Pamięć masowa, (ang.) mass storage memory – jest

Pamięć masowa, (ang.) mass storage memory – jest to pamięć trwała, umożliwiająca
przechowywanie dużych ilości danych przez długi czas. W odróżnieniu od pamięci operacyjnej, nie
pozwala na adresowanie pojedynczych bajtów, a jej czas dostępu jest wielokrotnie dłuższy.
Urządzenia pamięci masowej należą do tzw. urządzeń blokowych.
Wyróżniamy następujące rodzaje pamięci masowej:
Nośnik magnetyczny
• dysk twardy – pamięć magnetyczna dyskowa;
• dyskietka – pamięć magnetyczna dyskietkowa;
• pamięć taśmowa – pamięć magnetyczna taśmowa.
Nośnik optyczny
• płyta CD-R, CD-RW, CD-ROM, DVD, BD-ROM, HD DVD – pamięć zapisywana i
odczytywana w napędzie optycznym zgodnym z odpowiednim typem płyty.
Pamięć półprzewodnikowa
• karty pamięci (wszelkie rodzaje wymiennych kart pamięci);
• pamięć SSD (tzw. dysk SSD – następca dysku twardego);
• pamięci USB (pendrive).
Nośniki egzotyczne:
• Napęd Zip
• Napęd Jaz
• HHD
• Dysk magnetooptyczny
Pamięci masowe łączą się z komputerem poprzez łącze zwane interfejsem. Typowe interfejsy
pamięci masowych to:
• Serial ATA
• ATA (IDE)
• SCSI
• RAID
Dysk twardy, (ang. hard disk drive) – rodzaj pamięci masowej, wykorzystujący nośnik
magnetyczny do przechowywania danych. Nazwa "dysk twardy" wynika z zastosowania twardego
materiału jako podłoża dla właściwego nośnika, w odróżnieniu od dyskietek (ang. floppy disk, czyli
miękki dysk), w których nośnik magnetyczny naniesiono na podłoże elastyczne.
Pierwowzorem twardego dysku jest pamięć bębnowa. Pierwsze dyski twarde takie, jak dzisiaj
znamy, wyprodukowała w 1980 roku firma Seagate – był przeznaczony do mikrokomputerów, miał
pojemność 5 MB, czyli 5 razy więcej niż ówczesna, dwustronna dyskietka 8-calowa.
Pojemność dysków wynosi od 5 MB (przez 10 MB, 20 MB i 40 MB – dyski MFM w komputerach
klasy XT 808x i 286) do 4 kilku TB. Opracowano również miniaturowe dyski twarde typu
Microdrive, o pojemnościach od kilkuset MB do kilku GB, przeznaczone dla cyfrowych aparatów
fotograficznych i innych urządzeń przenośnych.
Dla dysków twardych najważniejsze są następujące parametry: pojemność, szybkość transmisji
danych, czas dostępu do danych, prędkość obrotowa dysków magnetycznych (obr/min.) oraz średni
czas bezawaryjnej pracy (MTBF).
Historia
Użycie sztywnych talerzy i uszczelnienie jednostki umożliwia większą precyzję zapisu niż na
dyskietce, w wyniku czego dysk twardy może zgromadzić o wiele więcej danych niż dyskietka. Ma
również krótszy czas dostępu do danych i w efekcie szybszy transfer.
• 4 września 1956 firma IBM skonstruowała pierwszy 24-calowy dysk twardy o nazwie
RAMAC 350. Miał on pojemność 5 MB.
• W 1984 firma Seagate wprowadziła na rynek pierwszy dysk 5.25", ST-506 o pojemności 5
MB.
W 1986 został opracowany kontroler IDE (Integrated Drive Electronics).
W 1987 rozpoczęła się era dysków 3,5 cala
W 2008 pojawiły się dyski SSD. Na początku technologia ta była bagatelizowana przez
dużych graczy (np. Western Digital). Jednak stosunkowo duże zainteresowanie rynku mimo
bardzo wysokiej ceny, duża wydajność dzięki minimalnemu czasowi dostępu do danych
oraz malejąca cena za MB szybko zmieniła ich nastawienie.
• Od marca 2012 roku na rynku pozostało jedynie 3 producentów dysków twardych: Western
Digital, Seagate Technology oraz Toshiba.
