Внешние запоминающие устройства: накопительные гибкие
магнитные диски
Содержание
Введение.................................................................................................................................................................................... 3
Внешние запоминающие
устройства: накопительные гибкие магнитные диски 4
Заключение......................................................................................................................................................................... 12
Список использованной
литературы......................................................................................................... 13
Глоссарий.............................................................................................................................................................................. 14
Введение
Помимо оперативной памяти, компьютеру необходима
дополнительная память для долговременного размещения данных. Такие устройства
называются ВЗУ (внешние запоминающие устройства). К ним относятся накопители на
магнитной ленте, накопители на дискетах, винчестеры, CD-ROM, магнитооптические
диски.
Накопители на гибких дисках (Floppy
Disk Drive), являются
старейшими периферийными устройствами PC. В качестве носителя информации в них
применяются дискеты диаметрами 3,5” 5,25”и 8” (на сегодняшний день дискеты
5,25” практически не используются 8” не используются). Конструкция дискет
одинакова для всех форматов. В футляре находится пластмассовый диск с
нанесенным на него магнитным слоем для записи информации. Объем записываемой
информации зависит от плотности записи. Существуют стандарты SS/SD, DS/DD,
DS/HD для 5/25” объем записываемой информации от 180 Кб до 1.2 Мб. DD, HD и ED
для 3,5” дискет, объем записываемой информации от 720 Кб до 2,88 Мб. Самые
распространенные – дискеты 3,5” HD. Как носители информации дискеты почти
изжили себя, малый объем, небольшая скорость чтения/записи, ненадежность делают
их применение невыгодным.
С связи с этим, актуальным является более детальное
рассмотрение данного вопроса.
Внешние
запоминающие устройства: накопительные гибкие магнитные диски
Накопитель на гибких магнитных дисках – это
устройство, позволяющее компьютеру считывать и записывать информацию на гибкий
магнитный диск (дискету), предназначенное для хранения сравнительно небольших
объемов информации[1].
Магнитные диски используются как
запоминающие устройства, позволяющие хранить информацию долговременно, при
отключенном питании.
Для работы с Магнитными Дисками используется
устройство, называемое накопителем на магнитных дисках (НМД).
Обычно НМД состоит из следующих
частей:
-
контроллер дисковода,
-
собственно дисковод,
-
интерфейсные кабеля,
-
магнитный диск
Контроллер дисковода управляет
обменом информацией между CPU и ОЗУ, с одной стороны, и НМД – с другой.
Контроллер дисковода вставляется в один из свободных
разъемов системной платы IBM PC (MotherBoard).
Дисковод содержит головки
чтения/записи, механический привод перемещения головок и электронную схему для
управления движением головок, и чтением/записью данных.
Магнитный диск представляет
собой основу с магнитным покрытием, которая вращается внутри дисковода вокруг
оси.
Магнитное покрытие используется
в качестве запоминающего устройства.
Магнитные Диски бывают: жесткие (Винчестер) и гибкие
(Флоппи).
Накопитель на жестких магнитных
дисках - НЖМД(HDD).
Накопитель на гибких магнитных
дисках - НГМД(FDD).
Дискеты это носители информации,
а уже потом флопики, дискетки или ГМД как кому больше
нравится. Первые диски были 8-дюймовыми и имели ёмкость 128 Кб. Родились они в
лабораториях IBM. Вращался он довольно медленно, но прелесть была в том, что
вставив диск в дисковод, можно было выбрать любой файл сразу, без его
продолжительных поисков. Один дюйм равен 255 мм, а 8 дюймов=20,4 сантиметра!!!
Следом за этими монстрами
появились "миниатюрные" 5-ти дюймовые дискеты, точный размер 5 целых
и 1/4 дюйма или 13,4 см. Ёмкости у этих дисков росли начиная со 160 и 180
килобайт, до 320 и 360 КБ (так называемые диски SD или одинарной плотности) и в
конце концов выросли до 720 КБ (DD диски – двойная плотность), а самыми ёмкими
были диски на 1,2 Мб (HD диски, высокой плотности). Кроме того диски
различались на односторонние и двухсторонние, примечательно, что системный диск
не мог иметь больше 360 Кб, и должен был быть односторонним, но наши умельцы
быстро придумали маленький драйвер (DM8.COM), который добавлял недостающую
сторону, называя вторую сторону диска А - С, а диска B - D.
