработки.
Из всех перечисленных видов носителей информации самыми перспективными являются облачные хранилища. Также все больше пользователей ПК переходят с магнитных жестких дисков на твердотельные накопители и носители с Flash-памятью. Развитие голографических технологий и искусственного интеллекта обещает появление принципиально новых девайсов, которые оставят флешки, SDD и диски далеко позади.
Kandis 06-01-2020 Ответить

Информация может храниться не только в памяти компьютера, но и в различных устройствах. С их помощью можно переносить данные с одного компьютера на другой. К ним относятся:
Дискета (Флоппи диск)
Жесткий Диск (HDD)
CD/DVD диск
Флэшка(USB накопитель)
Карта память Micro SD
SSD диск

Дискета(Флоппи диск)

Позволяет хранить относительно небольшой объем информации (около 1,44 Мегабайта).Сейчас практически не используется.Для прочтения данных необходимо вставить ее во флоппи-дисковод, который расположен на передней панели системного блока

Жесткий Диск (винт, винчестер, накопитель на жестких магнитных дисках, НЖМД, HDD, HMDD)

Запоминающее устройство, основанное на принципе магнитной записи. Может содержать значительные объемы информации (до нескольких террабайт). Чаще всего подключается внутри системного блока

CD/DVD диск

Оптические диски предназначенные для хранения информации. 700 Мегабайт можно хранить на CD диске и до 4,7 гигабайт на DVD диске. Чтение и запись с этих дисков производится специальными приводами CD/DVD-ROM.

Флэшка (USB накопитель)

Это удобное компактное устройство, вмещающее в себя от нескольких мегабайт до десятков гигабайт. Подключается флэшка к компьютеру через специальное гнездо (USB -порт) на задней или передней панели системного блока.

Карта памяти MicroSD

Один из вариантов SD карт, носитель информации, чаще всего предназначенный для использования в портативной технике (смартфоны планшет, видеокамеры итп) объемом до нескольких гигабайт. Чтобы прочитать такую карту на компьютере необходим кардридер

SSD диск

Твердотельный накопитель — компьютерное энергонезависимое, немеханическое запоминающее устройство на основе микросхем памяти, альтернатива жестким дискам(HDD). Может содержать большие объемы информации (до нескольких сотен гигабайт).Отличается высокой скоростью, но менее надежен чем HDD

Единицы информации

Минимальная единица информации с которой работает компьютер -э то бит.Более крупные единицы информации:
Байт (Б)8 битКилобайт (КБ)1024 БайтаМегабайт (МБ)1024 КилобайтаГигабайт (Гб)1024 МегабайтаТерабайт (Тб)1024 Гигабайта

Тест на знание электронных носителей информации:
Codeholding 06-01-2020 Ответить

Жесткий диск состоит из пяти основных частей. И первая из них – интегральная схема, которая синхронизирует работу диска с компьютером и управляет всеми процессами.

Вторая часть – электромотор (шпиндель), заставляет вращаться диск со скоростью примерно 7200 об/мин, а интегральная схема поддерживает скорость вращения постоянной.
А теперь третья, наверное самая важная часть – коромысло, которое может как записывать, так и считывать информацию. Конец коромысла обычно разделен, для того чтобы можно было работать сразу с несколькими дисками. Однако головка коромысла никогда не соприкасается с дисками. Существует зазор между поверхностью диска и головкой, размер этого зазора примерно в пять тысяч раз меньше толщины человеческого волоса!
Но давайте все же посмотрим, что случится, если зазор исчезнет и головка коромысла соприкоснется с поверхностью вращающегося диска. Мы все еще со школы помним, что F=m*a (второй закон Ньютона, по-моему), из которого следует, что предмет с небольшой массой и огромным ускорением – становится невероятно тяжелым. Учитывая огромную скорость вращения самого диска, вес головки коромысла становится весьма и весьма ощутимым. Естественно, что повреждение диска в таком случае неизбежно. Кстати, вот что случилось с диском, у которого этот зазор по каким то причинам исчез:

Так же важна роль силы трения, т.е. ее практически полного отсутствия, когда коромысло начинает считывать информацию, при этом смещаясь до 60 раз за секунду. Но постойте, где же здесь находится двигатель, что приводит в движение коромысло, да еще с такой скоростью? На самом деле его не видно, потому что это электромагнитная система, работающая на взаимодействии 2 сил природы: электричества и магнетизма. Такое взаимодействия позволяет разгонять коромысло до скоростей света, в прямом смысле.

Четвертая часть – сам жесткий диск, это то, куда записывается и откуда считывается информация, кстати их может быть несколько.
Ну и пятая, завершающая часть конструкции жесткого диска – это конечно же корпус, в который устанавливаются все остальные компоненты. Материалы применяются следующие: почти весь корпус выполнен из пластмассы, но верхняя крышка всегда металлическая. Корпус в собранном виде нередко называют “гермозоной”. Бытует мнение, что внутри гермозоны нету воздуха, а точнее, что там – вакуум. Мнение это опирается на тот факт, что при таких высоких скоростях вращения диска, даже пылинка, попавшая внутрь, может натворить много нехорошего. И это почти верно, разве что вакуума там никакого нету – а есть очищенный, осушенный воздух или нейтральный газ – азот например. Хотя, возможно в более ранних версиях жестких дисков, вместо того, чтобы очищать воздух – его просто откачивали.
Это мы говорили про компоненты, т.е. из чего состоит жесткий диск. Теперь давайте поговорим про хранение данных.

