Средняя школа №10
Реферат на тему: «Накопители»
Выполнил:
Ученик 11Б класса
Поладич Евгений
Научный руководитель:
Калашникова Наталия Владимировна
Волгоградская область
г.Михайловка
2007г.
Содержание
1. Введение________________________________________________1
2. История Жестких дисков __________________________________2
3. Использование и устройство Жестких дисков _________________2
· Антиударные технологии__________________________________9
· Самый маленький жесткий диск___________________________14
4. Магнитные и оптические накопители_______________________15
5. Ленточные накопители___________________________________21
6. Переносные диски_______________________________________23
7. Твердотельные накопители________________________________24
8. Список литературы_______________________________________30
Введение
Накопители – это энергонезависимые устройства, способные хранить информацию при отсутствии внешнего питающего напряжения. Однако для их использования (Чтения/записи/перезаписи данных) необходимо подключение к соответствующеиу интерфейсу и его активизация.
На сегоднящний день накопители твёрдо вошли в нашу жизнь и это не обязательно устройства использующиеся в компьютерах, а это компонент, устанавливающийся и в бытовой технике (цифровые фотопараты, видеокамеры и др). Но нестоит забывать компакт-диски и твердотельные носители.
Сейчас накопители можно классифицировать на следующие типы:
· жесткие диски
· съемные дисковые магнитные носители (гибкие диски, MD(MicroDrive), PCMCIA-disk, Click Drive, ZIP, JAZ, Orb, HiFD, LS-120 и другие);
· компактные твердотельные носители (CF(CompactFlash),MS(MemoryStick),xD Picture Card, SM(SmartMedia),SD(SecureDigital),MMC(MultiMedia Card),USB Flash Drive)
· оптические носители (CD, DVD, ML-CD, FMD, BD, HDDVD…);
· магнитооптические носители;
· Ленточные накопители (стримеры).
Этот список не показывает полноценного разнообразия накопителей информации т.к. эти подразделяются на другие модели и также с течением времени они совершенствуются, появляются новые.
История Жестких дисков
13 сентября 1956 года группа специалистов из исследовательского подразделения компании IBM представила первую в мире дисковую систему памяти под называнием RAMAC 305 (сокращённо от Random Access Method of Accounting and Control). Устройство состояло из пятидесяти 24-дюймовых алюминиевых пластин с нанесённым на них магнитным слоем. Общая ёмкость накопителя, сравнимого по размерам с промышленным холодильником и весящего около тонны, составляла около пяти мегабайт.
Несмотря на наличие пяти десятков пластин, в RAMAC использовались только две головки чтения/записи. Среднее время доступа при этом составляло 600 мс. Данные в RAMAC могли передаваться со скоростью до 9 тыс. символов в секунду, что по тем временам являлось рекордным показателем. К тому же RAMAC стала первой системой с произвольным доступом к информации.
Устройства RAMAC выпускались в течение пяти лет - до 1961 года. За это время было произведено свыше тысячи подобных систем. Мощности RAMAC корпорация IBM сдавала в аренду по цене в 3,2 тысячи долларов в месяц. Практическое использование систем RAMAC полностью прекратилось во второй половине шестидесятых годов прошлого века.
В настоящее время выпускаются жёсткие диски с диаметром пластины один дюйм, способные хранить в сотни раз больше данных, нежели RAMAC. А компания IBM недавно представила комплекс хранения данных System Storage DS8000 Turbo, который в максимальной конфигурации вмещает до 320 ТБ информации.
Использование и устройство HDD (Hard disk Drive)
Жесткие диски являются основным видом компьютерных накопителей. Любой домашний компьютер, сервер или лэптоп (ноутбук) должны иметь хотя бы один жесткий диск. На жестком диске хранится вся информация: операционная система, приложения, документы и различные медиа файлы, устанавливаемые пользователем. Среди основных качеств жесткого диска: емкость (объем), используемый интерфейс, скорость обмена данными, надёжность, шумность и тепловыделение.
Рассмотрим устройство жесткого диска.
Из основных элементов можно выделить:
1) пакет дисковых пластин на вращающейся оси
2) головки чтения-записи
3) позиционер (атюатор)
4) контролер
Дисковая пластина состоит из основы и магнитного покрытия, на которое записываются данные. Основу изготавливают из алюминевых славов, а в последнее время из керамики или стеклянных компонентов. Магнитное покрытие обычно выполняется из оксида железа.Современные технологии (например, с антиферромагнитной связью), требуют применения двух слоев магнитного покрытия с прослойкой из парамагнитного материала.
