Внешняя память персональной ЭВМ

1
ТЕМА 5. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И СТРУКТУРНАЯ
ОРГАНИЗАЦИЯ ЭВМ
ЛЕКЦИЯ 5.3. ВНЕШНЯЯ ПАМЯТЬ ПЕРСОНАЛЬНОЙ ЭВМ
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВНЕШНЕЙ ПАМЯТИ
Внешняя память (ВЗУ) предназначена для долговременного хранения
больших объемов данных и программного обеспечения и обмена ими с
оперативной памятью. В настоящее время структура и технические
характеристики ВЗУ во многом определяют основные количественные и
качественные показатели ЭВМ и информационно-вычислительных систем. Для
построения внешней памяти используются энергонезависимые носители
информации (диски и ленты), которые к тому же часто являются переносимыми.
Емкость этой памяти практически не имеет ограничений, а для обращения к ней
требуется больше времени, чем к внутренней.
Внешние запоминающие устройства конструктивно отделены от центральных
устройств ЭВМ (процессора и внутренней памяти), имеют собственное
управление и выполняют запросы процессора без его непосредственного
вмешательства. Информация в ВЗУ располагается в виде блоков, которые
становятся доступными для обработки в центральном процессоре в результате
выполнения операции ввода (или загрузки) их из внешней памяти в
оперативную. Передача блоков из оперативной памяти во внешнюю
осуществляется операцией вывода. Эти операции обмена требуют ВЗУ с высокой
скоростью передачи данных и быстрым доступом к ней.
По способу регистрации информации различают ВЗУ с магнитной,
оптической и магнитооптической записью. По типу носителя информации
различают ВЗУ с гибким или жестким носителем. Носителем информации
называют некоторое тело, на поверхности которого с помощью той или иной
технологии реализуют размещение блоков информации.
2. ОРГАНИЗАЦИЯ ДАННЫХ НА УСТРОЙСТВАХ С ПРЯМЫМ И
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ ДОСТУПОМ
ВЗУ по способам доступа к информации разделяются на
 устройства прямого доступа (накопители на магнитных и оптических дисках);
 устройства последовательного доступа (накопители на кассетной магнитной
ленте).
Расположение блоков памяти на поверхности носителя можно представить в
виде линейного или двумерного массива (матрицы). В первом случае для
нахождения требуемого блока просматриваются последовательно все блоки.
ВЗУ, реализующие такой просмотр, называют накопителями с последовательным
доступом. При расположении блоков информации на носителе в виде
двумерного массива организуется независимый поиск по каждому направлению.
Если задан номер строки (или дорожки) Yi, где расположен искомый блок (ij), то
время поиска определяется временем просмотра блоков только на этой дорожке.
Поиск в направлении Y здесь производится за счет переключения или
2
перемещения органов считывания (например, магнитных головок), а просмотр в
направлении X – за счет перемещения носителя (например, магнитного диска). В
ВЗУ с прямым доступом один и тот же блок доступен для записи и чтения через
постоянные промежутки времени, определяемые в случае накопителей на
магнитных и оптических дисках временем оборота, поэтому такой доступ
называют циклическим.
Устройства прямого доступа обладают большим быстродействием, поэтому
они являются основными внешними запоминающими устройствами, постоянно
используемыми
в
процессе
функционирования
ЭВМ.
Устройства
последовательного доступа используются в основном для резервирования
информации.
По характеру использования информации различают:
 постоянные ВЗУ, которые допускают только чтение информации (CD-ROM);
 ВЗУ с однократной записью, при которой пользователь имеет возможность
произвести запись информации на поверхность носителя один раз, после
чего допускается только чтение (CD-R, DVD-R);
 ВЗУ с многократной записью, при которой допускается произвольное число
циклов записи и чтения.
Подробная классификация ВЗУ представлена на рис. 5.8.
3. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЗУ
Все параметры ВЗУ можно условно разделить на 4 группы:



информационные:
конструктивные (габаритные размеры, масса, потребляемая мощность);
надёжностные (среднее время безотказной работы, срок службы,
вероятность появления ошибок). Обычным показателем для НГМД (FDD –
Floppy Disk Drive) 3,5” считается наработка на отказ 12000 часов, для дисков
винчестерского типа с интерфейсом IDE (Integrative Drive Electronics) –
300000-500000 часов, с интерфейсом SCSI – до 1 млн. часов. Это означает,
что, например, при показателе 500000 часов (56 лет), вероятность выхода из
строя за период 1000 часов составляет 0,5%.
 эксплуатационные
(стоимость,
условия
внешней
среды,
уровень
акустического шума).
Наибольшее
влияние
на
производительность
ЭВМ
оказывают
информационные (функциональные) параметры, к которым относят следующие:
1)
Емкость. Если носитель сменный, то под емкостью понимают объем
одного тома, который доступен без смены носителя.
nбл
Для НМЛ
C НМЛ   Cбл ,
(5.1.)
1
где Cбл – информационная емкость одного блока (зоны), байтов; nбл – число
блоков, записанных на магнитной ленте.
Для НМД
C НМД  C Д n Д m Д
(5.2.)
где Cд – информационная емкость одной дорожки, байтов; nд – число дорожек
(цилиндров) на рабочей поверхности диска; mд – число рабочих поверхностей
диска.
3
Например, у НГМД (FDD – Floppy Disk Drive) 3,5”: CFDD = (18×512)×80×2 =
1474560 байтов = 1,44 Мб. Здесь 18 – количество секторов дорожки, 512 –
размер одного сектора. Если исключить участки, занятые Boot-сектором (нулевая
дорожка) и FAT таблицей (таблица размещения файлов), то получим доступные
1457664 байтов=1,39 Мб.
Внешние запоминающие устройства
Накопители на
магнитных дисках
Накопители на
магнитной ленте
Накопители
на жестких
дисках
Накопители
QIC, SLR, MLR
Накопители на
оптических
дисках
Магнитооптические
накопители
Дисководы
CD-ROM
Дисководы
MO 5,25”
Накопители DDS
Накопители
на
несменных
дисках
Накопители
на сменных
дисках
Накопители
на гибких
дисках
Дисководы
флоппи
дисков
Дисководы
ZIP100, ZIP250
Дисководы LS-120
Дисководы HiFD-200
Накопители DLT
и SuperDLT
Накопители
Mamonth
Накопители
IDE
Накопители
SCSI
Дисководы
JAZ1, JAZ2
Дисководы
Orb, SyQuest
Дисководы
CD-R, CD-RW
Дисководы
MO 3,5”
Дисководы
DVD
Дисководы
DVD-R, DVDRAM
Дисководы
LIMDOW
Дисководы
FMD
твердотельные
накопители
(карты памяти)
Дисководы
Click!
SyQuest
Дисководы
Shark 25O
Рис. 5.8. Классификация внешних запоминающих устройств.
Емкость гибкого диска LS-120 - 120 Мбайт, а сменных дисководов JAZ и JAZ2
– 1 и 2 Гбайта соответственно. Емкость сменных дисководов фирмы SyQuest
4
лежит в пределах от 0,23 (EZFlyer) до 1,5 (SyJet) Гбайт, а дисководов ORB – 2,16
Гбайт.
Емкость НМД винчестерского типа (HDD – Hard Disk Drive) с интерфейсом IDE
достигает 80 Гбайт (количество дисков до 5 с двумя рабочими поверхностями), с
интерфейсом SCSI еще больше, а число дисков достигает 10.
Примечание. Обозначения IDE и ATA (Advanced Technology Attachment –
подключение к AT) синонимы.
Емкость НМЛ стандарта MLR - 25 Гбайт, стандарта DDS до 24 Гбайт,
стандарта DLT – 20-40 Гбайт, стандарта Mamonth - 120 Гбайт.