Как и в каком виде хранятся данные на жестком диске компьютера

Данные хранятся в узких дорожках на поверхности диска. При производстве, на диск наносится более 200 тысяч таких дорожек. Каждая из дорожек разделена на секторы.

Карты дорожек и секторов позволяют определить, куда записать или где считать информацию. Опять же вся информация о секторах и дорожках находится в памяти интегральной микросхемы, которая, в отличие от других компонентов жесткого диска, размещена не внутри корпуса, а снаружи и обычно снизу.
Сама поверхность диска – гладкая и блестящая, но это только на первый взгляд. При более близком рассмотрении структура поверхности оказывается сложнее. Дело в том, что диск изготавливается из металлического сплава, покрытого ферромагнитным слоем. Этот слой как раз и делает всю работу. Ферромагнитный слой запоминает всю информацию, как? Очень просто. Головка коромысла намагничивает микроскопическую область на пленке (ферромагнитном слое), устанавливая магнитный момент такой ячейки в одно из состояний: о или 1. Каждый такой ноль и единица называются битами. Таким образом, любая информация, записанная на жестком диске, по-факту представляет собой определенную последовательность и определенное количество нулей и единиц. Например, фотография хорошего качества занимает около 29 миллионов таких ячеек, и разбросана по 12 различным секторам. Да, звучит впечатляюще, однако в действительности – такое огромное количество битов занимает очень маленький участок на поверхности диска. Каждый квадратный сантиметр поверхности жесткого диска включает в себя несколько десятков миллиардов битов.

Принцип работы жесткого диска

Мы только что с вами рассмотрели устройство жесткого диска, каждый его компонент по отдельности. Теперь предлагаю связать все в некую систему, благодаря чему будет понятен сам принцип работы жесткого диска.
Итак, принцип, по которому работает жесткий диск следующий: когда жесткий диск включается в работу – это значит либо на него осуществляется запись, либо с него идет чтение информации, или с него загружается ОС, электромотор (шпиндель) начинает набирать обороты, а поскольку жесткие диски закреплены на самом шпинделе, соответственно они вместе с ним тоже начинают вращаться. И пока обороты диска(ов) не достигли того уровня, чтобы между головкой коромысла и диском образовалась воздушная подушка, коромысло во избежание повреждений находится в специальной “парковочной зоне”. Вот как это выглядит.

Как только обороты достигают нужного уровня, сервопривод (электромагнитный двигатель) приводит в движение коромысло, которое уже позиционируется в то место, куда нужно записать или откуда считать информацию. Этому как раз способствует интегральная микросхема, которая управляет всеми движениями коромысла.
Распространено мнение, этакий миф, что в моменты времени, когда диск “простаивает”, т.е. с ним временно не осуществляется никаких операций чтения/записи, жесткие диски внутри перестают вращаться. Это действительно миф, ибо на самом деле, жесткие диски внутри корпуса вращаются постоянно, даже тогда, когда винчестер находится в энергосберегающем режиме и на него ничего не записывается.
Ну вот мы и рассмотрели с вами устройство жесткого диска компьютера во всех подробностях. Конечно же, в рамках одной статьи, нельзя рассказать обо всем, что касается жестких дисков. Например в этой статье не было сказано про интерфейсы жесткого диска – это большая тема, я решил написать про это отдельную статью.
Нашел интересное видео, про то, как работает жесткий диск в разных режимах
Всем спасибо за внимание, если вы еще не подписаны на обновления этого сайта – очень рекомендую это сделать, дабы не пропустить интересные и полезные материалы. До встречи на страницах блога!
NiceTV 06-01-2020 Ответить

Всем доброго дня! Хотел бы создать эдакую статью — обсуждение. Не знаю, пройдет ли она под формат сайта, но, думаю многим будет интересно и полезно найти ответы на многие вопросы. Достоверного ответа на последующий вопрос в сети я не нашел (плохо искал, наверное).

Вопрос следующий: «На чём хранить архивные данные. Что будет служить максимально долго и хватит на мой век, чтобы передать детям и внукам?».
Разговор пойдет не о секретных данных разведки, не о хранении порно, говорить будем о бытовом:«Хранение семейных фото и видео».
Начну с того, что столкнулся с тем, что компакт-диски, которые были записаны нам в подарок в школе, решили открыть через 10 лет. Ииии… как многие догадались, открылся один из 20 штук… и то битый. Почему? Элементарно… Он разрушился! ОНИ разрушились…
Я всегда считал, что хранение информации на электронных носителях — самый лучший способ, самый компактный, самый надежный! Ай нет! Магнитные слои размагничиваются, электронные компоненты разряжаются, тонкие отражающие слои на компакт дисках меняют свой состав, цвет, да и попросту отслаиваются со временем. Как итог: информация «портится», а так как мы живем в цифровое, а не аналоговое время, то мы теряем не фрагмент, а, практически полностью весь блок. Конечно, многие мне возразят, что есть методики восстановления испорченных или частично утерянных данных. Что-то «дорисовывается», что-то считывается многократно, дабы уловить остаточные магнитные волнения, но это всё не серьёзно!
Обычный бытовой потребитель хочет просто: 1.Приобрести 2.Записать 3.Открыть через много лет и не разочароваться.
Кто что может посоветовать?
Интернет даёт следующие советы:
1.Писать на BD диски хорошего качества, в один проход, и как можно реже считывать данные и в принципе спрятать диск в недоступное от всех и всего место!
2.SSD диски хорошего качества, не очень высокого объема, с резервным источником питания на время хранения.
3.Увеличение резервных копий и использование облачных сервисов
4. LTO носители. Малопопулярно, дорого, но долговечнее многих других
5. Перфоленты 🙂 ну это уже так, от меня)))
Жду резонных предложений! Вопрос простой, ситуация сложная…
edge_of_dream 06-01-2020 Ответить

