Средства хранения информации

Нужно отметить, что первоначально этот форм-фактор использовался преимущественно в портативных ПК, но со временем получил безоговорочное признание и в среде их настольных собратьев.

   

         Устройство диска.

         Типовой винчестер состоит из гермоблока и платы электроники. В гермоблоке размещены все механические части, на плате - вся управляющая электроника, за исключением предусилителя, размещенного внутри гермоблока в непосредственной близости от головок.

         Под дисками расположен двигатель - плоский, как во floppy-дисководах, или встроенный в шпиндель дискового пакета. При вращении дисков создается сильный поток воздуха, который циркулирует по периметру гермоблока и постоянно очищается фильтром, установленным на одной из его сторон.

Ближе к разъемам, с левой или правой стороны от шпинделя, находится поворотный позиционер, несколько напоминающий по виду башенный кран: с одной стороны оси, находятся обращенные к дискам тонкие, длинные и легкие несущие магнитных головок, а с другой - короткий и более массивный хвостовик с обмоткой электромагнитного привода. При поворотах коромысла позиционера головки совершают движение по дуге между центром и периферией дисков. Угол между осями позиционера и шпинделя подобран вместе с расстоянием от оси позиционера до головок так, чтобы ось головки при поворотах как можно меньше отклонялась от касательной дорожки.

В более ранних моделях коромысло было закреплено на оси шагового двигателя, и расстояние между дорожками определялось величиной шага. В современных моделях используется так называемый линейный двигатель, который не имеет какой-либо дискретности, а установка на дорожку производится по сигналам, записанным на дисках, что дает значительное увеличение точности привода и плотности записи на дисках.

            Обмотку позиционера окружает статор, представляющий собой постоянный магнит. При подаче в обмотку тока определенной величины и полярности коромысло начинает поворачиваться в соответствующую сторону с соответствующим ускорением; динамически изменяя ток в обмотке, можно устанавливать позиционер в любое положение. Такая система привода получила название Voice Coil (звуковая катушка) - по аналогии с диффузором громкоговорителя.

          На хвостовике обычно расположена так называемая магнитная защелка - маленький постоянный магнит, который при крайнем внутреннем положении головок (landing zone - посадочная зона) притягивается к поверхности статора и фиксирует коромысло в этом положении. Это так называемое парковочное положение головок, которые при этом лежат на поверхности диска, соприкасаясь с нею. В ряде дорогих моделей (обычно SCSI) для фиксации позиционера предусмотрен специальный электромагнит, якорь которого в свободном положении блокирует движение коромысла. В посадочной зоне дисков информация не записывается.

              В оставшемся свободном пространстве размещен предусилитель сигнала, снятого с головок, и их коммутатор. Позиционер соединен с платой предусилителя гибким ленточным кабелем, однако в отдельных винчестерах (в частности - некоторые модели Maxtor AV) питание обмотки подведено отдельными одножильными проводами, которые имеют тенденцию ломаться при активной работе. Гермоблок заполнен обычным обеспыленным воздухом под атмосферным давлением. В крышках гермоблоков некоторых винчестеров специально делаются небольшие окна, заклеенные тонкой пленкой, которые служат для выравнивания давления внутри и снаружи. В ряде моделей окно закрывается воздух опроницаемым фильтром. У одних моделей винчестеров оси шпинделя и позиционера закреплены только в одном месте - на корпусе винчестера, у других они дополнительно крепятся винтами к крышке гермоблока.                                Вторые модели более чувствительны к микродеформации при креплении - достаточно сильной затяжки крепежных винтов, чтобы возник недопустимый перекос осей. В ряде случаев такой перекос может стать труднообратимым или необратимым совсем. Плата электроники - съемная, подключается к гермоблоку через один - два разъема различной конструкции. На плате расположены основной процессор винчестера, ПЗУ с программой, рабочее ОЗУ, которое обычно используется и в качестве дискового буфера, цифровой сигнальный процессор (DSP) для подготовки записываемых и обработки считанных сигналов, и интерфейсная логика. На одних винчестерах программа процессора полностью хранится в ПЗУ, на других определенная ее часть записана в служебной области диска. На диске также могут быть записаны параметры накопителя (модель, серийный номер и т.п.). Некоторые винчестеры хранят эту информацию в электрически репрограммируемом ПЗУ (EEPROM).