BUDOWA DYSKU:
Dysk stały składa się z zamkniętego w obudowie, wirującego talerza (dysku) lub zespołu talerzy,
wykonanych najczęściej ze stopów aluminium, o wypolerowanej powierzchni, pokrytej nośnikiem
magnetycznym o grubości kilku mikrometrów, oraz z głowic elektromagnetycznych
umożliwiających zapis i odczyt danych. Na każdą powierzchnię talerza dysku przypada po jednej
głowicy odczytu i zapisu. Głowice są umieszczone na elastycznych ramionach i w stanie spoczynku
stykają się z talerzem blisko jego osi. W czasie pracy unoszą się, a ich odległość nad talerzem jest
stabilizowana dzięki sile aerodynamicznej powstałej w wyniku szybkich obrotów talerza.
Ramię głowicy dysku ustawia głowice w odpowiedniej odległości od osi obrotu talerza w celu
odczytu lub zapisu danych na odpowiednim cylindrze. Najpopularniejszym obecnie jest tzw. voice
coil czyli cewka, wzorowana na układzie magnetodynamicznym stosowanym w głośnikach.
Umieszczona w silnym polu magnetycznym cewka porusza się i zajmuje położenie zgodnie z
przepływającym przez nią prądem, ustawiając ramię w odpowiedniej pozycji. Dzięki temu czas
przejścia między kolejnymi ścieżkami jest nawet krótszy niż 1 milisekunda, a przy większych
odległościach nie przekracza kilkudziesięciu milisekund.
Informacja jest zapisywana na dysk przez przesyłanie strumienia elektromagnetycznego przez
antenę albo głowicę zapisującą, która jest bardzo blisko magnetycznie polaryzowalnego materiału,
zmieniającego swoją polaryzacją magnetyczną. Informacja może być z powrotem odczytana w
odwrotny sposób, gdyż zmienne pole magnetyczne powoduje indukowanie napięcia elektrycznego
w cewce głowicy lub zmianę oporu w głowicy magnetyczno-oporowej.
Ramiona połączone są zworą i poruszają się razem. Zwora kieruje głowicami promieniowo po
talerzach a w miarę rotacji talerzy, daje każdej głowicy dostęp do całości jej talerza.
Zintegrowana elektronika kontroluje ruch zwory, obroty dysku, oraz przygotowuje odczyty i zapisy
na rozkaz od kontrolera dysku. Nowoczesne układy elektroniczne są zdolne do skutecznego
szeregowania odczytów i zapisów na przestrzeni dysku oraz do zastępowania uszkodzonych
sektorów zapasowymi.
Obudowa chroni części napędu od pyłu, pary wodnej, i innych źródeł zanieczyszczenia.
Jakiekolwiek zanieczyszczenie głowic lub talerzy może doprowadzić do uszkodzenia głowicy (head
crash), awarii dysku, w której głowica uszkadza talerz, ścierając cienką warstwę magnetyczną.
Awarie głowicy mogą również być spowodowane przez błąd elektroniczny, uszkodzenie, błędy
produkcyjne dysku lub zużycie.
Metody adresowania danych:
CHS (ang. Cylinder-Head-Sector, czyli cylinder-głowica-sektor) jest metodą adresowania
danych na dysku twardym.
Każdy dysk twardy zawiera talerze i głowice do odczytu i zapisu. Głowice znajdują się po obydwu
stronach talerza tzn. jeżeli dysk zawiera 2 talerze to posiada 4 głowice. Każdy talerz podzielony jest
na ścieżki. Wartość cylindrów określa liczbę ścieżek znajdujących się po każdej ze stron talerza.
Pojedynczy cylinder jest więc zbiorem ścieżek będących jedna nad drugą (jest ich tyle samo co
głowic). Wartość sektorów określa liczbę sektorów w każdej ścieżce, każdy sektor zawiera 512
bajtów.
Starsze dyski twarde stosujące metody zapisu MFM i RLL, dzieliły każdy cylinder na równą liczbę
sektorów a wartości CHS odpowiadały fizycznej budowie dysku. Dysk z wartościami CHS
500x4x32 posiadał 500 ścieżek po każdej stronie talerza, 2 talerze, i 32 sektory na ścieżkę.
