Накопители на жестких дисках

Винчестер – накопитель на жёстких дисках (Hard Disk Drive – HDD) применяется для хранения и использования больших объёмов информации. Конструкция винчестера: корпус из прессованного алюминия, управляющий двигатель, диски, головка записи / считывания и электроника.

Само название «винчестер» появилось в 1973 году, когда фирма IBM разработала ЭВМ 3340. IBM выпустила пакет из двух дисков по 30 Мбайт с маркировкой «30/30», что напоминало пользователям калибр двустволки «Винчестер 30/30». Однако, в ПК винчестеры появились только в 1983 году (объёмом 10 Мбайт, временем доступа 100 мс, скоростью передачи данных 85 Кбайт/с). Современный винчестер имеет объём от 8 Гбайт, среднее время доступа около 8 мс, скорость передачи данных от 33 Мбайт/с.

Показатель надежности очень важен для жестких дисков. Существуют два показателя надежности жестких дисков:

число циклов старт / стоп (Start/Stop Cycles);

время наработки на отказ (Mean Time Before Failure – MTBF).

Важной характеристикой для жёсткого диска является также скорость вращения. На современных моделях этот показатель составляет 3400-10000 об/мин.

Характерной особенностью маркировки является то, что указанная в названии модели примерная ёмкость рассчитана на миллион байт, а не мегабайт (1 Мбайт равен 1048576 байт). То есть в математическом виде это выглядит следующим образом:

• по мнению производителей винчестеров 1 Мбайт = 10⁶ = 1 000 000 байт;

• реально, так как 1 Кбайт = 1024 байт, то 1 Мбайт = 10²⁰ = 1048576 байт.

Жесткие диски выпускаются основными производителями с двумя интерфейсами:

• IDE (Integrated Drive Electronics) для однопользовательских систем;

• SCSI (Small Computers Systems Interface) для многозадачных операционных систем.

К использованию жестких дисков в высокопроизводительных компьютерных системах, выполняющих роль серверов корпоративного, регионального и выше уровней предъявляются повышенные требования к надежности хранения данных. Такие системы требуют кроме большой производительности больших объемов памяти на внешних запоминающих устройствах, повышенных параметров надежности функционирования системы в целом. Этим системам приходится функционировать в безостановочном режиме, поскольку к ним подключается множество рабочих станций и других серверов, которые должны решать свои задачи в любое время. При этом особое требование предъявляется к объему и надежности хранения данных. Для надежного хранения больших объемов данных используется RAID технологии. Эта технология включает в себя систему « зеркальных » дисков большой емкости (десятки, сотни ГБайт).

Под « зеркальными » понимается пара дисков, на которые параллельно заносятся одни и те же данные. При появлении сбоя чтения каких – либо данных они читаются с « зеркального » диска, после чего автоматически запускается программа тестирования участка сбойного диска, при необходимости замена его на резервный и восстановление утерянной информации.

Компакт диски

CD-ROM-дисководы являются сейчас стандартным комплектующим почти в каждом ПК. Широкое распространение таких устройств объясняется их низкой стоимостью и большой ёмкостью (800 Мбайт). Практически все программные продукты поставляются на CD-дисках. Все компьютерные CD-ROM-дисководы совместимы с CD-Audio-дисками, которые воспроизводятся на скорости около 150 Кбайт/с Скорость передачи данных (data transfer) – важнейшая характеристика дисководов CD-ROM.

DVD (Digital Versatile Disk) «цифровой многоцелевой диск» имеет те же размеры, что и обычный компакт-диск, но вмещает до 17 Гб и более информации (в зависимости от стандарта), что позволяет намного расширить сферу его применения. Технологически увеличения ёмкости диска и скорости чтения/записи удалось достичь благодаря уменьшению в два раза размера элемента данных (лунок на поверхности DVD-диска, считываемых лазером) и расстояния между дорожками. Процесс чтения DVD-дисков полностью идентичен процессу чтения CD-ROM. Однако, для чтения и записи DVD-дисков необходим лазер с другой длиной волны, лежащей не в инфракрасном, а в красном диапазоне – 650 и 635 нм вместо 780 нм у приводов CD-ROM, из-за чего и возникают проблемы при чтении компакт-дисков на DVD-приводах – для этого требуется установка либо второго лазера, либо специальной микросхемы.

• DVD-RAM. Первый формат для перезаписываемых дисков, который получил одобрение консорциума компаний, установившего первоначальную спецификацию DVD Стандартом предусмотрено не менее 1 млн циклов записи

• DVD+RW. Самую крупную фракцию, отколовшуюся от тех, кто продолжает следовать первоначальной спецификации, возглавляют компании Hewlett-Packard, Philips и Sony, совместно разработавшие формат DVD+ReWritable или DVD+RW. Они поддерживают спецификацию DVD+RW, поскольку, по их мнению, она лучше подойдет для некоторых программ. Например, по утверждению компании Philips, будущие поколения ее накопителя DVD+RW смогут, вероятно, осуществлять запись и на диски CD-R, а это означает, что пользователи получат возможность создавать диски для огромного множества установленных накопителей CD-ROM. Формат DVD+RW не требует помещения дисков в картридж.

• DVD-R/W. Фирма Pioneer предложила свою собственную спецификацию под названием DVD-R/W. Эта спецификация представляет собой результат эволюционного развития существующей технологии CD-RW и предусматривает использование носителей с произвольным доступом, имеющих емкость до 3,95 Гбайт. Одной из основных характеристик технологии DVD-R/W является более высокая отражательная способность ее дисков (записываемых методом изменения фазового состояния) по сравнению с носителями типа DVD-RAM или DVD+RW. Вследствие этого диски DVD-R/W могут без проблем читаться существующими накопителями DVD-ROM и проигрывателями DVD. Поэтому накопители DVD-R/W предназначены не для конечных пользователей, а для разработчиков, создающих диски, которые будут читаться стандартными накопителями.