Несмотря на это, память типа SRAM находит свое применение в персональных компьютерах в качестве кэш-памяти.
Кэш-память или по-другому память немедленного доступа интегрирована непосредственно в процессор. Контроллер кэша способен предугадывать, какие данные понадобятся процессору в ближайшее время. Естественно, что считывание информации, которая расположена в высокоскоростном буфере непосредственно на кристалле процессора, происходит гораздо быстрее, чем обращение к микросхемам ОЗУ, расположенным на материнской плате. Следует отметить, что из-за небольшого объема кэш-области (как правило, несколько десятков Мбайт) различают кэш-попадания и кэш-промахи. Понятно, что в случае кэш- попадания процессор быстро получает необходимые ему данные и не находится в состоянии ожидания, а вот в случае кэш-промаха процессор вынужден обратиться к оперативной памяти.
К внешним запоминающим устройствам (ВЗУ) относятся накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД, в том числе внешние), накопители на компакт-дисках (CD-ROM), DVD-накопители, Blu-Ray-накопители, флэш- накопители, магнитооптические накопители. Назначение ВЗУ — хранение больших объемов информации пользователя, запись и выдача хранимой информации по запросу в оперативное запоминающее устройство.
Жесткие магнитные диски
Представленный впервые компанией IBM в 1956 г. накопитель на жестких магнитных дисках (HDD — Hard Disk Drive) позволяет хранить документы, фотографии, музыку, видео, программы, настройки операционной системы. Винчестер состоит из одной или нескольких пластин несъемного пакета жестких магнитных дисков, причем это устройство находится в едином герметичном корпусе, который называется HDA (Head Disk Assembly) — блок головок и дисков. Емкость винчестеров различна и составляет в среднем 160-750 Гбайт, хотя фирма Seagate уже выпустила жесткий диск объемом 3 Тб.
Информация на дисках записывается концентрическими кольцами — дорожками. В свою очередь, каждая дорожка разбита на определенное число секторов по 512 байт. Сектор является минимальным фрагментом, содержащим информацию. Совокупность дорожек, равноотстоящих от центра, на всех рабочих поверхностях пластин жесткого диска называется цилиндром.
Дорожки и сектора формируются в результате процедуры, которая называется форматированием. При форматировании несколько секторов объединяются в кластеры, и для операционной системы минимальным фрагментом является уже кластер. В рабочем состоянии над поверхностями диска движутся считываю- щие/записывающие головки. Чтобы головка получила доступ к нужной информации (сектору), ей нужно указать путь в виде номеров (Сторона/Дорожка/Сектор).
Жесткий диск обладает рядом характеристик, которые оказывают влияние, прежде всего, на скорость чтения/записи информации.
Скорость вращения диска — чем больше скорость вращения диска, тем больше скорость передачи данных.
Время поиска/время переключения головок — все магнитные головки диска находятся в каждый момент времени над одним и тем же цилиндром, и время переключения определяется тем, насколько быстро выполняется переключение между головками при чтении или записи.
Задержка позиционирования — после того, как головка оказывается над желаемой дорожкой, она ждет появления требуемого сектора на этой дорожке. Это время называется задержкой позиционирования и также измеряется в миллисекундах.
Время доступа к данным — общее время доступа к информации, которое определяется временем поиска нужной дорожки на диске и временем позиционирования внутри этой дорожки.
Кэш-память жесткого диска — у винчестера есть собственная буферная память, называемая кэш-памятью или просто кэшем. Организация обмена данными с кэшем важна для повышения быстродействия диска.
Важным параметром накопителя является используемая система обмена информацией между диском и материнской платой. Такая система называется интерфейсом жесткого диска.
Внешние (переносные) жесткие диски
Сегодня возможность хранения данных только на обычных жестких дисках ПК уже недостаточна для многих пользователей. Они хотят не только хранить любые данные, но и получить возможность брать их с собой в любое место. Поэтому можно определить следующие цели использования переносных HDD дисков:
1. Резервное копирование. Как и любое электронное устройство, жесткий диск ПК в любой момент может выйти из строя, поэтому периодическое копирование информации является хорошим стилем работы пользователя.
2. Дополнительное устройство хранения. Несмотря на значительные объемы современных стационарных жестких дисков, с течением времени происходит заполнение его архивами электронной почты, цифровыми фотографиями, музыкой, фильмами и т.д. Поэтому очевидно, что наличие дополнительного источника хранения информации очень уместно.
3. Основное устройство хранения. Важным преимуществом является безопасность и конфиденциальность ваших данных. Внешний накопитель с записанными на него данными совершенно не обязательно хранить рядом с ноутбуком. Именно поэтому жесткий диск вместе с важной информацией останется в целости и сохранности не только при форс-мажорных ситуациях, но также в случае утери или кражи, например, ноутбука.
Внешний HDD-накопитель представляет собой обычный жесткий диск и напоминает обычный бумажный органайзер. Толщина корпуса не превышает 15 миллиметров, и у него есть специальное углубление для интерфейсного USB- кабеля. Винчестер совершенно не нуждается в дополнительном питании и работает в операционных системах Windows от 2000 до 8, а также Linux и Mac OS X.
