Кладовые памяти

Ноябрь 2, 2011

Для хранения информации в компьютерах используются разные устройства. Отличаются они емкостью памяти и временем доступа к ней (Как устроен компьютер.). Хранилища информации уже сравнивались с книгой, лежащей на столе, с книжным шкафом в комнате. Можно добавить еще библиотеку, где книжных шкафов намного больше, чем в комнате. Зато, чтобы получить книгу из библиотеки, и времени надо затратить больше, чем, если взять ее из домашнего шкафа.

Оперативная память компьютера – это книга на столе. Память эта самая быстрая. Чтобы извлечь из нее число или слово, достаточно миллионных долей секунды. Емкость оперативной памяти сравнительно невелика – от нескольких десятков килобайт до нескольких мегабайт (один килобайт равен 1024 байт, а один мегабайт равен 1024 килобайт.) Оперативная память находится внутри самого компьютера.

Другие устройства памяти не являются частью компьютера. Они присоединяются к нему, как магнитофон к приемнику или видеомагнитофон к телевизору. Поэтому называются они внешними запоминающими устройствами (ВЗУ). Можно сказать, что книжный шкаф тоже ВЗУ по отношению к рабочему столу.

Информация во внешних запоминающих устройствах чаще всего хранится на магнитных дисках и лентах.

Если она записана на диске, то, чтобы считать ее, диск вставляют в специальное устройство, называемое дисководом. Дисковод похож на обычный проигрыватель.

Чтобы пластинка зазвучала, ее ставят на проигрыватель и подводят иглу. Проигрыватель крутит пластинку, иголка скользит по бороздкам, ощупывая в них бугорки и впадинки. Движение иголки преобразуется в звуковые колебания, и мы слышим музыку.

Примерно так же обстоит дело и с дисководом. Только для снятия информации там используют не иголку, а магнитную головку. Она скользит вдоль диска, считывая записанные на нем нули и единицы, и пересылает их в компьютер. В отличие от иголки магнитная головка не ощупывает диск, а летит над ним. Летит она, правда, довольно низко. На расстоянии меньше толщины человеческого волоса. Но и этого достаточно, чтобы не царапать диск. Поэтому диски служат дольше, чем пластинки. Дисковод можно представить себе в виде сочетания проигрывателя и магнитофона – от проигрывателя в нем пластинка, а от магнитофона – способ чтения и записи информации.

По размерам диски различаются очень сильно. Самые маленькие не превосходят почтового конверта. Емкость их около нескольких сотен килобайтов. Этого вполне достаточно, чтобы записать, например, всю книгу, которую ты сейчас читаешь. Есть и большие диски, больше, чем пластинки-гиганты. Есть даже целые пакеты дисков. Их емкость измеряется десятками и сотнями мегабайт. Такого хранилища хватит, чтобы записать целую энциклопедию. Как и грампластинки, магнитные диски бывают жесткими и гибкими.

Магнитная головка вместо иглы хороша еще тем, что позволяет не только считывать информацию, но и записывать ее, как на магнитофоне.

Считывается и записывается информация на диски довольно быстро, но все же в десятки и сотни раз медленнее, чем в оперативную память.

Магнитный принцип используется и в других ВЗУ – лентопротяжных механизмах. Так же как дисководы, они бывают самых разных размеров – от обычного кассетного магнитофона до огромных шкафов, высотой больше полутора метров. По принципу работы они не отличаются от обычных магнитофонов.

Емкости больших магнитных лент огромны – сотни мегабайтов. Но работают они значительно медленнее дисков. Ведь информация считывается с них последовательно. Поэтому, если понадобилось прочесть что-нибудь записанное в конце ленты, ее нужно перемотать. Потребовалось прочесть что-либо в начале – снова перемотка. Впрочем, с такой проблемой наверняка сталкивался каждый владелец магнитофона. Отыскать нужную запись на пластинке гораздо быстрее – переставил иголку, и всё. Принцип поиска дал название и самим устройствам. Дисководы называются устройствами прямого доступа, а магнитофоны – последовательного доступа.

Сегодня магнитные ленты (чаще кассетные) обычно используются владельцами домашних компьютеров. Для их прокручивания годится обычный магнитофон. Поэтому можно не покупать специального дисковода. Это хоть и менее удобно, зато дешевле.

И у дисководов, и у магнитофонов есть один общий недостаток. Поверхности дисков и лент открыты. Открыты и считывающие головки. На них может попадать влага и пыль. Это и для обычной пластинки нехорошо, она начинает шипеть. Но при проигрывании ее слова все-таки можно разобрать. Пылинка же на магнитном носителе может испортить всю информацию. Если компьютер не сможет разобрать хотя бы одну единицу или нолик, то «по смыслу» он слова не составит.

От этого недостатка свободны диски типа «Винчестер». Пластинка и головка там находятся в наглухо закрытом кожухе. Ни пыль, ни влага им не страшны. За надежность здесь приходится платить невозможностью заменить пластинку. Но емкость «Винчестера» довольно велика: от нескольких десятков до сотен мегабайт. К тому же информацию можно перезаписать многократно. Этим объясняется возрастающая популярность дисков такого типа.

В ближайшем будущем на смену «Винчестерам» и другим дисководам, по-видимому, придут лазерные ВЗУ.

По принципу записи и воспроизведения они будут значительно больше похожи на проигрыватель, чем дисководы. Записывать информацию в них будет лазерный луч, выжигающий бороздки на дисках. Такой же луч, обходя бороздки, считает информацию. Казалось бы, такой принцип неудобен – запись будет делаться раз и навсегда, точно, как на грампластинке. Однако это не так уж страшно. Во-первых, емкость диска станет очень большой – сотни мегабайт и даже гигабайты (один гигабайт равен 1024 мегабайт). Размеры же диска достаточно малы (примерно, как у гибких пластинок). Во-вторых, диски станут дешевыми, и их можно будет менять. В-третьих, наконец, время обмена информацией с лазерным диском меньше, чем с магнитным. Кроме того, надежность хранения информации в них будет значительно выше, чем на магнитных носителях.

Все это, скорее всего, поставит лазерные диски на первое место среди внешних запоминающих устройств. Тем более что есть надежда на появление в ближайшее время лазерных дисков с возможностью перезаписи.

Комметирование закрыто now!