Емкость дисков CD-ROM: 650-700Мбайт, DVD-ROM (Digital versatile disc –
универсальный цифровой диск): 4,7-17 Гбайт, магнитооптических дисков 5,25” –
до 22,6 Гбайт, а 3,5” – до 1,3 Гбайт.
2)
Номинальная скорость передачи данных (пропускная способность,
скорость записи-считывания, внутренняя скорость передачи – internal
transfer rate).
Блок на носителе можно рассматривать в виде последовательности бит,
расположенных вдоль направления движения носителя. Длительность записисчитывания блока поэтому определяется временем, затрачиваемым на
прохождения блока под головкой, а пропускная способность соответствует
отношению объема блока ко времени его прохождения под головкой. Следует
отметить, что среднее значение скорости передачи информации в ВЗУ может
существенно отличаться от номинального значения, т.к. значительная часть
времени при обращении к ВЗУ тратится на поиск информации. Кроме того,
реальная скорость передачи данных зависит от пропускной способности внешних
шин и существенно ниже.
FНМЛ   l vnk ,
(5.3)
Для НМЛ
где l – продольная информационная плотность записи, бит/мм; v – скорость
перемещения магнитной ленты, мм/с (стандартная скорость 0,864 - 2,5 м/с); nk –
число информационных каналов записи-воспроизведения (15-144).
FНМЛ составляет у стандарта MLR – 2 Мбайт/с, стандарта DDS – 0,4-3 Мбайт/с,
стандарта DLT 1,5-10 Мбайт/с.
Для НМД
FНМД 
C Д mД
t об
,
(5.4)
где tоб= 60/nоб – время одного оборота диска, с; nоб – частота вращения, об/мин
(rpm – rotation per minutes).
Для FDD FFDD ≈ 80 Кбайт/с (nоб = 300 rpm), для LS-120 FLS-120 = 600 Кбайт/с,
для ZIP FZIP = 1,4 Мбайт/с, для JAZ2 FJAZ2 = 8,7 Мбайт/с. Пропускная способность
сменных дисководов фирмы SyQuest лежит в пределах от 2,4 (EZFlyer) до 7
(SyJet) Мбайт/с, а дисководов ORB – 5 Мбайт/с.
Для HDD с интерфейсом IDE FHDD = 15-60 Мбайт/с (максимальное значение
относится к протоколу Ultra ATA-100 или Ultra DMA-100 (Direct Memory Access),
nоб = 5400-7200 rpm), с интерфейсом SCSI достигает 66 Мбайт/с и выше (nоб =
7200-15000 rpm).
Для НОД (CD-ROM – Compact Disk ROM и DVD-ROM) номинальная скорость
передачи данных традиционно рассчитывается исходя из кратности по
отношению к стандартной единице, равной пропускной способности в 150
Кбайт/с. У CD-ROM 40 FCD-ROM  6 Мбайт/с. Частота вращения CD-ROM nоб =
7400-10400 (у 50) rpm.
5
У магнитооптических дисков 3,5” скорость чтения до 3,8 Мбайт/с, а скорость
записи из-за инертности тепловых процессов значительно меньше до 1,3
Мбайт/с.
3)
Среднее время доступа (average seek time).
Время доступа – это интервал времени от момента запроса до момента
выдачи блока. Оно не постоянно и зависит от множества факторов: скорости
перемещения носителя, скорости перемещения головок, способа доступа,
расстояния между текущим положением головки и положением запрашиваемого
блока.
Для НМЛ
TНМЛ  l
3v ,
(5.5)
где l – длина магнитной ленты, м (60-360 м); 1/3 – коэффициент, полученный в
предположении, что информация располагается равномерно по всей длине
ленты.