Внешние USB-винчестеры стали популярны начиная с 2000 г., благодаря начале эры мобильных устройств. Портативные жесткие диски различаются, в первую очередь, объемом и скоростью работы. Практически, внешние USB HDD, накопители имеют точно такие же объемы, что и обычные, так что сейчас можно купить внешний HDD объемом до 3 Тб и выше.
Что касается скорости работы внешних дисков, то она у них чуть ниже, чем у обычного внутреннего винчестера, потому что соединение через USB не может гарантировать такую же скорость, как у внутренних дисков.
Флэш-накопители
Флэш-память — особый вид энергонезависимой перезаписываемой полупроводниковой памяти, созданный на основе интерфейса USB. Ячейка флэш- памяти не содержит конденсаторов — типичная ячейка флэш-памяти состоит из одного транзистора особой архитектуры. Ячейка флэш-памяти прекрасно масштабируется, что достигается не только благодаря успехам в миниатюризации размеров транзисторов, но и благодаря конструктивным находкам, позволяющим в одной ячейке флэш-памяти хранить несколько бит информации.
На флэш-памяти основываются карты памяти, такие как Compact Flash, Secure Digital, Sony Memory Stick, Multi Media Card, которые применяются в портативной технике (MP3-плееры, цифровые камеры, мобильные телефоны, навигаторы). Объем флэш-памяти обычного USB-брелока варьируется в среднем от 4 Гб до 64 Гб.
Преимущества флэш-памяти:
– является энергонезависимым устройством;
– многократная перезапись данных;
– устойчивость к механическим воздействиям;
– компактность;
– информация может храниться очень длительное время (порядка 10, а по некоторым данным, и до 100 лет).
Недостатки флэш-памяти:
– стоит дороже, чем компакт-диски и винчестеры;
– работает существенно медленнее, чем оперативная память на основе микросхем SRAM и DRAM или жесткий диск;
– имеет ограничение по количеству циклов перезаписи. Предел колеблется от 10 000 до 1 000 000 циклов для разных типов микросхем. Хотя миллион операций записи/стирания — это совсем немало, наличие физического предела использования микросхемы памяти можно считать серьезным недостатком flash-устройств.
Оптические накопители CD-ROM
CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory — память только для чтения на компакт-диске) используется в качестве устройства внешней памяти и создан с применением оптических технологий. Первоначально (1979 г.) компакт-диски создавались для записи музыки, однако с 1984 г. компании Sony и Philips предложили технологию записи информации, которая позволила использовать компакт-диски для хранения информации в персональных компьютерах.
Компакт-диск представляет собой основу (подложку), выполненную из поликарбоната, на которую наносится фоторезисторный слой. При изготовлении подложки на ее поверхности формируется информационный рисунок, состоящий из впадин и промежутков между ними — площадок. На подложку напыляется тонкий слой алюминия. Поверх отражающего слоя наносится слой лака, защищающий диск от повреждений. Как правило, на защитный лак наносится текст этикетки.
Для чтения информации с компакт-диска используется луч лазера инфракрасного диапазона. Луч подается на вращающийся диск со стороны подложки, отражается от отражающего слоя и возвращается на специальный фоторецептор. При попадании луча на площадку он отражается обратно, а при попадании во впадину — нет. Соответственно, переходы между впадиной и площадкой считываются в единицу, а отсутствие переходов — в нуль. В результате на выходе фоторецептора формируются двоичные сигналы, повторяющие по форме информационный рисунок, которые превращаются в данные.
Диаметр поликарбонатной подложки составляет 120 мм, центрального отверстия — 15 мм, толщина — 1,2 мм. Объем стандартного диска не превышает 700 Мб. Скорость передачи данных накопителя CD-ROM указывается кратной 153,6 Кбайт/с. Маркировка 2х, 4х, 6х, 8х, 12х, 16х, 24х, … 52х показывает, во сколько раз быстрее устройство записывает данные по сравнению с односкоростным эталоном. Например, 52-скоростной привод обеспечивает максимальную скорость чтения (или записи) CD, равную 52 х 150 = 7800 Кб/с (7,08 Мб/с).
Основной недостаток стандартных CD-ROM — невозможность записывания данных, но начиная с 1991 г., появились устройства однократной записи CD-R (Recordable), а с 1996 г. и многоразовой записи CD-RW (Rewritable).
В перезаписываемых дисках используется промежуточный слой из органической пленки, изменяющей под воздействием луча свое фазовое состояние с аморфного на кристаллическое и обратно. Когда это вещество находится в аморфном состоянии, оно плохо отражает свет лазера. При переходе в кристаллическое состояние отражающая способность вещества резко возрастает. В результате меняется прозрачность слоя (в устройствах CD-R изменение возможно лишь один раз) и происходит фиксация изменений состояния материала регистрирующего слоя.
В накопителе CD-RW используются три режима работы лазера, отличающиеся мощностью луча: режим записи (максимальная мощность, обеспечивающая переход активного слоя в неотражающее аморфное состояние), режим стирания (возвращает активный слой в отражающее кристаллическое состояние) и режим чтения (самая низкая мощность, не влияющая на состояние активного слоя). Маркировка CD-рекордеров содержит три цифры: первая — скорость записи CD-R-дисков, вторая — скорость перезаписи (CD-RW-диски), третья — скорость чтения.
Обозначение 54х/24х/52х в паспортных данных накопителя означает скорости записи/перезаписи/чтения соответственно.
