8. Дисковая подсистема

Дисковой подсистемой компьютера называют устройства, используемые для повседневного хранения и считывания данных. Традиционно к ней относят флоппи-дисководы и жесткие диски. В последнее время сюда относят и устройства для работы с компакт-дисками.

Флоппи-дисководы – "ветераны" среди дисковых устройств. Они считывают данные с дискет (носителя информации) и производят на них запись. Тип дисковода определяется видом используемой дискеты (FloppyDisk). На сегодняшний день широко применяются дискеты размером 3.5" с поддержкой двухсторонней записи высокой плотности (DSHD). Емкость такой дискеты традиционно составляет 1.44 Мб, хотя с использованием специального Software она может быть повышена до 2,8 Мб или, наоборот, понижена. Дискеты размером 5.25" практически вышли из употребления.

На сегодняшний день дискеты не являются основным средством хранения данных и программ и используются, обычно, для переноса небольших файлов с одного компьютера на другой. Именно это обстоятельство и определило живучесть более компактных и удобных в транспортировке 3.5" дискет. Стандартом для компьютера считается наличие одного 3.5" дисковода, который чаще всего изготавливается во внутреннем исполнении (бывают и варианты в отдельном корпусе).

Производители дисководов: Teac, NEC, Mitsumi, Panasonic, Epson… Производители дискет: Verbatim, BASF, Sony, TDK, FujiFilm… Особо отметим дискеты Verbatim, которые считаются наиболее надежными и имеют различные варианты исполнения, в т.ч. с тефлоновым покрытием.

Жесткий диск (Hard Disk) впервые был реализован для ПК в 1983 году и с тех пор стал основным устройством хранения информации. Принцип хранения данных на жестких дисках тот же, что и на дискетах: намагничивание участков тонкого ферромагнитного слоя, нанесенного на поверхность носителя. Только в жестких дисках используются более прогрессивные мелкодисперсные и многослойные покрытия, нанесенные на идеально плоские и гладкие алюминиевые или стеклянные диски. Обычно жесткий диск имеет 4 "блина", т.е. носителя с двухсторонним покрытием.

Главным параметром жесткого диска считают его емкость. Первый жесткий диск, названный создателями "винчестер", имел емкость 10 Мб. С тех пор этот параметр существенно вырос и достигает 160 Гб. Современные настольные ПК оснащаются жесткими дисками 20, 40 и 60 Гб, мобильные ПК зачастую имеют устройства меньшей емкости.

Главный резерв производительности и вместимости диска – увеличение плотности записи информации на магнитный слой носителя (пластины). По мнению исследователей, предел плотности для нынешней технологии магнитной записи – 40-50 Гбит/кв.дюйм. Сегодня серийно выпускаются диски с плотностью записи 14-15 Гбит/кв.дюйм, хотя имеются варианты и 22,5 Гбит/кв.дюйм. Вот как развивался этот показатель:

Год	1991	1992	1993	1994	1995	1996	1997	1998	1999	2000	2001
Плотность записи, Гбит/кв.дюйм	0,132	0,260	0,354	0,578	0,829… 0,923	1,32	2,64	3…5	5…8	8…12	12…15

Жесткий диск взаимодействует с остальными элементами компьютера через контроллер и имеет два интерфейса: EIDE и SCSI. Диск с интерфейсом EIDE (часто его называют IDE) более распространен и менее дорогостоящ, имеет встроенный контроллер на материнской плате, но создает нагрузку на процессор, что замедляет выполнение команд. Интерфейс SCSI более дорогое решение, позволяющее существенно увеличить скорость работы с жестким диском, уменьшить нагрузку на процессор. При этом требуется дополнительная установка платы с контроллером.

Еще один параметр жесткого диска частота его вращения. Собственно вращается блок дисков, находящихся внутри герметичного корпуса. В большинстве дисков применяется частота вращения 5400 и 7200 об/мин, хотя имеются модели с 10000 и 15000 об/мин. Увеличение скорости вращения ведет к повышению производительности жесткого диска, но увеличивает шум, производимый им при работе.

Все современные жесткие диски имеют кэш-буфер данных, размер которого для IDE-дисков колеблется в пределах от 512 Кб до 2 Мб, а для SCSI-дисков достигает 16 Мб.

Максимальная внутренняя скорость последовательного чтения данных (transfer) составляет на сегодня 30…48 Мб/с. Существуют разработки со скоростью чтения 1 Гбит/с.

Среднее время поиска при чтении/записи (seek) колеблется от 15 мс до 3,9 мс. Среднее время поиска соседней дорожки при чтении/записи составляет 2…0,8 мс.

Современные жесткие диски используют протокол UltraATA/33, UltraATA/66 или UltraATA/100, обеспечивающие внешнюю скорость чтения диска, соответственно, .33, 66 или 100 Мб/с. Разработан новый интерфейс UltraATA/133, который пока не нашел должной поддержки производителей. Ожидается выход дисков с интерфейсом Serial ATA со скоростью 1,5 Гбит/с, который впоследствии может быть ускорен еще вчетверо.

В заключении отметим такой специфический параметр жесткого диска, как ударопрочность, которая в рабочем состоянии составляет 10…60 Gs, а в нерабочем – 100…400 Gs.

Основные производители жестких дисков: Seagate, Fujitsu, IBM, WesternDigital, Quantum, Maxtor, Samsung…