Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) предназначены для долговременного хранения информации и могут использоваться и как устройства ввода, и как устройства вывода. ВЗУ по сравнению с ОЗУ имеют гораздо больший объем памяти, но существенно меньшее быстродействие.
Накопитель состоит из двух частей:
- Носитель – устройство, на котором хранится информация
- Привод – устройство, предназначенное для считывания информации с носителя и записи информации
на носитель.В настоящее время существует 2 основных типа накопителей: - Накопители на магнитной ленте – устройства последовательного доступа, т.к. обратиться к более удаленным частям данных можно только после считывания менее удаленных данных (находящихся перед ними)
- Дисковые накопители – устройства произвольного доступа, т.к. интересующие данные могут быть получены без обязательного прочтения предшествующих данных. Бывают: накопители на жестком магнитном диске и на гибких магнитных дисках.
Информация на дисковых накопителях, как и в памяти ПК, представляется в двоичном виде и измеряется в байтах. Способ расположения информации на жестких и гибких дисках одинаков. На поверхности диска нанесен слой намагничивающегося материала. Запись информации в этом слое производится на области, расположенные в виде концентрических окружностей – дорожки. Радиусы, проведенные из центра диска, делят каждую дорожку на секторы. Максимальное количество информации, которое может быть записано на каждый сектор, — размер сектора – одно и то же – 512 б. Каждая дорожка имеет свой номер. Все секторы, расположенные на разных дорожках между двумя соседними радиусами, имеют одинаковый номер. При записи и считывании информация передается посекторно.
Винчестер – обычно содержит от 1 до 5 или более обработанных с высокой точностью керамических или алюминиевых пластин (дисков), на которые нанесен специальный магнитный слой. Это носители информации. Привод устроен так. Диски жестко закреплены через равные промежутки на вертикальном стержне, который приводится в движение специальным двигателем. Чем выше скорость вращения дисков, тем быстрее считывается информация. (3600 об/мин, до 7200 об/мин). На специальном рычаге находятся головки чтения/записи. В современных винчестерах головки как бы «летят» на расстоянии долей микрона (0,001 мм) от поверхностей дисков, не касаясь их. Время доступа к информации, находящейся на жестком диске, измеряется в миллисекундах, что намного больше, чем время доступа к информации, находящейся в оперативной памяти ПК. Для ускорения процесса обмена информацией между оперативной памятью и жестким диском используется механизм кэширования.
Гибкие диски – используются для хранения небольших объемов информации и для ее переноса с одного ПК на другой. Состоят из носителя – дискеты, и привода – дисковода. Дискета представляет собой тонкую пластиковую основу (диск), на которую нанесен магнитный слой. Для предохранения от пыли и повреждений основа помещается в жесткий чехол, внутри которого она может свободно вращаться.
Дискеты отличаются:
- диаметром — 3,5 и 5,25 дюйма
- количеством информации – DD – двойная плотность (720 Кб – 3,5д;
360 Кб – 5,25д)-HD – высокая плотность (1,44 Мб – 3,5д; 1,2 Мб – 5,25д)
Устройство привода (дисковода) похоже на привод жесткого диска. Но скорость вращающего дискету двигателя меньше и зависит от типа дискеты. (Обычно 300 – 360 об/мин). Головки чтения/записи не «летят» над поверхностью дискеты, а касаются ее.
Накопители на магнитной ленте – обычно используются для хранения копии информации, содержащейся на дискете. Носитель – картридж – кассета с магнитной лентой, похожая на кассету для магнитофона. Привод – стример – лентопротяжный механизм. В настоящее время максимальное количество сохраняемой в стримере информации достигает 510 Мб.
Оптические диски (лазерные диски, CD-ROM) – можно разделить на 3 класса: только для чтения (CD), с однократной записью и многократным считыванием (CD-R), и с многократной перезаписью информации (CD-RW). Информация содержится на одной спиральной дорожке, проходящей через всю поверхность диска.
CD — В основе записи информации с помощью лазера лежит модуляция интенсивности излучения лазера дискретными значениями 1 и 0. Излучение достаточно мощного лазера оставляет на поверхности диска метки, вызванные воздействием луча на металл. Поверхность диска предварительно покрывается тонким слоем металла – теллура. При записи логической единицы луч прожигает в пленке теллура микроскопическое отверстие. Запись начинается с внутренних дорожек и ведется с большой плотностью – 630 дорожек на миллиметр. Длина всей спиральной дорожки – около 5 км. Таким способом изготавливается первичный «мастер-диск», с которого потом производится тиражирование всей партии дисков методом литья под давлением. При считывании информации ямки и ровные участки дорожки дают разную интенсивность отраженного луча, которая регистрируется фотоприемником.
CD-R — основа покрыта слоем органического красителя, поверх которого нанесено светоотражающее напыление (золото или сплав серебряного цвета). При записи выжигаются фрагменты красителя. В результате отраженный луч также будет промодулирован по интенсивности.
CD-RW – под отражающим слоем имеют регистрирующий слой, который может менять свое состояние между поликристаллическим и аморфным. Прозрачность слоя зависит от его состояния. При перезаписи состояние отдельных участков изменяется: в зависимости от степени нагрева участка лучом записывающего лазера при остывании фиксируется то или иное его состояние. В отличие от печатных дисков и CD-R, отражающих около 70% мощности падающего луча, диски CD-RW обладают существенно меньшей отражающей способностью.
Перспективными являются оптические диски с высокой плотностью записи DVD (DigitalVideoDisc). Информация на этих дисках может быть размещена на одной либо на обеих сторонах, в одном либо в двух слоях. Двухсторонние двухслойные диски позволяют хранить 17 Гб информации. Расстояние между слоями в двухслойных дисках – 40 мкм. Переключение между слоями осуществляется фокусировкой лазера на требуемом расстоянии. Двухсторонние диски склеиваются из двух отдельных дисков толщиной 0,6 мм. Для доступа ко второй стороне диск надо переворачивать.