Диски могут выдерживать от тысяч до десятков тысяч циклов перезаписи, однако на сегодняшний день устройства однократной и многоразовой записи на CD морально устарели и в современных компьютерах не используются.
Оптические накопители DVD
Недостаточная емкость (650 или 700 Мбайт) компакт-дисков заставили производителей задуматься о новом формате оптических дисков. В 1995 г. был создан стандарт дисков CD-ROM большой емкости, первоначально получивший название DVD (Digital Video Disk — цифровой универсальный диск), предназначенный для записи видеофильмов. Позже DVD-диски стали использовать для записи информации, пригодной для использования в персональных компьютерах, его стали называть Digital Versatile Disk — цифровой универсальный диск.
В отличие от CD-дисков, которые могли быть только односторонними и однослойными, DVD могут быть также двухслойными и двусторонними. Таким образом, существует 4 варианта DVD-дисков: DVD-5 (односторонний однослойный, емкость 4,7 Гбайт), DVD-9 (односторонний двухслойный, 8,5 Гбайт), DVD-10 (двусторонний однослойный, 9,4 Гбайт) и DVD-18 (двусторонний двухслойный, 17 Гбайт). Диски DVD имеют тот же диаметр (120 мм), что и компакт-диски.
Возможность изготовления двухслойных дисков (отражающий материал первого слоя является полупрозрачным, так что можно фокусировать лазер на лежащем над ним втором отражающем слое) позволила поднять емкость еще почти в два раза. Двусторонний диск представляет собой два односторонних, склеенных тыльными слоями друг с другом (общая толщина диска при этом остается равной 1,2 мм).
Кроме того, благодаря применению вместо лазера с длиной волны 780 нм лазера длиной волны 635 или 650 нм удалось сократить минимальную длину впадин и площадок с 0,83 до 0,4 микрона, а расстояние между дорожками — с 1,6 до 0,74 микроне, что дало общий выигрыш в емкости в 4,5 раза. При использовании обеих сторон общий объем достигается 17,0 Гбайт, т.е. равен суммарному объему 26 обычных компакт-дисков.
Скорость передачи данных накопителя DVD-ROM указывается кратной 1,385 Мбайт/с. Обозначение 32х/40х в паспортных данных накопителя означает скорости чтения DVD и CD соответственно.
Дальнейшим шагом в развитии DVD-накопителей стало появление стандартов для перезаписываемых дисков DVD: DVD-R, DVD-RW, DVD-RAM, DVD+R, DVD+RW. DVD-стандарты не предусматривают изготовление двухслойных записываемых DVD-дисков. Емкость носителя составляет 4,7 Гбайт.
Стоит отметить, что появление на рынке носителей DVD-R/RW/RAM привело к возникновению проблемы их совместимости с DVD-накопителями и DVD- проигрывателями, которая еще больше обострилась после появления дисков DVD+R и DVD+RW.
На сегодняшний день стандарт DVD+RW является самым перспективным для записи DVD-данных. В частности, важным преимуществом формата DVD+RW/+R является его совместимость с подавляющим большинством обычных накопителей DVD-ROM и бытовых DVD-плееров.
Blu-Ray-накопители
В 2002 г. такие компании, как Hitachi, LG, Panasonic, Pioneer, Philips, Samsung, Sharp, Sony и Thomson, анонсировали цифровые видеодиски нового поколения. За основу технологической разработки был принят новый стандарт, предусматривающий считывание информации с помощью сине-фиолетового лазера, а спецификация получила название BIu-Ray.
В технологии Blu-Ray используется лазер с длиной волны 405 нм. Такое уменьшение позволило сузить дорожку в два раза больше, чем у обычного DVD- диска до 0,32 микрон и увеличить плотность записи данных.
Однослойный диск Blu-Ray может хранить 23,3/25/27/33 Гбайт, двухслойный диск может вместить 46,6/50/54/66 Гбайт. Скорость передачи данных 12х- скоростного накопителя Blu-Ray составляет 54 Мбайт/с. Диски Blu-Ray широко используются для записи фильмов высокой четкости, в игровых приставках, накопителями Blu-Ray оснащаются современные стационарные компьютеры и ноутбуки.
Попробуем сравнить объем и вид информации относительно типов носителей, на которые эту информацию можно записать.
Винчестер емкостью 320 ГБайт. Предположим, фильм на DVD-диске длится 84 минуты и занимает объем 7,74 Гб. Сколько фильмов можно записать на винчестер с указанным объемом? Ответ: приблизительно 45 фильмов.
Флэш-накопитель емкостью 16 ГБайт. Предположим, имеется аудиокнига объемом 131,7 Мб и длительностью записи 8 ч 15 мин. Сколько аудиокниг можно записать на флэш-накопитель с указанным объемом? Ответ: приблизительно 124 книги.
Сколько музыкальных файлов можно записать на флэш-накопитель с указанным объемом? Стандартный битрейт (скорость передачи информации) составляет 128 Кбит/с. Одна минута музыки занимает примерно 1 Мб памяти. Если в среднем одна песня играет четыре минуты, то на флэш-накопитель с 16 Гб памяти уместится порядка 4096 песен.
Предположим, имеется одна фотография хорошего качества объемом 4 Мб. Сколько фотографий можно записать на флэш-накопитель с указанным объемом? Ответ: приблизительно 4000 фотографий.
CD-диск емкостью 700 Мб. На CD-диск можно записать: один фильм в формате .avi, в относительно хорошем качестве; около 150 музыкальных файлов в формате .mp3; около 150 фотографий хорошего качества; множество документов и программ небольшого размера.
Для того чтобы узнать, сколько свободного места осталось на диске, в частности на флэш-носителе, щелкнем правой кнопкой мыши по изображению съемного диска, обычно он подписан как «Съемный диск», выберем в открывшемся меню пункт Свойства (рис. 45). Занятое пространство выделено синим цветом, свободное выделено розовым цветом. Информация об общем объеме диска находится выше.

