Накопители на гибких магнитных и на оптических дисках — в помощь студенту

Одним из самых старых устройств для хранения информации на персональном компьютере является флоппи-дисковод или, сокращенно, FDD (Floppy Disk Drive). Данное устройство, широко применявшееся в течение 1970-х-2000-х гг.

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!

Оценим за полчаса!

, теперь нечасто можно встретить в современных компьютерах. Тем не менее, в ряде случаев все же можно увидеть установленный в старом ПК флоппи-дисковод.

Кроме того, иногда используются и внешние дисководы для дискет, подключаемые  к компьютеру через порты ввода-вывода.

Накопители на гибких магнитных и на оптических дисках - в помощь студенту

История

Первый дисковод для гибких дисков и дискета (по-английски — floppy disk) к нему имели 8 дюймов в ширину и были изобретены инженером Аланом Шугартом, работавшим в компании IBM, в начале 1970-х гг.

В середине 1970-х им же была разработана дискета формата 5,25 дюймов и привод для ее чтения. В 1981 г. фирмой Sony была разработана дискета и привод 3,5 дюймов.

Вначале емкость подобной дискеты составляла 720 КБ, однако впоследствии ее емкость была увеличена вдвое.

Предпринимались неоднократные попытки усовершенствовать дискеты на основе 3,5-дюймового формата. Так, например, в 1987 г. был разработан дисковод для дискет объемом 2,88 МБ, а в конце 1990-х гг. – стандарт LS-120 c еще большим объемом дисков –120 МБ. Однако все эти модификации не получили широкого распространения, во многом из-за дороговизны накопителей и носителей.

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!
Читайте также:  Ахейская греция. минойская цивилизация - в помощь студенту

Оценим за полчаса!

Принцип работы

По принципу работы FDD во многом напоминают жесткие диски. Внутри дискеты так же, как и внутри винчестера, находится плоский диск с нанесенным на него магнитным слоем, а информация с диска считывается при помощи магнитной головки. Однако есть и отличия.

Прежде всего, floppy disk изготовлен не из твердого материала, а из гибкой полимерной пленки, похожей на пленку магнитной ленты. Именно поэтому диски такого типа называются гибкими.

Кроме того, floppy disk  не вращается постоянно, а лишь тогда, когда поступает запрос от операционной системы на считывание информации.

Преимуществом FDD по сравнению с винчестером является сменность носителей. Однако недостатков floppy drive тоже имеет немало.

Помимо чрезвычайно низкой скорости работы, это и низкая надежность хранения информация, а также невысокая емкость носителя – примерно 1,44 МБ для 3,5-дюймовых дискет.

Правда, при использовании нестандартных способов  форматирования емкость floppy disk можно незначительно увеличить, но, как правило, это приводит к еще большему снижения надежности записи.

Разновидности

В персональных компьютерах типа IBM PC использовались две основные разновидности FDD – 5,25-дюймовый и 3,5-дюймовый. Оба типа дисковода предназначены для дискет различных типов и размеров и несовместимы друг с другом.

Эта ситуация отличается от той, которая имеет место в случае оптических дисководов, которые могут читать как 3,5-дюймовые, так и 5,25-дюймовые диски. В свое время существовали также 8-дюймовые FDD, но уже в 80-х гг. подобные дисководы вышли из употребления. Примерно в 1990-е гг. окончательно вышли из обихода и 5,25-дюймовые дисководы.

3,5-дюймовые floppy drive продержались дольше, до конца 2000-х, да и сейчас их изредка кое-где можно встретить.

Сравнительные размеры внутренних 8, 5,25, и 3,5-дюймовых дисководов

Накопители на гибких магнитных и на оптических дисках - в помощь студентуПримеры Floppy дисководов в порядке очередности: 8-ми дюймовый, 5,25 дюймовый и 3,5 дюймов

5,25-дюймовый floppy disk представляет собой диск в картонном корпусе, напоминающим конверт, и имеет прорезь для головки считывания. Подобная дискета полностью оправдывает свое название «гибкой», поскольку ее корпус можно без особого усилия согнуть руками. Однако намеренно сильно сгибать гибкий магнитный диск не рекомендуется, поскольку это почти неизбежно приведет к его выходу из строя.

Подобного недостатка лишена 3,5-дюймовая дискета. В ней магнитный диск заключен в жесткий пластмассовый корпус и согнуть ее руками так просто не получится.

Кроме того, 3,5-дюймовая дискета имеет специальную металлическую шторку, которая скрывает прорезь для считывающей головки. Еще одна особенность дискеты – наличие переключателя, блокирующего запись на диск.

Объем стандартной 3,5-дюймовой дискеты составляет 1,44 МБ, что больше максимального объема дискеты 5,25-дюймов, который равен 1,2 МБ.

Накопители на гибких магнитных и на оптических дисках - в помощь студентуПримеры дискет — слева на право 8, 5,25, и 3,5.

Конструкция 3,5-дюймового FDD также отличается от конструкции 5,25-дюймового. Если при вставке дискеты в прорезь 5,25-дюймового накопителя пользователю необходимо зафиксировать дискету поворотом рычажка, то 3,5-дюймовая фиксируется в приводе автоматически, а выброс дискеты обратно осуществляется при помощи специальной кнопки.

Как и в случае многих других накопителей существуют мобильные версии накопителя на гибких дисках – внешние флоппи-дисководы. Внешний флоппи-дисковод удобен тем, что не занимает места в системном блоке, особенно в том случае, если необходимость в использовании дискет возникает редко. Подобный FDD-дисковод  можно подключать к ПК при помощи USB-разъема или разъема LPT.

Применение

Хотя винчестеры появились еще в первых IBM-совместимых персональных компьютерах, тем не менее, без устройства для сменных накопителей ни один компьютер не мог обойтись. Подобным устройством стал флоппи-дисковод, быстро получивший популярность благодаря простоте и невысокой стоимости как самого накопителя, так и носителей информации – дискет.

Впрочем, в ряде случаев флоппи-дисковод мог и полностью заменить жесткий диск.

