Дисковые устройства ПК

Основным устройством долговременного хранения данных на компьютере в настоящее время является жесткий диск (рис. 1.15). Жесткий диск имеет много названий–синонимов: «винчестер», «хард», «HDD», «НЖМД». Никогда не следует разбирать жесткий диск – после такой операции он неизбежно выходит из строя.

Необходимо соблюдать осторожность при обращении как с самими жесткими дисками, так и с системными блоками, содержащими внутри жесткий диск.

Жесткие диски соединяются (рис. 1.16) с материнской платой при помощи специального шлейфа. При подключении следует соблюдать полярность – красная полоса (красная маркировка) на шлейфе должна быть с той же стороны, что и красный провод на разъеме питания.

При подключении привода флоппи–диска (его шлейф более узкий) нужно поступать наоборот – красная маркировка на шлейфе и на проводе питания должна быть с разных сторон. При подключении не следует путать широкий шлейф для подключения жестких дисков с более узким шлейфом для подключения флопповода – при попытке вставить не тот шлейф можно легко повредить контакты на разъемах.

На каждом жестком диске наклеена специальная этикетка, снять которую без ее повреждения невозможно. На этой этикетке обязательно указывается фирма – производитель жесткого диска, его серийный номер (этот номер необходимо записать перед тем, как отдать компьютер в ремонт или просто при передаче жесткого диска в чужие руки), сведения о емкости диска и дата его изготовления (рис. 1.17). Желательно при покупке компьютера брать гарантию на жесткий диск отдельно от всех остальных устройств, так как именно он чаще всего выходит из строя.

Процесс переноса данных из оперативной памяти на жесткий диск называется процессом записи, обратный процесс – чтением. Чем быстрее диск читает и записывает данные – тем лучше. Кроме того, весьма важна и скорость поиска данных на жестком диске. Но все же основной характеристикой жесткого диска является его емкость (или, как иногда еще говорят, – «размер»).

Со временем (обычно это полтора-два года) даже самые емкие (на момент покупки) жесткие диски переполняются информацией. В немалой степени это связано с тем, что размер программ непрерывно растет – каждая новая версия программного продукта обычно имеет больший размер, чем предыдущая (иногда сразу в 3–4 раза). Первый жесткий диск для ПК имел размер всего в 10 Мб, современные же диски преодолели барьер и в 200 Гб – т. е. их емкость увеличилась в 20 000 раз!

Вся информация внутри корпуса жесткого диска записывается на так называемые «пластины» – алюминиевые диски с нанесенным на обе стороны каждой пластины магнитным слоем. Внутри одного корпуса жесткого диска может быть от одной до трех таких пластин (рис. 1.18). Эти диски-пластины вращаются с частотой в 7200 об./мин и более. Саму запись информации на пластины производят так называемые магнитные головки – по одной на каждую сторону каждого диска. Следовательно, если жесткий диск имеет три пластины – с ними работает шесть головок, соединенных в один подвижный блок.

По способу чтения/записи данных жесткий диск напоминает гибрид ленточного магнитофона (магнитный способ записи) с проигрывателем виниловых пластинок (чтение данных подвижными головками с поверхности диска).

Внутри одного системного блока при необходимости может быть установлен более чем один жесткий диск с известным ограничением – число жестких дисков в стандартном компьютере обычно не превышает четырех штук. Следует помнить, что для системы любой дополнительный привод (CD-ROM, CD-RW, DVD и проч.) является аналогом жесткого диска. Например, в систему можно установить два собственно жестких диска, плюс приводы CD-RW и DVD. В таком случае все места для подключения жестких дисков будут заняты.

Количество подключаемых к материнской плате дисковых устройств определяется типом встроенного в материнскую плату контроллера. В большинстве материнских плат используются контроллеры жестких дисков с интерфейсом IDE. Стандартно в каждую материнскую плату встраивается по два контроллера IDE и по одному контроллеру флоппи-дисков. А к каждому такому контроллеру можно подключить по два привода.

Следовательно, в обычном компьютере мы будем иметь возможность подключения четырех устройств IDE и двух флоппи-дисков.