TНМД  t поз  t ож ,
(5.6)
Для НМД
где tпоз – среднее время перемещения (позиционирования) головки на требуемую
дорожку (или по-другому среднее время поиска дорожки – track to track seek), с;
tож – среднее время ожидания блока (сектора) на дорожке, пока он не окажется
под головкой. Принимается tож  tоб / 2 , т.е. равным времени пол-оборота диска.
Для FDD TFDD= 100 мс (tпоз < 90 мс), для LS-120 TLS-120 = 70 мс, для JAZ2 TJAZ2
= 16 мс, у сменных дисководов фирмы SyQuest лежит в пределах от 13,5
(EZFlyer) до 11 (SyJet) мс, а у дисководов ORB – 10 мс (чтение), 12 мс (запись).
Для HDD с интерфейсом IDE THDD = 8,5-12 мс (nоб = 5400-7200 rpm), с
интерфейсом SCSI – 4-8 мс (nоб = 7200-15000 rpm).
Для CD-ROM TCD-ROM= 60-90 мс. Для DVD-ROM TDVD-ROM= 110-180 мс. Для
магнитооптических дисков 3,5” – 25 мс при задержке вращения 7 мс.
У НМЛ стандарта SLR TSLR= 45 с.
4)
Плотностью записи. Различают поверхностную, продольную и
поперечную плотностью записи.
Под поверхностной плотностью записи  понимают число бит информации,
записанных на единице поверхности носителя. Продольной плотностью записи l
называют число бит на единице длины носителя вдоль вектора скорости его
перемещения (бит/мм или bpi – bit per inch). Поперечная плотность записи q–
число дорожек на единице длины носителя в направлении перпендикулярном
вектору скорости (1/мм или tpi – tracks per inch).  = l  q.
Плотность записи определяет геометрические размеры носителя, параметры
его быстродействия, а также объем памяти.
В свою очередь, плотность определяется:
 принципами регистрации информации на носителе;
 материалом носителя;
 конструктивными особенностями и технологией изготовления, как
носителя, так и средств записи-чтения.
Теоретические и практически достигнутые в настоящее время значения
приведены в таблице 5.3.
У НМЛ стандарта QIC l до 96000 bpi (3800 бит/мм), q до 576 tpi (23 1/мм, у
FDD l =17500 bpi (690 бит/мм) q = 135 tpi (5,3 1/мм)
6
Поверхностная плотность записи
Тип носителя
Магнитный
Оптический
Достигнутое
значение,
2
2
Gbpi (Мбит/мм )
10 (16)
30 (46)
Таблица 5.3.
Теоретическое значение,
Gbpi2 (Мбит/мм2)
20-50 (30-75)
150-200 (230-300)
4. МАГНИТНЫЕ ДИСКИ
4.1. Логическая структура
Магнитные диски (МД) относятся к магнитным носителям информации. В
качестве запоминающей среды у них используются магнитные материалы со
специальными свойствами (с прямоугольной петлей гистерезиса), позволяющими
фиксировать два магнитных состояния - два направления намагниченности.
Каждому из этих состояний ставятся в соответствие двоичные цифры: 0 и 1.
Накопители на МД (НМД) являются наиболее распространенными внешними
запоминающими устройствами в ПК. Диски бывают жесткими и гибкими,
сменными и встроенными в ПК. Устройство для чтения и записи информации на
магнитном диске называется дисководом.
Все диски: и магнитные, и оптические характеризуются своим диаметром
или, иначе, форм-фактором. Наибольшее распространение получили магнитные
диски с форм-фактором 3,5" (89 мм) и оптические диски с форм-фактором 5,25"
(133 мм).
Информация на МД записывается и считывается магнитными головками
вдоль концентрических окружностей - дорожек (tracks). Количество дорожек на
МД и их информационная емкость зависят от типа МД, конструкции накопителя
на МД, качества магнитных головок и магнитного покрытия.
Каждая дорожка МД разбита на сектора. В одном секторе дорожки может
быть помещено 128, 256, 512 или 1024 байт, но обычно 512 байт данных. Обмен
данными между НМД и оперативной памятью осуществляется последовательно
целым числом секторов. Кластер - это минимальная единица размещения
информации на диске, состоящая из одного или нескольких смежных секторов
дорожки.