Когда у автора данных строк появился первый IBM-совместимый компьютер, то он не имел ни винчестера, ни, тем более, оптического дисковода, а всего лишь 3,5-дюймовый floppy drive и предоставленный продавцом ПК набор дискет с софтом. Компьютер при этом был вполне работоспособен.

Разумеется, речи об использовании Windows 3, или о том, чтобы запустить какие-то объемные программы, речи не шло, но при использовании MS-DOS можно было иметь дело с большинством существующих на то время (начало 90-х) программ и игр.

Это говорит о том, что флоппи-диски способны удовлетворить базовые потребности пользователя в хранении информации. Кроме того, гибкие диски в свое время были незаменимы в том случае, когда надо было перезагрузить компьютер для профилактической проверки или установить новую ОС.

Настройка флоппи-дисковода в BIOS

В BIOS существует несколько опций, позволяющих настроить параметры дисководов для гибких дисков.

Например, опция Onboard FDC Controller позволяет отключить контроллер накопителя для гибких дисков, если таковой не используется в системе, и тем самым высвободить одно системное прерывание.

Также в некоторых BIOS можно установить вручную тип и объем носителей дисковода, а также установить запрет записи на гибкие диски.

Заключение

Сегодня многие пользователи, возможно, и не знают, как выглядит флоппи-дисковод и даже обычная дискета. Их функции взяли на себя карты памяти и флеш-накопители.

В большинстве системных блоков о floppy drive напоминает разве что оставленный для них 3-дюймовый внешний отсек, а в ОС семейства Windows – неиспользуемые первые буквы логических дисков (A и B), зарезервированные для флоппи-дисководов. Тем не менее, дисковод для дискет нередко можно встретить в старых компьютерах.

Кроме того, флоппи-дисководы могут быть полезны при загрузке ПК с целью проведения профилактических мероприятий по обслуживанию компьютера или при установке ОС.

Источник: https://biosgid.ru/osnovy-ustrojstva-pk/fdd-floppy-disk-drive.html

Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД)

Накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД, англ. HDD — Hard Disk Driver) или винчестер — это основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. Жесткий диск является информационным складом ЭВМ и способен хранить огромные объемы информации.

Это наиболее массовое запоминающее устройство большой емкости Накопители на гибких магнитных и на оптических дисках - в помощь студенту . Внешне, винчестер представляет собой плоскую, герметически закрытую коробку, внутри которой находятся на общей оси несколько жестких алюминиевых или стеклянных пластинок круглой формы. Поверхность любого из дисков покрыта тонким ферромагнитным слоем (вещество, которое реагирует на внешнее магнитное поле), собственно на нем хранятся записанные данные. При этом запись проводится на обе поверхности каждой пластины (кроме крайних) с помощью блока специальных магнитных головок. Каждая головка находится над рабочей поверхностью диска на расстоянии 0,5-0,13 мкм. Пакет дисков вращается непрерывно и с большой частотой (4500-10000 об/мин), поэтому механический контакт головок и дисков недопустим.

Запись данных в жестком диске осуществляется следующим образом.

При изменении силы тока, проходящего через головку, происходит изменение напряженности динамического магнитного поля в щели между поверхностью и головкой, что приводит к изменению стационарного магнитного поля ферромагнитных частей покрытия диска.

Операция считывания происходит в обратном порядке. Намагниченные частички ферромагнитного покрытия являются причиной электродвижущей силы самоиндукции магнитной головки. Электромагнитные сигналы, которые возникают при этом, усиливаются и передаются на обработку.

Работой винчестера руководит специальное аппаратно-логическое устройство — контроллер жесткого диска. В прошлом это была отдельная дочерняя плата, которую подсоединяли через слоты к материнской плате. В современных компьютерах функции контроллера жесткого диска выполняют специальные микросхемы, расположенные в чипсете.

В накопителе может быть до десяти дисков. Их поверхность разбивается на круги, которые называются дорожками (track). Каждая дорожка имеет свой номер. Дорожки с одинаковыми номерами, расположенные одна над другой на разных дисках образуют цилиндр.

Дорожки на диске разбиты на секторы (нумерация начинается с единицы).

Сектор занимает 571 байт: 512 отведено для записи нужной информации, остальные под заголовок (префикс), определяющий начало и номер секции и окончание (суффикс), где записана контрольная сумма, нужная для проверки целостности хранимых данных. Секторы и дорожки образуются во время форматирования диска.

Форматирование выполняет пользователь с помощью специальных программ. На неформатированный диск не может быть записана никакая информация. Жесткий диск можно разбить на логические диски. Это удобно, поскольку наличие нескольких логических дисков упрощает структуризацию данных, хранящихся на жестком диске.

Логический диск – это физический диск, реальный диск или часть физического диска, которому присвоено имя.

Существует огромное количество разных моделей жестких дисков многих фирм, таких как Seagate, Maxtor, Quantum, Fujitsu и т.д. Для обеспечения совместимости винчестеров, разработаны стандарты на их характеристики, определяющие номенклатуру соединительных проводников, их размещение в переходных разъемах, электрические параметры сигналов.

Распространенными являются стандарты интерфейсов IDE (Integrated Drive Electronics) или ATA и более продуктивные EIDE (Enhanced IDE) и SCSI (Small Computer System Interface). Характеристики интерфейсов, с помощью которых винчестеры связаны с материнской платой, в значительной степени определяют производительность современных жестких дисков.

