Курс: Технические средства АИС и телекоммуникационных сетей (стр. 16 )

Гибкие магнитные диски 5,25"

Дискета 5,25" (133 мм) состоит из двух частей: собственно магнитного диска и защитного конверта, в который этот диск помещен. Магнитный диск выполнен из эластичного пружинящего пластика, покрытого слоем ферромагнитного материала. Защитный пластиковый конверт, выполненный в форме квадрата, покрыт внутри антифрикционным материалом (нетканым сукном). Он предохраняет поверхность магнитного диска от механических повреждений и загрязнений, фиксирует его в дисководе и уменьшает биения при вращении.

В настоящее время накопители на гибких магнитных дисках 5,25" практически не применяются.

Гибкие магнитные диски 3,5"

У трехдюймовой дискеты конверт жесткий. Вырез для доступа головок чтения/записи закрыт металлической или пластиковой задвижкой, что предотвращает попадание пыли на рабочую поверхность диска. Она открывается автоматически только тогда, когда дискета вставлена в дисковод. Один угол дискеты срезан так, что диск запускается только тогда, когда он правильно вставлен в дисковод. Дискета снабжена отверстием со скользящей пластиковой задвижкой. Если задвижка закрывает отверстие, то возможны чтение и запись, если нет - дискета защищена от записи.

Информационная емкость дискеты составляет 1,44 Мбайт (стандарт HD). Отличительной особенностью дискеты HD является небольшое квадратное отверстие в углу.

Кроме того, существуют трехдюймовые дискеты со сверхвысокой плотностью записи (стандарт ED), обеспечивающие хранение информации до 2,88 Мбайт.

Дисководы накопителей на гибких магнитных дисках

Дисководы (Floppy Disk Drive — FDD) служат для считывания и записи информации, содержащейся на дискетах диаметрами 3,5 и 5 25". Дисководы для дискет разных диаметров функционируют по одним и тем же принципам. Конструктивно устройство состоит из рабочего двигателя, головок считывания/записи, шаговых двигателей, и электронных элементов.

Рабочий двигатель включается только тогда, когда в дисковод вставлена дискета и задвижка защелкнута (для 5,25" FDD). Двигатель имеет постоянную скорость вращения: для 3,5" FDD - 300 об/мин, для 5,25" FDD - 360 об/мин. Для запуска двигателю необходимо в среднем 400 мс.

Для записи и чтения данных дисковод оснащается двумя комбинированными головками, которые располагаются над рабочей поверхностью дискеты. Поскольку обычно дискеты являются двухсторонними, т. е. имеют две рабочие поверхности, то одна головка предназначена для верхней, а другая - для нижней поверхности дискеты.

Два шаговых двигателя осуществляют перемещение и позиционирование головок. Работа устройства сопровождается характерным звуком, издаваемым этими двигателями.

Электронные элементы выполняют функции передачи сигналов к контроллеру, т. е. отвечают за преобразование информации, которую считывают или записывают головки.

Состояние и перспективы совершенствования накопителей на гибких магнитных дисках

Конкуренция между производителями идет, как правило, в области технологических усовершенствований, касающихся прежде всего магнитного покрытия диска. Например, фирма Verbatim для повышения сохранности магнитного слоя покрывает поверхность диска тефлоном. Он выполняет также роль твердой смазки и при вынужденном соприкосновении поверхности магнитной головкой уменьшает его повреждения. Диски, изготовленные по технологии XT фирмы Sony, покрываются магнитным веществом в три слоя. Такое покрытие обеспечивает более равномерное распределение магнитного вещества по рабочей поверхности и повышает сохранность информации (при повреждении одного-двух магнитных слоев сохраняется возможность корректного считывания данных).

Другим направлением совершенствования дискет является снижение энергозатрат на работу дисководов. Это особенно важно в компьютерах Notebook, для которых проблема энергоснабжения стоит особенно остро. Так, дискеты, изготовленные по технологии XT, экономят до 20% энергии.

По прогнозам область применения гибких дисков будет неуклонно сужаться. Основными причинами этого являются: тенденция размещения дистрибутивов программ на компакт-дисках, размещение архивов на других магнитных носителях (стримерах, внешних дисках), внедрение локальных вычислительных сетей.

По прогнозам специалистов, на смену существующим гибким магнитным дискам придут дискеты сверхвысокой плотности (флоптические диски). Свидетельство этому появление и широкое использование магнитооптических дисков, разработанных фирмами Verbatim и Fujitsu.

