Запоминающее устройство

Основная статья: Компьютерная память

Сюда перенаправляется запрос «Запоминающий элемент». На эту тему нужна отдельная статья.

Жёсткий диск

Запоминающее устройство — носитель информации, предназначенный для записи и хранения данных. В основе работы запоминающего устройства может лежать любой физический эффект, обеспечивающий приведение системы к двум или более устойчивым состояниям.

Классификация

По форме записанной информации запоминающие устройства (ЗУ) делятся на:

• аналоговые и
• цифровые запоминающие устройства.

По устойчивости записи и возможности перезаписи ЗУ делятся на:

• Постоянные (ПЗУ), содержание которых не может быть изменено конечным пользователем (например, BIOS). ПЗУ в рабочем режиме допускает только считывание информации.
• Записываемые (ППЗУ), в которые конечный пользователь может записать информацию только один раз (например, CD-R).
• Многократно перезаписываемые (ПППЗУ) (например, CD-RW).
• Оперативные (ОЗУ) — обеспечивают режим записи, хранения и считывания информации в процессе её обработки. Быстрые, но дорогие ОЗУ (SRAM) строят на триггерах, более медленные, но более дешёвые разновидности ОЗУ — динамические ЗУ (DRAM) строят на элементах состоящих из ёмкости (конденсатора) и полевого транзистора, используемого в качестве ключа разрешения записи-чтения. В обоих видах ЗУ информация исчезает после отключения от источника питания (например, тока).

По типу доступа:

• С последовательным доступом (например, магнитные ленты).
• С произвольным доступом (RAM; например, оперативная память).
• С прямым доступом (например, жёсткие диски).
• С ассоциативным доступом (специальные устройства, для повышения производительности баз данных).

По геометрическому исполнению:

• дисковые (магнитные диски, оптические, магнитооптические);
• ленточные (магнитные ленты, перфоленты);
• барабанные (магнитные барабаны);
• карточные (магнитные карты, перфокарты, флэш-карты, и др.)
• печатные платы (карты DRAM, картриджи).

По физическому принципу:

• перфорационные (с отверстиями или вырезами)
  • перфокарта
  • перфолента
• с магнитной записью
  • магнитные сердечники (пластины, стержни, кольца, биаксы)
  • магнитные диски
    • Жёсткий магнитный диск
    • Гибкий магнитный диск
  • магнитные ленты
  • магнитные карты
• оптические
  • CD
  • DVD
  • HD-DVD
  • Blu-ray Disc
• магнитооптические:
  • CD-MO
• использующие накопление электростатического заряда в диэлектриках (конденсаторные ЗУ, запоминающие электроннолучевые трубки);
• использующие эффекты в полупроводниках (EEPROM, флэш-память)
• звуковые и ультразвуковые (линии задержки);
• использующие сверхпроводимость (криогенные элементы);
• другие.

По количеству устойчивых (распознаваемых) состояний одного элемента памяти:

• двоичные
• троичные
• десятичные

…

Цифровые запоминающие устройства

Цифровые запоминающие устройства — устройства, предназначенные для записи, хранения и считывания информации, представленной в цифровом коде.

К основным параметрам цифровых ЗУ относятся информационная ёмкость (битов, тритов и т. д.), потребляемая мощность, время хранения информации, быстродействие.

Самое большое распространение цифровые запоминающие устройства приобрели в компьютерах (компьютерная память). Кроме того, они применяются в устройствах автоматики и телемеханики, в приборах для проведения экспериментов, в бытовых устройствах (телефонах, фотоаппаратах, холодильниках, стиральных машинах и т. д.), в пластиковых карточках, замках.

Информационная ёмкость цифрового запоминающего устройства

Ёмкость запоминающего устройства равна количеству устойчивых (распознаваемых) состояний запоминающего устройства.

Количество состояний запоминающего устройства, состоящего из $n$ элементарных ячеек, определяется в комбинаторике и равно количеству размещений с повторениями:

$\bar{A}(c,n)= \bar{A}_c^n =c^n$, где

• $c$ — количество состояний одной элементарной ячейки запоминающего устройства, в SRAM — количество состояний триггера, в DRAM — количество распознаваемых уровней напряжения на конденсаторе, в устройствах с магнитной записью — количество распознаваемых уровней намагничивания на одном элементарном участке записи (один элементарный участок записи в устройствах записи на магнитную ленту, на магнитные барабаны, на магнитные диски — одна распознаваемая элементарная часть дорожки, в устройствах записи на ферритовые кольца — одно ферритовое кольцо),
• $n$ — количество элементарных ячеек запоминающего устройства, в SRAM — количество триггеров, в DRAM — количество конденсаторов, в устройствах с магнитной записью — количество элементарных участков записи (в устройствах записи на магнитную ленту, на магнитные барабаны, на магнитные диски — количество распознаваемых элементарных участков дорожки, в устройствах записи на ферритовые кольца — количество ферритовых колец).