Рис. 45. Окно свойств съемного накопителя
Таким образом можно узнать остаток свободного места не только на флэш- носителе, но и на любом съемном или логическом диске.
Следует отметить, что различают форматированную и неформатированную емкость диска. Из рис. 46 видно, что объем диска С равен 455 Гб, свободное пространство компьютер примерно определил как 419 Гб.

Рис. 46. Отображение объема диска С в папке Компьютер
На самом деле объем данного жесткого диска составляет 500 Гб. Возникает вопрос: куда исчезли почти 45 Гб дискового пространства? Ответ прост: при форматировании диска в начало и в конец каждого сектора заносится служебная информация, так называемый префикс (начало сектора) и суффикс (конец сектора), в которых имеется информация о начале и конце сектора, а также контрольная сумма для проверки целостности данных. Следовательно, объем данного неформатированного винчестера составляет 500 Гб (что и указывают производители, а затем и продавцы компьютеров), а отформатированная емкость — 455 Гб. Именно поэтому объем любого отформатированного носителя будет меньше исходного
Контрольные вопросы и задания
1. Какие устройства называют запоминающими? Перечислите основные параметры запоминающих устройств.
2. Поясните различие между постоянным и оперативным запоминающими устройствами.
3. Дайте характеристику динамическим и статическим оперативным запоминающим устройствам.
4. Расскажите о назначении кэш-памяти.
5. Каково назначение внешних запоминающих устройств?
6. Как хранится информация на жестких магнитных дисках? Перечислите и поясните основные характеристики жесткого диска.
7. Назовите основные цели использования переносных жестких дисков.
8. Что представляет собой флэш-память? Каковы ее достоинства и недостатки?
9. Каким образом происходит запись информации на оптические накопители? Назовите физические размеры обычного оптического диска.
10. За счет каких технологических особенностей становится возможной многократная перезапись оптического диска?
11. Проведите подробный анализ дисков DVD: принципы записи, емкость, стандарты и т.д.
12. Расскажите о спецификации дисков Blu-Ray.
13. Предположим, вы имеете внешний жесткий диск объемом 3 Тб. Сколько дисков формата Blu-Ray он может заменить, если объем одного диска равен 25 Гб?
14. Предположим, вы имеете портативный медиаплеер со встроенной памятью 4 Гб. Определите, сколько композиций он способен вместить, если размер одной записи в формате mp3 занимает 3,1, 6,3, 9,6 Мб?
Moralune 06-01-2020 Ответить