Dyski IDE, które zastąpiły dyski z metodami zapisu MFM i RLL używają efektywniejszej metody
•
•
•
zapisu danych ZBR. Przy metodzie zapisu Zone Bit Recording liczba sektorów w cylindrze zależy
od jego położenia na dysku. Cylindry bliżej krawędzi talerza zawierają więcej sektorów niż te bliżej
środka talerza. Adresowanie CHS nie działa na tych dyskach z powodu zróżnicowanej liczby
sektorów w cylindrach.
Każdy dysk IDE można dowolnie skonfigurować w BIOS, byle ustawienia CHS nie przekraczały
pojemności dysku. Często należało także zaktualizować BIOS, aby obsługiwał on dyski w systemie
CHS o większej pojemności, które pojawiały się wraz z rozwojem technologii. Dysk
przekonwertuje podane adresowanie CHS na adresowanie specyficzne dla konfiguracji sprzętowej.
LBA (ang. Logical Block Addressing) - metoda obsługi dysku twardego przez system operacyjny.
Dla pokonania granicy 504 MB standard EIDE wykorzystuje metodę LBA, która powoduje
przenumerowanie wszystkich sektorów, tzn. dokonuje tzw. translacji adresów, czyli zamiany
rzeczywistych numerów głowicy, cylindra i sektora na ich logiczny odpowiednik; odpada więc
skomplikowana adresacja za pomocą cylindrów, głowic i sektorów (ang. Cylinder Head Sector)
(CHS).
Wzór na obliczanie LBA:
LBA = ( numer_cylindra * liczba_glowic_na_cylinder + numer_glowicy ) *
liczba_sektorow_na_sciezke + numer_sektora -1
Dyskietka, inaczej dysk miękki – dysk wymienny, przenośny nośnik magnetyczny o niewielkiej
pojemności, umożliwiający zarówno odczyt, jak i zapis danych; nośnikiem danych jest wirujący
krążek z wytrzymałego tworzywa sztucznego (najczęściej mylaru – politereftalanu etylenu w
postaci cienkiej folii) pokryty warstwą magnetyczną. Średnica krążka wraz ilością możliwych do
zapisania danych stanowią podstawowe parametry dyskietki.
Polska nazwa dyskietka została prawdopodobnie zaproponowana przez Jana Bieleckiego.
Współcześnie dostępne są na rynku praktycznie tylko dyskietki 3,5-calowe i ich warianty. Są m.in.
dostarczane przez producentów systemów operacyjnych i płyt głównych jako nośnik ze
sterownikami lub plikami startowymi, gdzie w innym wypadku zapis tak małych plików na całej
płycie CD lub innym nośniku byłby nieekonomiczny.
Historia.
Jako pierwsze pojawiły się dyskietki 8-calowe. Następnie zaczęto stosować dyskietki 5¼-cala o
pojemności 360 KB (DD) , a następnie 1,2 MB (HD) . Miały miękką obudowę, nie było zamknięcia
otworu odczytu – należało je przechowywać w papierowych kopertach.
Współcześnie dyskietki wyszły już z powszechnego użycia, jednakże są jeszcze dalej produkowane
w niewielkich ilościach. Z uwagi na niewielką pojemność, zostały wyparte przez nowocześniejsze
nośniki pamięci. Obecnie stacje dyskietek montuje się nadal w część stacjonarnych komputerów
osobistych, głównie z przyczyn historycznych, dla zachowania łatwej komunikacji ze starszymi
modelami.
Istnieją też zewnętrzne urządzenia do odczytu dyskietek podłączane kablem do komputera,
zazwyczaj przez port USB.
W komputerach klasy PC obecnie najpowszechniej używane są dyskietki 3,5-calowe (wg innych
oznaczeń – 90 mm) HD (High Density) o pojemności „1.44 MB” („megabajt” ten w rzeczywistości
był jednostką mieszaną – 1000×1024, a dyskietki te miały 1440 kB). Dyskietka taka składa się z
twardej plastikowej obudowy z otworem dostępowym do nośnika zasuwanym sprężynowo
metalową (później plastikową) zasuwką. Konstrukcja ta powstała z wcześniej używanych dyskietek
identycznej budowy mechanicznej DD (Double Density) o pojemności 720 kB, powszechnie
używanych w komputerach klasy Amiga. Rozwinięciem konstrukcji HD jest standard dyskietek
ED (Extra Density) „2.88 MB”.
