Носители информации

В 1976 году размер гибкого диска уменьшили  до 5,25 дюйма и тогда появилось  название уменьшительное название diskette — дискета. Сначала ее объем составлял 180 Кбайт, затем он вырос до 360 Кбайт и 1,2 Мбайт. Недостатком гибкого диска была слабая защита от механических повреждений. 

В 1980 году Sony разработала дискету и дисковод на 3,5 дюйма. Носитель в ней был  помещен в сплошной корпус из твердого пластика. Единственное отверстие для доступа головок к носителю было прикрыто металлической шторкой с возвратной пружиной. С этого времени дискета перестала быть гибкой. 

В настоящее  время дискеты используются как  самое дешевое средство резервного копирования (объемом информации не более 10 Мбайт), а также для переноса данных с одного ПК на другие, в том числе с портативных на стационарные ПК. 

Дискеты каждого типоразмера (5,25 и 3,5 дюйма) бывают обычно двусторонними (Double Sided, DS), односторонние давно стали анахронизмом. Плотность записи может быть различной: одинарной (Single Density, SD), двойной (Double Density, DD) и высокой (High Density, HD). Поскольку об одинарной плотности уже мало кто вспоминает, такую классификацию обычно упрощают, говоря только о двусторонних дискетах двойной плотности (DS/DD, емкость 360 или 720 Кбайт) и двусторонних дискетах высокой плотности (DS/HD, емкость 1,2, 1,44 или 2,88 Мбайта). 

Дискеты бывают форматированные и неформатированные. Хотя форматированные в заводских условиях дискеты немного дороже неформатированных, пользователю не придется тратить время на их форматирование, а кроме того, они прошли дополнительное тестирование. Неформатированные дискеты форматируются на ПК посредством специальных программ, входящих в комплект утилит операционной системы или другого стандартного набора утилит (например, Norton Utilities). Эти программы предлагают, как правило, стандартный набор параметров форматирования. На дискетах предусмотрена возможность защиты от записи. 

Наиболее  распространены 3,5-дюймовые дискеты. Их магнитный диск помещен в прочный  пластмассовый корпус. Зона контакта магнитных головок с поверхностью диска закрыта специальной шторкой (задвижкой), отодвигаемой только внутри накопителя. Скорость чтения/записи для 3,5-дюймового дисковода составляет около 63 Кбайт/с, среднее время поиска — порядка 80 мс. На диске располагается 80 дорожек (хотя некоторые программы форматирования позволяют использовать технологические дорожки 80, 81 и 82 для повышения емкости диска). 

В конце 1980-х годов фирма Toshiba за счет улучшения  технологии производства и способов записи сумела повысить емкость дискеты  до 2,88 Мбайт. Однако этот формат не прижился, и вплоть до конца 20 века, подавляющее  большинство дискет имели емкость 1,44 Мбайт. 

Как и  любой другой магнитный дисковый носитель, гибкий диск дискеты разбит на концентрически расположенные дорожки, которые, в свою очередь, разбиты  на секторы. Перемещение головки  для доступа к различным дорожкам осуществляется при помощи специального привода позиционирования головки, который перемещает в радиальном направлении блок магнитных головок от одной дорожки к другой. Нумерация дорожек начинается с 0, а секторов с 1. Эта система впоследствии перешла на жесткие диски. 

Принцип записи информации на дискету — такой же, как и в магнитофоне, при непосредственном механическом контакте головки с магнитным слоем, нанесенным на искусственную пленку. Однако в отличие от магнитофона запись здесь осуществляется без высокочастотного подмагничивания, а путем перемагничивания материала носителя до насыщения. Общие принципы конструкции блока головок для считывания и записи информации с течением времени почти не изменились. Их особенность заключается в наличии двух головок стирания, расположенных по бокам сзади от головки записи/воспроизведения (так называемое туннельное стирание). Роль боковых головок заключается в исключении взаимовлияния информации, записанной на соседних дорожках. Скорость чтения, записи 1МВ/ мин. 

5 Zip и  Jazz диски 

Основным  недостатком дискет была их недолговечность: среднее время жизни составляло около полугода при средней интенсивности использования и порядка квартала – при высокой частоте циклов перезаписи. Еще одной напастью являлись электромагнитные поля. Длительное воздействие поля приводило к утрате или повреждению данных. С течением времени объем также перестал быть достаточным, и в массовом сегменте начали появляться альтернативы. 

Самой простой альтернативой была дальнейшая эволюция дискет. Главных конкурентов  было двое. Одним из решений стал дисковод LS-120. Он был представлен группой 3M, позднее известной как компания Imation, в 1997 году и, как видно из названия, имел объем в 120 Мб. Главным достоинством в борьбе за место под солнцем была совместимость устройства с обычными дискетами 1.44 Мб. Стоит, однако, заметить, что с нестандартно форматированными дискетами (на большее число дорожек и объем) привод мог не работать. В разработке и лицензировании дизайна и стандарта принимали участие Matsushita (выпускающая продукцию под торговой маркой Panasonic), Mitsubishi, OR Technology и Compaq. Первоначально эта технология носила название SuperDisk, являясь продолжением раннего проекта Iomega начала 90-х. 