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.

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

лассическим
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.
Роднуля 06-01-2020 Ответить

Компакт-диски, предназначенные только для чтения обозначаются так: CD-ROM (в переводе – память только для чтения)
Вот, например, на этот компакт-диск я записала архив моего сайта “Пенсионерка” за два года на всякий случай. При этом с компьютера эти файлы я удалила, так как сайт развивался, многое изменялось, и уже нет смысла хранить все файлы в текущей рабочей папке компьютера, занимая место. Этот компакт-диск можно только читать, нельзя перезаписать или добавить другие файлы. В то же время можно при необходимости скопировать файлы с диска обратно на компьютер.
Данный диск имеет специальный слой, позволивший напечатать на струйном принтере обложку, этикетку диска с надписями и картинками. Эта технология с тех пор уже устарела. Сейчас разработаны технологии, с помощью которых обложку, этикетку с надписями и картинками можно нанести на диск, просто перевернув его в дисководе другой стороной. Для этого нужно купить чистый компакт-диск “с поддержкой LightScribe”, если вам известно, что ваш дисковод поддерживает эту технологию.

Проще всего вместо изготовления этикеток делать на диске надпись специальным фломастером, который можно купить в компьютерном магазине.
Компакт-диски, предназначенные для однократной записи информации и для чтения имеют в обозначении букву “R”,
CD-R или DVD+R или DVD-R
а для многократной записи буквы “RW”:
DVD+RW
Компакт-диски DVD имеют больший объём, чем CD, и являются более универсальными. На такой универсальный диск можно записать любые файлы, в том числе, аудио и видео. Существуют аудио-диски – Audio-CD, предназначенные только для прослушивания в аудио-плеере. Эту аудио-запись можно также воспроизвести в компьютере при наличии в нём установленной программы воспроизведения.
Покупая компакт-диски для записи информации, нужно иметь в виду, что они отличаются скоростью записи и объёмом. Выглядит это так:
DVD + R – диск только для однократной записи (в том числе, видео) и для чтения.
16х – скорость записи – средняя
Объём диска – 4, 7 GB гигабайт
В коробке – 25 пустых дисков (болванок)
БуСИНкА 06-01-2020 Ответить

Бывший инженер Philips, Кесс Имминк, говорит, что это — просто красивая история. Philips уже были готовы запустить производство 115 мм дисков на заводе PolyGram, и изменение диска на 120 мм требовало серьезной переработки технологического процесса. Sony, которая отставала, это было на руку. Как бы то ни было, в мае 1980 года обе фирмы договорились о производстве 120 мм дисков, вмещающих 74 минуты записи, что давало объем порядка 650 МБ.
Также, в отличие от дискет, компакт-диски поддерживали коррекцию ошибок с помощью кода Рида-Соломона, поэтому небольшие царапины никак не влияют на читаемость. И даже серьезные повреждения не вызывают критических проблем для аудио — нечитаемые данные просто заменяются усредненными соседними читающимися. Да, это вносит некоторые искажения, но все еще лучше полной потери информации или же треска при воспроизведении с магнитных носителей.

Записанная область на DVD видна невооруженным глазом.
До 90-ых особых изменений в дисках не было — смогли лишь несколько нарастить объем хранимой информации до 700 МБ. Этого хватало для аудиозаписей и программ, но вот к середине 90-ых стало понятно, что многие люди хотят смотреть фильмы в высоком качестве дома. Так и родился в 1995 году стандарт DVD, где каждый диск вмещал уже как минимум 4.7 ГБ — как раз для полноценного двухчасового фильма в хорошем качестве.
При этом размеры такого диска совпадали с CD, и между ними была обратная совместимость. Увеличение объема записываемой информации было получено чисто физически: так, длина волны лазера была снижена с 780 нм до 650, а шаг дорожки — с 1.6 мкм до 0.74.
Еще одним важным изменением стало появление в 1997 году так называемых CD-RW. В отличие от обычных CD или DVD, которые не поддерживали запись информации на них пользователем, или CD-R, который можно было записать однократно, CD-RW можно было перезаписывать многократно, то есть использовать как полноценное внешнее хранилище данных. Принцип его работы был прост — записывающий слой создавался из сплава халькогенидов, который мощный лазер может точечно переводить из аморфного состояния в кристаллическое и наоборот, тем самым меняя коэффициенты отражения определенных областей диска, что опять же улавливается фотодиодом как «свет и тьма». Увы — все же такие диски не были вечными и выдерживали около тысячи циклов перезаписи, к тому же требовали достаточно дорогих пишущих приводов, поэтому их достаточно быстро вытеснили флешки.

Сравнение плотности записи различных типов лазерных дисков.
В дальнейшем происходил только количественный рост: в 1998 году появились DVD-RW, с емкостью до 5.6 ГБ и выдерживающие 100 000 циклов перезаписи. В 2006 году появились первые коммерческие Blu-ray диски, где использовался синий лазер с длиной волны 405 нм, что позволило хранить на нем уже 25 ГБ информации. Максимум на данный момент это BDXL — до 300 ГБ, этого хватит на пяток фильмов в 4К.
Магнитооптические диски
Всего через год после появления компакт-дисков Кесс Имминк решил — а почему бы не объединить вместе лучшие качества дискет и оптических дисков. Так и появились магнитооптические диски: для записи они нагреваются лазером до температуры точки Кюри (около 150 градусов для используемых материалов, при этой температуре теряется спонтанная намагниченность), после чего магнитная головка создает электромагнитный импульс, который меняет намагниченность, в результате чего на поверхности диска остаются структуры, схожие с питами на лазерных дисках.
Считывание происходит при помощи все того же лазера и фотодиода, которые ориентируются на получившиеся питы. Из плюсов — такие магнитооптические диски распознавались компьютерами как обычные HDD, и для них можно было использовать обычные файловые системы (например, FAT32). При этом скорости случайного доступа (50-100 мс) были достаточно малы, а количество циклов перезаписи достаточно велико (около миллиона), чтобы ставить на них ОС — например, именно такие накопители стояли в компьютерах NeXT первого поколения. При этом объем дисков первого поколения был сравним с CD и составлял 650 МБ.

