Содержание 
 

Введение

    Практически всем известно, что жесткий диск – это диск, который находится внутри компьютера, но в последнее время получил распространение внешний жесткий диск. А прелесть таких дисков в том, что внешние usb диски приспособлены для переноса большего объема информации, с которых иногда не может справиться широко используемые флэш – накопители.

    Внешние накопители очень удобны для переноса данных, для хранения резервных копий данных и т.д., то есть применение для такого диска можно придумать множество. Если сравнивать внешние диски со стационарными дисками, то их цена немного выше, потому что это плата за их мобильность.

    Внешние накопители, часто используют не как переносное дисковое пространство, а как дополнительный винчестер. Обычно это происходит, если у пользователя ноутбук, и дискового пространства не хватает.

    Целью данной работы является изучение внешних  жестких дисков с интерфейсом  E-SATA и USB.

    Задачи:

    - Дать общую характеристику жестких  дисков, сравнить их интерфейсы;

    - Рассмотреть особенности внешних жестких дисков. 
 
 

1 Жесткие диски,  общая характеристика, сравнение интерфейсов

1.1 Общая характеристика жестких дисков

    Накопитель  на жёстких магнитных дисках или НЖМД (англ. Hard (Magnetic) Disk Drive, HDD, HMDD), жёсткий диск, винчестер, в компьютерном сленге «винт», хард, харддиск — устройство хранения информации, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров.

    В отличие от «гибкого» диска (дискеты), информация в НЖМД записывается на жёсткие (алюминиевые, керамические или  стеклянные) пластины, покрытые слоем  ферримагнитного материала, чаще всего  двуокиси хрома. В НЖМД используется от одной до нескольких пластин на одной оси. Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке набегающего потока воздуха, образующейся у поверхности при быстром вращении. Расстояние между головкой и диском составляет несколько нанометров (в современных дисках около 10 нм), а отсутствие механического контакта обеспечивает долгий срок службы устройства. При отсутствии вращения дисков головки находятся у шпинделя или за пределами диска в безопасной зоне, где исключён их нештатный контакт с поверхностью дисков.

    Интерфейс (англ. interface) — совокупность линий связи, сигналов, посылаемых по этим линиям, технических средств, поддерживающих эти линии, и правил (протокола) обмена. Серийно выпускаемые жёсткие диски могут использовать интерфейсы ATA (он же IDE и PATA), SATA, SCSI, SAS, FireWire, USB, SDIO и Fibre Channel.

    Ёмкость (англ. capacity) — количество данных, которые могут храниться накопителем. Ёмкость современных устройств достигает 4096 Гб (4 Тб). В отличие от принятой в информатике системы приставок, обозначающих кратную 1024 величину, производителями при обозначении ёмкости жёстких дисков используются величины, кратные 1000. Так, ёмкость жёсткого диска, маркированного как «200 ГБ», составляет 186,2 ГБ.

    Физический  размер (форм-фактор) (англ. dimension). Почти все современные (2001—2008 года) накопители для персональных компьютеров и серверов имеют ширину либо 3,5, либо 2,5 дюйма — под размер стандартных креплений для них соответственно в настольных компьютерах и ноутбуках. Также получили распространение форматы 1,8 дюйма, 1,3 дюйма, 1 дюйм и 0,85 дюйма. Прекращено производство накопителей в форм-факторах 8 и 5,25 дюймов.

    Время произвольного доступа (англ. random access time) — время, за которое винчестер гарантированно выполнит операцию чтения или записи на любом участке магнитного диска. Диапазон этого параметра невелик — от 2,5 до 16 мс. Как правило, минимальным временем обладают серверные диски (например, у Hitachi Ultrastar 15K147 — 3,7 мс), самым большим из актуальных — диски для портативных устройств (Seagate Momentus 5400.3 — 12,5).

    Скорость  вращения шпинделя (англ. spindle speed) — количество оборотов шпинделя в минуту. От этого параметра в значительной степени зависят время доступа и средняя скорость передачи данных. В настоящее время выпускаются винчестеры со следующими стандартными скоростями вращения: 4200, 5400 и 7200 (ноутбуки), 5400, 7200 и 10 000 (персональные компьютеры), 10 000 и 15 000 об/мин (серверы и высокопроизводительные рабочие станции).

