Зовнішні пристрої пам’яті

На відміну від магнітних дисків, компакт-диски мають не безліч кільцевих доріжок, а одну - спіральну, як у грамплатівок. У зв'язку із цим, кутова швидкість обертання диска не постійна. Вона лінійно зменшується в процесі просування читаючої магнітної головки до центра диска.

Для роботи з CD-ROM потрібно підключити до комп'ютера накопичувач CD-ROM (CD-ROM Drive), у якому компакт-диски переміняються як у звичайному програвачі. Накопичувачі CD-ROM часто називають програвачами CD-ROM або приводами CD-ROM. Є CD-RW для запису на спеціальні компакт-диски CD-R від 650 - 700 Мбайт і CD-RW для кількаразового запису ємністю від 650 - 700 Мбайт. Згодом на зміну CD-ROM можуть прийти цифрові відеодиски DVD. Ці диски мають той же розмір, що й звичайні CD, але вміщають до 28 Гбайт даних, тобто по обсязі заміняють сім  і більше стандартних дисків CD-ROM. Незабаром ємність дисків DVD зросте до 48 Гбайт. DVD диски бувають 1, 2 і 4-х шарові, для програвання DVD дисків необхідний DVD-ROM. [5]

Записуючі оптичні й магнітооптичні накопичувачі.

Накопичувач на магнітооптичних компакт-дисках СD-MO (Compact Disk-Magneto Optical). Диски СD-MO можна багаторазово використати для запису, але вони не читаються на традиційних дисководах CD-ROM. Ємність від 128 Мбайт до 2,6 Гбайт. Записуючий накопичувач CD-R (Compact Disk Recordable) здатний, поряд із прочитанням звичайних компакт-дисків, записувати інформацію на спеціальні оптичні диски. Ємність 650 Мбайт.

Накопичувач WARM (Write And Read Many times), дозволяє робити багаторазовий запис і зчитування. Накопичувач WORM (Write Once, Read Many times), дозволяє робити однократний запис і багаторазове зчитування.

Накопичувачі на магнітній стрічці (стримери) і накопичувачі на змінних дисках.

Стример (англ. tape streamer) — це пристрій для резервного копіювання більших обсягів інформації. Як носій тут застосовуються касети з магнітною стрічкою ємністю 1 - 2 Гбайта й більше.

Стримери дозволяють записати на невелику касету з магнітною стрічкою величезну кількість інформації. Вбудовані в стример засоби апаратного стиску дозволяють автоматично ущільнювати інформацію перед її записом і відновлювати після зчитування. Недоліком стримерів є їх порівняно низька швидкість запису, пошуку й зчитування інформації.[4]

Останнім часом усе ширше використаються накопичувачі на змінних дисках, які дозволяють не тільки збільшувати обсяг збереженої інформації, але й переносити інформацію між комп'ютерами. Обсяг змінних дисків - від сотень Мбайт до декількох Гбайт.

Запам’ятовуючі пристрої можна умовно розділити на такі два типи:

зовнішні і внутрішні. Внутрішні запам’ятовуючі пристрої служать для зберігання інформації в рамках конкретного ПК і не передбачають можливості перенесення інформації на інші машини. Для перенесення і зберігання інформації служать зовнішні запам’ятовуючі пристрої. Тепер це невеликого розміру предмети. Невибагливі й надійні, а головне, об`ємні у порівнянні з класичними зовнішніми пристроями пам’яті — книгами.

Сьогодні зовнішні пристрої пам’яті є двох видів: магнітні і оптичні. Перші в свою чергу поділяються на гнучкі магнітні диски (Floppy Disk), і жорсткі магнітні диски (Hard Disk).  Ці два типи в основному відрізняються ціною і об’ємом. Перші дешеві, але не дуже місткі. Другі відносно дорогі, зате в сотні разів об’ємніші.