  • Среди других параметров, которые влияют на быстродействие HDD следует отметить следующие:
  • ü скорость обращения дисков — в наше время выпускаются накопители EIDE с частотой обращения 4500-7200 об/мин, и накопители SCSI — 7500-10000 об/мин;
  • ü емкость кэш-памяти — во всех современных дисковых накопителях устанавливается кэш-буфер, ускоряющий обмен данными; чем больше его емкость, тем выше вероятность того, что в кэш-памяти будет необходимая информация, которую не надо считывать с диска (этот процесс в тысячи раз медленней); емкость кэш-буфера в разных устройствах может изменяться в границах от 64 Кбайт до 2Мбайт;
  • ü среднее время доступа — время (в миллисекундах), на протяжении которого блок головок смещается с одного цилиндра на другой. Зависит от конструкции привода головок и составляет приблизительно 10-13 миллисекунд;
  • ü время задержки — это время от момента позиционирования блока головок на нужный цилиндр до позицирования конкретной головки на конкретный сектор, другими словами, это время поиска нужного сектора;
  • ü скорость обмена — определяет объемы данных, которые могут быть переданы из накопителя к микропроцессору и в обратном направлении за определенные промежутки времени; максимальное значение этого параметра равно пропускной способности дискового интерфейса и зависит от того, какой режим используется: PIO или DMA; в режиме PIO обмен данными между диском и контроллером происходит при непосредственном участии центрального процессора, чем больше номер режима PIO, тем выше скорость обмена; работа в режиме DMA (Direct Memory Access) разрешает передавать данные непосредственно в оперативную память без участия процессора; скорость передачи данных в современных жестких дисках колеблется в диапазоне 30-60 Мбайт/с.
  • В целях сохранения информации и работоспособности винчестер необходимо уберегать от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.
  • Накопители на гибких магнитных и на оптических дисках - в помощь студенту Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД)

Гибкий диск (англ. floppy disk), или дискета — носитель небольшого объема информации, представляющий собой гибкий пластиковый диск в защитной оболочке. Используется для оперативного переносанебольших объемов информации с одного компьютера на другой и для распространения программного обеспечения.

Читайте также:  Церковь в великом новгороде - в помощь студенту

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. Данные, записанные на дискете можно защитить от стирания или перезаписи.

Для этого нужно передвинуть маленькую защитную задвижку в нижней части дискеты таким образом, чтобы образовалось открытое окошко. Для того, чтобы разрешить запись, эту задвижку следует переместить назад и закрыть окошко.

Лицевая панель дисковода выведена на переднюю панель системного блока, на ней расположены карман, закрытый шторкой, куда вставляют дискету, кнопка для вынимания дискеты и лампочка-индикатор. Дискета вставляется в дисковод верхней задвижкой вперед, ее нужно вставить в карман накопителя и плавно продвинуть вперед до щелчка.

Правильное направление вставления дискеты помечено стрелкой на пластиковом корпусе. Чтобы вынуть дискету из накопителя, нужно нажать на его кнопку. Световой индикатор на дисководе показывает, что устройство занято (если лампочка горит, вынимать дискету не рекомендуется).

В отличие от жесткого диска, диск в НГМД приводится во вращение только при команде чтения или записи, в другое время он находится в покое. Диск внутри дисковода вращается с постоянной угловой скоростью, которая является достаточно низкой (несколько килобайт в секунду, среднее время доступа — 250 мс). Запись информации происходит на обе стороны диска.

Головка чтения-записи во время работы механически контактирует с поверхностью дискеты, что приводит к быстрому изнашиванию дискет.

Как и в случае жесткого диска, поверхность гибкого диска разбивается на дорожки, которые в свою очередь разбиваются на секторы. Секторы и дорожки получаются во время форматирования дискеты. Сейчас дискеты поставляются отформатироваными.

Основными параметрами дискеты является технологический размер (в дюймах), плотность записи и полная емкость. По размерам различают 3,5-дюймовые дискеты и 5,25-дюймовые дискеты (сейчас уже не используются).

Плотность записи может быть простой SD (Single Density), двойной DD (Double Density) и высокой HD (High Density). Стандартная емкость 3,5-дюймовой дискеты — 1,44 Мбайт, возможно использование дискет емкостью 720 Кбайт.

В настоящее время стандартом являются дискеты размером 3,5 дюйма(1 дюйм = 2,54 см), высокой плотности HD, имеющие емкость 1,44 Мбайта(это примерно 600 страниц текста или несколько десятков графических изображений).

  1. Дискеты требуют аккуратного обращения. Они могут быть повреждены, если:
  2. ü дотрагиваться до записывающей поверхности;
  3. ü писать на этикетке дискеты карандашом или шариковой ручкой;
  4. ü сгибать дискету;
  5. ü перегревать дискету (оставлять на солнце или около батареи отопления);
  6. ü подвергать дискету воздействию магнитных полей
  7. ü снимать металлическую задвижку (загрязненная дискета может повредить головки).
  8. Перед использованием необходимо проверить дискету на наличие вирусов с помощью антивирусной программы.

Источник: https://megaobuchalka.ru/3/13004.html

Накопители на гибких магнитных дисках

Существует несколько видов накопителей на гибких магнитных дисках (в современных компьютерах уже практически не используются). Основным является дисковод (Floppy Disk Drive — FDD) — устройство, в котором накопителем информации является дискета {floppy disk). Дискеты заключены в относительно жесткий пластиковый корпус (рис. 4.14).

Рис. 4.14. Дисковод и дискета 3,5 дюйма

В 1971 году группа инженеров IBM под руководством Алана Шу- гарта придумала первый, восьмидюймовый (8″ — 203 мм) флоппи- диск емкостью 80 Кбайт.

В 1976 году появилась дискета диаметром 5,25″ (133 мм). Ее размеры соответствуют размерам салфеток для коктейля, которыми пользовались разработчики, обсуждавшие детали нового проекта в одном из бостонских баров.

В 1980 году появились дискеты диаметром 3,5″ (89 мм), выпущенные корпорацией Sony. Сегодня уже и они исключены из спецификации РС’2001, хотя еще продолжают использоваться в некоторых персональных компьютерах.

В зависимости от качества магнитного слоя дискеты информация на нее может записываться с различной плотностью. Дискеты 3,5 дюйма имеют емкость до 1,44 МБ, а 5,25 дюйма — до 1,2 МБ. Дискету 5,25 дюйма можно защитить от записи, заклеив соответствующий вырез, а дискета 3,5 дюйма имеет механическую защитную задвижку, которую необходимо открыть.