Внешние хранилища данных Windows

Несмотря на устойчивую тенденцию к снижении стоимости пространства на жёстких дисках, одного из наиболее распространённых типов накопителей данных персональных компьютеров и серверов начального уровня, практикуется реализация идеи о том, что редко используемые данные должны архивироваться и храниться на менее дорогие, но вполне надёжные носители (запоминающие устройства, далее — ЗУ).

В семействе операционных систем Windows 2000 этой цели посвящена соответствующая оснастка Управление сменными носителями (англ. Removable Storage Manager). Основной задачей, которая решается при помощи данного инструмента — централизованное управление магнитными лентами (которые могут использоваться как носители для резервного копирования), дисками Иерархической системы управления (англ. Hierarchical Storage Management, HSM) и архивами баз данных.

Расширенные возможности управления файлами на съёмных ЗУ, например операции по расширению дисков (англ. disk-extender operation), выполняются средствами управления данными — программой архивации (англ. Backup) и службой внешних хранилищ (англ. Remote Storage), которые не входит в поставку Professional, а имеется только в версиях Server.

Съёмные носители

Типы съёмных носителей

В системе съёмных носителей используются:

• магнитные ленты (основные технологии записи на ленту: англ. Digital Audio Tape, DAT; Digital Linear Tape, DLT; QIC и 9-дорожечные ленты);
• постоянные ЗУ на компакт-дисках (CD-ROM, DVD-ROM);
• перезаписываемые оптические и магнитно-оптические диски (WORM, CD-R/CD-RW, DVD-R/DVD-RW), при этом Windows 2000 не обеспечивает непосредственной поддержки, для записи требуется ПО третьих фирм.

Для идентификации носителей могут использоваться:

• Идентификаторы носителей (англ. On-media Identifiers) записываемые на носитель при его подключении к системе съёмных ЗУ и потом регистрируемый в базе данных системы съёмных ЗУ. Поле типа указывает на формат носителя, а поле непосредственно самого идентификатора содержит уникальный код. Если система съёмных ЗУ не распознаёт метку типа, то носитель будет помещён в пул нераспознанных носителей; если системы распознает метку типа но не распознает идентификатор, носитель будет помещён в пул импортированных носителей; если обе метки распознаны, обновится быза данных а сам носитель будет помечен как находящийся в оперативном режиме.
• Штрих-коды — используются в случае наличия аппаратуры поддержки, чтения и записи штрих-кода.

Классификация носителей

• Физические — отдельно взятый носитель в целом: например, оптический диск или магнитная лента.
• Логические — представление физического носителя: например, сторона двухстороннего оптического диска.

Пул носителей

Логический набор однотипных носителей, применительно к которому действуют одинаковые атрибуты и свойства, назначаемые при управлении носителями. Использование пулов носителей позволяет определить набор свойств, применимых ко всем носителям в пределах логической группировки, что позволяет системе съёмных ЗУ выделять в совместное пользование множеству приложений одни и те же типы носителей в пределах одной библиотеки. Каждый носитель в системе съёмных ЗУ принадлежит к определенному пулу носителей, и каждый пул содержит носители только одного типа. Приложения получают доступ к конкретным носителям в пределах конкретной библиотеки используя определенный пул носителей.