Оптичні диски (лазерні диски) переважно служать для тиражування загальновживаної інформації, хоча сучасні технології дозволяють їх перезаписувати. Ці носії також є двох типів: CD (Compact Disk), і DVD (Digital Video Disk). Обидва типи дуже місткі дешеві й надійні. Єдиним їх мінусом (великим, слід сказати) є складність, а часто й неможливість перезапису.[2]

Трохи історії. В свій час, як ми знаємо ПК були грандіозними спорудами. Характерними їх рисами були ненадійність, порівняно дуже мала потужність, великі об’єми. Про сумісність між окремими типами ПК мова не йшла. Переважно ці машини вимикались тільки на ремонт. Вони мали десятки користувачів і працювали в діалоговому режимі. Переважно програмістам при кожній „аудієнції” доводилось набирати текст програми з нуля. Само собою виникало питання збереження інформації — як економія людського і машинного часу.

Одним з перших популярних варіантів були перфокарти. Це своєрідні набори матриць з інформацією у вигляді аркушів цупкого паперу. Основними недоліками їх була дуже низька швидкість, неможливість повторного використання і висока ціна. Це було краще ніж нічого але дуже далеко від ідеалу.

Наступним кроком (великим) стала поява магнітних стрічок. Це була свого роду революція. Інформація послідовно записувалась на стрічку. Для зчитування її необхідно було перемотати і запустити з потрібного місця. Стрічки мали низьку собівартість, досить пристойний об’єм, можливість багаторазового використання, тощо. Проте швидкість і надійність залишали бажати кращого.

Десь років п’ятнадцять тому з`явився стандарт популярний до цих пір - магнітні диски. Це круглої форми магнітна пластина, на яку можна швидко і якісно записувати інформацію. Кількість перезаписів фактично необмежена. Ціна дуже низька, по відношенні до об’єму. Принцип запису інформації дуже простий. Диск безперервно рухається навколо осі. В певний момент за допомогою магнітної головки сектор комірок отримує послідовність зарядів, які зберігаються досить довго і надійно. В потрібний момент часу по цій послідовності можна відновити записану інформацію.

Магнітні диски є двох видів: гнучкі і жорсткі. Принципової різниці між ними немає, є тільки якісна. Жорсткі диски швидші, об’ємніші, надійніші і значно дорожчі. На їх основі зроблена така невід’ємна частина кожної ПОМ, як вінчестер. Гнучкі диски переважно служать для перенесення невеликих об’ємів інформації з машини на машину.[5]

Найсучаснішим розповсюдженим стандартом є оптичні CD і DVD. Як я вже казав єдиним їх великим недоліком є специфіка запису інформації. Зате по всіх решта критеріях вони переважають магнітні носії. В тих випадках, коли не потребується запис інформації, а тільки її зчитування, вони стали незамінними для широкого загалу програмістів.

Жорсткий диск (Hard Disk) або вінчестер є важливою складовою частиною кожного комп`ютера. Він є своєрідною комбінацією кількох магнітних дисків з великою щільністю. Ці диски обертаються з дуже великою швидкістю. І швидкість запису інформації у них відповідна. Але по цій же причині вінчестери дуже делікатні. Їх застосовують для довготривалого зберігання інформації, вона не зникає після вимикання ПК. Кожен вінчестер характеризується двома основними параметрами: ємністю і часом доступу до одного машинного слова. Ємність вимірюється в мегабайтах. У ранніх моделях ПК використовувались вінчестери з об`ємом 20, 42, 80, 120, 250, 340 Мб. Найдешевші сучасні ПК мають жорсткі диски об`ємом 850 мб; 1 Гбайт; 2,5 Гбайт і т.д. Іншим важливим параметром є час доступу до одного машинного слова . Для сучасних моделей він рівний 5 - 12 мксек.[1]

Гнучких магнітні диски ( Floppy Disk) служать для роботи з невеликими об`ємами інформації. Сучасні моделі ПК комплектуються FDD ( Floppy Disk Drive ) для дискет розміру 3,5″ ємністю 1,44 Мбайт. У ранніх моделях використовуються дисководи для 5,25″ дискет. FD 3,5″ мають об’єм від 720 Кбайт до 2 Мбайт. FD 5,25″ — від 120 Кбайт до 1,5 Мбайт. Трьохдюймові диски — тип дисків, який зараз домінує, в зв’язку з меншими габаритами дисководів і кращою швидкістю.