W roku 2008 ZUS ogłosił przetarg na dostarczenie mu 130 tysięcy dyskietek 3,5 cala ;-)
Organizacja danych
Najmniejszą fizyczną ilością danych jaką można zapisać i odczytać z dyskietki, jest sektor. Jego
pojemność informacyjna wynosi w większości systemów plików 512 bajtów. Przed każdym
sektorem zapisywane są dane synchronizacyjne i informacyjne oraz suma kontrolna; informacje te
są niedostępne z poziomu użytkownika systemu operacyjnego dla użytkownika (są to parametry dla
kontrolera dysku oraz dane wymagane do korekcji błędów odczytu).
Logiczną jednostką zapisu danych na dyskietkach jest klaster (ang. cluster), zwany także czasami
JAP, czyli Jednostką Alokacji Pliku. W odróżnieniu od dysków twardych na dyskietce klaster
ograniczony jest do maksymalnie dwóch sektorów (1024 bajty), aczkolwiek istniały programy,
pozwalające obejść to ograniczenie.
Cały nośnik podzielony jest na ścieżki (ang. track), których liczba zależy od formatu i zazwyczaj
wynosi 40 lub 80, choć niektóre napędy umożliwiały zapisane kilka ścieżek ponad standard.
Ścieżka, w zależności od typu dysku, może składać się z 8 lub nawet 36 sektorów. Dla przykładu
dyskietka w gęstości HD zgodna z MS/DR-DOS zawiera 18 sektorów na ścieżce.
Dyskietki wymagają procesu zwanego formatowaniem nośnika. Dzieli on powierzchnię nośnika na
ścieżki i sektory poprzez zapisanie na niej przebiegu synchronizującego, dane informacyjne oraz
testowe dane w sektorach, dane te są wykorzystywane do sprawdzenia poprawności formatowania.
Zapisuje też dane systemowe. Dla dyskietki używanej pełne formatowane wiąże się z wymazaniem
wszystkich danych.
Pamięć taśmowa (ang. tape memory) – typ masowej pamięci zewnętrznej, w której jako nośnik
informacji jest wykorzystywana taśma magnetyczna.
Informacje są zapisywane jako bloki o dowolnej długości. Wyróżniony blok, nazywany
znacznikiem pliku (ang. file mark) lub znacznikiem taśmy (ang. tape mark), służy do organizowania
bloków taśmowych w struktury: znacznik pliku może np. rozdzielać grupy bloków tworzące
logiczne pliki na taśmie. Operacja zapisania bloku niszczy (logicznie) wszystkie bloki zapisane na
dalszym odcinku taśmy. Chociaż operacje przewijania taśmy umożliwiają czytanie bloków w
dowolnej kolejności, to jednak długi czas odnajdywania bloku powoduje, że pamięć ta jest w
praktyce rozwiązaniem o dostępie sekwencyjnym i wydajnym tylko wtedy, gdy bloki są zapisywane
lub czytane po kolei. Generalnie ten rodzaj pamięci służy do archiwizowania wielkich ilości
danych.
Szczególnymi implementacjami pamięci taśmowej były:
• kasety magnetofonowe wraz z dedykowanymi (rzadziej przerabianymi) magnetofonami
przeznaczone do domowego użytku.
• strimery (ang. streamer) – urządzenie do przenoszenia danych z systemów komputerowych
na taśmę magnetyczną w celu archiwizacji. Obecnie najbardziej popularne napędy
wykorzystują taśmy umieszczone w specjalnych kasetach. Kasety mieszczą nawet do
kilkuset gigabajtów danych. Dodatkowo większość z napędów wykorzystuje kompresję,
dzięki czemu możliwe jest zmieszczenie większej ilości danych. Są one wykorzystywane
głównie do archiwizacji danych.
Napędy różnicuje się ze względu na sposób zapisu na taśmie stosowanej w napędzie.