Приводы Matsushita под торговой маркой SuperDisk продавала  преимущественно Imation, остальные же бренды предпочитали использовать название LS-120. Но все же большой популярности данной технологии завоевать не удалось. Помимо Compaq лишь немногие OEM-производители использовали в своих компьютерах эти устройства. Низкая скорость записи сводила на нет преимущество в виде поддержки стандартных дискет. Появившаяся же на три года раньше технология от Iomega уже обрела большую популярность, а потому и переходить на другую все не торопились. 

Matsushita продолжила развитие этой разработки и явила на свет LS-240, удвоив объем, помещавшийся на дискету. Ей добавили возможность форматировать обычные дискеты под объем 32 Мб, но для записи даже одного файла было необходимо перезаписывать весь диск. Сама компания Imation выпустила версию привода с аппаратным шифрованием с помощью алгоритма Блоуфиша (Blowfish) с 64-битным ключом. 

Более популярным стало решение Iomega Zip. Это  была дискета, похожая на обычную 3.5-дюймовую, но отличалась она чуть большей толщиной и еще более скругленными краями. Объем был весьма солидным – 100 Мб, но возможности работы с обычными дискетами этот привод был лишен. В связи с ранним появлением на свет Zip успел обосноваться в этом мире и обрести популярность в целевой аудитории до выхода LS-120. Конкуренция была не очень долгой, и название Iomega было у всех на слуху, в отличие от соперника. Привод обеспечивал большую скорость (1 Мб/с против 500 Кб/c у 1.44 Мб дискет), но для полного вытеснения дискет ему не хватало главного качества – цены. Стоимость Zip была выше, чем у LS-120, и заметно выше, чем у дискет. Конечно, за больший объем приходится платить, но это уменьшило число обладателей устройства почти до целевой аудитории (людей, которым необходимо постоянно работать со средних размеров файлами). 

По сути, на этом тему гибких магнитных носителей единогласно признали исчерпанной и переключились на более перспективные направления. 

Жесткие сменные 

Одним из таких направлений были накопители на сменных жестких дисках. Первой фирмой, выпускавшей такие решения, стала SyQuest Technology, Inc, основанная в 1982 году. Это был 3.9-дюймовый сменный жесткий диск, где пластины (на сленге называемые «блинами» за геометрическое сходство) располагались вместе с читающими головками в герметичном картридже, подобно обычным жестким дискам. Это позволило добиться скоростей и объемов, близких к стационарным жестким дискам, но сделало производство достаточно дорогим. 

Долгие  годы это был единственный способ для переноса средних объемов  информации для таких целей, как издательские документы, управление содержанием интернет-сайтов, мультимедиа, цифровая фотография, быстрое резервное копирование, обмен данными, архивирование, сохранность конфиденциальных файлов. Первый картридж имел объем всего в 5 Мб, затем было достаточно много 5.25-дюймовых решений. И к концу эволюции выпустили 3.5-дюймовое устройство EZ135 объемом в 135 Мб. Именно оно и стало главным конкурентом Zip. Выпуск 230 Мб версии перевел решение в другой сегмент, ибо конкурентов в таком объеме практически не было. К тому же он был совместим со старым EZ135. Далее были выпущены две модели – SyJet/SQ1500 – полуторагигабайтная модель и гигабайтный SparQ, предложивший меньшую цену за мегабайт. К 1995 году на рынок вышла Iomega со своим продуктом Zip, сделавшим перенос данных быстрее и дешевле. Именно из-за популярности последнего и снизившихся продаж сменных дисков компания SyQuest в 1998 была объявлена банкротом. Венец эволюции – 4.7-Гб модель – находилась в продаже в 1998 году очень небольшое время и не обрела популярности. 

Также основывалось на сменных жестких  дисках и творение Jaz фирмы Iomega. Его  отличие состояло в том, что в  картридже находились только «блины», читающие же головки и двигатель  были расположены в самом накопителе. При помещении диска в накопитель сдвигалась так называемая шторка – пылезащитная оболочка, предохранявшая диски от физических повреждений. Дело в том, что в жестких дисках читающая головка парит над пластинами на очень малой высоте с помощью аэродинамических эффектов. Если на поверхности возникает препятствие, то поток нарушается, и головка может упасть, что приведет к ошибке чтения и, возможно, частичному выходу диска из строя. Упрощение диска привело к его меньшей стоимости в сравнении с конкурентом. Сменные жесткие диски Jaz предоставляли объемы, намного превосходящие по объему Zip – 1 и 2 Гб. Справедливости ради стоит заметить, что сменные носители Jaz большой популярности не обрели, отчасти ввиду резко набирающих популярность оптических дисков, отчасти из-за удешевления обычных жестких дисков. 
 