Скорость вращения дисководов FDD составляет около 300 об /мин, время доступа — 84 мс, скорость обмена данными — до 62 КБ/с. Раньше использовались также комбинированные дисководы (3,5 и 5,25 дюйма в одном корпусе).

На смену стандартным дисководам 3,5 дюйма (1,44 МБ) постепенно пришли более емкие устройства. Так, в 1995 г. компания Iomega представила накопители Zip (рис. 4.15), работающие с дисками емкостью 100 и 250 МБ. Однако эти накопители не поддерживали обычные дискеты (1,44 МБ).

Рис. 4.15. Дисководы ZIP

Позже Iomega анонсировала более быстрое устройство Jaz, в котором применялась технология сменных носителей на основе жестких дисков (емкость носителей — 1 ГБ). В новой модели заметно улучшились характеристики. Пиковая скорость достигла 20 МБ/с, средняя скорость передачи данных — 7,4 МБ/с, а емкость увеличилась до 2 ГБ. Эти накопители также не поддерживали обычные дискеты (1,44 МБ).

Альтернативой Zip являются дисководы LS-120 компании Imation, имеющие емкость 120 МБ и поддерживающие совместимость по чтению (записи) со стандартными дискетами 3,5 дюйма (рис. 4.16). Пиковая скорость превышает 0,6 МБ/с для IDE и LPT варианта, а среднее время доступа составляет 65—70 мс. Цена дисководов и дискет LS-120 идентична продукции Iomega Zip (100 МБ).

Рис. 4.16. Дисковод LS-120

В 1998 году компаниями Sony и Fuji разработан другой конкурент Zip и LS-120 — устройство FliFD (High-Capacity Floppy Disk — дискета высокой емкости).

Такие дисководы имеют емкость 200 МБ, скорость передачи данных до 3,6 МБ/с (при угловой скорости вращения носителя 3600 об /мин).

Они совместимы со стандартными дискетами, причем для этого в устройстве будет сразу два интерфейса (FDD + ATAPI).

Дискета HiFD по внешнему виду очень напоминает обычную на 1,44 МБ (которая разработана корпорацией Sony еще в 1980 г.

), ее конструкция разработана так, чтобы попытка использования ее в обычном дисководе не привела к выходу из строя ни дискеты, ни дисковода.

Подобно накопителю на жестком диске, головка в технологии HiFD парит над поверхностью пластины, что значительно снижает износ самой головки и носителя. Специальная конструкция Т-образной шторки предотвращает попадание пыли внутрь дискеты.

На рынке накопителей прочно заняли свое место дисководы магнитооптических дисков (Magneto-Optical Disk Drive — MOD Drive). У них нет конкурентов, что связано со свойствами этих накопителей.

Испортить данные на магнитооптическом диске довольно трудно: во- первых, диск заключен в картридж, предохраняющий от царапин, а во-вторых, для того чтобы стереть данные на таком диске, необходимо нагреть его до очень высокой температуры.

Поэтому скорость записи на магнитооптический диск гораздо ниже скорости чтения с него (серьезный недостаток).

Разработчик и основной производитель магнитооптических накопителей — фирма Fujitsu. Существуют два типоразмера: 5,25 и 3,5 дюйма. Диски 5,25″ двусторонние и бывают емкостью 650 МБ, 1,3 ГБ, 2,6 ГБ и 4,6 ГБ. Диски 3,5″ односторонние и бывают емкостью 128 МБ, 230 МБ, 540 МБ и 640 МБ. Последние MOD Drive сочетают в себе большую емкость (рис. 4.17) и высокую надежность.

Рис. 4.17. Магнитооптический дисковод и диск

Характеристики существующих дисководов 3,5 дюйма представлены в табл. 4.6.

Таблица 4.6

Характеристики существующих дисководов 3,5 дюйма

Устройство Разработчик Емкость, МБ Скорость, МБ/с Время доступа, мс Совместимость с FDD Используемый интерфейс
FDD Sony 1.44 0.062 84 да FDD/LPT/USB
Zip Iomega 100,250 0.79-1.4 нет ATAPI/SCSI/ LPT/USB
Zip Iomega 750 0.9—7.5 29 нет ATAPI/SCSI/USB
Jaz Iomega 3.41-8.7 16 нет ATAPI/SCSI/USB
LS-120
  • Imation/3M,
  • Compaq,
  • Matsushita
120 0.6 70 да ATAPI/SCSI/LPT
HiFD Sony, Fuji 200 3.6 да FDD + ATAPI
MOD Drive Fujitsu 128-640 1.02-4.9 28 нет ATAPI/Firewire / SCSI/LPT/USB

В современных компьютерах накопители на гибких магнитных дисках уже практически не используются, уступив свое место флеш- накопителям (на шине USB).

Источник: https://bstudy.net/744667/informatika/nakopiteli_gibkih_magnitnyh_diskah

Накопители на гибких магнитных дисках

Накопители на
гибких магнитных дисках (НГМД,
флоппи-дисководы, Floppy
Drive,
FDD)
– устройства, предназначенные для
записи и чтения информации с гибких
магнитных дисков (ГМД, дискет). Дискеты
позволяют переносить документы и
программы с одного компьютера на другой,
а также хранить данные, не используемые
постоянно на компьютере.

На гибком магнитном
диске магнитный слой наносится на гибкую
основу. Используемые в ПК ГМД имеют
форм-фактор 5,25 дюйма (133 мм) и 3,5 дюйма
(89 мм). Емкость ГМД колеблется в пределах
от 180 Кбайт до 2,88 Мбайт.

Накопители на оптических дисках

Появившийся в 1982
году благодаря фирмам Philips
и Sony
оптический компакт-диск произвел
кардинальный переворот в области
персональных компьютеров и индустрии
развлечений.

Компакт-диски расширили
сферу применения инфор­мационных
технологий.

На сегодняшний день
компакт-диск – недорогой, массо­во
воспроизводимый, надежный, одним словом,
лучший носитель для звуковых записей,
компьютерных игр и мультимедийных
программ, установочных пакетов и наборов
фотографий.

