Магнитные диски
Данные на магнитном диске запоминаются в виде намагниченных областей, записываемых на окружностях вокруг центра диска. Каждая из концентрических окружностей представляет собой дорожку, а каждая дорожка делится на равные сегменты, называемые секторами. Каждый сектор содержит 512 байт данных. Перед данными располагается преамбула, которая позволяет головке синхронизироваться перед чтением и записью. После данных идет код исправления ошибок. Между соседними секторами находится межсекторный интервал.
Головка чтения-записи движется от внешнего края диска к центру, останавливаясь над дорожкой, которая содержит информацию, необходимую компьютеру, диск продолжает двигаться, когда нужный сектор окажется под головкой она читает или пишет данные по мере продвижения сектора. Диск вращается с постоянной угловой скоростью.
Поверхность диска содержит намагниченные частички металла. Каждая частичка имеет северный и южный полюс. Головка чтения-записи может прикладывать магнитное поле к группе этих частиц, изменяя их полярность (изменение полярности отвечает значению «1», а отсутствие изменения – «0»). В дисководах для гибких дискет головка касается поверхности диска. Минимальная площадь поверхности диска, которая может сохранять такие изменения магнитного потока называется магнитным доменом. При считывании данных домены влияют на магнитное поле головки, электроника дисководов усиливает эти слабые возмущения, превращая их в «0» и «1», которые затем поступают в микросхемы памяти
У жестких дисков более высокая плотность записи данных, что требует меньшую головку чтения-записи, расположенную близко к поверхности диска на воздушной подушке. Диски – твердые алюминиевые (стеклянные) пластины, покрытые оксидным или металлизированным покрытием. Жесткие диски могут иметь 2, 4, 6 и более пластин. Стороны пластин нумеруются, начиная с нуля. Так как головки движутся над поверхностями пластин параллельно, все головки позиционируются на данную дорожку одновременно. Файл записывается на определенную дорожку каждой стороны диска, и как только запишутся дорожки всех дисков, головки переходят на другую дорожку. Объединение всех дорожек с определенным номером на всех сторонах пластин образуют цилиндр того же номера.
Оптические диски
CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory – память на компакт диске, используемая только для чтения). Компакт-диск не делится на дорожки, данные записаны по спирали и разбиты на секторы. Каждый сектор начинается с преамбулы из 16 байт, первые 12 из которых одинаковые, и обозначают начало сектора, следующие 3 байта содержат номер сектора, последний байт – тип диска. Затем данные 2048 байт и заканчивается сектор 288 байтами, где находится код исправления ошибок.
Компоненты дисковода CD-ROM
1. Лазерный полупроводниковый диод.
2. Фотодетектор.
3. Оптическая система.
4. Двигатель, осуществляющий вращение диска и перемещение элементов системы считывания.
Цифровая информация представлена чередованием впадин (питов), выполненных на поверхности диска и неповрежденных частей дорожки – площадок. Поверхность диска покрыта тонким отражающим слоем металла (алюминия).
Чтение осуществляется посредствам лазерного диода, создающего лазерный луч, который перемещается по спиральной дорожке. Если луч попадает на впадину, то он поглощается и рассеивается, не попадая на фотодетектор (логический «0»), если попадает на площадку, то отражается через оптическую систему на фотодетектор (логическая «1»). Диск вращается с постоянной линейной скоростью. При оценке скорости считывания с компакт-диска за эталон принята величина 150 Кбайт/с (CD-ROM 1x).
CD-R. Запись производится на чистый диск путем «прожигания» в определенной последовательности поверхности диска мощным лучом лазера. В результате получается компакт-диск, который можно использовать и в дисководе CD-ROM. Записать информацию можно только один раз, прочитывать много раз. Чтение осуществляется лазером меньшей мощности. Для изготовления отражающего слоя в CD-R используется золото, затем слой красителя. При записи под действием лазерного луча слой красителя в определенных местах, нагревается и темнеет – логический «0», в остальных местах остается прозрачным, отражающим – логическая «1».
CD-RW. Чистый диск покрывается сплавом (Ag-In-Sb-Te): серебра, индия, сурьмы и теллура, который имеет 2 состояния: кристаллическое и аморфное, отличающиеся отражательной способностью. Устройства записи снабжены лазером с тремя вариантами мощности: высокая – лазер расплавляет сплав, переводя из кристаллического состояния (высокая отражающая способность) в аморфное (низкая отражающая способность), получается впадина; средняя – сплав расплавляется в кристаллическое состояние, впадина превращается в площадку; низкая – лазер определяет состояние материала (считывание информации).
Физические изменения диска ограничивают время его эксплуатации.
DVD диски имеют схожую структуру и форму записи данных, отличаются лишь длиной волны считывающего луча и плотностью записи данных на диск, в результате на диск такого же размера (12 см в диаметре), помещается гораздо больше данных. Следующее поколение оптических дисков основано на дальнейшем увеличении плотности записи. Используется технология основанная на применении «синих» лазеров с длиной волны 405 нм.
Сравнительные характеристики оптических дисков:
Флэш-память
Флэш-память – это устройство, основанное на кристаллах электрически перепрограммируемой памяти, выполненное на одной микросхеме (кристалле) и не имеющее подвижных частей.
SmartMedia – основной формат для карт широкого применения (от банковских и проездных в метро до удостоверений личности). Тонкие пластинки весом 2 грамма имеют открыто расположенные контакты, емкость до 128 Мбайт, скорость передачи данных (600 Кбайт/с) используется в цифровой фотографии и носимых МР3-устройств.
CompactFlash (CF) – разработан для цифровой фотографии, емкость до 3 Гбайт, скорость обмена до 2 Мбайт/с.
USB Flash Drive – последовательный интерфейс с пропускной способностью до 480 Мбит/с. Работает как обычный накопитель – хранит файлы, воспроизводит музыку и сжатое видео, запускает приложения, возможно редактирование и создание файлов на устройстве. Емкость до 3 Гбайт. Среднее время доступа к данным – 2,5 мс.
PC Card (PCMCIA ATA) – основной тип флэш-памяти для компактных компьютеров. Емкость PC Card достигает 4 Гб, скорость – 20 Мб/с при обмене данными с жестким диском.
Miniature Card (MC) – карточка флэш-памяти, предназначена, в основном, для карманных компьютеров, мобильных телефонов и цифровых фотокамер. Стандартная емкость составляет 64 Мбайт.