    Надёжность (англ. reliability) — определяется как среднее время наработки на отказ (MTBF). Также подавляющее большинство современных дисков поддерживают технологию S.M.A.R.T.

    Количество  операций ввода-вывода в секунду — у современных дисков это около 50 оп./с при произвольном доступе к накопителю и около 100 оп./сек при последовательном доступе.

    Потребление энергии — важный фактор для мобильных устройств.

    Уровень шума — шум, который производит механика накопителя при его работе. Указывается в децибелах. Тихими накопителями считаются устройства с уровнем шума около 26 дБ и ниже. Шум состоит из шума вращения шпинделя (в том числе аэродинамического) и шума позиционирования.

    Сопротивляемость  ударам (англ. G-shock rating) — сопротивляемость накопителя резким скачкам давления или ударам, измеряется в единицах допустимой перегрузки во включённом и выключенном состоянии.

    Скорость  передачи данных (англ. Transfer Rate) при  последовательном доступе[2, стр. 154-155]:

    - внутренняя зона диска: от 44,2 до 74,5 Мб/с;

    - внешняя зона диска: от 60,0 до 111,4 Мб/с. 

    Объём буфера — буфером называется промежуточная память, предназначенная для сглаживания различий скорости чтения/записи и передачи по интерфейсу. В дисках 2009 года он обычно варьируется от 8 до 64 Мб.

    Изначально  на рынке было большое разнообразие жёстких дисков, производившихся  множеством компаний. В связи с  ужесточением конкуренции и понижением норм прибыли большинство производителей было либо куплено конкурентами, либо перешло на другие виды продукции. На сегодняшний день большая часть всех винчестеров производится всего несколькими компаниями: Seagate, Western Digital, Samsung, а также ранее принадлежавшим IBM подразделением по производству дисков фирмы Hitachi. Fujitsu продолжает выпускать жёсткие диски для ноутбуков и SCSI-диски, но покинула массовый рынок в 2001 году (в 2009 году производство жёстких дисков было полностью передано ею компании Toshiba). Toshiba является основным производителем 2,5- и 1,8-дюймовых ЖД для ноутбуков. Достаточно яркий след в истории жёстких дисков оставила компания Quantum. Одним из лидеров в производстве дисков являлась компания Maxtor. В 2001 году Maxtor выкупил подразделение жёстких дисков компании Quantum. В 2006 году состоялось слияние Seagate и Maxtor. В середине 1990-х годов существовала компания Conner, которую купила Seagate. В первой половине 1990-х существовала ещё фирма Micropolis, производившая очень дорогие диски premium-класса. Но при выпуске первых в отрасли винчестеров на 7200 об/мин ею были использованы некачественные подшипники главного вала, поставленные фирмой Nidec, и Micropolis понесла фатальные убытки на возвратах, разорилась и была на корню куплена вышеупомянутой Seagate.

    До  недавнего времени внешне жесткие  диски с интерфейсами USB и FireWire были на рынке экзотикой и их производством  занимались небольшие компании. Сейчас положение быстро меняется, популярность подобных изделий растет, и на этот рынок выходят компании-гиганты. Не претендуя на всесторонний обзор рынка, рассмотрим, какими причинами вызваны эти перемены и чем отличаются друг от друга представленные на рынке модели внешних жестких дисков.

    Есть несколько факторов, способствующих росту востребованности внешних жестких дисков. Во всем мире быстро растет популярность мобильных компьютеров и компьютеров, собранных в корпусах формата MicroATX, FlexATX и подобных миниатюрных стандартов. Вычислительной мощности таких компьютеров вполне достаточно для обработки цифрового видео, а вот имеющегося объема дискового пространства часто не хватает. Наращивание объема дискового пространства путем установки дополнительного жесткого диска в этом случае невозможно из-за отсутствия места в корпусе, поэтому единственным выходом остается применение внешних устройств хранения.

    С увеличением объема информации резко  возрастает стоимость ее восстановления в случае потери и, следовательно, повышается роль резервного копирования, наибольшая эффективность которого достигается при применении внешних устройств.