Wyróżnia się m.in. napędy:
•
DDS (ang. Digital Data Storage),
•
DLT (ang. Digital Linear Tape)
•
LTO (ang. Linear Tape-Open),
•
AIT (ang. Advanced Intelligent Tape)
•
QIC (ang. Quarter Inch Cartridge)
Napędy taśmowe, ze względu na raczej profesjonalne zastosowanie, zazwyczaj wyposażane
były w interfejs SCSI, a obecnie również w interfejsy sieciowe (Fibre-Channel), stając się
częścią sieci SAN.
Napęd optyczny ang. Optical Disc Drive - ODD) – jest to urządzenie, które za pomocą wiązki
lasera odczytuje lub zapisuje dane na tzw. nośnikach optycznych. Do najpopularniejszych
napędów optycznych zalicza się (chronologicznie):
CD-ROM - napęd czytający płyty CD w formatach CD-R, CD-ROM, CD-RW, CD-DA, CD-Extra,
CD-TEXT, Photo-CD, Video-CD, Multisession CD
nagrywarka CD - napęd czytający oraz zapisujący płyty CD w wyżej wymienionych formatach
DVD-ROM - napęd czytający płyty CD (patrz CD-ROM) oraz DVD w formatach DVD±R,
DVD±RW, DVD±R DL, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-Video
combo CD/DVD - napęd będący hybrydą nagrywarki CD oraz DVD-ROM
nagrywarka DVD - napęd czytający oraz nagrywający płyty CD oraz DVD w formatach DVD±R,
DVD±RW, DVD±R DL, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-Video
combo Blu-Ray - napęd będący hybrydą nagrywarki DVD oraz czytający płyty Blu-Ray w
formatach BD-ROM, BD-R, BD-RE
nagrywarka Blu-Ray napęd czytający oraz nagrywający płyty CD, DVD oraz Blu-Ray
We wszystkich powyższych napędach, podstawowym formatem nośnika są płyty o średnicy 12cm
(występują też pochodne o średnicy 8cm oraz nośniki w kształcie kart kredytowych). Prędkość
napędów optycznych podaje się w wielokrotnościach podstawowej prędkości 1x, która odpowiada
przepustowości 150 kB/s (napędy CD), 1350 kB/s (napędy DVD) lub 4500 kB/s (napędy Blu-Ray).
Np. maksymalny transfer CD-ROM-u o prędkości 8x wynosi 1,2 MB/s. Stały, niezależnie od
rodzaju technologii nośnika, jest czas potrzebny na odczyt (zapis) całkowicie zapełnionego nośnika
odpowiadający mnożnikowi, np. dla mnożnika 4x jest to ok. 22 minut (dla strategii ze stałą
prędkością liniową).
Napęd optyczny może znajdować się we wnętrzu komputera. Jest wówczas podłączony za pomocą
interfejsu ATA, SATA lub SCSI. Może też stanowić odrębne, zewnętrzne urządzenie, podłączane do
komputera za pomocą złącza USB, FireWire, SCSI, eSATA lub do sieci komputerowej poprzez
złącze LAN.
Płyta kompaktowa (ang. Compact Disc, CD-ROM – Compact Disc – Read Only Memory) —
poliwęglanowy krążek z zakodowaną cyfrowo informacją do bezkontaktowego odczytu światłem
lasera optycznego. Zaprojektowany w celu nagrywania i przechowywania dźwięku, przy użyciu
kodowania PCM, który dzisiaj jest tylko jednym ze standardów cyfrowego zapisu dźwięku. Taką
płytę nazywa się CD-Audio. Dzięki dużej jak na swoje czasy pojemności, niezawodności i niskiej
cenie, dysk kompaktowy stał się popularnym medium do zapisywania danych.
Standardowa płyta CD ma średnicę 120 mm i jest w stanie pomieścić 650 MB danych lub 74
minuty dźwięku.
Płyta kompaktowa została opracowana wspólnie przez koncerny Philips i Sony pod koniec lat 70.
Budowa nośnika, zapis danych
Płyty kompaktowe wykonane są z poliwęglanowej płytki o grubości 1,2 mm i średnicy 12 cm
pokrytej cienką warstwą glinu (aluminium), w której zawarte są informacje (w postaci kombinacji
mikrorowków i miejsc ich pozbawionych). Odczytywane są one laserem półprzewodnikowym
(AlGaAs) o długości fali około 780 nm. Zapis tworzy spiralną ścieżkę biegnącą od środka do
brzegu płyty.