При записи и чтении информации МД вращается вокруг своей оси, а
механизм управления магнитной головкой подводит ее к дорожке, выбранной
для записи или чтения информации.
Данные на дисках хранятся в файлах, которые обычно отождествляют с
участком (областью, полем) памяти на этих носителях информации.
Файл - это именованная область внешней памяти, выделенная для хранения
массива данный.
Поле памяти создаваемому файлу выделяется кратным определенному
количеству кластеров. Кластеры, выделяемые одному файлу, могут находиться в
любом свободном месте дисковой памяти и необязательно являются смежными.
Файлы, хранящиеся в разбросанных по диску кластерах, называются
фрагментированными.
7
Для пакетов магнитных дисков (диски установлены на одной оси) и для
двухсторонних дисков вводится понятие "цилиндр". Цилиндром называется
совокупность дорожек МД, находящихся на одинаковом расстоянии от его
центра.
4.2. Накопители на гибких магнитных дисках
На гибком магнитном диске (дискете) магнитный слой наносится на гибкую
основу. Используемые в современных ПК ГМД имеют форм-фактор 3,5", они
помещаются в жесткую пластмассовую кассету для защиты от пыли и
механических повреждений. Режим запрета записи на этих дискетах
устанавливается специальным переключателем, расположенным в левом нижнем
углу дискеты.
Каждую новую дискету в начале работы с ней следует отформатировать.
Форматирование дискеты - это создание структуры записи информации на ее
поверхности: разметка дорожек, секторов, записи маркеров и другой служебной
информации.
Основные правила обращения с дискетой:
 не сгибать дискету;
 не прикасаться руками к магнитному покрытию диска;
 не подвергать дискету воздействию магнитных полей;
 нужно хранить дискету при положительной температуре;
 нужно извлекать дискету перед выключением ПК;
 вставлять дискету в дисковод и вынимать ее из него только тогда, когда не
горит сигнальная лампочка включения дисковода.
4.3. Накопители на жестких магнитных дисках
Термин винчестер возник из жаргонного названия первой модели жесткого
диска емкостью 16 Кбайт (IBM, 1973 г.), имевшего 30 дорожек по 30 секторов,
что случайно совпало с калибром "30/30" известного охотничьего ружья
"Винчестер".
В этих накопителях один или несколько жестких дисков, изготовленных из
сплавов алюминия или из керамики и покрытых ферролаком, вместе с блоком
магнитных головок считывания/записи помещены в герметически закрытый
корпус. Емкость этих накопителей благодаря чрезвычайно плотной записи,
получаемой в таких несъемных конструкциях, достигает нескольких десятков
гигабайт; быстродействие их также значительно более высокое, нежели у НГМД.
На 2001 г. основные информационные характеристики НМД имеют
следующие значения:
 емкость до 100 Гбайт и выше;
 скорость вращения 7200-15000 об./мин;
 время доступа – 4-12 мс;
 скорость чтения/записи – 15-60 Мбайт/с.
Стандартный диаметр дисков 3,5" (89 мм), в notebook-ах – 2,5" (63,5 мм).
В современных винчестерах стал использоваться метод зонной записи (Zone
Bit Recording). В этом случае все пространство диска делится на несколько зон,
причем во внешних зонах размещается больше секторов, чем во внутренних,
например на 1-ой (самой длинной) дорожке может быть 200 секторов, а на
8
последней – 100. Это, в частности, позволило увеличить емкость жестких дисков
примерно на 30%.
Для того чтобы получить на магнитном носителе структуру диска,
включающую в себя дорожки и сектора, над ним должна быть выполнена
процедура, называемая физическим, или низкоуровневым, форматированием
(physical, или low-level formatting). В ходе выполнения этой процедуры
контроллер записывает на носитель служебную информацию, которая
определяет разметку цилиндров диска на сектора и нумерует их.