Многие винчестеры имеют на плате электроники специальный технологический интерфейс с разъемом, через который при помощи стендового оборудования можно выполнять различные сервисные операции с накопителем - тестирование, форматирование, переназначение дефектных участков и т.п. У современных накопителей марки Conner технологический интерфейс выполнен в стандарте последовательного интерфейса, что позволяет подключать его через адаптер к алфавитно-цифровому терминалу или COM-порту компьютера. В ПЗУ записана так называемая тестмониторная система (ТМОС), которая воспринимает команды, подаваемые с терминала, выполняет их и выводит результаты обратно на терминал. Ранние модели винчестеров, как и гибкие диски, изготовлялись с чистыми магнитными поверхностями; первоначальная разметка (форматирование) производилась потребителем по его усмотрению, и могла быть выполнена любое количество раз. Для современных моделей разметка производится в процессе изготовления; при этом на диски записывается сервоинформация - специальные метки, необходимые для стабилизации скорости вращения, поиска секторов и слежения за положением головок на поверхностях.   Не так давно для записи сервоинформации использовалась отдельная поверхность (dedicated - выделенная), по которой настраивались головки всех остальных поверхностей. Такая система требовала высокой жесткости крепления головок, чтобы между ними не возникало расхождений после начальной разметки. Ныне сервоинформация записывается в промежутках между секторами (embedded - встроенная), что позволяет увеличить полезную емкость пакета и снять ограничение на жесткость подвижной системы. В некоторых современных моделях применяется комбинированная система слежения - встроенная сервоинформация в сочетании с выделенной поверхностью; при этом грубая настройка выполняется по выделенной поверхности, а точная - по встроенным меткам.

               Поскольку сервоинформация представляет собой опорную разметку диска, контроллер винчестера не в состоянии самостоятельно восстановить ее в случае порчи. При программном форматировании такого винчестера возможна только перезапись заголовков и контрольных сумм секторов данных.

При начальной разметке и тестировании современного винчестера на заводе почти всегда обнаруживаются дефектные сектора, которые заносятся в специальную таблицу переназначения. При обычной работе контроллер винчестера подменяет эти сектора резервными, которые специально оставляются для этой цели на каждой дорожке, группе дорожек или выделенной зоне диска. Благодаря этому новый винчестер создает видимость полного отсутствия дефектов поверхности, хотя на самом деле они есть почти всегда.

При включении питания процессор винчестера выполняет тестирование электроники, после чего выдает команду включения шпиндельного двигателя. При достижении некоторой критической скорости вращения плотность увлекаемого поверхностями дисков воздуха становится достаточной для преодоления силы прижима головок к поверхности и поднятия их на высоту от долей до единиц микрон над поверхностями дисков - головки "всплывают". С этого момента и до снижения скорости ниже критической головки "висят" на воздушной подушке и совершенно не касаются поверхностей дисков.

           После достижения дисками скорости вращения, близкой к номинальной (обычно - 3600, 4500, 5400 или 7200 об/мин) головки выводятся из зоны парковки и начинается поиск сервометок для точной стабилизации скорости вращения. Затем выполняется считывание информации из служебной зоны - в частности, таблицы переназначения дефектных участков.

В завершение инициализации выполняется тестирование позиционера путем перебора заданной последовательности дорожек - если оно проходит успешно, процессор выставляет на интерфейс признак готовности и переходит в режим работы по интерфейсу.

Во время работы постоянно работает система слежения за положением головки на диске: из непрерывно считываемого сигнала выделяется сигнал рассогласования, который подается в схему обратной связи, управляющую током обмотки позиционера. В результате отклонения головки от центра дорожки в обмотке возникает сигнал, стремящийся вернуть ее на место.

          Для согласования скоростей потоков данных - на уровне считывания/записи и внешнего интерфейса - винчестеры имеют промежуточный буфер, часто ошибочно называемый кэшем, объемом обычно в несколько десятков или сотен килобайт. В ряде моделей (например, Quantum) буфер размещается в общем рабочем ОЗУ, куда вначале загружается оверлейная часть микропрограммы управления, отчего действительный объем буфера получается меньшим, чем полный объем ОЗУ (80-90 кб при ОЗУ 128 кб у Quantum). У других моделей (Conner, Caviar) ОЗУ буфера и процессора сделаны раздельными.

         При отключении питания процессор, используя энергию, оставшуюся в конденсаторах платы либо извлекая ее из обмоток двигателя, который при этом работает как генератор, выдает команду на установку позиционера в парковочное положение, которая успевает выполниться до снижения скорости вращения ниже критической. В некоторых винчестерах (Quantum) этому способствует помещенное между дисками подпружиненное коромысло, постоянно испытывающее давление воздуха. При ослаблении воздушного потока коромысло дополнительно толкает позиционер в парковочное положение, где тот фиксируется защелкой. Движению головок в сторону шпинделя способствует также центростремительная сила, возникающая из-за вращения дисков.