Типы пулов носителей

• Неопознанные — пустые (новые) и носители, не распознанные системой съёмных ЗУ. Носители данного пула могут быть смонтированы, размонтированы и перемещены в пул свободных носителей. При извлечении из оперативной или независимой библиотек, удаляются из базы данных съёмных ЗУ.
• Свободные — носители, в настоящий момент не содержащие полезных или активных данных. Действуют как буферы для прикладных пулов носителей, аналогично записью на черновике которая может быть перенесена в итоговый документ, при этом остаётся на черновике и может быть повторно использована.
• Импортированные — распознанные носители, не зарегистрированные в текущей базе денных съёмных ЗУ. Могут быть перемещены в пул свободных носителей, для повторного использования
• Для приложений — создаются и используются конкретными приложениями, в задачи которых входит управление данными. Определяют к каким носителям может получить доступ конкретное приложение. Задают свойства для носителей. Приложение может использовать несколько пулов носителей, а несколько приложений могут совместно использовать один и тот же пул. Например, программа архивации и резервного копирования (англ. Backap) может использовать один пул носителей для выполнения полного резервного копирования, а второй пул — инкрементного резервного копирования.

Классы пулов носителей

• Системные (англ. system media pools) — создаваемые системой съёмных ЗУ, для каждого типа носителей, по одному пулу свободных, нераспознанных и импортированных носителей.
• Прикладные — создаются для конкретных приложений (или сами этими приложениями) по управлению данными. Выделенный носитель (англ. allocated media) — носитель, зарезервированный за конкретным приложением, не может быть перемещён из пула в пул.

Библиотеки

В системе съёмных ЗУ существует три типа библиотек:

• Оперативные (англ. online libraries) — автоматы (многоприводные) содержащие наборы лент или дисков. Может состоять их других аппаратных компонентов, управляемых системой.
• Независимые (англ. stand-alone libraries) — смонтированные оператором одноприводные устройства, которые могут содержать единственный носитель.
• Автономные (англ. offline libraries) — отдельный автономный носитель, управляемый службой съёмных ЗУ. Единственный тип библиотеки, который может содержать более одного типа носителей, при этом сами носители (ленты/диски) из автономной библиотеки могут размещаться вне библиотеки, а также вручную вставляться в оперативную или независимую библиотеку.

По способу установки носителя библиотеки разделяются на:

• Независимые (англ. stand-alone drive libraries) — одноприводные неавтоматизированные устройства в которые носители вставляются вручную. Представляют собой простейшую форму библиотеки.
• Автоматические (англ. robotic libraries), также называемые устройствами с автоподачей (или англ. jukebox) — автоматизированные системы управляющие множеством носителей; включают функции поиска запрошенного носителя, установку его в доступное устройство чтения, а после возвращающее носитель в отведенный ему слот.

Одна библиотека может содержать носители из разных пулов, каждый из которых имеет свои свойства. Любой пул носителей может охватывать несколько библиотек, кроме того система съёмных ЗУ позволяет на базе пулов носителей создавать иерархические структуры.

Система съёмных ЗУ

Состоит из трёх программных компонентов:

1. административного интерфейса (оснастка Управление съёмными носителями),
2. интерфейса прикладного программирования,
3. базы данных.

Администрирование системы съёмных ЗУ, осуществляемое при помощи оснастки MMC выполняет следующие задачи:

• отслеживание оперативных и автономных носителей (англ. offline media),
• установка/извлечение носителей и библиотек,
• просмотр состояния носителей и библиотек.
• создание пулов носителей и задание их свойств,
• установка параметров безопасности для носителей и пулов носителей,
• инвентаризация библиотек.

Служба съёмных ЗУ

Упрощает оперативное управление библиотеками и устройствами с автоматической подачей дисков (англ. jukebox), отслеживает использование съёмных носителей типа магнитных лент и съёмных дисков, упрощает взаимодействие между библиотеками съёмных носителей и программными приложениями обеспечивающими управление данными (например, встроенной программой архивации и службой внешних хранилищ англ. Remote Storage).

Наиболее распространённые в настоящее время ЗУ

• Магнитные ЗУ в пластиковых картах
• Флеш-память: USB-накопители, карты памяти в телефонах и фотоаппаратах, SSD
• Оптические диски: CD, DVD, Blu-Ray и др.
• Жёсткие диски (НЖМД)
• Микросхемы SDRAM (DDR SDRAM и XDR)

Переносные накопители данных

Некоторые типы запоминающих устройств оформлены как компактные, носимые человеком устройства, приспособленные для переноса информации. В частности:

• Съёмный жёсткий диск:
  • Mobile Rack
  • Контейнеры для жёстких дисков
  • ZIV
• Флеш-память

См. также

• Носитель информации

Литература

• Большая советская энциклопедия. 3-е изд. 1969—1978 гг.

Для улучшения этой статьи желательно?: Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное. Проставив сноски, внести более точные указания на источники.