Устройства хранения информации

Программы и данные в системном ОЗУ уничтожаются после выключения компьютера. Кроме того, ИС ОЗУ слишком дорогостоящи, чтобы на их основе строить большие модули памяти, в которых можно было бы хранить несколько программ и большие объемы данных. Поэтому в качестве второго уровня памяти желательно использовать системы хранения информации, которые могут использоваться для долговременного хранения данных.

В связи с этим был разработан ряд технологий вторичной памяти, призванных расширить емкость памяти компьютера и позволяющих хранить данные постоянно. Как правило, эти системы работают слишком медленно, чтобы их можно было использовать непосредственно с микропроцессором компьютера. Модуль вторичной памяти хранит информацию и в случае запроса поблочно передает ее в более быстродействующую внутреннюю память.

С самого начала в большинстве систем вторичной памяти применялся принцип хранения двоичной информации в форме магнитных зарядов на подвижных магнитных поверхностях.

Магнитные устройства хранения информации сохранили свою популярность благодаря следующим трем факторам:

1. Низкой стоимости хранения одного бита информации
2. Принципиальной энергонезависимости
3. Успешному увеличению емкости устройств хранения информации.

Основными магнитными носителями устройств хранения являются жесткие диски и магнитная лента.

В дисковых магнитных системах информация хранится в виде намагниченных участков, располагающихся на диске по концентрическим окружностям. Эти окружности называются дорожками и нумеруются начиная с 0, от внешнего края к внутреннему. Количество дорожек может быть от 40 до 2048, в зависимости от типа используемого диска и дисковода.

В дисководах жестких дисков несколько дисков объединяются в блок на общей оси. Соответствующие дорожки каждой поверхности логически объединятся в цилиндр. (Т.е. все 0-е дорожки вместе образуют 0-й цилиндр.)

Поскольку дорожки на внешнем краю диска длиннее, чем в центре, каждая дорожка делится на равное количество блоков одинакового размера, называемых секторами. Эта организация используется для того, чтобы максимально упростить схемы для обработки данных, записываемых на диск или считываемых с него. Количество секторов в одной дорожке может быть от 8 до более 60, в зависимости от типа диска и дисковода и от программы операционной системы, используемой для форматирования диска. В системах записи на магнитную ленту данные хранятся в последовательных дорожках, записываемых вдоль ленты. Каждая дорожка делится на блоки равных размеров. Блоки разделяются небольшими участками, в которых запись отсутствует. По ширине ленты может быть записано несколько дорожек. При использовании нескольких головок считывания/записи во время перемещения ленты вперед дорожки могут считывать одновременно. При использовании единственной головки считывания/записи дорожки могут также считываться по серпантину (вол­нообразно взад-вперед).

Хотя на магнитном диске можно непосредственно обратиться к любому сектору, к разделам на магнитной ленте можно обращаться только последовательно. Чтобы получить доступ к информации в 32 блоке на ленте, через лентопротяжное устройство потребуется пропустить предыдущие 31 блок.

Как правило, ленточные устройства хранения дешевле, но присущая им невысокая скорость работы, обусловленная последовательной организацией информации, делает их менее привлекательными по сравнению с вращающимися магнитными дисками. Диски предоставляют гораздо более быстрый доступ к большим блокам данных при ценах, которые оказываются приемлемыми для большинства пользователей.