Гибкие магнитные диски сверхвысокой плотности

Диски сверхвысокой плотности (Very High Density - VHD) внешне выглядят почти так же, как и трехдюймовые гибкие диски, но они позволяют хранить гораздо больше информации: на диск диаметром 3,5" можно записать до 21 Мбайт данных. Кроме того, в накопителях этого типа можно считывать и записывать информацию на дискеты емкостью 1,44 Мбайт и 720 Кбайт, т. е. их можно рассматривать как универсальные для гибких дисков разных типов. Запись информации производится на ферромагнитный слой (как и на обычные гибкие диски) с помощью головок записи/чтения. Большая емкость флоптических дисков достигается за счет того, что количество дорожек увеличено до 755. При этом рабочее поле флоптического диска практически не увеличилось, но ширина дорожек значительно уменьшилась. Здесь вступает в действие вторая часть технологии - оптический механизм позиционирования головок. Для точного позиционирования головок используется лазерный датчик.

На флоптический диск в процессе его производства записывается служебная информация - разметка дорожек записи, которая, по сути дела, формирует диск и остается неизменной на весь период его службы. В процессе записи/чтения механизм привода головок управляется сигналом с лазерного датчика, который определяет текущие координаты головок относительно разметки на диске. Это обеспечивает точное наведение на дорожку. Дорожки флоптического диска содержат по 27 секторов (27х512 байт). Скорость вращения - 720 об/мин, а скорость обмена данными достигает 10 Мбайт/мин.

Несмотря на то, что данные устройства выпускаются уже длительное время, они не получили широкого распространения ввиду высокой стоимости накопителей.

Накопители на гибких магнитных дисках Бернулли

В накопителях Бернулли (картриджах), которые производит фирма IOmega, применяются гибкие магнитные диски 3,5 и 5,25" объемом 150 Мбайт и более.

Принцип, положенный в основу работы накопителей, основан на физическом эффекте Бернулли: статическое давление потока жидкости или газа через произвольно выбранное сечение находится в обратной зависимости от его скорости.

Конструкционной особенностью накопителя Бернулли является использование пластины специального профиля (пластины Бернулли), которая располагается над гибким диском. Когда гибкий диск вращается внутри с большой скоростью (3600 об/мин) поток воздуха между пластиной и вращающимся гибким диском заставляет последний подниматься к пластине. Магнитные подвижные головки записи/чтения расположены в прорезях пластины. Вращающийся диск притягивается к головке на расстояние долей микрона, но не касается ее (зазор между носителем и головкой в накопителях Бернулли меньше, чем в жестких дисках).

Среднее время доступа к данным около 18 мс. Когда скорость диска падает, он плавно отходит от магнитной головки, т. е. в принципе исключается возможность касания головкой поверхности диска в случае механического отказа или отключения электропитания. Помимо высокоточного исполнения всех узлов, накопитель Бернулли должен обладать достаточной прочностью. Накопители Бернулли выпускаются как во встраиваемом в компьютер варианте, так и для внешнего подключения. Модель MultiDisk-150 размещается в отсеке для пятидюймового дисковода и подключается к адаптеру IDE. Для портативного устройства требуется плата адаптера SCSI с внешним разъемом.

Накопители на гибких магнитных дисках Zip

Эти устройства базируются на традиционной технологии магнитных носителей, но имеют более совершенную систему позиционирования головок записи/чтения и надежную механику привода.

Картридж накопителя Zip содержит гибкие магнитные диски, обеспечивающие хранение данных объемом более 100 Мбайт, Причем сам накопитель, использующий такой картридж, может быть внешним или встраиваемым. В последнем случае он устанавливается в стандартный пятидюймовый отсек.

Накопители на жестких магнитных дисках

Накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД) – устройство хранения информации, использующее в качестве носителя жесткий магнитный диск. Жесткий диск получил свое наименование в связи с тем, что магнитное покрытие наносится на жесткую подложку. Другое название - винчестер произошло от цифровой аббревиатуры первого накопителя на жестких дисках, которая совпала с обозначением калибра ружья «винчестер».

Рис 5.1. Накопитель на жестком диске

Устройство накопителей на жестких дисках

Основными элементами конструкции типового накопителя не жестких дисках являются:

Магнитные диски.

Головки чтения/записи.

Механизм привода головок.

Двигатель привода дисков.

Печатная плата с электронной схемой управления.

Разъемы, элементы конфигурирования и монтажа.

Типовой накопитель состоит из гермоблока и платы электронного блока. В гермоблоке размещены все механические части, на плате - вся управляющая электроника, за исключением предусилителя, размещенного внутри гермоблока вблизи головок.

Размеры винчестеров стандартизированы параметром, называемым форм-фактор (form-factor). В настольных компьютерах обычно используются накопители типа Slimline с форм-фактором 3,5", размеры которых примерно соответствуют габаритам накопителя 3,5" на гибких дисках. Накопители 2,6" обычно применяются в PC типа Notebook. Существуют и накопители с дисками больших размеров, например, 8 и 14", но они не используются в PC.

В большинстве накопителей устанавливается не менее двух дисков, количество которых ограничивается высотой корпуса. По мере совершенствования технологии изготовления дисков возрастает их количество, т. е. увеличивается емкость накопителя. Например, накопители 3,5" модели Seagate ST1971 (различных модификаций) емкостью 9,1 Гбайт содержат 10 магнитных дисков, и это не предел.