    С ростом количества цифровых фото- и  видеокамер и появлением цифровых видеомагнитофонов  со встроенным жестким диском резко  увеличивается объем хранимой и  перерабатываемой информации как в корпоративном, так и в бытовом секторе. И если с проблемой хранения обычно можно справиться путем установки дополнительного жесткого диска, то для переноса больших объемов информации с одного компьютера на другой необходимы специальные устройства, поскольку даже в не очень загруженной сети передача нескольких гигабайт информации может вызвать затруднения.

    Кроме того, внешний жесткий диск с установленной  операционной системой и хранящимся на нем набором образов может  быть полезен администратору сети при восстановлении работоспособности как самой сети, так и входящих в ее состав рабочих станций.

    Итак, наиболее перспективными областями  применения внешнего жесткого диска  являются увеличение дискового пространства портативных компьютеров и перенос больших объемов информации. Конечно, выбор устройств хранения информации достаточно разнообразен, однако наиболее емким и обладающим минимальной стоимостью хранения единицы информации устройством до сих пор остается жесткий диск. Кроме того, оснащенный интерфейсом USB 2.0 или FireWire, внешний жесткий диск становится поистине универсальным устройством, поскольку все современные ноутбуки и персональные компьютеры оборудованы интерфейсом USB 2.0. Интерфейс FireWire, являющийся практически обязательным в цифровых кинокамерах и компьютерах Macintosh, набирает популярность и среди PC.

    Конструктивно все внешние жесткие диски  представляют собой оснащенный внешними интерфейсами корпус, куда помещается стандартный жесткий диск. Выпускаются  как полностью готовые к использованию изделия, так и отдельные корпуса (контейнеры), в которые пользователь может самостоятельно установить любой жесткий диск подходящего размера. На рынке имеется большой выбор разнообразных моделей, количество которых, вероятно, будет расти.

    Все внешние жесткие диски (и контейнеры) можно разделить на две группы по используемому в их конструкции  винчестеру, причем каждая группа имеет  свои достоинства. Так, внешние жесткие  диски, использующие «ноутбучные» винчестеры с пластинами диаметром 2,5 дюйма, имеют минимальные размеры и массу; для их работы, как правило, не требуется дополнительного источника питания (питание осуществляется по интерфейсной шине или через разъем PS/2), однако они значительно меньше по объему и немного уступают в производительности своим более крупным собратьям. Такие внешние жесткие диски оборудуются интерфейсом USB 2.0, или FireWire, или обоими интерфейсами вместе; часть моделей имеет возможность подключения внешнего источника питания. Наиболее подходящая область их применения — перенос информации между компьютерами; они имеют достаточно большую емкость, занимают немного места при переноске и легко подключаются практически к любому современному компьютеру.

    Следует упомянуть, что для переноса большого объема данных между компьютерами можно использовать и другие мобильные устройства, конструкция которых основана на жестких дисках. Это отдельные модели MP3-плееров и цифровые альбомы. Предназначенные для проигрывания музыки и хранения фотографий и других картинок, они подходят и для хранения любых данных[3, стр. 248-249].

    Внешние жесткие диски, изготовленные на основе десктопных винчестеров с  пластинами диаметром 3,5 дюйма, менее  удобны в переноске и требуют  для своей работы внешнего источника  питания, поэтому больше подходят для стационарной работы. Они скорее предназначены для резервного копирования данных и наращивания доступного дискового пространства малогабаритных компьютеров. Такие диски поставляются с программным обеспечением для резервного копирования, а на передней панели корпуса внешних жестких дисков Maxtor серии Personal Storage 5000 имеется кнопка активации процесса резервного копирования. Набор интерфейсов для таких внешних жестких дисков более широк. Кроме уже привычных USB 2.0 и FireWire, появились модели, оснащенные интерфейсом FireWire 800, а фирма TEAC выпустила контейнер с интерфейсами USB 2.0 и SATA. По производительности внешние жесткие диски, основанные на винчестерах с частотой вращения 7200 об./мин, ненамного уступают внутренним моделям и подходят для работы в самых ресурсоемких приложениях. Большой выбор имеющихся емкостей удовлетворит потребности широкого круга потребителей. Максимальную емкость в настоящее время имеют внешние жесткие диски компании LaCie — это две модели LaCie Big Disk, имеющие емкость 400 и 500 Гбайт и оснащенные современными высокоскоростными интерфейсами FireWire 800 и USB 2.0; в их конструкции используется по два диска, а способ объединения компания не разглашает[1, стр. 65].