Магнитный диск состоит из одного или нескольких алюминиевых дисков1 с маг-

нитным слоем. Изначально они были 50 см в диаметре, но сейчас их диаметр составляет от 3 до 12 см, а у портативных компьютеров — меньше 3 см, причем этот параметр продолжает уменьшаться. Головка диска, содержащая индукционную катушку, двигается над поверхностью диска, опираясь на воздушную подушку.

Отметим, что у дискет головка касается поверхности. Когда через головку проходит положительный или отрицательный ток, он намагничивает поверхность под головкой. При этом магнитные частицы намагничиваются направо или налево в зависимости от полярности тока. Когда головка проходит над намагниченной областью, в ней (в головке) возникает положительный или отрицательный ток, что дает возможность считывать записанные ранее биты. Поскольку диск вращается под головкой, поток битов может записываться, а потом считываться.

Дорожкой называется круговая последовательность битов, записанных на диск за его полный оборот. Каждая дорожка делится на секторы фиксированной длины. Каждый сектор обычно содержит 512 байт данных. Перед данными располагается преамбула (preamble), которая позволяет головке синхронизироваться перед чтением или записью. После данных идет код исправления ошибок (Error-Correcting Code, ECC), в качестве которого используется код Хэмминга или код Рида-Соломона, позволяющий исправлять множественные ошибки, а не только одиночные. Между соседними секторами находится межсекторный интервал. Многие производители указывают размер неформатированного диска (как будто каждая дорожка содержит только данные), хотя честнее указывать вместимость форматированного диска, на котором не учитываются преамбулы, ЕСС-коды и межсекторные интервалы. Емкость форматированного диска обычно на 15 % меньше емкости неформатированного.

У всех дисков есть кронштейны, они могут перемещаться туда и обратно по радиусу на разные расстояния от шпинделя, вокруг которого вращается диск.

На разных расстояниях от оси записываются разные дорожки. Таким образом, дорожки представляют собой ряд концентрических кругов, расположенных вокруг шпинделя. Ширина дорожки зависит от величины головки и от точности ее перемещения. На сегодняшний момент диски имеют от 5000 до 10 000 дорожек на см, то есть ширина каждой дорожки составляет от 1 до 2 микрон). Следует отметить, что дорожка — это не углубление на поверхности диска, а просто кольцо намагниченного материала, которое отделяется от других дорожек небольшими пограничными областями.

 

Чтобы достичь высокого качества поверхности и достаточной чистоты воздуха, диски герметично запечатываются, что защищает их от попадания грязи. Такие диски называются винчестерами. Впервые они были выпущены фирмой IBM. У них было 30 Мбайт фиксированной памяти и 30 Мбайт сменной памяти. Возможно, эти диски 30-30 ассоциировались с ружьями ｫВинчестерｻ 30-302 Большинство магнитных дисков состоит из нескольких пластин, расположенных друг под другом, . Каждая поверхность снабжена рычагом и головкой. Рычаги скреплены таким образом, что одновременно могут перемещаться на разные расстояния от оси. Совокупность дорожек, расположенных на одном расстоянии от центра, называется цилиндром

Дискеты

С изобретением персонального компьютера появилась необходимость каким-то образом распространять программное обеспечение. Решением этой проблемы послужила дискета (floppy disk — ｫгибкий дискｻ; назван так, потому что первые дискеты были гибкими физически) — небольшой сменный носитель информации.

Дискеты были придуманы фирмой IBM. Изначально на них записывалась информация по обслуживанию больших машин (для сотрудников фирмы). Но производители компьютеров вскоре переняли эту идею и стали использовать дискеты в качестве удобного средства записи программного обеспечения и его продажи.

Дискеты обладают теми же общими характеристиками, что и диски, которые мы только что рассматривали, с тем лишь различием, что головки жестких дисков перемещаются над поверхностью диска на воздушной подушке, а у дискет головки касаются поверхности. В результате и сами дискеты, и головки очень быстро изнашиваются. Поэтому когда не происходит считывание и запись информации, голвки убираются с поверхности, а компьютер останавливает вращение диска

Диски IDE

Диски современных персональных компьютеров развились из диска машины IBM PC XT. Это был диск Seagate на 10 Мбайт, управляемый контроллером Xebec на встроенной карте. У этого диска было 4 головки, 306 цилиндров и по 17 секторов на дорожке. Контроллер мог управлять двумя дисками. Операционная система считывала с диска и записывала на диск информацию. Для этого она передавала параметры в регистры процессора и вызывала систему BIOS (Basic Input Output System— базовую систему ввода-вывода),расположенную во встроенном ПЗУ.

Система BIOS запрашивала машинные команды для загрузки регистров контроллера, которые начинали передачу данных.