6 НЖМД 

Отцом жесткого диска является корпорация, придумавшая персональный компьютер -IBM. 13 сентября 1956 года в ее лабораториях появилось некое устройство с  названием IBM 305 RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control). Первый жесткий диск состоял из пятидесяти алюминиевых пластин диаметром около 60 сантиметров. Емкость этого монстра составляла целых 5 Мб - по тем временам довольно внушительный объем! Скорость передачи данных составляла почти 9 байт в секунду. Это был первый жесткий диск, который IBM представила народу. Принцип работы был такой же, как и у магнитной пленки: на обеих сторонах алюминиевых пластин было нанесено магнитное напыление, которое хранило информацию, так же как магнитная пленка. Считывалась и записывалась она с помощью головки, которая перемещалась по поверхности дисков.    Из-за того, что головка чтения-записи соприкасалась с поверхностью диска, надежность и скорость устройства была совсем не на высоте. От постоянного трения диски и головки нагревались, а поверхность просто изнашивалась. И вот в 1961 году IBM разрабатывает технологию "air bearing", в которой между диском и головкой образуется прослойка воздуха (всего около 0.5 мкм), а значит, между ними исчезает трение и значительно снижается механический износ поверхностей. А спустя год появляется и первый жесткий диск, использующий эту технологию - IBM 1301 Advanced Disk File. 

В течение  следующих нескольких лет IBM доводит  технологию производства до совершенства, создав микрочип, управляющий вращением дисков и перемещением головки диска. Также появляется чувствительная механика, позволяющая более точно позиционировать головку над поверхностью диска. В 1967 году возникает идея разделить устройство хранения (сам диск) и логику привода (систему управления головкой и т.д.). 

В 1973 году IBM, наконец, представляет папу всех современных  дисков - IBM 3340. Это устройство имело  два диска: один был закреплен  внутри, а второй диск можно было менять. При этом каждый диск имел емкость  около 30 Мб. Именно с появлением этого устройства винчестеры стали называть винчестерами. Дело в том, что из-за наличия двух пластин по 30 Мб эту модель диска стали называть "30-30", что напомнило руководителю проекта Кену Хотону (Ken Haughton) про ружье Winchester 30/30, которое имело патрон с пулей калибра 0,3 дюйма и пороховым зарядом 30 гран. А поскольку модель 3340 получилась на самом деле массовой, то название винчестер очень быстро прикрепилось ко всем жестким дискам. Стоил, кстати, такой «винчестер» около 8000$. 

В персональных компьютерах жесткий диск появился не сразу. Долгое время компьютеры комплектовались лишь дисководом. Чаще даже двумя. В один дисковод вставлялась дискета с операционной системой, с нее компьютер и загружался, а во второй дисковод вставляли дискету с нужной на данный момент программой. Дисководы после своего появления тоже стоили недешево - часто их приходилось докупать отдельно от компьютера. 

Все предыдущие модели винчестеров создавались  для промышленных компьютеров, никто  не задумывался о персоналках. Еще бы, ведь в диаметре эти диски были почти 40 см (14 дюймов). И только спустя 6 лет после выпуска "винчестера", в 1979 году, IBM представила модель 3310 - первый жесткий диск с 8-дюймовыми пластинами. А год спустя молодая компания Seagate (в то время она называлась Shugart Technology) представила жесткий диск в более привычном для многих форм-факторе: 5,25 дюйма. Жесткий диск получил название Seagate ST-506, имел 4 головки и емкость 5 Мб. Однако первым винчестером, которым стали комплектоваться IBM PC/XT, стал Seagate ST-412, емкостью 10 Мб. 

Привычный же для нас 3,5 дюймовый форм-фактор появился в 1983 году. Когда никому неизвестная  шотландская фирма Rodime представила  устройство с названием КОЗ 52.     Первые винчестеры упаковывались в  цельный корпус и имели специальные системы вентиляции. В них подавался охлажденный, специально очищенный воздух, чтобы не допускать перегрева механики и попадания пыли на поверхность. Самое большое заблуждение, бытующее до сих пор, - что внутри жесткого диска вакуум. Это совершенно не так - там воздух, чистый воздух. Если посмотреть на винчестер сверху, то на некоторых моделях можно увидеть змеевки - это воздушные фильтры для поступления воздуха во внутрь устройства. Также на всех жестких дисках есть отверстия, заклеенные специальной пленкой. Они служат для регулирования давления воздуха. Ведь при работе диски нагреваются, и нагревается воздух, а при нагреве воздух расширяется, и чтобы не было избыточного давления, используются подобные технологические отверстия.