Сегодня накопители
на оптических дисках (НОД) – обязательный
атрибут лю­бого персонального
компьютера.

Большая их емкость в сочетании
с весьма высо­кой надежностью и
невысокой стоимостью как дисководов,
так и дисков, делает НОД незаменимыми
для сохранения и распространения
программ (установоч­ных пакетов), а
также для долговременного хранения
больших объемов инфор­мации, баз
данных, например.

Основными
достоинствами НОД являются:

  • сменяемость и компактность носителей;
  • большая информационная емкость;
  • высокая надежность и долговечность дисков и головок чтения-записи (до 50 лет);
  • меньшая (по сравнению с НМД) чувствительность к загрязнениям и вибра­циям;
  • нечувствительность к электромагнитным полям.

Оптические
накопители выпускаются в нескольких
модификациях.

1. Классические
компакт-диски:

  • CD-ROM – Compact Disk Read Only Memory, неперезаписываемые лазерно-оптические диски или компакт-диски ПЗУ;
  • CD-R – Compact Disk Recordable, компакт-диски с однократной записью (их иногда называют также CD-WORM – CD Write Once, Read Many и CD-WO – CD Write Once);
  • CD-RW – CD Rewritable, компакт-диски перезаписываемые, с многократ­ной записью (их раньше называли CD-E – CD Erasable – стираемые).

2. Цифровые
универсальные диски:

  • DVD-ROM – Digital Versatile Disk Read Only Memory, неперезаписываемые цифровые универсальные диски;
  • DVD-R –DVD Recordable, цифровые универсальные диски с однократ­ной записью;
  • DVD-RW – DVD Rewritable или DVD-RAM — DVD Read Access Memory, цифровые перезаписываемые универсальные диски.

Неперезаписываемые
лазерно-оптические диски
CDROM

Массовое
распространение получили CD-ROM.
Компакт-диск представляет со­бой
пластиковый поликарбонатовый круг
диаметром 4,72 дюйма (встречаются
компакт-диски и диаметром 3,5; 5,25; 12 и 14
дюймов) и толщиной 0,05 дюйма, с отверстием
в центре диаметром 0,6 дюйма и имеет
двухслойное покрытие: тончайший
отражающий металлический (обычно
алюминиевый) слой и лаковое покрытие.

Эти диски поставляются фирмой-изготовителем
с уже записанной на них информацией (в
частности, с программным обеспечением).
Запись инфор­мации на них возможна
только вне ПК, в лабораторных условиях,
лазерным лучом большой мощности, который
оставляет на поликарбонатной основе
CD
след – дорожку с микроскопическими
впадинами (питами, pits).

Питы имеют ширину около 0,5 микрон и
следуют друг за другом, образуя единую
спиральную дорожку с шагом 1,6 микрона
(для сравнения: тонкий человеческий
волос имеет диаметр 75 микрон). Каждый
пит в зависимости от своей длины может
кодиро­вать несколько битов информации.
Таким образом создается первичный
«мас­тер-диск».

Процесс массового
тиражирования CD-ROM
по «мастер-диску» вы­полняется путем
литья под давлением.

Дорожка на CD,
в отличие от магнитных дисков, спиральная
и очень узкая. Впа­дины имеют глубину
примерно 5 миллиардных долей дюйма и
ширину в 24 мил­лиардные доли дюйма;
плотность дорожек – 16 000 дорожек на
дюйм. Длина всей спиральной дорожки
около 5 км.

В оптическом дисководе ПК
информация с дорожки читается лазерным
лучом существенно меньшей мощности.
Лазерный луч фокусируется на дорожке
диска и отражается от выпуклостей питов,
меняя свою интенсивность.

Отраженный
луч улавливается фотоприемником
(фото­диодом) оптической читающей
головки.

CD-ROM
ввиду весьма плотной записи информации
имеют емкость от 250 Мбайт до 1,5 Гбайт
(наиболее распространенная емкость 650
Мбайт), время доступа в разных оптических
дисках колеблется от 50 до 350 мс, скорость
считывания информации – от 150 до 7800
Кбайт/с. Приводы CD-ROM
сущест­венно отличаются по скорости
передачи данных.

Она зависит от двух
факто­ров: плотности записи информации
на поверхности диска и скорости вращения
диска. Последняя является параметром,
указываемым в марке дисковода в виде
Nx-коэффициента
кратности, сообщающего, во сколько раз
ли­нейная скорость дисковода превышает
так называемую «единичную» скорость,
равную 150 Кбайт/с.

Сейчас имеются модели
с любыми четными значениями этого
коэффициента от двух (2х) до 56 (56х),
последние обеспечивают трансфер более
6 Мбайт/с.

Следует заметить, что прямой
линейной зависимости между коэффициентом
кратности и трансфером нет, например
реальная скорость CD-ROM
с кратностью 50х оказывается обычно
намного ниже теоретической – часто
соответствующей 40х.

Дисководы CD-ROM
менее чем с двадцатикратным уличением
скорости не позволят качественно
реализовать многие современные технологии
мультимедиа, да и многие программные
приложения вообще, этому они сейчас не
выпускаются.

Дисковод обеспечивает
считывание информации «из глубины»
диска, для этого лазер фокусируется не
на внешней поверхности, а непосредственно
на инфор­мационном слое. Грязь и
царапины на покрытии, таким образом,
оказываются не в фокусе и до определенного
предела игнорируются.

Кроме того, для
обеспе­чения надежной работы информация
на компакт-дисках кодируется с боль­шой
избыточностью с использованием
корректирующего кода Рида-Соломона
(Reed-Solomon
code),
обеспечивающего возможность восстановления
исходной информации при значительном
числе ошибок ее считывания.

Оптические диски
с однократной записью

Накопители CD-R
позволяют однократно записывать
информацию на диски с форм-фактором
4,72 и 3,5 дюйма. Для записи используются
специальные заготовки дисков, иногда
называемые мишенями (target).