Затем диск стал катастрофически
уменьшаться в размерах, появилось несколько новых стандартов для дискет, но
пальму первенства взяли трёхдюймовые дискеты, а точнее 3,5 дюйма (89 мм).
Стартовали они с ёмкостью 720 Кб, и подросли затем до 1,2 Мб, но быстро
поднялись до 1,44 Мб, а в последствии энтузиасты довели его ёмкость до 2,88 Мб.
Гибкие диски (дискеты)
изначально предназначались для хранения информации, так как при выключении
компьютера вся информация из его ОЗУ стиралась. С появлением винчестеров
дискеты стали служить только для переноса документов и программ с одного
компьютера на другой.
Эти дискеты заключены в жёсткий
пластмассовый конверт, что значительно повышает их надёжность и долговечность.
На дискетах 3,5 дюйма имеется специальный переключатель – защёлка, разрешающая
или запрещающая запись на дискету. Запись разрешена, если отверстие закрыто.
Флоппи (FDD) (разработка фирмы IBM) – накопитель на съемном
гибком магнитном диске(флоппи). Флоппи-диск имеет пластиковую основу и
находится в спец.пластиковом кожухе. Флоппи-диск
вставляется в FDD вместе с кожухом. Флоппи-диск (в FDD) вращается внутри кожуха
со скоростью 300 об/мин.[2]
Наибольшее распространение получили 2 типа FDD: 5.25"
и 3.5".
Дискета 5.25" заключена в
гибкий пластиковый кожух.
Дискета 3.5" заключена в
жесткий пластиковый кожух.
В качестве носителя информации
используется магнитная поверхность диска. Магнитная поверхность
"разбита" на дорожки (концентрические окружности. Дорожки нумеруются
начиная с 0-ой (максимальный радиус). Магнитная поверхность "разбита"
также на секторы. Секторы нумеруются начиная с 1-го.
Размер каждого сектора = 512
байт (для MS DOS).
Диски другой ёмкости имеют
аналогичное строение
Если Дискета является системной,
то ядро MS DOS размещается начиная с 0-й дорожки, как более надежной (меньшая
плотность записи).
Кол-во поверхностей
"задается" при изготовлении Дискеты (может быть 1-а или 2-е). Кол-во
дорожек и кол-во секторов на дорожке "задается" при форматировании
дискеты.
В табл.1 приведен перечень стандартных
форматов флоппи-дисков, применяемых в IBM PC.
Таблица
1
|
Кол-во
поверх-ностей
|
Кол-во
дорожек на поверхности
|
Кол-во
секторов на дорожке
|
Емкость
диска, Кб
|
Дискета
|
|
1
|
40
|
8
|
160
|
5.25"
|
|
2
|
40
|
8
|
320
|
5.25"
|
|
1
|
40
|
9
|
180
|
5.25"
|
|
2
|
40
|
9
|
360
|
5.25"
|
|
2
|
80
|
9
|
720
|
3.5"
|
|
2
|
80
|
15
|
1200
|
5.25"
|
|
2
|
80
|
18
|
1440
|
3.5"
|
|
2
|
80
|
36
|
2880
|
3.5"
|
В зависимости от технологии
изготовления дискеты 5.25" могут иметь различные характеристики магнитной
поверхности и, следовательно, различные допустимые форматы.
Маркировка дискет:
DS – Double
Side (две стороны, поверхности),
DD – Double Density (удвоенная плотность),
HD – High
Density (высокая плотность),
ED – Extra
High Density (особо высокая
плотность).
Если Дискета имеет маркировку
DS/DD, то это значит – 360 Кб,
Если Дискета имеет маркировку
DS/HD, то это значит – 1200 Кб,
Односторонние дискеты в
настоящее время практически не встречаются.
В случае, если по каким-либо
причинам маркировки нет на дискете, то емкость дискеты можно определить
косвенно по следующим признакам:
-
магнитная поверхность дискет на 1200 Кб более темная,
чем у дискет на 360 Кб,
-
ободок на внутреннем центральном отверстии дискет на
360 Кб более заметен, чем у дискет на 1200 Кб.
Важнейшими характеристиками
дискеты являются:
-
тип (5.25" или 3.5")
-
формат (и, соответственно, емкость)
Форматы дисков.
