Курс: Технические средства АИС и телекоммуникационных сетей (стр. 23 )

Благодаря очень узким дорожкам записи, плотность размещения данных на МО-диске составляет: для дисков 3,5" - 230-640 Мбайт, для дисков 5,25" - до 4,6 Гбайт. Быстродействие МО-накопителей ниже, чем накопителей со сменными магнитными носителями, хотя быстродействие новых моделей, разработанных с учетом последних достижений магнитооптической технологии, неуклонно возрастает. Одна из причин сравнительно низкого быстродействия МО-накопителей заключается в том, что скорость вращения диска составляет всего 2000 об/мин. Кроме того, в МО-накопителях используется довольно массивная головка чтения/записи (в одном устройстве совмещены оптический и магнитный узлы). Среднее время доступа к данным в МО-накопителях около 30 мс, а гарантийный срок работы (средняя наработка на отказ) - 75 000 ч.

Технология магнитооптической записи непрерывно совершенствуется, и уже появились накопители, в которых запись на носитель осуществляется за один проход. Несколько фирм выпускают МО-накопители с частотой вращения диска 3600 об/мин, но стоимость таких устройств довольно высока.

Магнитооптические накопители с автоматической подачей дисков

Рис 5.8. Внешний вид накопителей на магнитооптических дисках

Рис 5.9. Внешний вид устройства накопителя на магнитооптических дисках

Устройства с автоматической подачей дисков (Juke Box) целесообразно использовать для работы с информацией больших объемов. Автоматы типа Juke Box манипулируют МО-дисками, снимая их с полок хранения и вставляя в дисковод. Такие автоматы применяются для хранения, резервного копирования, архивирования и других операций с информацией, особенно они полезны при работе с базами данных, размещенными на двух и более дисках. Еще более очевидна выгода от таких устройств, если магнитооптический накопитель является разделяемым ресурсом сети.

Устройства для резервного копирования данных

Важность резервного копирования данных трудно переоценить. Если емкость используемого накопителя на жестких дисках невелика и при этом на нем хранится много программ или в тех случаях, когда результаты вашей работы представлены большими массивами данных, таким копированием приходится заниматься регулярно. Кроме этого, проблема нехватки места на жестком диске, по-видимому, не будет решена никогда. Поэтому лучшая защита от потери информации - это резервное копирование.

Стримеры

Эволюция устройств записи данных на магнитную ленту (стримеров) протекала примерно так же, как и эволюция других накопителей информации. Сначала использовались катушечные накопители, аналогичные бытовым катушечным магнитофонам. Каждая фирма-производитель применяла свою систему кодирования данных и устанавливала стандарты записи информации на магнитную ленту. Разными были не только количество дорожек и плотность записи на магнитную ленту, но и интерфейсы накопителей. Начиная с 70-х годов некоторые фирмы - производители стримеров стали предпринимать усилия по созданию единого стандарта накопителей на магнитной ленте. С этого времени наступил новый этап в истории развития накопителей на магнитной ленте.

Стандарты записи на магнитные ленты

Стандарт DDS (Digital Data Storage). При записи данных на магнитную ленту используется наклонно-строчная технология. Эта технология давно используется в видеомагнитофонах и заключается в том, что магнитная лента проходит через блок головок, установленных на вращающемся барабане, причем ось вращения барабана наклонена под небольшим (около 7°) углом к направлению движения ленты. Во время движения лента охватывает вращающийся блок головок, в результате записывается столько наклонных дорожек, сколько магнитных головок в блоке. При таком способе записи используется практически вся поверхность ленты (в отличие от других методов, при использовании которых дорожки оказываются разделенными промежутками).

Стандарт DLT (Digital Linear Tape) сегодня считается одним из самых популярных. Накопители DLT могут хранить 20/40 Гбайт данных и обеспечивают скорость передачи данных 1,5- 3,0 Мбайт/с. Во время чтения/записи магнитная лента, разделенная на параллельные горизонтальные дорожки, проходит через неподвижную магниторезистивную головку со скоростью 2,5 - 3,7 м/с. Этим повышается надежность работы головки и обеспечивается малый износ магнитного слоя ленты. Расчетный срок службы ленты соответствует 500 000 перемоток. Накопители DLT рассчитаны, в первую очередь, на использование в сетевых серверах в качестве автоматизированных систем резервирования данных на магнитных лентах.

Стандарт TRAVAN. Соответствующие устройства в последние год-два достаточно широко представлены на рынке компонентов компьютерной техники. Накопители TRAVAN размещаются в отсеке для дисковода 3,5'’. Они могут работать как с оригинальными мини-кассетами стандарта TRAVAN, так и с кассетами стандарта QIC. Кассета (или картридж) TRAVAN содержит 225-метровую магнитную ленту шириной 8 мм. При производстве кассет TRAVAN применяются запатентованные технологии. Технология Black Watch уменьшает проскальзывание ленты за счет однородного специального покрытия, накопления статического электричества и препятствует осаждению пыли. Технология Blash Gard («стенка внутри стенки») - устраняет мельчайшие технологические отходы в кассете, возникающие при ее сборке, и тем самым предохраняет ленту от механических повреждений. На сегодняшний день имеется четыре типа кассет и накопителей TRAVAN (TR-1, -2, -3, -4). Емкости мини-кассет TRAVAN (в соответствии с типом 1, 2, 3 или 4) составляют 400, 800,1000 и 4000 Мбайт соответственно.