На поверхность заготовок нанесено три
слоя покрытия: непосредственно на основу
диска из поликарбона­та нанесен
активный (регистрирующий) слой из
пластика; активный слой покрыт тончайшей
отражающей пленкой из золота (использовалась
в первых моделях, а сейчас в особо
надежных моделях) или серебра (дешевле
и обладает лучшим светоотражением);
сверху все полито слоем защитного лака.
Заготовки также имеют нанесенную
спираль­ную дорожку, на которой
позиционируется записывающая головка.

При записи лазерный
луч непосредственно в дисководе
компьютера прожигает необратимые
микроскопические углубления – питы
(pits)
– в активном слое.

Ввиду разницы отражения
от ямок и от не выжженных участков
поверхности при считывании происходит
модуляция интенсивности отраженного
луча, воспринимаемого головкой чтения.
Запись в современных CD-R
может выполняться на скорости более
12х.

Чтение производится лазерным лучом
так же, как и у CD-ROM.
Дисководы CD-R
совместимы с обычными CD-ROM,
естественно, при совпадении формата
диска.

Оптические
диски с многократной записью

Накопители CD-RW
позволяют многократно записывать
информацию на диски с отражающей
поверхностью, под которую нанесен слой
типа Ag-In-Sb-Te
(содержащий серебро, индий, сурьму,
теллур) с изменяемой фазой состояния.

Читайте также:  Ориентация как отражение свойств сигма-комплекса - в помощь студенту

Фаза этого пластика, кристаллическая
или аморфная, изменяется в зависимости
от скорости остывания после разогрева
поверхности лазерным лучом в процессе
запи­си, выполняемой непосредственно
в дисководе ПК.

При медленном остывании
пластик переходит в кристаллическое
состояние и информация стирается
(запи­сывается «0»); при быстром
остывании (если разогрета только
микроскопическая точка) элементик
пластика переходит в аморфное состояние
(записывается «1»).

Ввиду разницы
коэффициентов отражения от кристаллических
и аморф­ных микроскопических точек
активного слоя при считывании происходит
модуляция интенсивности отраженного
луча, воспринимаемого головкой чтения.

Лучшие образцы
дисков CD-RW
выдерживают несколько сотен циклов
перезаписи. Коэффициент кратности
скорости при записи информации у
современных моделей не превосходит
10х.

Читать CD-RW
могут только высокочувствитель­ные
дисководы (чтение записи выполняется
лазерным лучом), поскольку отра­женный
луч у них значительно слабее (отражающая
способность их активного слоя составляет
25-30% от уровня обычного CD),
нежели у CD-ROM
и CD-R.

Перезаписываемые диски целесообразно
использовать для хранения больших
объемов обновляющихся данных (например,
для создания резервных копий важной
информации) и для обмена данными с
другими ПК.

Цифровые диски
DVD

Настоящий переворот
в технике внешних запоминающих устройств
готовы совершить, впервые появившиеся
в 1996 году цифровые видеодиски, имеющие
габариты обычных CD-ROM,
но значительно большей емкости, которая
у них достигает 24 Гбайт.

DVD
– Digital
Versatile
Disk,
цифровой универсальный диск (иногда
его называют Digital
Video
Disk,
цифровой видеодиск).

Физически DVD-диск
– это тот же привычный диск диаметром
4,72 дюйма (существует стандарт также на
3,5 дюйма) и толщиной 0,05 дюйма.

Так же как
и компакт-диск, он не изнашива­йся
(или почти не изнашивается) со временем,
не чувствителен к магнитному и
инфракрасному излучениям и мало
чувствителен к повышенным температурам.

Но в DVD
используются однослойная и двухслойная,
односторонняя и двухсторонняя уплотненная
запись.

Уплотнение записи данных на DVD
было достигнуто путем уменьшения
диаметра пишущего-читающего луча
(зелено-голубой лазер) в два раза, при
этом уменьшаются сами точки (питы),
сокращается расстояние между соседними
точками на дорожке и увеличивается
количество дорожек.

Только за счет
повышения плотности записи удалось
достичь более чем четырехкратного роста
емкости. А за счет других ресурсов, таких
как большая область данных, более
эффективная битовая модуляция каналов,
более эффективное исправление ошибок,
меньшее перекрытие секторов, емкость
по сравнению с CD
увеличилась в семь раз:

  • стандартный однослойный односторонний диск DVD может хранить 4,7 Гбайт данных,
  • двухслойный накопитель имеет емкость в 8,5 Гбайт (относительное уменьшение емкости по сравнению с двухкратной однослойной связано с необходимостью снижения помех, наводимых верхним слоем при считывании нижнего).

Скорость чтения
у DVD
лежит в пределах 1,4-14 Мбайт/с. Наличие
более сложной оптической системы
замедляет время доступа к нужной
информации на диске от 100 мс у современных
CD-ROM
до 170 мс – у DVD-ROM.
Ситуацию, впрочем, несколько выправляет
наращенный до 512 Кбайт кэш, сохраняющий
теперь больше считанной в процессе
работы информации.

Фирма Sony,
выпустила двухсторонний, двухслойный
DVD
с голубым лазером емкостью 24 Гбайт.

Самый простой тип
записываемого DVD – это DVD-R, который
предусматривает однократную запись
информации на носитель с последующим
многократным чтением.

В DVD-R используется
органическая полимерная технология, в
основном подобная применяемой в CD-R, и
этот формат совместим практически со
всеми дисководами DVD.

На сегодняшний
день емкость подобных дисков еще не
достигла значений, присущих DVD-ROM, однако
принципиальных проблем нет, и в обозримом
будущем емкости сравняются. Во всяком
случае, формат 4,7 Гбайт DVD-R уже объявлен
фирмами Matsushita, Mitsubishi и Hitachi (Maxell).

Среди перезаписываемых
DVD
сегодня конкурируют два равновесомых
формата – DVD-RAM
и DVD-RW.
Первый формат, продвигаемый фирмами
Hitachi,
Matsushita
и Toshiba,
поддержан большинством членов DVD
Forum
(конвенции фирм, стоящих у истоков
создания DVD)
и, таким образом, официально одобрен.
Второй продвигается компаниями
Hewlett-Packard,
Philips,
Ricoh
и Sony.