   

         Внешние жёсткие диски

         Эти устройства подключаются к компьютеру через интерфейсы USB, eSATA или IEEE-1394 (его в народе называют «файрвар»). Они сочетают в себе достоинства обычных жестких дисков и сменных накопителей. При достаточно большом объеме (40Гб-1Тб) и высокой производительности, внешние жесткие диски удобно переносить и легко выполнять «горячее» подключение.

Внешний жесткий диск может быть незаменим для переноса больших объемов информации, которые сложно записать на другие носители. В то же время в стационарном состоянии, когда никуда не нужно ничего носить, его можно использовать как обычный жесткий диск.

Но и здесь также могут возникать проблемы совместимости со старыми системами. Кроме того, интерфейсы eSATA и IEEE-1394 не так широко распространены, как USB, поэтому при покупке внешнего жесткого диска вам придется выбирать между скоростью и совместимостью.

 

 

       

         USB-накопители на флэш-памяти

        В народе их называют флэшками, а на английском USBFlash Drive. Это очень удобное, быстрое и надежное средство для хранения и переноса информации*. Объем современных флэшек 1-16Гб, хотя есть устаревшие модели на 32-512Мб, которые уже практически невозможно найти в продаже.

Большое достоинство этого устройства в том, что операционная система опознает его как съемный накопитель, и работать с файлами на нем можно, как и на жестком диске.

Кроме того, это самый компактный накопитель. Современные устройства имеют очень малые размеры, причем есть модели с защитой от ударов и попадания влаги, что весьма кстати для людей, ведущих активный образ жизни. Но, несмотря на надежность, возможна потеря данных при неправильном извлечении флэшки. Поэтому перед выходом нужно программно отключить ее в свойствах операционной системы.

          Еще один недостаток состоит в плохой совместимости со старыми системами. Начиная с Windows 2000, все версии ОС Windows уже содержат встроенные драйвера для накопителей. Также они есть у современных ОС Linux и MacOS. Проблемы с подключением могут возникнуть у Windows 98и у старых версий Linux, которые потребуют установки драйверов. Далеко не со всеми современными флэш-накопителями есть драйвера под Windows 98, а с Linux ситуация еще сложнее. Все это обязательно следует учитывать, если потребуется перенести данные на другой компьютер.

     

 

      Нестандартные способы хранения и передачи информации

          Иногда бывает ситуация, когда под рукой нет флэшки или чистого диска, а файл обязательно нужно срочно куда-то записать. Что делать? Находчивый человек всегда найдет выход.

    

          Онлайновые хранилища данных

         Среди онлайновых сервисов есть средства для хранения информации—хостинги файлов. Если у вас есть качественный доступ в Интернет, они могут быть весьма полезными и удобными.

Вы загружаете файл на хостинг файлов, при этом можно установить пароль на скачивание файла, если нужно, чтобы доступ к информации получили только определенные люди. После загрузки вы получаете ссылку на скачивание файла—ее можно передать человеку, которому адресован файл. Также можно записать ссылку и потом самому скачать свой файл из любого компьютера, имеющего подключение к Интернету.

        Внимание! Передача конфиденциальных данных таким образом может быть небезопасной. Также у многих сервисов есть ограничения на размер и срок хранения файлов, о чем обычно написано в правилах файловых хостингов.

Примеры подобных сервисов:

http://ifolder.ru/

http://uafile.com/

   

       Память телефона

        Современные мобильные телефоны имеют достаточно большой объем памяти, и их вполне можно использовать для переноса даже громоздких файлов. Загружать/выгружать файлы можно через шнур USB, инфракрасный порт или Bluetooth.

7.3 Почтовые аккаунты

Сейчас уже мало кого удивляет размер ящика электронной почты 1-10Гб. Этот объем вполне можно использовать для хранения своих файлов, достаточно всего лишь отправить себе письмо. Конечно, здесь возможно ограничение на размер файлов, зато допустимый объем достаточно большой. Например, на www.mail.com можно хранить более 6Гб писем.

   

      Документы Google

Этот сервис позволяет редактировать и хранить документы в Интернете. Для редактирования не нужен текстовый или табличный редактор, достаточно браузера. Со своими документами можно работать из любой точки мира, причем как одному, так и совместно с кем-то. Для доступа используется аккаунт Google. Сервис доступен по адресу http://docs.google.com/

 

 

      Заключение

            Как видно из всего вышеизложенного, в конце ХХ века процесс информатизации

общества начал развиваться в глобальных размерах благодаря повсеместной

компьютеризации. Информация стала основой бизнеса, в ней нуждаются все от мала до велика, она стала объектом купли-продажи, ее стали не только производить и использовать, но и красть, пытаясь перепродать или просто уничтожить.