Приведем возможности программы FFORMAT.EXE:
360 Кб дисковод
+ 180 Kb 40 дорожек
9 секторов 1 сторона
200 Kb 40 дорожек 10 секторов 1 сторона
+ 320 Kb 40 дорожек
8 секторов
+ 360 Kb 40 дорожек
9 секторов
400 Kb 40 дорожек 10 секторов
420 Kb 42 дорожки 10 секторов
430 Kb 43 дорожки 10 секторов (может не поддержи-
ваться дисководом)
720 Кб дисковод (3'5" и 5'25")
+ 720 Kb 80 дорожек
9 секторов
+ 747 Kb 83 дорожки
9 секторов (Чуть-чуть, но
по
больше)
800 Kb 80 дорожек 10 секторов
820 Kb 82 дорожки 10 секторов
830 Kb 83 дорожки 10 секторов (может не поддержи-
ваться дисководом)
1.2 Мб дисковод
+ 180 Kb 40 дорожек
9 секторов 1 сторона
200 Kb 40 дорожек 10 секторов 1 сторона
+ 320 Kb 40 дорожек
8 секторов
+ 360 Kb 40 дорожек
9 секторов
400 Kb 40 дорожек 10 секторов
420 Kb 42 дорожки 10 секторов
430 Kb 43 дорожки 10 секторов (может не поддержи-
ваться дисководом)
+ 720 Kb 80 дорожек
9 секторов
+ 747 Kb 83 дорожки
9 секторов (Чуть-чуть,
но по-больше)
800 Kb 80 дорожек 10 секторов
820 Kb 82 дорожки 10 секторов
830 Kb 83 дорожки 10 секторов (может не поддержи-
ваться дисководом)
+ 1.2 Mb 80 дорожек 15 секторов
1.36 Mb 80 дорожек 17 секторов
1.39 Mb 82 дорожки 17 секторов
1.41 Mb 83 дорожки 17 секторов
1.44 Mb 80 дорожек 18 секторов (*)
1.47 Mb 82 дорожки 18 секторов (*)
1.49 Mb 83 дорожки 18 секторов (*)
(может не поддержи-
ваться
дисководом)
1.44 Мб дисковод
+ 720 Kb 80 дорожек
9 секторов
800 Kb 80 дорожек 10 секторов
820 Kb 82 дорожки 10 секторов
830 Kb 83 дорожки 10 секторов (может не поддержи-
ваться
дисководом)
+ 1.44 Mb 80 дорожек 18 секторов
+ 1.52 Mb 80 дорожек 19 секторов
1.60 Mb 80 дорожек 20 секторов
1.64 Mb 82 дорожки 20 секторов
1.68 Mb 83 дорожки 20 секторов
1.68 Mb 80 дорожек 21 сектор (*)
1.72 Mb 82 дорожки 21 сектор (*)
1.74 Mb 83 дорожки 21 сектор (*)
(может не поддержи-
ваться дисководом)
(*) - 800.COM не форматирует такие форматы
При форматировании используется Interlive=2
+ - форматы, для
которых FFORMAT позволяет восстановить 0
дорожку и остальные дорожки тоже
Таким образом, гибкий магнитный диск или дискета –
устройство для хранения небольших объёмов информации, представляющее собой
гибкий пластиковый диск в защитной оболочке. Используется для переноса данных с
одного компьютера на другой и для распространения программного обеспечения.
Дискета состоит из круглой
полимерной подложки, покрытой с обеих сторон магнитным окислом и помещенной в
пластиковую упаковку, на внутреннюю поверхность которой нанесено очищающее
покрытие. В упаковке сделаны с двух сторон радиальные прорези, через которые
головки считывания/записи накопителя получают доступ к диску.
Способ записи информации на
магнитной среде называется магнитным кодированием. Он заключается в том, что
магнитные домены в среде выстраиваются вдоль дорожек в направлении приложенного
магнитного поля своими северными и южными полюсами. Обычно устанавливается
однозначное соответствие между информацией и ориентацией магнитных доменов.
Информация записывается по
концентрическим дорожкам (трекам), которые делятся на секторы. Количество
дорожек и секторов зависит от типа и формата дискеты. Сектор хранит минимальную
порцию информации, которая может быть записана на диск или считана. Ёмкость
сектора постоянна и составляет 512 байтов.
На дискете можно хранить от 360
Килобайт до 2,88 Мегабайт информации.
В настоящее время наибольшее распространение
получили дискеты со следующими характеристиками: диаметр 3,5 дюйма (89 мм),
ёмкость 1,44 Мбайт, число дорожек 80, количество секторов на дорожках 18.