Один из контроллеров IDE считается основным и называется Primary, второй – вспомогательным – Secondary. А сами подключенные к контроллеру IDE диски разделяют на главный диск – Master и подчиненный – Slave.

Конкретную функцию каждого жесткого диска устанавливают при помощи перемычек на самом жестком диске, выбирая между тремя возможными значениями: Single (если второго устройства на том же контроллере нет), Master и Slave.

Если в систему устанавливается больше одного устройства, одно из них должно обязательно быть Master, почти всегда это жесткий диск. Жесткий диск, помеченный как Master, будет загрузочным – с него будет запускаться операционная система. Если в системе стоит два жестких диска, помеченных как Master, загрузочным из них будет тот, что стоит на основном контроллере (Primary). Следует помнить, что если установить перемычки неправильно, система может вообще не загрузиться.

Загрузочный диск после загрузки операционной системы будет помечен латинской буквой «C», остальные диски – буквами «D», «E», «F».

Латинскими буквами «A» и «B» обозначаются флопповоды (рис. 1.19 FDD) – их в системе может быть максимум два. Оба они подключаются к одному контроллеру на материнской плате. Тот из приводов, что будет подключен шлейфом последним, становится «A», а тот, что будет подключен разъемом в середине шлейфа,– «B».

В настоящее время второй флопповод в компьютеры практически не ставится и буква «B» в обозначениях дисков не используется.

Кроме жестких дисков IDE, в систему можно установить и оптические диски IDE. Одним из таких оптических устройств является привод CD-ROM (рис. 1.20).

Название этого привода можно перевести как «Компакт-диск с памятью толь­­ко для чтения». Это название говорит само за себя – на таком приводе можно только считывать информацию с дисков CD-ROM (не путать приводы CD-ROM с дисками CD-ROM!).

Следует также различать весьма внешне похожие компакт-диски и диски CD-ROM. Компакт-диски – это диски с музыкальными запи­сями, которые можно слушать (воспроизводить) не только на компьютере, но и на обычном проиг­рывателе компакт-дисков.

На дисках же CD-ROM записывают двоичные данные, «понятные» только для компьютеров (эти данные, к слову, тоже могут содержать музыкальные записи, но в другом формате – чаще всего – в формате mp3).

Приводы CD-ROM могут быть «много­дисковыми» – это означает, что в один привод можно загрузить до 4 дисков одновременно.

Приводы CD-ROM могут только читать записанную на диски CD-ROM информацию (эти диски штампуются с матриц на заводах).

Для того, чтобы получить возможность самому что-то записать на такой диск, необходимо использовать другое устройство (внешне похожее на привод CD-ROM) под названием привод CD-RW.

Такая запись производится на специальные диски – заготовки, которые бывают двух видов: позволяющие сделать однократную запись (диски CD-R) и диски, позволяющие запись многократно (диски CD-RW). На дисках CD-RW перезапись можно осуществить до 1000 раз.

Однократную запись нельзя затем стереть. Но сам процесс записи можно проводить несколько раз. Как говорят, «произвести несколько сессий записи», прежде чем диск CD-R будет полностью заполнен.

Кроме различных дисков класса CD, существуют диски, изготовленные по более новой технологии, позволяющей записать на диск того же стандартного диаметра в несколько раз больше информации – так называемые диски DVD.

Точно так же, как и в случае с CD-ROM и CD-RW, существуют диски DVD, приводы DVD и, с недавнего времени, «пишущие приводы» DVD, позволяющие не только читать
DVD-диски, но и записывать на них информацию.

Скорее всего, в самое ближайшее время произойдет вытеснение обычных приводов CD-ROM и CD-RW простыми и пишущими приводами DVD.

Существует немало других дисковых устройств.

Самым первым дисковым устройством, появившимся в персональном компьютере, был накопитель на гибких магнитных дисках (НГМД), называемый также более традиционно – «привод флоппи-дисков», «флопповод», FDD.

Привод флоппи дисков – это устройство для чтения/записи на гибкий магнитный диск (дискету). Если взять в руки такую дискету, на первый взгляд она покажется довольно твердой, но на самом деле твердой является только ее пластиковая оболочка. Собственно гибкая дискета заключена внутри этой твердой оболочки.