В основе обоих
стандартов лежит одна и та же технология
изменения фазы. Диск покрыт слоем
специального материала, который может
находиться в аморфном или кристаллическом
состоянии. При этом светоотражающая
способность материала в разных фазах
различается примерно на 20%, что позволяет
кодировать информацию.

Основное различие
стандартов в том, каким образом головка
накопителя считывает данные с диска.

В
устройствах DVD-RAM считывающую головку
необходимо переключать между режимами
чтения канавки и площадки (пространства
между канавками) при каждом обороте
диска, в то время как в накопителях
DVD-RW информация считывается только с
канавки диска так же, как это делается
в стандартных дисководах для чтения
DVD-ROM.

Существуют и другие
форматы перезаписываемых DVD-дисков.
Это ASMO
(ранее МО7), способный хранить до 6 Гбайт
данных, и MMVF
(MultiMedia
Video
Format)
фирмы NEC
с емкостью в 5,5 Гбайт. Оба типа дисководов
способны читать DVD-ROM
и DVD-R,
однако несовместимы ни с DVD-RAM,
ни с DVD-RW.

Основные достоинства
DVD:

  • значительно большая по сравнению с CD емкость. В частности, достаточная для хранения полнометражного фильма самого высокого качества;
  • совместимость с CD. Устройства DVD-ROM смогут считывать существующие библиотеки данных на CD-ROM;
  • высокая скорость обмена данными с дисководом DVD;
  • высокая надежность хранения данных.

Диски DVD
получили широкое распространение не
только в компьютерах, но и в аудио- и
видеомагнитофонах. В частности, для
хранения одного часа усредненного
видеофильма требуется приблизительно
два гигабайта данных.

  • Основными локальными
    интерфейсами для DVD
    являются интерфейсы IDE-ATAPI,
    SCSI,
    USB,
    Serial
    ATA.
  • Для маркировки
    скоростных характеристик накопителей
    на оптических дисках часто используется
    скоростная формула.
  • В частности, для
    CD-накопителей она выглядит так: KxMxNx,
    где: Кх – кратность скорости записи на
    CD-R; Мх – кратность скорости записи на
    CD-RW; Nx – кратность скорости чтения.

В последние годы
стали популярными комбинированные
приводы, объединяющие накопители CD и
DVD. Скоростная формула комбо-привода
выглядит так: LxKxMxNx, где: Lx – кратность
скорости чтения DVD; Кх – кратность
скорости записи на CD-R; Мх – кратность
скорости записи на CD-RW; Nx – кратность
скорости чтения CD.

Однократная
скорость для CD равна 150 Кбайт/с, а для
DVD – 1350 Кбайт/с.

Например, формула
скорости комбинированного привода
8х12х8х32х означает: скорость чтения DVD 10
800 Кбайт/с; скорость записи на CD-R 1800
Кбайт/с; скорость записи на CD-RW 1200 Кбайт/с;
скорость чтения CD – 4800 Кбайт/с.

Источник: https://studfile.net/preview/5966622/page:24/

Назначение, разновидности и основные характеристики накопителя на жестких и гибких магнитных дисках, на оптических дисках

НГМД — накопители на гибких магнитных дисках — Предназначены для хранения небольших объемов информации — Следует оберегать от сильных магнитных полей и нагревания — Это носители произвольного (прямого) доступа к информации — Используются для переноса данных с одного компьютера на другой — Для работы с информации носитель должен быть отформатирован, т.е. должна быть произведена магнитная разметка диска на дорожки и секторы

— Скорость обмена информации зависит от скорости вращения дисковода. Для обращения к диску, вставленному в дисковод, присваивается имя А.

Диски называются гибкими потому, что их рабочая поверхность изготовлена из эластичного материала и помещена в твердый защитный конверт. Для доступа к магнитной поверхности диска в защитном конверте имеется закрытое шторкой окно. Поверхность диска покрыта специальным магнитным слоем (1- намагниченный участок, 0 – не намагниченный).

Информация записывается с двух сторон диска на дорожки в виде концентрических окружностей. Дорожки разбиваются на секторы. Современные дискетки имеют программную разметку. На каждом секторе выделяется участок для его идентификации, а на остальное место записываются данные. Дисковод снабжен двумя двигателями.

Один обеспечивает вращение внутри защитного конверта. Второй перемещает головку записи/чтения вдоль радиуса поверхности диска. В защитном конверте имеется специальное окно защиты записи. С помощью бегунка это окно открывают и дискета становится доступна только на чтение, а на запись доступа не будет.

Это предохраняет информацию на диске от изменения и удаления.

  • НЖМД — накопители на жестких магнитных дисках
  • — Предназначены для хранения той информации, которая наиболее часто используется в работе — программ операционной системы, компиляторов, сервисных программ, прикладных программ пользователя, текстовых документов, файлов базы данных
  • — Следует оберегать от ударов при установке и резких перемещений в пространстве
  • — Это носители с произвольным доступом к информации
  1. — Для хранения информации разбивается на дорожки и секторы
  2. — Скорость обмена информации значительно выше ГД
  3. — Объём ЖД измеряется от Мбайт до сотен Гбайт

НЖМД встроены в дисковод и являются несъемными. Они представляют собой несколько алюминиевых дисков с магнитным покрытием, заключенных в единый корпус с электродвигателем, магнитными головками и устройством позиционирования.

К магнитной поверхности диска подводится записывающая головка, которая перемещается по радиусу диска с внешней стороны к центру. Во время работы дисковода диск вращается. В каждом фиксированном положении головка взаимодействует с круговой дорожкой.

На эти концентрические дорожки и производится запись двоичной информации. Благодаря хорошей защищенности от пыли, влаги и других внешних воздействий достигают высокой плотности записи, в отличии от дискет.

Для обращения к НЖМД используется имя, задаваемое прописной латинской буквой, начиная с С: , но с помощью специальной системной программы можно разбить свой физический ЖД на несколько логических дисков, каждому из которых дается соответствующее имя.