Дискета устанавливается в
накопитель на гибких магнитных дисках (англ. floppy-disk drive), автоматически
в нем фиксируется, после чего механизм накопителя раскручивается до частоты
вращения 360 мин-1. В накопителе вращается сама дискета, магнитные
головки остаются неподвижными. Дискета вращается только при обращении к ней.
Накопитель связан с процессором
через контроллер гибких дисков.
Заключение
В ходе проведения теоретического
исследования были сделаны следующие выводы.
Накопитель на гибких магнитных дисках (НГМД) [floppy disk drive].
Внешнее запоминающее устройство, в котором носителями данных являются гибкие
магнитные диски. Включает в себя дисковод и сменные дискеты. НГМД могут быть
трех видов: для дисков 5.25", емкостью 360 Кб; для дисков 5.25",
емкостью 1.2 Мб; для дисков 3.5", емкостью 1.44 Мб. На накопителе для
дисков 5.25" – 1.2 Мб можно использовать диск 5.25" – 360 Кб, а на
накопителе для дисков 3.5"–1.44 Мб можно использовать диск 3.5" – 760
Кб. К НГМД относятся и диски Бернулли (накопители Zip
и Jaz), имеющие сменные носители данных, емкость
которых доходит до 230 Мб и выше.
Гибкие магнитные диски (дискеты)
бывают двух типов: (3,5" – 8 мм) и (5,25" – 133 мм). Тип определяется
диаметром диска, находящегося внутри пластиковой коробки. Сама пластиковая
коробка выполняет функцию защиты от внешних воздействий.
Объем дискеты зависит:
1. от плотности записи на
дорожке, которая бывает: одинарной (SD – Single Density), двойной (DD – Double Density), четырехкратной (QD – Quadruple
Density), и высокой (HD – High
Density);
2. от количества рабочих сторон
на дискете: односторонняя (Single Sided
– SS), двухсторонняя (Double Sided
– DS).
Они могут быть повреждены, если:
дотрагиваться до записывающей поверхности; писать на этикетке дискеты карандашом
или шариковой ручкой; сгибать дискету; перегревать дискету (на солнце или около
батареи отопления); подвергать дискету воздействию магнитных поля.
Список
использованной литературы
1.
Колесниченко О., Шишигин И. Аппаратные
средства РС. – СПб, БХВ – Санкт-Петербург, 1999.
2.
Крэйнек Д. PC/Пер. с англ. В.Л. Григорьева. – М.: Компьютер, ЮНИТИ, 1996. – 334
с.
3.
Васильев Д.В. IBM PC: Универсальный справочник
пользователя. – М.: Приор, 1996. – 219 с.
4.
Букчин Л.В., Безрукий Ю.Л.
Дисковая подсистема IBM-совместимых персональных компьютеров. – М.: Press-media: Фирма "МИКАП", 1993. – 282 с.
5.
Постников И.И. Накопители информации на магнитных
носителях: Учеб. пособие – М.: ИКЦ "Маркетинг", 2001. – 58 с.
Глоссарий
Флоппи-диск (дискета) – съемный
гибкий магнитный диск.
Винчестер – не съемный жесткий
магнитный диск(пакет дисков).
Дорожка – концентрические
окружности на магнитной поверхности диска, где располагается информация. Дорожки
нумеруются с 0-ой (дорожка с самым большим радиусом).
Цилиндр – объединение дорожек с
одним и тем же номером, расположенных на разных поверхностях диска (для
флоппи-диска под цилиндром подразумевается 2 дорожки).
Сектор – каждая дорожка,
размещенная на диске, делится на секторы. Каждый сектор имеет размер = 512 байт
(для MS DOS).
Кластер – это минимальная порция
информации, которую MS DOS считывает/записывает за одно обращение диску. Кластер
"содержит" только последовательно расположенные сектора (цель –
увеличить скорость обмена с диском).
Размер Кластера = N*(Размер Сектора)
= N * 512 байт, где N = 2,4,8 и т.д.
FAT – Таблица размещения файлов
[1]
Колесниченко О., Шишигин
И. Аппаратные средства РС. – СПб, БХВ – Санкт-Петербург,
1999. – С.26
[2] Постников
И.И. Накопители информации на магнитных носителях: Учеб. пособие – М.: ИКЦ
"Маркетинг", 2001. – 12 с.