Форматирование низкого уровня предусматривает и маркировку дефектных
секторов для исключения обращения к ним в процессе эксплуатации диска.
Максимальная емкость и скорость передачи данных существенно зависят от
интерфейса, используемого накопителем.
Первая версия распространенного интерфейса AT Attachment (ATA),
широкоизвестного и под именем Integrated Device Electronics (IDE),
предложенная в 1988 г. пользователям ПК IBM PC/AT, ограничивала емкость
одного накопителя 504 Мбайтами (эта емкость ограничена адресным
пространством традиционной адресации C/H/S (головка - цилиндр – сектор): 16
головок * 1024 цилиндра * 63 сектора * 512 байт в секторе = 504 Кбайта = 528
482 304 байта) и обеспечивала скорость передачи данных 5-10 Мбайт/с.
В 2000 году произошло очередное увеличение скорости передачи
информации по интерфейсу IDE, за счет применения новых режимов DMA (mode
4). Она достигла 100 Мбайт/с. Эта спецификация интерфейса IDE стала
называться UltraATA/100 или UltraDMA/100. Современные спецификации этого
интерфейса используют как традиционную (но расширенную) адресацию по
номерам головки, цилиндра и сектора, так и адресацию логических блоков (Logic
Block Address LBA). В режиме LBA информация из физического адреса
традиционного формата преобразуется в 64 битовый логический адрес. С
помощью IDE к материнской плате может подключаться до четырех
накопителей, в том числе и CD-ROM, и НМЛ.
Наряду с ATA широко используются и две версии более сложных дисковых
интерфейсов Small Computer System Interface (интерфейс малых компьютерных
систем): Ultra160 SCSI и SCSI-3. Их достоинства: высокая скорость передачи
данных (интерфейс Ultra160 SCSI имеет скорость 160 Мбайт/с , а интерфейс
SCSI-3 поддерживают скорость 100 Мбайт/с и более), большое количество (до 7
шт.) и максимальная емкость подключаемых накопителей. Их недостатки:
высокая стоимость (примерно в 5 -10 раз дороже ATA), сложность установки и
настройки. Интерфейсы SCSI-2 и SCSI-3 рассчитаны на использование в мощных
машинах-серверах и рабочих станциях.
В ПК имеется обычно один, реже несколько накопителей на жестких
магнитных дисках. Однако программными средствами один физический диск
может быть разделен на несколько "логических" дисков; тем самым имитируется
несколько НМД на одном накопителе.
В машинах-серверах баз данных и в суперЭВМ часто применяются дисковые
массивы RAID (Redundant Array of Independent Disks - матрица с резервируемыми
независимыми дисками), в которых несколько накопителей на жестких дисках
объединены в один большой логический диск. При этом используются
основанные на введении информационной избыточности методы обеспечения
достоверности информации, существенно повышающие надежность работы
системы (при обнаружении искаженной информации она автоматически
9
корректируется, а неисправный накопитель в режиме Plug and Play (вставляй и
работай) замещается исправным).
5. НАКОПИТЕЛИ НА ОПТИЧЕСКИХ ДИСКАХ
В последние годы большее распространение получили накопители на
оптических дисках (НОД). Благодаря маленьким размерам (используются
компакт-диски диаметром 3,5" и 5,25"), большой емкости и надежности эти
накопители становятся все более популярными.
Неперезаписываемые лазерно-оптические диски обычно называют компактдисками ПЗУ - Compact Disk CD-ROM. Эти диски поставляются фирмойизготовителем с уже записанной на них информацией (в частности, с
программным обеспечением). Запись информации на них возможна только вне
ПК, в лабораторных условиях, лазерным лучом большой мощности, который
оставляет на активном слое CD след - дорожку с микроскопическими впадинами
(питами). Таким образом, создается первичный "мастер-диск". Процесс
массового тиражирования CD-ROM по "мастер-диску" выполняется путем
штамповки. Стандартный диск состоит из 3-ёх слоев: подложка из
поликарбоната, на которой отштампованы дорожки (рельеф) диска, напыленное
отражающее покрытие из алюминия, золота, серебра или другого отражающего
материала и два или более защитных слоя лака. В оптическом дисководе ПК эта
дорожка читается лазерным лучом существенно меньшей мощности.