Перспективы развития накопителей на магнитных лентах

Наиболее перспективными считаются формат DAT DDS-3 - для небольших организаций с суммарным объемом данных до 10 Гбайт и стандарт DLT - для накопителей больших объемов.

Стандарт DLT развивается в настоящее время по двум направлениям: создание DLT 4000 (интерфейс SCSI 2 Fast) - для объема данных 20 Гбайт и DLT 7000 (интерфейс SCSI 2 Fast/Wide) - для объема данных 35 Гбайт. Скорость передачи данных для DLT 7000 составляет 5- 10 Мбайт/с. Американская компания ADIC заявила о выпуске в ближайшем будущем накопителей для резервного копирования данных на магнитных лентах объемом от 11 до 55 Тбайт. Гарантийный срок хранения информации - 30 лет. Для обеспечения гарантированного хранения особо важных данных фирмой Tandberg Data в оригинальных накопителях применяется новая магнитная головка и технология записи MLR - RWR (Multi-channel Linear Recording - Read While Write), заключающаяся в том, что одновременно с записью информации по нескольким каналам производится ее считывание и сравнение с исходной, а в случае необходимости - коррекция.

Накопители на твердотельной памяти

В настоящее время все большее распространение находят накопители информации, носителями которой являются полупроводниковые элементы. Совокупность этих элементов, конструктивно выполненных в виде интегральных КМОП (CMOS)-микросхем, называют твердотельной памятью. Емкость элементов твердотельной памяти уже сегодня достигает 1 Гбайт.

Накопители на Flash-памяти

Flash-память (энергонезависимая и перезаписываемая микросхема памяти) была представлена фирмой Intel в 1998 г. В 1994 г. компания Intel освоила серийное производство микросхем Flash-памяти по 0,6-микронной технологии, что позволило добиться увеличения объема хранимой на кристалле информации до 32 Мбайт. Наряду с устойчивостью к неблагоприятным внешним воздействиям, соответствующие микросхемы имеют сравнительно малое среднее время доступа к данным, низкое энергопотребление, высокую емкость, небольшой вес и размеры.

Существует несколько разновидностей накопителей на Flash-памяти. Так, накопители фирмы M-Systems (Flash-диски) имеют емкость 1 - 896 Мбайт и полностью эмулируют работу накопителей на жестких магнитных дисках. Микросхемы типа Bulk-Erase (стираемые целиком) могут использоваться вместо микросхем типа Eprom во встроенных системах и микроконтроллерах. Основное достоинство устройств на Flash-памяти этого типа, по сравнению с модулями Eprom, - возможность электрического стирания данных при сохранении энергонезависимости.

Вторым классом накопителей на Flash-памяти являются микросхемы типа Boot-Block, стираемые по частям (блокам). Эти устройства применяются в качестве микросхем BIOS и позволяют объединить базовую систему ввода/вывода, ОЗУ с неотключаемым питанием, где хранятся параметры компьютера и часть операционной системы, и загрузочный код, который может быть защищен от несанкционирован­ного доступа. Оба класса Flash-памяти поддерживаются интерфейсами ISA, PCMCIA и SCSI.

Элементы оперативной памяти

Недостатком оперативной памяти является то, что она временная. При отключении питания данные, хранящиеся в оперативной памяти, полностью стираются, и все, что не записано на внешний носитель, будет навсегда потеряно. Более подробное описание оперативной памяти дано в разделе 3.4.2. «Оперативная память».

Графическая память

В видеокартах применяются различные типы памяти: DRAM, EDO RAM, VRAM, WRAM, SGRAM, MDRAM. Описание графической памяти приведено в разделе 3.7.2. «Графическая память».

Перспективы развития накопителей информации

Технология создания жестких дисков развивается в направлении достижения своих предельных возможностей. Когда это будет сделано, широкий выбор других технологий станет гарантом дальнейшего увеличения емкости накопителей.

Некоторые технологии, например голографической памяти, пока реализуются лишь в научно-исследовательских лабораториях, но не за горами время их практического использования. Другой перспективной, находящейся на уровне концептуальных разработок, является технология хранения информации в виде молекулярных (атомарных) кодограмм, создаваемых и перемещаемых растровым туннельным микроскопом.

Направления совершенствования накопителей на жестких дисках

Увеличение емкости накопителей на жестких дисках, в первую очередь, сопряжено с увеличением плотности записи данных. Хотя и существуют физические ограничения на предельные размеры магнитных доменов, но пока эти предельные значения не достигнуты. При достаточно высокой плотности записи данных и малых размерах магнитных доменов магнитные поля при комнатной температуре будут нестабильными. Это ограничение, называемое суперпарамагнитным пределом, соответствует плотности записи (для разных магнитных материалов) 20—50 Гбайт/дюйм2. В настоящее время плотность записи достигает нескольких Гбайт/дюйм2. По всей видимости магниторезистивные головки уступят место головкам типа спин-клапан и их применение позволит увеличить плотность записи информации до 10 Гбайт/дюйм2.