В останні кілька років почали з`являтися різні модифікації жорстких дисків, такі як Zip Drive і Jaz Drive. Це досить дорогі але великі за об’ємом переносні магнітні диски. На відміну від вінчестера, який стаціонарно вмонтований у ПК, їх можна переносити з машини на машину. Ці диски переважно підключають в порт принтера або в com - порт, які мають велику пропускну здатність у порівнянні з дисководом. Стандартні об’єми таких дисків 150 - 300 Мб для Zip і відповідно 1 - 1,5 Гбайт для Jaz. Всупереч сподіванням, ці диски досить дорогі і в результаті певних специфічних особливостей не набули широкого вжитку.

Найновішим стандартом зараз є оптичні носії CD і DVD. Вони переважно мають об’єм 600-650 Мб для CD і 1.8-2 Гбайт для DVD. Операції з ними здійснюються за допомогою CD_ROM і DVD_ROM. На жаль вони не передбачують можливості перезапису, тому не можуть конкурувати з магнітними дисками а тільки доповнюють їх. Швидкодію показують дуже хорошу, а ціни їх в десятки разів нижчі за відповідного об’єму HD.

Накопичувачі CD-R (CD-Recordable)[4] зовні схожі на накопичувачі CD-ROM і сумісні з ними за розмірами диска та форматами запису. Дають змогу виконати одноразовий запис і необмежену кількість зчитувань. Запис даних здійснюється за допомогою спеціального програмного забезпечення. Швидкість запису сучасних накопичувачів CD-R складає 4х-8х.

Накопичувачі CD-RW (CD-ReWritable)[4] використовуються для багаторазового запису даних, причому можна як просто дописати нову інформацію на вільний простір, так і повністю перезаписати диск новою інформацією (попередні дані знищуються). Як і у випадку з накопичувачами CD-R, для запису даних необхідно встановити в системі спеціальні програми, причому формат запису сумісний зі звичайним CD-ROM. Швидкість запису сучасних накопичувачів CD-RW складає 2х-4х.

Накопичувач DVD (Digital Video Disk)[4] — пристрій для читання цифрових відеозаписів. Зовні DVD-диск схожий на звичайний CD-ROM (діаметр — 120 мм, товщина 1,2 мм), однак відрізняється від нього тим, що на одній стороні DVD-диску може бути записано до 4,7 Гбайт, а на обох — до 9,4 Гбайт. У разі використання двошарової схеми запису на одному його боці можна розмістити вже до 8,5 Гбайт інформації, відповідно на обох боках — близько 17 Гбайт. DVD-диски допускають також перезапис інформації.

Найважливішим чинником, що стримує широке застосування накопичувачів CD-R, CD-RW та DVD, є висока вартість як їх самих, так і змінних носіїв.

Принципи запису інформації для всіх магнітних дисків однаковий. Тому можна розглянути стандартний набір операцій з ними.

Форматування. [1] Як HD так і FD продаються сформатованими. Проте часто виникає потреба їх повторного форматування. Тому основні принципи потрібно знати. Будь-який диск складається з секторів, які поділені на треки. При форматуванні потрібно вказати їх кількість. В залежності від неї на диску буде відповідна кількість адресованого простору. Адресованим називається простір, розбитий на комірки, кожна з яких має власну адресу. Записати інформацію — не проблема. Проблема записати її так, щоб потім можна було її знайти. Для цього потрібно десь зберігати інформацію про адреси. Під цю задачу виділена так звана нульова доріжка. На ній міститься FAT (File Allocation Table). Це означає, якщо пошкоджена нульова доріжка, на диску залишилася ціла купа абсолютно непотрібної інформації, яку ніхто не зможе відновити. Отже, в процесі форматування створюється FAT, у якій вже потім ведеться облік і впорядкування записаної інформації.

