ГлавнаяАпгрейд компьютераНакопители информации
 

Накопители информации

Накопители информации

Во все времена информация, особенно ценная, играла очень большую роль. Однако еще важнее было сохранить ее.

На сегодняшний день существует достаточно много устройств, которые позволяют эффективно хранить информацию и обеспечивать быстрый к ней доступ. С некоторыми из них вы можете познакомиться далее.

Накопители информации бывают разные, и функционируют они также по-разному. Из наиболее «ходовых» устройств можно отметить жесткий диск, DVD-привод и USB-накопитель (flash-технология).

Жесткий диск

Жесткий диск (Hard Disk Drive, HDD), или винчестер, предназначен для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером. Эта информация может носить различный характер: документы, базы данных, видео, аудио и многое другое.

Внешне жесткий диск выглядит как металлическая коробка высотой 1,5–4 см, которая устанавливается в свободный 3,5– или 5,25-дюймовый отсек корпуса.

Накопители информации

Винчестер (вид сверху и снизу)


Внутри винчестера находятся одна и более пластин (дисков) специального состава, на которые и записывается информация. Данные записываются или считываются блоком магнитных головок, которые скользят над пластинами в непосредственной близости от них. Этим блоком управляет специальный высокоточный шаговый двигатель.

В рабочем состоянии пластины постоянно вращаются. Поскольку скорость вращения достаточно высока, между магнитной поверхностью и головками образуется воздушная подушка, и получается, что они как бы «парят» над пластинами (носителями) на расстоянии 0,00005–0,0001 мм.

Чем выше скорость вращения, тем выше скорость считывания информации, однако достичь высокой скорости вращения очень сложно по разным физическим причинам. На сегодняшний день наиболее распространенными являются винчестеры со скоростью вращения дисков 7200 об/мин для IDE– и SATA-дисков и 10 000–15 000 об/мин для SCSI-дисков.

Кроме скорости вращения двигателя, жесткие диски различаются интерфейсом доступа к данным, объемом, кэш-буфером, временем доступа к информации, скоростью считывания и записи данных и т. д. При выборе винчестера в первую очередь нужно обратить внимание на интерфейс, объем и скорость записи/считывания данных.

На сегодняшний день активно используются три основных типа интерфейсов жестких дисков.

IDE. Один из самых первых интерфейсов, получивший широкое распространение благодаря своей простоте, дешевизне и достаточной эффективности. IDE-контроллер встраивается прямо в жесткий диск, что избавляет от необходимости приобретать дополнительные платы расширения. Кроме того, IDE-контроллер имеется на материнской плате.

За все время его существования было разработано множество стандартов, описывающих правила и скорость обмена данными между контроллером на жестком диске и контроллером на материнской плате. На сегодняшний день наибольшее распространение получила спецификация UltraATA/133, которая позволяет передавать данные с теоретической скоростью 133 Мбайт/с.

IDE-устройства чаще всего используются в рабочих компьютерах. На серверах такие винчестеры устанавливаются редко по нескольким причинам.

• Интерфейс не позволяет полноценно работать одновременно с устройствами, подключенными к одному шлейфу данных.

Например, если DVD-привод и винчестер подключены к одному IDE-каналу, то время копирования файлов с компакт-диска на жесткий диск увеличится в два раза (контроллер не может начать обмен данными с каким-либо устройством, пока не закончится предыдущая операция).

Особенно это неприятное явление заметно, когда невозможно быстро эту самую операцию завершить. Например, если DVD-привод упорно пытается прочитать поврежденный диск, то HDD на это время становится недоступным, и возникает впечатление, что система повисла.

К счастью, это не относится к компонентам, подключенным к разным IDE-каналам. Именно поэтому рекомендуется «разносить» часто используемые устройства по разным каналам. Если у вас только два IDE-устройства (скажем, винчестер и DVD-привод), то подключение их именно таким образом (по одному на канал, на отдельный шлейф) существенно увеличит быстродействие дисковой подсистемы.

• Нагрузка на процессор. Она сказывается на производительности компьютера в приложениях, ведущих интенсивный обмен данными с диском.

• Каждое устройство требует отдельного прерывания.

• Невозможность подключать более четырех устройств (причем эффективная работа возможна только с двумя из них). Единственный выход – установка дополнительного IDE-контроллера или приобретение материнской платы с большим количеством IDE-разъемов.

Для подключения IDE-устройств используется 80-жильный шлейф. Как правило, на материнской плате присутствует два стационарных IDE-разъема (у более «продвинутых» моделей – четыре).

Serial ATA. Этот тип интерфейса на сегодняшний день является самым используемым, поскольку дает возможность достичь высоких скоростей работы с данными, позволяя в случае необходимости создавать RAID-массивы. Он появился в результате дальнейшего развития IDE-интерфейса. Работа над ним началась еще в 1999 году и завершилась созданием спецификации, которая позволяет передавать данные со скоростью до 150 Мбайт/с. Потом появилась еще одна спецификация с пропускной способностью в два раза выше. В настоящий момент разрабатывается спецификация Serial ATA-3, которая обещает повысить скоростные показатели до 600 Мбайт/с.