Prędkość obrotowa płyty zmienia się w taki sposób, że stała jest prędkość liniowa głowicy
odczytującej względem ścieżki i dla prędkości odczytu x1 zawiera się w zakresie od 1,2 do 1,4 m/s.
Odczyt płyty odbywa się od środka na zewnątrz, a prędkość obrotowa maleje wraz z oddalaniem się
od środka płyty.
Dane są zapisywane w postaci pól (ang. land) i wgłębień (ang. pit). W płytach tłoczonych
wgłębienia mają głębokość 1/4 długości fali w materiale płyty lasera odczytującego (około 125
nm), w wyniku interferencji światła odbitego od otoczenia i wgłębienia następuje wygaszenie fali.
Wgłębienia mają szerokość 500 nm, a odległości między kolejnymi ścieżkami wynosi 1,6 µm.
Różnice w odbiciu światła są wykorzystywane przez serwomechanizm soczewki do prowadzenia
wiązki po ścieżce i jej ogniskowania.
Budowa płyty CD-R wchodzą 4 warstwy:
• Poliwęglanowa warstwa nośna w postaci plastikowego krążka
• Warstwy odbijającej złotej lub aluminiowej
• Warstwy barwnika który ulega stopieniu w momencie zapisu
• Warstwy ochronnej z lakieru.
Budowa płyty CD-RW
Nośnik CD-RW (ReWritable), jak sama nazwa wskazuje to płyta umożliwiająca nam zapis, odczyt i
dodatkowo kasowanie informacji. Moc lasera użytego do zapisu płyty powoduje, że część obszarów
ma postać krystaliczną a pozostała amorficzną. To powoduje że promieniowanie odczytujące jest
przekazywane lub pochłaniane. Wynika to z zastosowania specjalnego stopu metali, ale jest to
tajemnica producentów. Warstwa poliwęglanu posiada rowek prowadzący, nad nią znajduje się
warstwa ZnS-SiO2, zapewnia ona odpowiedni odbiór ciepła podczas zapisu laserowego płyty.
Wyżej naniesiono odbijającą warstwę aluminiową, całość kończy specjalna powłoka lakierowana
na której zazwyczaj występuje napis z logo producenta.
Budowane w ten sposób płyty CD-RW powodują pewne ograniczenia w zapisie danych, może on
się odbywać z niskimi prędkościami. Również trwałość nośnika jest niska, producenci zapewniają
tylko do ok. 1000 skasowań.
Pojemność i rozmiar
Standardowa płyta kompaktowa mieści 74 minuty muzyki, zapisanej przy użyciu kodowania PCM,
co odpowiada 650 MB danych. Standardowo dźwięk na płycie CD nie jest poddawany kompresji.
Powstały również nośniki mieszczące: 700 MB (80 min.) – obecnie najpopularniejsze w sprzedaży,
800 MB (90 min.), 870 MB (99 min.), a nawet 1,4 GB – płyty [dwustronne], przy czym dwie
ostatnie występują niemal wyłącznie jako płyty jednokrotnego zapisu. Wśród płyt pierwotnie
tłoczonych (komercyjnych) dominują wyłącznie rozmiary 650 MB, 700 MB. Rozmiar 800 MB jest
dosyć rzadko spotykany. Płyty większe niż 700 MB często sprawiają problemy podczas odczytu,
zwłaszcza w starszych odtwarzaczach.
Początkowo koncern Sony postulował, by średnica płyty wynosiła 12 cali. Ostatecznie
zdecydowano by płyta miała średnicę 12 cm (czyli tyle co popularna wówczas dyskietka 5,25 cala),
co pozwala zapisać od 74 do 80 minut muzyki.
Po wprowadzeniu standardu trwałość płyt szacowano na kilkaset lat. Dla płyt produkowanych w
latach 80. i początkach lat 90. te szacunki były prawdziwe - ówczesne płyty były wysokiej jakości.
Wraz z popularyzacją standardu i spadkiem cen samych płyt spadała także ich jakość, co
negatywnie odbija się na trwałości zapisu - choć dla odpowiednio przechowywanych płyt
tłoczonych wciąż liczony on jest w dziesiątkach lat.