Не следует разбирать дискету: если на рабочую поверхность флоппи-диска попадет мельчайшая пылинка, дискета, скорее всего, будет испорчена. Но мы можем разобрать уже испорченную дискету. Разобрав ее, мы увидим, что внутри пластмассового корпуса находится кружок из тонкой пленки, похожей на пленку, применяемую в магнитофонах. Этот тонкий кружок пленки и есть гибкий диск (рис. 1.21).

Исторически первые применявшиеся в персональных компьютерах дискеты имели форм-фактор в пять дюймов (5”), что вызвало появление стандарта на пятидюймовые устройства для ПК. Затем появились и трехдюймовые устройства, и дискеты (3”) – они были меньше, удобнее и экономичнее (рис. 1.21).

Поскольку размер устройств в три и пять дюймов является стандартом для ПК, в каждом корпусе компьютера предусматривалось наличие специальных отсеков для установки в них трех- и пятидюймовых устройств. Количество этих отсеков зависит от типа корпуса компьютера. Но минимум по одному пятидюймовому и по два трехдюймовых отсека есть в каждом системном блоке. Устройствами, имеющими пятидюймовый форм-фактор, являются обычно приводы CD-ROM, CD-RW и DVD, а устройствами с трехдюймовым форм-фактором – различные виды флопповодов (FDD, LS-120, ZIP) и жесткие диски.

Ранее в персональных компьютерах применялись флоппи-диски (дискеты) разных диаметров и емкостей (пятидюймовые дискеты были на 160, 180, 320, 1200 Кб и существовали трехдюймовые дискеты на 720, 2880 Кб) и устройства, позволявшие записывать на гибкие диски по 100, 120 и 250 Мб информации (LS-120, ZIP)

В настоящее время широко используются только дискеты в три дюйма с плотностью 1,44 Мб. Все остальные гибкие диски практически уже стали достоянием истории. В связи с малой надежностью и малой емкостью флоппи-диски вытесняются устройствами CD-RW (емкость до 800 Мб на одном диске) и устройствами флэш-памяти (от 16 Мб до 2 Гб на одном устройстве).

Тем не менее, флоппи-диски продолжают оставаться популярными. Практически каждый персональный компьютер снабжен устройством для работы с ними, что обеспечивает полную совместимость при переносе информации с одного компьютера на другой.

При использовании флоппи-дисков (дискет) следует помнить, какой именно стороной надо вставлять диск в привод (этикеткой вверх) и обращать внимание на состояние окошка записи на корпусе дискеты. Если оно открыто – запись на дискету произвести нельзя. Окошко открывается и закрывается по желанию самим пользователем при помощи несложной шторки на дискете. Следует помнить, что защита от записи на дискету предназначена для программ, работающих на ПК, а не для защиты от пользователя-злоумышленника. Например, дискету защищают от записи для того, чтобы при использовании ее на чужом компьютере не заразить ее компьютерным вирусом.

Если какой-то файл «не влезает» на одну дискету, приходится использовать специальные программы-архиваторы или программы, позволяющие разрезать файл на несколько частей. При этом шансы на то, что одна из множества дискет окажется испорченной, слишком велики. Тогда вся работа по разбивке и переносу информации будет проделана напрасно. В таких случаях необходимо подумать о переходе к другим способам передачи информации. Например, к не столь давно появившимся в продаже устройствам флэш-памяти (рис. 1.22, 1.23).

Такие устройства не имеют вращающихся частей, хорошо защищены от механических повреждений. Простота подключения по USB-интерфейсу, компактность, хорошая помехозащищенность – основные достоинства флэш-памяти. Если учесть, что некоторые модели совмещают в себе не только своеобразную «дискету», но еще и полноценный MP3-проигрыватель, – получаем универсальное и многофункциональное устройство для хранения данных.

Кроме вышеперечисленных дисковых устройств, существуют устройства долговременной памяти, работающие с магнитной лентой (стримеры, streamer) (рис. 1.24).

Конечно, такой способ хранения данных не столь удобен, как хранение данных на жестком диске или на устройствах флэш-памяти, но его преимуществом является высокая емкость носителей информации (десятки и сотни гигабайт) и удобство ее хранения в виде небольших кассет.