Pamięci masowe – techniki i urządzenia umożliwiające trwałe przechowywanie dużych ilości danych.
Urządzenia do zapisywania i odczytywania to napędy, dane przechowywane są na nośnikach.
Do pamięci masowych możemy zaliczyć m.in.:
- Dyski twarde
- Dyskietki
- Płyty CD/DVD/BD
- Pamięci półprzewodnikowe (pendrive, karta pamięci, dysk SSD)
Dysk twardy - HDD
Dyski twarde – popularne, pojemne, stosunkowo niedrogie. Ich działanie opiera się na zjawisku
elektromagnetycznym. Twardy talerz jest pokryty warstwą ferromagnetyczną, którą można
miejscowo namagnesować w określony sposób, przez co zostają na niej „zakodowane” dane, później
dane te można odczytać. Talerz wiruje wokół własnej osi, głowice ustawiane w odpowiedniej pozycji
umożliwiają zapis i odczyt informacji z danego obszaru talerza.
Elementy składowe dysku twardego:
- Talerze – aluminiowe lub ceramiczne krążki pokryte nośnikiem ferromagnetycznym, w dysku
twardym zwykle jest ich od 1 do 5
- Głowice zapisująco-odczytujące – po jednej na każdą stronę talerza, umocowane na
ramionach, w czasie pracy nie dotykają jego powierzchni
- Pozycjoner – ustawia głowice w odpowiednim położeniu
- Silnik – powoduje obrót talerzy
- Układy elektroniczne – sterują działaniem dysku i przesyłaniem danych
- Filtr, obudowa – chronią dysk przed zanieczyszczeniami i uszkodzeniem
Powierzchnia dysku jest podzielona na ścieżki (koncentryczne okręgi), które są podzielone na sektory
(zwykle o rozmiarze 512 bajtów). Sektory łączą się w większe jednostki – klastry, których rozmiar
zależy od użytego systemu plików i wielkości partycji.
Ważniejsze parametry dysku twardego:
- Pojemnośd – zwykle od ok. 100 GB do 2 TB
- Prędkośd przesyłu danych – zwykle kilkadziesiąt MB/s
- Średni czas dostępu – czas dotarcia głowicy do odpowiedniego sektora, zwykle kilka ms
- Prędkośd obrotowa – zwykle 5400 lub 7200 obr./min.
- Rozmiar talerzy – zwykle 2,5 lub 3,5 cala
- Rozmiar bufora (cache) – kilka-kilkadziesiąt MB
- Typ interfejsu – najczęściej ATA lub SATA
Interfejsy dysków twardych
- ATA (IDE) – lata 1990-2004, obecnie rzadziej stosowany, transmisja równoległa (32-bitowa).
Do podłączenia dysku używa się taśmy 40- lub 80-żyłowej. Płyta główna posiadała z reguły 2
kanały IDE, do każdego można było podłączyd 2 dyski. W danym kanale jeden dysk był
nadrzędny (master), drugi – podrzędny (slave), wyboru dokonywało się za pomocą zworek na
obudowie dysku lub korzystając z taśmy z różnymi kolorami złącz. Przepustowośd – do 133
MB/s.
- SATA (Serial ATA) – standard stosowany obecnie, transmisja szeregowa, połączenie point-topoint
(jeden kanał – jeden dysk, nie potrzeba zworek). Kabel węższy niż w ATA – 7-żyłowy.
Przepustowość:
150 MB/s (SATA 1)
300 MB/s (SATA 2)
600 MB/s (SATA 3)
- SCSI – standard stosowany częściej w serwerach, transmisja równoległa, maksymalna
przepustowośd – do 640 MB/s. Można podłączad wiele urządzeo jednocześnie, oprócz
dysków obsługuje też np. drukarki i skanery. Występuje w różnych odmianach, z różnymi
rodzajami złącz.
- SAS – szeregowa odmiana SCSI, przepustowośd do 600 MB/s.
- RAID – macierz dyskowa, wiele dysków połączonych w celu zwiększenia wydajności i/lub
niezawodności. Występuje w odmianach (poziomach) od 0 do 6.
Stacja dyskietek
Dyskietka – rozwiązanie podobne do dysku twardego.