В конце концов на смену IDE дискам пришли EIDE-диски (Extended IDEсовершенствованные IDE), поддерживающие дополнительную схему адресации LBA (Logical Block Adressing).

Изначально IDE- и EIDE-диски производились только для систем Intel, поскольку данный интерфейс является точной копией шины IBM PC. Тем не менее в настоящее время некоторые другие компьютеры также используют эти диски из-за их низкой стоимости.

SCSI-диски

SCSI-диски не отличаются от IDE-дисков с точки зрения расположения цилиндров, дорожек и секторов, но они имеют другой интерфейс и более высокую скорость передачи данных. Поскольку у дисков SCSI высокая скорость передачи данных, они используются в большинстве рабочих станций UNIX, которые производятся Sun, HP, SGI и другими компаниями. Эти диски также встраиваются в компьютеры Macintosh и сетевые серверы Intel.

RAID массивы

Для повышения эффективности организации дисковых накопителей, а также надежности и скорости доступа используются RAID массивы (Redundant Array of Independent Disks - избыточный массив независимых дисков).

Основная идея RAID состоит в том, что массив обычных дисков объединяется общим контроллером (RAID-контроллером), данные копируются в RAID-массив, а затем производятся обычные действия.

Операционная система воспринимает RAID как один большой диск, при этом у RAID-массива выше производительность и надежность.

Поскольку обычные диски обладают достаточной производительностью при довольно низкой цене и при этом один контроллер может управлять несколькими дисками (до семи дисков на 8-разрядных моделях SCSI (Small Computer SystemInterface) и до 15 на 16-разрядных), большинство RAID-устройств состоит из контроллера, предназначенного для управления RAID-массивом, и бокса дисков, которые операционная система воспринимает как один большой диск. При этом не требуется никаких изменений в программном обеспечении.

 RAID0 - дисковый массив из двух или более жестких дисков с отсутствием избыточности. Информация разбивается на блоки данных и записывается на оба/несколько дисков одновременно. За счет этого существенно повышается производительность (от количества дисков зависит кратность увеличения производительности). Однако страдает надeжность всего массива (при выходе из строя любого из входящих в RAID0 дисков полностью и безвозвратно пропадает вся информация).

 RAID1 - зеркальные диски. Зеркальные диски представляют традиционный способ повышения надежности магнитных дисков. Все диски дублируются и при каждой записи информация записывается также и на проверочный диск. Возможно независимое параллельное считывание с основного и зеркального дисков.

RAID-массив второго уровня имеет дело со словами, а иногда даже с байтами/

RAID-массив третьего уровня представляет собой упрощенную версию RAIDмассива второго уровня.

RAID-массиавы четвертого и пятого уровней опять работают с полосами, а не со словами с битами четности, и не требуют синхронизации дисков

 

Компакт-диски

В последние годы помимо магнитных дисков стали доступны оптические диски. Они обладают более высокой плотностью записи, чем обычные магнитные диски1. Оптические диски изначально использовались для записи телевизионных программ, но позже они стали использоваться как средства хранения информации в компьютерной технике. Из-за потенциально огромной емкости оптические диски стали предметом многих исследований, и их усовершенствование происходило довольно быстро.

Первые оптические диски были изобретены голландской корпорацией Philips для хранения кинофильмов. Они имели 30 см в диаметре, выпускались под маркой LaserVision, но нигде, кроме Японии, не пользовались популярностью.

В 1980 году корпорация Philips вместе с Sony разработала CD (Compact Disc —компакт-диск), который быстро вытеснил виниловые диски, использовавшиеся для музыкальных записей.

Аудио-компакт-диски были первым средством хранения цифровой информации, которое вышло на массовый рынок потребления. Предполагается, что они будут использоваться на протяжении ста лет.

Компакт-диск изготавливается с использованием очень мощного инфракрасного лазера, который выжигает отверстия диаметром 0,8 микрон в специальном стеклянном контрольном диске. По этому контрольному диску делается шаблон с выступами в тех местах, где лазер прожег отверстия. В шаблон вводится жидкая смола (поликарбонат), и таким образом получается компакт-диск с тем же набором отверстий, что и в стеклянном диске. На смолу наносится очень тонкий слой алюминия, который в свою очередь покрывается защитным лаком. После этого наклеивается этикетка. Углубления в нижнем слое смолы в английском языке называются термином ｫвпадинаｻ (pit), а ровные пространства между впадинами называются термином ｫплощадка

В 1984 году Philips и Sony начали использовать компакт-диски для хранения компьютерных данных. Они опубликовали Желтую книгу, в которой определили точный стандарт того, что они назвали CD-ROM (Compact Disc - Read Only Memory — компакт-диск — постоянное запоминающее устройство).