Однако к началу нулевых их почти полностью прекратили использовать: большую часть сменных накопителей заменили собой флешки, а в компьютерах прочно прописались жесткие диски, которые не требовали такого серьезного нагрева для работы. Была идея использовать магнитооптические диски для долговременного хранения информации, так как они не теряли данные до 50 лет в сравнении с 12-15 для обычных CD, но ленточные библиотеки (о них можно почитать в первой части статьи) оказались гораздо дешевле в обслуживании.
Flash-память
Многие думают, что флешки и SSD — это изобретения нулевых, в лучшем случае 90-ых годов. Однако на деле своими корнями флеш-память уходит к середине 20 века, когда ученый-баллистик Вэн Цинг Чоу работал над задачей улучшения бортового компьютера ракетной системы Atlas E/F.
Сама технология была достаточно простой по своей сути: память представляла собой координатную сетку из двух массивов проводников, узлы которой были замкнуты при помощи специальной перемычки, образуя ячейки. Запись была устроена так: хотите записать 1? Оставляйте перемычку как есть. 0? Сожгите перемычку большим током. Отсюда становится понятным принцип чтения: чтобы узнать, что «записано» в ячейку, нужно просто пропустить через нее ток. Если он проходит, то значение — 1, не проходит — 0.

Принцип работы памяти Вэна (PROM).
Увы, минусов тут было много: разумеется, такая память не была перезаписываемой, да и достичь высокой емкости было крайне сложно. Но вот в условиях сильной радиации она, очевидно, работала отлично, да и много ли нужно памяти бортовому компьютеру ракеты?
Так было положено начало новому типу памяти. В дальнейшем инженер Intel Дов Фроман, исследующий дефекты микросхем, где были разрушены затворы транзисторов, пришел к EPROM. Каждая ячейка такой памяти представляет собой полевой транзистор с двумя затворами: первый управляющий, а второй плавающий. Последний был отделен от остального транзистора изолятором из оксида кремния.
Для записи данных, как и в случае с памятью Вэна, на нужные ячейки нужно было подать более высокое напряжение — в таком случае электронам начинало хватать энергии, чтобы пройти через изолятор и накапливаться на плавающем затворе. После исчезновения напряжения электроны оказывались запертыми в нем, тем самым надежно храня данные. Минус тут опять же очевиден: перезаписать данные внутренними методами самого компьютера не получится, только внешними: если посветить на такой чип мощной УФ-лампой, то это вызовет ионизацию в слое изолятора, и электроны смогут покинуть затвор — разумеется, таким образом потеряются все данные. К слову, EPROM уже использовалась в ПК: именно на этом принципе базировались микросхемы BIOS.

Схема работы флеш-памяти.
Но, очевидно, стирать данные ультрафиолетом было не очень удобно — хотелось это делать с помощью того же напряжения. Это смог сделать инженер Intel Джордж Перлегос: в 1978 году он представил микросхему Intel 2816 — первое решение на базе EERPOM (Electrically Erasable Programmable Read-only Memory). Основная идея заключалась в уменьшении изолирующего слоя, что делает ненужным УФ-излучение для перезаписи. Для записи информации напряжение все также подается на управляющий затвор — это позволяет электронам проникнуть через барьер и попасть на плавающий затвор. А вот стирание сделано иначе: напряжение подается на канал транзитора, что приводит к заземлению управляющего затвора, и электроны получаются возможность вернуться из плавающего затвора обратно к каналу. Иными словами, говоря простым языком, работа с ячейками флеш-памяти выглядит как запись и стирание, перезаписи «поверх», как в HDD, тут нет.
Единственный серьезный минус флеш-памяти — это деградация изолятора из оксида кремния, который со временем начинает свободно пропускать электроны в обе стороны. В итоге количество циклов перезаписи оказывается серьезно ограничено, поэтому было придумано несколько типов ячеек. Самый надежный — SLC, выдерживающий сотни тысяч перезаписей: в этом случае на затворе может быть только два уровня напряжения, то есть можно хранить один бит на ячейку. Второй тип менее надежен — это MLC, 4 уровня напряжения, что дает возможность хранить уже 2 бита. Разумеется, такая память получается более дешевой, но и задержка при работе с ней выше, а количество циклов перезаписи меньше (порядка 10 тысяч). Такие ячейки используются в топовых SSD — например, Samsung 960 PRO.
Ну и самые ненадежные — это TLC, 8 уровней напряжения или 3 бита на ячейку. Они выдерживают лишь несколько тысяч циклов перезаписи, зато максимально дешевы. Такие ячейки используются для производства массовых недорогих SSD.

SSD Samsung 960 PRO. Черные квадратные чипы и есть MLC NAND.
Также есть разделение по методу соединения ячеек в массив. Стандартная двумерная структура, внук памяти Вэна, называется NOR-памятью. А вот если перейти к трехмерной матрице, где в пересечение устанавливается уже столбец ячеек, что позволяет серьезно увеличить плотность записи данных, хотя и считывать их станет сложнее, то такая конструкция называется NAND, и именно она используется для производства современной флеш-памяти.
Итоги
Как видите, история компьютерной памяти началась гораздо раньше, чем история самих компьютеров, и множество достаточно перспективных технологий быстро уходили с рынка под давлением еще более интересных решений. С учетом продолжения активного развития IT сложно даже предположить, какая память ждет нас через десятилетие или два — возможно, квантовая? Будущее покажет.
VideoAnswer 06-01-2020 Ответить
VideoAnswer 06-01-2020 Ответить
VideoAnswer 06-01-2020 Ответить
VideoAnswer 06-01-2020 Ответить

Как называется информация хранящаяся на информационном носителе hdd?

16 ответов на вопрос “Как называется информация хранящаяся на информационном носителе hdd?”

Добавить ответ Отменить ответ