Данные хранятся на пластинах в виде дорожек, каждая из которых разделена по 512байт, состоящие из доменов. Ориентация доменов в магнитном слое служит для распознования двоичной информации (0 или 1)*. Размер доменов определяет плотность записи данных. Магниторезистивные технологии (MR) обеспечивают плотность до 3 Гбайт на одну пластину, технологии GMR – свыше 40 Гбайт, TuMR (Tunneling Magneto Resistive, или Туннельный магнитный резистор.2006г.) до 170 Гбайт на 1 квадратный дюйм.
Плотность записи и емкость диска тесно свазаны между собой. Поверхностная плотность записи зависит от расстояния между дорожками (поперечная плотность) и минимального размера магнитного домена (продольная плотность). Обобщающим критерием выступает плотность записи на единицу площади диска или емкость пластины. Чем выше плотность записи, тем больше скорость обмена данными между головками и буфером (внутренняя скорость передачи данных). В настоящее время типовой считается емкость пластины 120Гбайт, но существуют и свыше 375 Гбайт.
Интерфейс жесткого диска – неотъемлемая часть проводных накопителей, необходимая для соединения их с основной частью компьютера – материнской платой. Отметим основные интерфесы:
IDE (PATA), Serial ATA (SATA), SCSI
А для внешних накопителей:
IEEE1394 (FireWire) и USB.
На ближайшуб перспективу основным можно считать интерфейс SATA 150/300/2, обеспечивающий пиковую скорость обмена данными 150/300/3000 мбайт/с. Интерфейс IDE с режимами ATA 100/133 также остается распространённым, но постепенно вытесняется с рынка из-за своих недостатков.
Интерфей всегда определяет реальную производительность жестких дисков в компьютере. Как бы ни была эффективна внутренняя организация диска, в конечном счёте с «блинов» в оперативную память все «прокачивается» по 8-жильному интерфейсу .Ранее (С IDE интерфейсом) была проблема при работе с 2-мя устройствами на одном шлейфе. В том случае производительность падала на 50-80%.
Для проффесиональных систем, где цена не играет решающей роли, преимущества SCSI неоспоримы. Вместе с тем и для «бюджетых» компьютеров можно построить эффективную дисковую систему, опираясь на интерфейс IDE или SATA. Во-первых, для домашнего развлекательного компьютера за глаза хватит производительности современного жесткого диска, если его интерфейс IDE или SATA, а скорость вращения шпинделя 7200 об/мин.
Дисковые массивы с избыточностью данных, которые принято называть RAID (Redubdant Arrays of Independebt Disks – избыточный массив независимых дисков) известны с 1988 года. Действительно массовыми они стали с развитием IDE RAID – контроллеров. В современных адаптерах реализована поддержка четырех уровней (спецификаций): RAID 0, RAID 1, RAID 0+1, RAID 5.
RAID 0. Дисковой массив без гарантии отказоустойчивости (Strped Disk Array without Fault Tolerance). Представляет собой дисковой массив, в котором данные разбиваются на блоки и каждый блок записывается (считывается) на отдельный диск. Таким образом, можно осуществлять несколько операций ввода-вывода одновременно. Обеспечивает наивысшую производительность при интенсивной обработке запросов ввода/вывода и данных большого объема, но отказ одного диска влечет за собой потерию всех данных массива. В котроллерах IDE RAID, как правило, можно создавать Striped-массивы из двух или четырех дисков. Конечно, при создании массива желательно использовать одинаковые диски.
RAID 1. Дисковой массив с дублированием, или «зеркала»( mirroring). Зеркальное дублирование данных является традиционным способом повышения надёжности дискового массива небольшого объёма. В простейшем варианте используется два диска, на которые записывается одинаковые данные. В случае отказа одного из дисков остается его копия, которая продолжает работать в прежнем режиме. Преимущества заключается в надёжности, основной недостаток – удвоение стоимости хранения данных. В контроллерах IDE RAID, как правило, можно создавать зеркальные массивы из двух дисков. Объём массива равен объёму наименьшего диска. В этом случае также желательно использовать одинаковые диски. Большинство современных контроллеров позволяют подключать «запасной» диск, на который в случае отказа одного из основных дисков массива вся информация пишется в фоновом режиме. В принципе, такая конфигурация выдерживает отказ двух дисков из трёх.
Всего, на 2007 год, существует массивы RAID 0,1,0+1,5,10 Jbod configuration. Думаю описывать каждый из них нет смысла, так как они построены на основе выше описанных. Что касается домашнего применения, то RAID 0 является наилучшим вариантом. Подключение двух даже сравнительно недорогих дисков увеличит производительность как минимум в полтора раза.
Страницы: 1, 2, 3, 4