Kolor
Nagrywarki zapisują dane na płytach pokrytych różnymi kolorami. Jest to powiązane z barwnikiem
użytym w warstwie odbijającej. Płyty zmieniają swój kolor na zielony, niebieski, żółty, złoty oraz
czarny. Kolor nośnika nie ma znaczenia przy odczycie danych, aktualnie wszystkie nowoczesne
CD-ROM-y i nagrywarki potrafią odczytywać i zapisywać na nich dane.
Pamięć półprzewodnikowa
Pamięć flash (ang. flash memory) – rodzaj nieulotnej pamięci komputerowej, stanowiącej
rozwinięcie konstrukcyjne i kontynuację pamięci typu EEPROM. Dostęp do danych zapisanych w
pamieci flash wykorzystuje tzw. stronicowanie pamięci: operacje odczytu, zapisu lub kasowania
wykonywane są jednocześnie na ustalonej konstrukcyjnie liczbie komórek, pogrupowanych w
strukturę będącą wielokrotnością słowa maszynowego (bajtu). Cechą wyróżniającą pamięć flash
jest wykorzystanie technologii komórek wielostanowych (ang. multi level cell, MLC).
W zależności od wykorzystanego typu bramki logicznej, można wyróżnić dwa rodzaje pamięci
flash:
• pamięć flash typu NOR – wykorzystuje funktor binegacji logicznej (NOR)
• pamięć flash typu NAND – wykorzystuje funktor dysjunkcji logicznej (NAND)
Pamięć flash typu NOR umożliwia bezpośredni dostęp do każdej komórki pamięci, ale ma
stosunkowo długie czasy zapisu i kasowania. Z tego względu nadaje się do przechowywania
danych, które nie wymagają częstej aktualizacji, jak np. firmware różnego rodzaju urządzeń.
Wytrzymuje od 10 do 100 tys. cykli programowania. Stosowano ją w pierwszych wersjach kart
pamięci CompactFlash, ale później zastąpiono tańszymi pamięciami flash typu NAND.
Pamięć flash typu NAND, w stosunku do pamięci typu NOR, ma krótszy czas zapisu i
kasowania, większą gęstość upakowania danych, korzystniejszy stosunek kosztu do pojemności
oraz dziesięciokrotnie większą trwałość. Jednak główną cechą pamięci tego typu jest sekwencyjny
dostęp do danych. Ogranicza to zakres zastosowań tylko jako pamięć masowa, np. w kartach
pamięci.
Standardowe pamięci EEPROM pozwalają zapisywać lub kasować tylko jedną komórkę pamięci na
raz, co oznacza, że pamięci flash są znacznie szybsze, jeśli system je wykorzystujący zapisuje i
odczytuje komórki o różnych adresach w tym samym czasie. Wszystkie rodzaje pamięci EEPROM,
w tym pamięci flash, mają technologicznie ograniczoną liczbę cykli kasowania (zapisu) –
przekroczenie tej liczby powoduje nieodwracalne uszkodzenia.
Pamięci flash są powszechnie stosowane we wszelkich kartach pamięci, pamięciach USB
(pendrive) oraz pamięciach SSD (dysk SSD).
Obecnie w użyciu są następujące karty pamięci stosujące jako nośnik danych pamięć flash:
MultiMedia Card (MMC), ,Secure Digital (SD), Memory Stick (MS), CompactFlash (CF),
SmartMedia (SM), xD Picture Card (xD)
Pamięć USB (znana także pod nazwami: pendrive, USB Flash Drive, Flash Disk, Flashdrive,
Finger Disk, Massive Storage Device, Flash Memory Stick Pen Drive, USB-Stick) – urządzenie
przenośne zawierające pamięć nieulotną typu Flash EEPROM, zaprojektowane do współpracy z
komputerem poprzez port USB i używane do przenoszenia danych między komputerami oraz
urządzeniami obsługującymi pamięci USB.
Dysk SSD Termin "solid-state" nawiązuje do fizyki ciała stałego (ang. solid-state physics) i zwykle
oznacza zastosowanie w danym urządzeniu tranzystorów, w odróżnieniu od technologii
wykorzystujących lampy elektronowe. W odniesieniu do SSD określenie solid state akcentuje
ponadto zastosowanie w tym urządzeniu wyłącznie elementów nieruchomych w odróżnieniu od
dysków twardych zawierających również mechanizmy.