Однако теория – это теория, а практика – это совсем другое. Она показывает, что скорость чтения информации с физического диска винчестера еще далека от теоретически возможной, поэтому дальнейшее «теоретическое» развитие спецификации интерфейса не имеет большого смысла, пока не будет увеличена реальная физическая скорость считывания данных с магнитных дисков винчестера.

На всех современных материнских платах присутствуют разъемы для подключения SATA-винчестеров, количество которых, как правило, не меньше двух.

SCSI. Он всегда развивался параллельно с IDE-интерфейсом и изначально предназначался для серверов. Современные SCSI-контроллеры поддерживают скорость передачи данных до 320 Мбайт/с, что выше, чем у аналогичных IDE-устройств. Кроме того, SCSI-интерфейс обладает следующими неоспоримыми преимуществами.

• Низкая нагрузка на процессор.

• Высокая скорость передачи данных.

• Возможность одновременной работы со всеми устройствами, где бы они ни находились и как бы ни были подключены.

• Длина кабеля, которая может составлять 3–6 м.

• Более высокая надежность (по сравнению с IDE) как контроллеров, так и SCSI-устройств.

• Возможность использования внешних устройств.

• Максимальное количество устройств (до 15) значительно больше, чем у IDE, к тому же можно установить несколько SCSI-контроллеров (обычно не более четырех).

• Для всех SCSI-устройств нужно всего лишь одно прерывание.

• Возможность использования кэширования и технологии RAID и Hot Swap – чтобы повысить надежность и быстродействие. Правда, в последнее время стали появляться и аналогичные IDE-контроллеры, но они, безусловно, не так хороши, как у SCSI.

Однако при всех своих достоинствах SCSI – дорогой интерфейс. Кроме того, для использования SCSI-винчестера необходим SCSI-контроллер, который также стоит недешево. Однако это не должно вас останавливать, если вы, к примеру, занимаетесь кодированием видео: такой винчестер будет совсем не лишним.

От объема диска зависит, сколько он сможет хранить информации. Как правило, критическая (рабочая) информация много места не занимает (это, конечно же, не касается серверов). В основном большая часть винчестера заполнена мультимедийными данными (аудиосборники, видеофильмы, графические изображения). Этого «добра» всегда было, есть и будет много. На сегодняшний день оптимальный объем диска для домашнего компьютера составляет 200–300 Гбайт. Однако если вы занимаетесь какой-то серьезной работой (например, кодированием видео), то его можно смело увеличить в три-четыре раза, тем более что на рынке уже присутствуют модели объемом 1 Тбайт. Что касается офисных компьютеров, то для них с лихвой хватит диска объемом 80–120 Гбайт.

При модернизации компьютера жесткому диску необходимо уделять особое внимание. И дело не в том, что жесткий диск должен быть большой и красивый. Дисковая подсистема – самая медленная из всех других систем, поэтому скорость работы винчестера играет очень большую роль, особенно если в компьютере установлено не так много оперативной памяти, как хотелось бы. Если оперативной памяти недостаточно, то операционная система все чаще обращается к файлу подкачки, а он как раз находится на жестком диске. Именно поэтому скорость обработки этого файла жестким диском так значима. Приобретая жесткий диск, выбирайте модель с наименьшим временем доступа и наивысшей скоростью считывания данных.

Со скоростью работы жесткого диска мы определились: она должна быть как можно больше. Если при этом имеется еще и достаточный объем винчестера, то вы получите жесткий диск, полностью соответствующий задачам модернизации.

CD/DVD-привод

Современный компьютер не может обойтись без CD/DVD-привода, поскольку практически вся информация распространяется именно на оптических носителях, которые используются в DVD-приводах для чтения и записи.

В 1978 году две крупные фирмы Phillips и Sony объединили свои усилия для создания нового формата записи и хранения музыки. В результате в 1982 году на свет появился компакт-диск (Compact Disc, CD) с внешним диаметром 120 мм, диаметром внутреннего отверстия 15 мм и толщиной 1,2 мм. Эти размеры сохранились до сих пор.

Объем первых компакт-дисков составлял 650 Мбайт. Изначально они предназначались для любителей музыки. Чуть позже компакт-диски стали применять для записи и хранения компьютерных данных.

Теперь немного об устройствах, которые считывают/записывают информацию на оптический диск. По мере развития технологии они, как и сами диски, подвергались многочисленным изменениям. Так, еще недавно для работы с оптическими дисками использовался CD-привод.

6.1. Общие сведения

Привод для компакт-дисков


Сегодня же для работы с оптическими дисками используются DVD-приводы. Оптические DVD по вместительности превосходят оптические CD в несколько раз. Так, объем компакт-диска составляет всего 650–700 Мбайт, а объем DVD может доходить до 17 Гбайт.

Снаружи DVD-привод выглядит как обычный привод компакт-дисков. Однако возможностей у него гораздо больше.