Różnice:
- Napęd i nośnik to niezależne urządzenia
- Nośnik to elastyczny, plastikowy krążek w sztywnej obudowie (średnica – 3,5 lub 5,25 cala)
- Mniejsza pojemnośd – od 360 KB do ok. 3 MB, zwykle 1,44 MB
- Mniejsza prędkośd obrotowa, głowica dotyka nośnika
- Mniejsza prędkośd zapisu/odczytu i niezawodnośd
Płyty CD/DVD/BD
Płyty CD/DVD/BD – stosowany jest zapis/odczyt optyczny (promieo lasera o określonej mocy i
długości fali świetlnej). Na plastikowym krążku, najczęściej o średnicy 12 cm, jest jedna spiralnie
ułożona ścieżka. Składa się ona z obszarów płaskich (land) i wgłębieo (pit). Podczas odczytu promieo
lasera odbija się tylko od obszarów typu land. Dzięki temu można odczytad zapisane na płycie dane.
W zależności od pojemności wyróżniamy płyty:
- CD – ok. 700 MB
- DVD – 4,7 GB lub 8,5 GB (płyta dwuwarstwowa)
- BD (Blu-ray Disc) – 25 GB, 50 GB lub więcej (w zależności o liczby warstw)
W zależności od możliwości zapisu wyróżniamy płyty:
- CD/DVD/BD-ROM – płyty wytłoczone w procesie produkcji prasą, można je tylko odczytywać
- CD/DVD/BD-R – płyty z warstwą organiczną, która może wypalona w nagrywarce (zapis
jednokrotny)
- CD/DVD-RW, BD-RE – płyty z warstwą polimorficzną, która może byd wypalona, ale również
skasowana (zapis wielokrotny)
Napęd optyczny – elementy składowe:
1. Układ optyczny:
- Dioda laserowa (wysyła światło)
- Fotodetektor (odbiera światło)
- Lustro półprzezroczyste i pryzmat (rozdzielają światło padające i odbite od płyty)
- Soczewka (skupia światło)
2. Silnik główny (obraca płytę)
3. Silnik krokowy (porusza układ optyczny)
4. Mechanizm ładujący (najczęściej tacka)
5. Układy elektroniczne (sterują pracą napędu)
Podstawowa prędkośd (x1) zapisu/odczytu płyt wynosi:
- Dla płyt CD – ok. 150 KB/s
- Dla płyt DVD – ok. 1350 KB/s
- Dla płyt BD – ok. 5 MB/s
Pamięci półprzewodnikowe
Pamięci półprzewodnikowe – urządzenia zbudowane w oparciu o nieulotne pamięci typu EEPROM
Flash, jest to obecnie najnowocześniejszy typ pamięci masowych.
Zalety:
- Brak elementów mechanicznych – większa wytrzymałośd i niezawodnośd przy pracy w
trudnych warunkach (udary, wibracje, wysoka/niska temperatura)
- Duża prędkośd zapisu/odczytu
- Niewielkie gabaryty i waga
- Niewielki pobór energii
Rodzaje pamięci półprzewodnikowych:
- Pendrive (dysk USB) – przenośne urządzenie podłączane do gniazda USB, o pojemności
zwykle od kilkuset MB do kilkudziesięciu GB (najczęściej 2-8 GB)
- Karta pamięci – wykorzystywana głównie w aparatach cyfrowych i telefonach komórkowych,
pojemnośd – zwykle od 1 do 16 GB
- Dysk SSD – zastępuje „tradycyjny”, magnetyczny dysk twardy, pojemnośd – zwykle
kilkadziesiąt-kilkaset GB
Wybrane typy kart pamięci:
- SD – najpopularniejsza (także wersja zminiaturyzowana – Micro SD)
- CF
- MS
- XD
Odmiany kart SD:
- SD (do 2 GB)
- SD-HC (4-32 GB)
- SD-XC (powyżej 32 GB)
DYSKI SSD
Odmiany dysków SSD:
- SLC – mniejsza gęstośd zapisu, przez to droższe, ale wydajniejsze i trwalsze
- MLC – większa gęstośd zapisu, taosze, ale wolniejsze i mniej trwałe (10-krotnie)