Aby zachować zgodność z wcześniejszymi rozwiązaniami większość napędów SSD
wyposażono w interfejs serial ATA (SATA), charakterystyczny dla współczesnych dysków twardych
i dlatego skrótowiec SSD tłumaczony jest też czasem jako solid state disk – w analogii do hard disk.
Dostępne są także urządzenia SSD zainstalowane na kartach PCI Express.
Napęd Zip, Iomega Zip – przenośny napęd produkowany przez firmę Iomega, który obsługiwał
3,5-calowe dyski Zip występujące w trzech odmianach: 100 MB, 250 MB i 750 MB. Dyskietki o
mniejszych pojemnościach są kompatybilne z napędami obsługującymi większe pojemności. Napęd
oferował szybkość dostępu 25 ms i szybkość transferu do 1,4 MB/s. Był łączony z komputerem za
pomocą interfejsu SCSI, IDE, portu równoległego Centronics lub USB. W przypadku portu
Centronics, napęd Zip można połączyć w łańcuch wraz z drukarką, co pozwala na podłączenie
obydwu urządzeń naraz. Przeniesienie danych wymagało albo noszenia ze sobą całego napędu i
podłączania go do innego komputera, albo obecności napędu w innej maszynie, co przy ich
stosunkowo małej popularności było rzadko możliwe.
Napęd Jaz - produkowany przez firmę Iomega przenośny napęd dysków o pojemności 1 GB i 2
GB, czasie dostępu 10-12 ms i szybkości transferu 7,4 MB/s, łączony z komputerem za pomocą
interfejsu SCSI. Napęd ten z założenia miał zastąpić wcześniej zaprojektowane napędy Zip, których
pojemność ograniczona była wówczas do 100 i 250 MB.
Istotą technologii Jaz jest oddzielenie talerzy dysku twardego od jego układów elektronicznych.
Dwa talerze dysku twardego zostały zamknięte w kasetce z tworzywa sztucznego, zaś głowica,
układ pozycjonujący i cała elektronika zostały przeniesione do napędu. W konsekwencji tego
podziału otrzymano pełnoprawny wymienny dysk twardy podłączany przez magistralę SCSI, który
może być nawet jedynym twardym dyskiem systemowym.
HHD (ang. Hybrid Hard Disk) – komputerowy hybrydowy 'dysk twardy'. Podstawę konstrukcji
stanowi tradycyjny dysk twardy, w którego obudowie umieszczono moduł pamięci flash typu SLC
NAND (stosowaną m.in. w dyskach SSD, pendrive'ach i kartach pamięci)któ¶y stanowi swego
rodzaju „Cache” dla dysku. Dysk ten jest połączeniem tych dwóch typów pamięci, łączącym zalety
obydwu technologii: szybkość odczytu i dostępu do danych pamięci flash oraz pojemność
'zwykłego' dysku twardego. Dyski HHD współpracują z interfejsem SATA.
Dysk magnetooptyczny (z ang. magneto-optical disk, skrót M.O.). Rodzaj dysku wymiennego w
postaci krążka z tworzywa sztucznego pokrytego warstwą materiału magnetycznego, zabezpieczony
ochronną powłoką z plastiku lub szkła umieszczony w kasecie chroniącej nośnik przed
uszkodzeniem mechanicznym. Wymiary dysków magnetooptycznych są typowymi wymiarami
nośników (i napędów) stosowanych w urządzeniach komputerowych. Dyski magnetooptyczne 3,5
cala mają pojemności od 128 MB do 2,3 GB, dyski magnetooptyczne 5,25 cala maja pojemność od
650 MB do 9,1 GB. Wykonywane są w dwóch wersjach. Dyski magnetooptyczne "write-once"
przeznaczone są wyłącznie do jednokrotnego zapisu danych na dysku. Raz zapisanych danych nie
można potem skasować, na takim dysku nie można nic ponownie zapisać. Dyski "rewritable" są
dyskami do wielokrotnego zapisu. Technologia zapisu magnetooptycznego to najbezpieczniejszy
sposób przechowywania danych. Największą jego zaleta jest odporność na działanie sił pola
elektromagnetycznego, a gwarancja dostępu do danych określana jest na kilkadziesiąt lat.
CDN ;-)