CD-ROM ввиду чрезвычайно плотной записи информации имеют емкость 650
Мбайт, время доступа в разных оптических дисках также колеблется от 30 до 200
мс, скорость считывания информации от 150 до нескольких Мбайт/с.
Перезаписываемые лазерно-оптические диски с однократной (CD-R - CD
Recordable) и многократной (CD-RW - CD ReWritable) записью. В первом случае
используются «болванки», в которых отражающий слой выполнен чаще всего из
серебряной пленки, а между ним и поликарбонатной основой расположен
регистрирующий слой из органического материала, темнеющего при нагревании.
В процессе записи лазерный луч нагревает выбранные точки слоя, которые
темнеют и перестают пропускать свет к отражающему слою, образуя участки,
аналогичные питам. Отражающая способность зеркального слоя и четкость
питов у дисков CD-R немного ниже обычного, отчего некоторые дисководы CDROM могут работать с ними неуверенно.
В CD-RW также используется промежуточный слой из органической пленки,
изменяющей под воздействием лазерного луча свое фазовое состояние с
аморфного на кристаллическое и обратно, в результате чего меняется
прозрачность слоя. Фиксация изменений состояния происходит благодаря тому,
что материал регистрирующего слоя при нагреве свыше критической
температуры переходит в аморфное состояние и остается в нем после
остывания, а при нагреве до температуры значительно ниже критической
восстанавливает кристаллическое состояние. Существующие диски выдерживают
от тысячи до десятков тысяч циклов перезаписи. Однако их отражающая
способность существенно ниже CD-R, что еще больше затрудняет их считывание
в обычных дисководах.
Перезаписываемые магнитооптические диски (СС-Е - Continuous Composite
Erasable или MO – Magnetic Optical) используют лазерный луч для местного
10
разогрева поверхности диска при записи информации магнитной головкой.
Считывание информации выполняется лазерным лучом меньшей мощности.
Сущность процессов записи/считывания обусловлена следующим. Активный
слой на поверхности магнитооптического диска может быть перемагничен
магнитной головкой только при высокой температуре. Такая температура (сотни
градусов) создается лазерным импульсом длительностью порядка 0,1 мкс. При
считывании информации вектор поляризации отраженного от поверхности диска
лазерного луча на несколько градусов изменяет свое направление в зависимости
от направления намагниченного участка активного слоя. Изменение направления
поляризации и воспринимается соответствующим датчиком,
Магнитооптические диски с однократной записью (СС WORM - Continuous
Composite Write Once Read Many) аналогичны обычным магнитооптическим
накопителям с той разницей, что в них на контрольные дорожки дисков
наносятся специальные метки, предотвращающие стирание и повторную запись
на диск.
В
магнитооптических
накопителях
запись
информации
обычно
осуществляется за два прохода, поэтому скорость записи значительно меньше
скорости считывания.
Емкость современных магнитооптических дисков формата 5,25" доходит до
5,2 Гбайта, а формата 3,5" –1,3 Гбайта, время доступа от 15 до 150 мс, скорость
считывания до 2000 Кбайт/с. Однако перезаписывающие дисководы очень
дороги и предназначены в основном для профессиональное применение.
Основными достоинствами НОД являются:
 сменяемость и компактность носителей;
 большая информационная емкость;
 высокая надежность и долговечность CD и головок считывания/записи (до 50
лет);
 меньшая (по сравнению с НМД) чувствительность к загрязнениям и
вибрациям;
 нечувствительность к электромагнитным полям.