Общие сведения

ВНЕШНИЕ ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

К внешней памяти относятся устройства, позволяющие автономно сохранять информацию для последующего ее использования независимо от состояния (включен или выключен) компьютера. Эти устройства могут использовать различные физические принципы хранения информации — магнитный, оптический, электронный в любых их сочетаниях. По методу доступа к информации устройства внешней памяти разделяются на устройства с прямым (или непосредственным) и последовательным доступом. Характерной особенностью внешней памяти является то, что ее устройства оперируют блоками информации, но никак не байтами или словами, как это позволяет оперативная память. Эти блоки обычно имеют фиксированный размер, кратный степени числа 2, но в некоторых случаях у устройств с последовательным доступом размер блока может быть и переменным. Прямой доступ (Direct Access) подразумевает возможность обращения к блокам по их адресам в произвольном порядке. Традиционными устройствами с прямым доступом являются дисковые накопители (про магнитные барабаны мало кто уже помнит), и часто в понятие «диск» или «дисковое устройство» (Disk Device) вкладывают значение «устройство внешней памяти прямого доступа». Так, например, виртуальный диск в ОЗУ и электронный диск на флэш-памяти отнюдь не имеют круглых, а тем более вращающихся деталей. В памяти с последовательным доступом (Sequential Access) каждый блок информации тоже может иметь свой адрес, но для обращения к нему устройство хранения должно сначала найти некоторый маркер начала ленты (тома), после чего последовательным холостым чтением блока за блоком дойти до требуемого места и только тогда производить сами операции обмена данными. Конечно, для обращения к следующему блоку каждый раз возвращаться на начало необязательно — текущую позицию, пока устройство хранения и компьютер включены, может хранить управляющая программа. Однако необходимость последовательного сканирования блоков (вперед или назад) — неотъемлемое свойство этих устройств. Традиционными устройствами внешней памяти с последовательным доступом (Таре Device) являются накопители на магнитной ленте — (фотопленка и перфолента остались в «древней истории», хотя перфолента еще используется как носитель информации для станков с ЧПУ).

Главная характеристика устройств — емкость хранения (Capacity), измеряемая в килобайтах, мегабайтах, гигабайтах и терабайтах (Кбайт, Мбайт, Гбайт, Тбайт или KB, MB, GB, ТВ, или еще короче — К, М, G, Т). Различия значений емкости одного и того же устройства, полученных из разных источников, обычно обусловлены неточностью в применении приставок кило-, мега-, гига-, тера-, которые, кроме стандартного десятичного значения 10³, 10⁶, 10⁹ и 10¹², могут иметь двоичные значения 2¹⁰, 2²⁰, 2³⁰ и 2⁴⁰ соответственно. 1 Кбайт = 1024 байт, 1 Мбайт = 1024 Кбайт, 1 Гбайт - 1024 Мбайт, 1 Тбайт = 1024 Гбайт. В рекламных целях емкость накопителя, измеренную в байтах, иногда делят на 1000 или 10⁶ и полученные результаты преподносят как емкость в килобайтах или мегабайтах, что некорректно.

Устройства внешней памяти могут иметь сменные или фиксированные носители информации. Применение сменных носителей (Removable Media) позволяет хранить неограниченный объем информации, а если носитель и формат записи стандартизованы, то они позволяют и обмениваться информацией между компьютерами. Существуют устройства с автоматической сменой носителя — ленточные карусели, дисковые устройства JukeBox. Эти достаточно дорогие устройства применяют в мощных файл-серверах. Для настольных машин имеются накопители CD-ROM с несколькими дисками (CD Changer), сменяемыми автоматически.

Важнейшими общими параметрами устройств являются время доступа, скорость передачи данных и удельная стоимость хранения информации.

Время доступа (Access Time) определяется как усредненный интервал от выдачи запроса на передачу блока данных до фактического начала передачи. Для устройств с подвижными носителями основной расход времени происходит в процессе позиционирования головок (Seek Time — время поиска) и ожидания подхода к ним требуемого участка носителей (Latency — скрытый период). Для дисковых и ленточных устройств принципы позиционирования различны, и различные составляющие процесса поиска будут подробнее рассмотрены в описании соответствующих устройств. Дисковые устройства имеют время доступа от единиц до сотен миллисекунд. Для электронных устройств внешней памяти время доступа определяется быстродействием используемых микросхем памяти и при чтении составляет доли микросекунд, причем запись может ожидаться значительно дольше, что объясняется природой энергонезависимой электронной памяти.

Скорость передачи данных (Transfer Speed) определяется как производительность обмена данными, измеряемая после выполнения поиска данных. Однако в способе измерения этого параметра возможны разночтения, поскольку современные устройства имеют в своем составе буферную память существенных размеров. Скорости обмена буферной памяти с собственно носителем (внутренняя скорость) и с внешним интерфейсом могут существенно различаться. Если скорость работы внешнего интерфейса ограничивается быстродействием электронных схем и достижимой частотой передаваемых сигналов, то внутренняя скорость более жестко ограничивается возможностями электромеханических устройств (скоростью движения носителя и плотностью записи). При измерениях скорости передачи на небольших объемах пересылок проявится ограничение внешнего интерфейса буферной памяти, при средних объемах — ограничение внутренней скорости, а при больших объемах проявится еще и время поиска последующих блоков информации. Бывает, что в качестве скорости передачи данных указывают лишь максимальную скорость интерфейса, а о внутренней скорости можно судить по частоте вращения дисковых носителей и числу секторов на треке, но об этих понятиях будет сказано чуть позже.

Определение удельной стоимости хранения информации для накопителей с фиксированными носителями пояснения не требует. В случае сменных носителей этот показатель интересен для собственно носителей, но не следует забывать и о цене самих накопителей, которую тоже можно приводить к их емкости.

Дата добавления: 2014-01-06