CD-R

Вначале оборудование, необходимое для изготовления контрольных компакт-дисков (как аудио-, так и компьютерных), было очень дорогим Но, как это обычно происходит в компьютерной промышленности, ничего не остается дорогим долгое время. К середине 90-х годов записывающие устройства для компакт-дисков размером не больше проигрывателя стали обычными и общедоступными, их можно было приобрести в любом магазине компьютерной техники. Эти устройства все еще отличались от магнитных дисков, поскольку информацию, записанную однажды на компакт-диск, уже нельзя было стереть. Тем не менее они быстро нашли сферу применения в качестве дополнительных носителей информации, а основными носителями продолжали служить жесткие диски. Кроме того, отдельные лица и начинающие компании могли выпускать свои собственные компакт-диски небольшими партиями или производить контрольные диски и отправлять их на крупные коммерческие предприятия, занимающиеся изготовлением копий. Такие диски называются CD-R

CD-RW

Хотя люди и привыкли к таким носителям информации, которые нельзя перезаписывать (такими носителями являются, например, бумага или фотопленка), все равно существует спрос на перезаписываемые компакт-диски. В настоящее время появилась технология CD-RW (CD-Rewritable — перезаписываемый компакт-диск). При этом используется носитель такого же размера, как и CD-R. Однако вместо красителя (цианина или пталоцианина) при производстве CD-RW используется сплав серебра, индия, сурьмы и теллура для записывающего слоя. Этот сплав имеет два состояния: кристаллическое и аморфное, которые обладают разной отражательной способностью.

DVD

Основной формат компакт-дисков использовался с 1980 года. С тех пор технологии продвинулись вперед, поэтому оптические диски с высокой емкостью сейчас вполне доступны по цене и пользуются большим спросом. Голливуд с радостью заменил бы аналоговые видеозаписи на цифровые диски, поскольку они лучше по качеству, их дешевле производить, они дольше служат, занимают меньше места на полке в магазине и их не нужно перематывать. Компании, выпускающие бытовую технику, занимаются поисками нового массового продукта, а многие компьютерные компании хотят добавить к своему программному обеспечению мультимедиа.

Такое развитие технологий и спроса на продукцию трех чрезвычайно богатых и мощных индустрии привело к появлению DVD (изначально сокращение от Digital Video Disk — цифровой видеодиск, а сейчас официально Digital Versatile

Disk — цифровой универсальный диск). Диски DVD в целом похожи на компакт-диски. Как и обычные компакт-диски, они имеют 120 мм в диаметре, создаются на основе поликарбоната и содержат впадины и площадки, которые освещаются лазерным диодом и считываются фотодетектором было разработано 4 формата:

1. Односторонние однослойные (4,7 Гбайт).

2. Односторонние двуслойные (8,5 Гбайт).

3. Двусторонние однослойные (9,4 Гбайт).

4. Двусторонние двуслойные (17 Гбайт).

Blu-ray Disc, BD (англ. blue ray — синий луч и disc — диск; написание blu вместо blue — намеренное) — формат оптического носителя, используемый для записи с повышенной плотностью и хранения цифровых данных, включая видео высокой чёткости. Стандарт Blu-ray был совместно разработан консорциумом BDA. Первый прототип нового носителя был представлен в октябре 2000 года. Коммерческий запуск формата Blu-ray прошёл весной 2006 года.

Blu-ray (букв. «синий луч») получил своё название от использования для записи и чтения коротковолнового (405 нм) «синего» (технически сине-фиолетового) лазера.

С момента появления формата в 2006 году и до начала 2008 года у Blu-ray существовал серьёзный конкурент — альтернативный формат HD DVD. В течение двух лет многие крупнейшие киностудии, которые изначально поддерживали HD DVD, постепенно перешли на Blu-ray. Warner Brothers, последняя компания, выпускавшая свою продукцию в обоих форматах, отказалась от использования HD DVD в январе 2008 года. 19 февраля того же года Toshiba, создатель формата, прекратила разработки в области HD DVD. Это событие положило конец очередной «войне форматов»[1].

ФЛЕШКИ

Сегодня USB Flash Drive, или попросту флешка, полностью вытеснила с рынка дискеты и ударными темпами вытесняет диски, как средство передачи информации. Куда проще и быстрее записать информацию на компактный USB flash накопитель, чем на любой другой носитель. USB флэшки удобны своей универсальностью, легкостью (есть модели как пушинки, весом в 2 грамма), и скоростью записи.

Помимо компактности и скорости работы, USB накопители могут похвастаться бесшумностью, устойчивостью к внешним воздействиям, в том числе к температурным и механическим, низким энергопотреблением. В настоящее время USB Flash Drive производят более 50 компаний по всему миру. В нашем Интернет-магазине вы можете купить флэшку любого известного производителя, различного объема и скорости работы по самой привлекательной цене.