Форматувати диски можна різними способами. Для цього існує дуже багато різних системних утиліт. Найпопулярніші з них Format.com, Format.exe. Крім того, для HD існує Low Level Format і утиліта Fdisk.exe. Low Level Format — апаратний засіб. До нього вдаються тільки в крайніх випадках. Переважно ж використовують DOS утиліту Format.com. . Ось кілька прикладів її використання:

C > format a:

C > format a: /s

A > format c: /s

У першому випадку форматується диск А за допомогою утиліти Format.com яка знаходиться на диску С. В наступному прикладі форматується диск А, причому він стає системним. Це значить, що на нього переносяться файли: Io.sys, MSDos.sys, Command.com, що дозволяє запускати  з цього диску Dos. Блоки інформації, що зберігається у комп’ютері називають файлами, від англійського слова „ запис ”.

Вищезгадана операція використовується тільки для магнітних дисків. Крім неї, для останніх використовуються операції знищення файла, перейменування, копіювання і читання, запису. Можна також створити власний підкаталог. Для оптичних дисків можна застосовувати лише дві операції: копіювання і читання файла.

Для реалізації цих команд існують швидкі і зручні сервісні програми: Norton Commander, Volcov Commander, Windows Commander, Dos Navigator та багато інших. Хоча їх існування зовсім не виключає можливості робити всі вищезгадані операції в самій Dos.

При знищенні файлів треба бути дуже обережним, бо цей процес часто буває необоротним. Проте, інколи знищені файли все ж вдається відновити. Зрозуміти цей процес допоможе сам принцип знищення файла. Справа в тому, що сам файл не зникає, зникає тільки його назва з FAT. Відповідно знищується вся інформація про нього. При записі нової інформації на цей диск є велика імовірність що вона буде записана поверх знищеного файла. Ця імовірність тим більша, чим менше вільного місця на диску. Отже, якщо ви випадково знищили потрібний файл, нічого не записуйте на цей диск. Тоді існує майже стопроцентна гарантія відновлення втраченої інформації.

Техніка безпеки при роботі з дисками (будь-якими) дуже проста. Переохолодження, перегрів, деформація, подряпини, жирні плями, різкі удари - найкращий метод позбутися непотрібного вам диску. Найбільш ніжним (і найбільш дорогим) є вінчестер. Його пошкодити найлегше. Оптичні та Floppy диски більш стійкі, але при бажанні можна пошкодити й їх.[3]

З появою магнітних дисків почалася історія систем керування даними у зовнішній пам’яті. Історичним кроком став перехід до використання централізованих систем управління файлами.

Файлові системи — це набір програм, які виконують для користувачів деякі операції, наприклад створення звітів. Кожна програма визначає свої власні дані і керує ними.[2]

Перша файлова система була розроблена намаганнями фірми IBM для серії комп’ютерів 360. У файлових системах різних операційних систем файл для користувача представляється по-різному. Наприклад користувачі ОС DEC, RSX, VMS, розглядають файл як послідовність записів. Кожен запис — це байтова послідовність постійного або змінного розміру. Записи можна зчитувати або записувати послідовно або позиціонувати файл на запис з вказаним номером.

Файлові системи були першою спробою комп’ютеризувати відомі всім ручні картки. Подібна картка (або підшивка документів) в деякій організації могла містити всю зовнішню і внутрішню документацію, пов’язану з деяким продуктом, завданням, клієнтом або співробітником. Зазвичай таких папок дуже багато, їх нумерують і зберігають у шафах. З метою безпеки шафи можуть навіть закривати на ключ або зберігати у приміщеннях, що знаходяться під охороною. У більшості людей вдома є власні картотеки, що містять підшивки документів, такі як рахунки, гарантійні талони, чеки про сплату за комунальні послуги, страхові та банківські папери, звіти з лабораторних робіт, конспекти лекцій тощо. Якщо нам потрібна будь-яка інформація, потрібно вручну переглянути картотеку від початку до кінця, щоб знайти те, що нас цікавить. Цей процес можна вдосконалити, ввівши у такій системі процес індексування, який дозволить прискорити процес пошуку потрібних відомостей. Наприклад, можна використати спеціальні розділювачі або окремі папки для різноманітних логічно пов’язаних типів об’єктів.