  • Оптические (лазерные) CD и DVD диски
  • — Предназначены для хранения любого вида информации
  • — Информацию на CD записывается с помощью лазерного луча
  • — Следует оберегать от царапин и загрязнения поверхности
  • — Это носители прямого (произвольного) доступа к информации
  • — Объем (ёмкость) CD составляет сотни Мбайт; DVD -более 1Гбайта
  • — Более долговечны и надежны, чем магнитные диски

CD – Compact Disk. Изготовляют из органических материалов с напылением на поверхность тонкого алюминиевого слоя. Лазерный диск имеет одну дорожку в виде спирали.

Информация записывается отдельными секторами мощным лазерным лучом, выжигающим на поверхности диска углубления, и представляет собой чередование впадин и выпуклостей.

При считывании информации выступы отражают свет слабого лазерного луча и воспринимаются как «1», впадины поглощают луч и, воспринимаются как «0». Это бесконтактный способ считывания информации. Срок хранения 50-100лет

DVD – Digital Video Disk. Имеет те же размеры, что и CD. Объем — Гбайт. Может быть односторонним или двухсторонним, а на каждой стороне может быть 1 или 2 рабочих слоя.

Работа с жесткими дисками

Учебник стр. 81

— устройство хранения информации, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров.

Он должен предоставить пользователю дисковое пространство, нужное для хранения файлов операционной системы и всех необходимых программ

Особенностью жесткого диска является высокая надежность хранения данных

В винчестерах используются круглые диски, называемые пластинами, они покрыты с обеих сторон специальным материалом, разработанным для хранения информации в виде намагниченных цепочек. Пластины крепятся на шпиндель.

Они вращаются на большой скорости, приводимые от специального шпиндельного мотора.

Специальные электромагнитные читающие/пишущие устройства, называемые головками, используются для записи и чтения информации с поверхности пластин.

Каждая поверхность пластины может вмещать в себя десятки гигабайт информации. Так же пластина имеет две головки, по одной с каждой стороны. На каждой пластине информация записывается на концентрических окружностях, называемых трэками, каждый трэк разбивается на части, называемые секторами, каждый из которых, в свою очередь, хранит в себе 512 байт данных.



Источник: https://infopedia.su/14x722c.html

Презентация на тему: Накопители на магнитный дисках, на оптическим дисках, флэш-память
Устройство,

1

Первый слайд презентации

Накопители на магнитный дисках, на оптическим дисках, флэш-память
Устройство, назначение, принцип работы
Внешняя память ПК

2

Слайд 2

Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) предназначены для длительного хранения программ и данных. Целостность содержимого внешней памяти 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 по следующей цепочке:
назначение

3

Слайд 3

Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем, а хранится информация на носителях.
накопители
В состав внешней памяти компьютера входят:
накопители гибких на магнитных дисках;
накопители на жёстких магнитных дисках;
накопители на магнитной ленте (стримеры);
накопители на оптических дисках;
магнито -оптические системы;
накопители на флеш -памяти.

4

Слайд 4

Магнитные
носители

5

Слайд 5

Вид памяти (ЗУ), использующий магнитный материал в качестве среды для записи и хранения данных.
Гибкие магнитные диски ( floppy disk )
1967 — Алан Шугарт возглавлял команду, которая разрабатывала дисководы в лаборатории фирмы IBM. Дэвид Нобль, один из старших инженеров предложил гибкий диск и защитный кожух с тканевой прокладкой.
8 ”
80,256,800 Кб
5,25 ”
360 Кб, 1,2 Мб
3,5 ”
1,44 Мб

6

Слайд 6

Гибкий магнитный диск (дискета)
состоит из круглой полимерной подложки, покрытой с обеих сторон магнитным
окислом и помещенной в пластиковую
упаковку.

гибкие магнитные диски
Дискета устанавливается в накопитель ( floppy-disk drive ), автоматически в нем фиксируется, после чего механизм накопителя раскручивается до частоты вращения 360 оборотов в мин.

Магнитная головка дисковода устанавливается на концентрическую дорожку диска для считывания или записи информации. Скорость составляет 50 Кбайт/с. Емкость дискеты – 1,44 Мбайт.

7

Слайд 7: Форматирование гибкого диска

После форматирования гибкого диска 3,5 ”
Информационная емкость сектора -512 байтов;
Количество секторов на дорожке – 18;
Дорожек на одной стороне – 80;
Сторон – 2.
Физическая структура дискеты
Сектор
512 байтов
0-я дорожка
0-я дорожка
79-я дорожка

8

Слайд 8: Физическая структура гибкого диска

Сектор
512 байт
дорожка
Информационный объем гибких дисков:
V = p * d * k * l
р – количество поверхностей диска ( p = 2 )
d – количество дорожек на поверхности ( d = 80 )
k – количество секторов на дорожке ( k = 18 )
l – емкость сектора ( l = 512 байт ).
V = 2 * 80 * 18 * 512 = 144 0 Кбайт
Минимальный элемент хранения информации дискете

9

Слайд 9

Логическая структура магнитного диска – совокупность секторов, каждый из которых имеет свой порядковый номер. Сектора нумеруются в линейной последовательности от первого сектора нулевой дорожки до последнего сектора последней дорожки.

На гибком диске минимальным адресуемым элементом является СЕКТОР
При записи файла на диск будет занято всегда целое количество секторов. Минимальный размер файла – размер одного сектора. Максимальный – общее количество секторов на диске.

Файлы записываются в произвольные свободные сектора, которые могут находится на разных дорожках.

10

Слайд 10

Например:
Файл_1 объем 2Кбайта – сектора 34,35 и 47,48
Файл_2 объем 1Кбайт – сектора 36 и 49

дорож-ки
№ СЕКТОРА

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
1
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
2
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
…..
79
2880

11

Слайд 11

Источник: https://slide-share.ru/nakopiteli-na-magnitnij-diskakh-na-opticheskim-diskakh-flehsh-pamyatustrojstvo-68991

Ссылка на основную публикацию