Накопители информации

DVD-привод


Технология DVD стала огромным скачком в развитии носителей информации. Стандартный однослойный односторонний диск содержит до 4,7 Гбайт данных. DVD же могут изготавливаться и по двухслойному стандарту, что позволяет сохранять до 8,5 Гбайт информации. Кроме того, DVD-диски могут быть двухсторонними, что увеличивает их емкость до 17 Гбайт.

В настоящее время разрабатываются технологии, позволяющие работать с трехслойными DVD, которые, соответственно, способны хранить еще больше информации. Кроме того, сегодня существуют диски, позволяющие хранить 40 Гбайт данных, однако цены на приводы для работы с ними заоблачные, поэтому широкого распространения они пока не нашли.

Таким образом, DVD предоставляют пользователю гораздо больше возможностей по сохранению компьютерных программ, фильмов с хорошим качеством изображения и звука. Конечно, чтобы читать DVD, потребуется DVD-привод, но, поскольку технология работы с DVD является дальнейшим развитием технологии работы с CD, DVD-привод будет работать и со «старыми» компакт-дисками, причем разных форматов. Производители уже практически не выпускают CD-приводы и полностью перешли на DVD-приводы.

Важный параметр для оптических приводов – скорость, которая определяет объем данных, передаваемых за единицу времени. Этот фактор особенно важен при записи данных. Скорость измеряется в килобайтах в секунду (Кбайт/с.)

С музыкальных дисков данные считываются со скоростью 150 Кбайт/с. При этом за каждую секунду прочитывается 75 блоков, каждый из которых имеет 2048 байт полезной информации. С такой скоростью работают бытовые музыкальные центры.

Что означает надпись «52х» на корпусе? Дело в том, что привод компакт-дисков со скоростью передачи данных 150 Кбайт/с считается односкоростным и имеет обозначение 1х. Отсюда следует, что 52х – это скорость привода, равная 7800 Кбайт/с. Чтобы обеспечивать такую скорость, привод 52х вращает диск с периодичностью 7200 об/мин.

Но скорость передачи данных – это еще не все. Есть такой параметр, как время доступа. Оно равно времени задержки между получением команды и началом считывания с диска. Он принимает среднее значение, поскольку с различных областей на диске скорость считывания будет разной. Время доступа измеряется в миллисекундах и является величиной, обратно пропорциональной скорости передачи данных, то есть чем выше скорость, тем ниже время доступа (например, односкоростной привод имеет время доступа 400 мс, а 50-скоростной – 130 мс).

Совсем недавно людей, у которых в компьютере был установлен DVD-ROM, не говоря уже о DVD-RW, можно было пересчитать буквально по пальцам. Это было связано в основном с ценами на эти устройства. Кроме того, CD-ROM (CD-RW) переживал тогда свой расцвет, и всем хватало его возможностей. Ну, может, приходилось использовать немного больше дисков, чтобы смотреть качественное кино, но с этим можно было смириться.

Сегодня же, когда цены на DVD-приводы упали настолько, что его может приобрести любой пользователь, даже стесненный в деньгах, CD-привод пропал с рынка, и это вполне нормально. Однако главным фактором выхода DVD-привода в широкие массы стало то, что объемы информации для хранения или использования увеличились настолько, что привод для компакт-дисков перестал удовлетворять возросшие потребности.

Как бы там ни было, на сегодняшний день существует достаточно большое количество разнообразных моделей, которые мало чем отличаются друг от друга. Однако в серой массе всегда можно найти что-то более привлекательное.

Что касается вопроса модернизации существующего компьютера, то однозначно нужно обратить внимание на DVD-привод, поскольку его младший брат, CD-привод, уже отжил свое. Мало того, если и планируется приобрести DVD-привод, то следует покупать такой, который умеет записывать и читать диски разных форматов, включая двухслойные, и при этом делает это хорошо.

USB-накопитель

Flash-накопитель – яркий представитель переносных устройств малого размера, которые позволяют переносить достаточно большой объем информации. Мало того, на такой накопитель можно установить операционную систему и использовать его для загрузки компьютера.

Накопители информации

Flash-накопитель в виде брелока


Flash-накопитель намного более удобен в обращении, нежели DVD и, тем более, CD. Современные модели таких накопителей позволяют переносить до 16 Гбайт информации, что практически составляет объем двухслойного двухстороннего DVD. С другой стороны, они намного более компактны и их спокойно можно подключить к любому компьютеру, у которого есть хотя бы один USB-порт.

Практически все модели flash-накопителей для своей работы не требуют установки драйверов, если используется операционная система Windows 2000 и выше.

Как и другой тип накопителя, USB-накопитель может иметь разные исполнение, форму и прочие параметры.

Современные скоростные модели USB-накопителей, работающие со спецификацией USB 2.0, позволяют читать данные со скоростью 30 Мбайт/с и записывать их со скоростью 20 Мбайт/с. Это означает, что вы получаете в свое распоряжение практически переносной компактный винчестер, объема которого вполне достаточно для переноса нескольких фильмов и любого количества документов.