Современные накопители информации

Жесткий диск в оперативной памяти Windows

Начну, как говорится с теории, а именно с объяснений зачем всё вообще это нужно и кому стоит с сим заморачиваться.

Дело в том, что жесткие диски, даже не смотря на свеженькие SSD, имеют вполне себе слабенькую скорость чтения-записи, о чем я уже неоднократно говорил в своих статьях, называя оные «бутылочным горлышком» производительности почти любого компьютера. Для примера, вот Вам анализ чтения скорости-записи Raid 0 и диска в оперативной  памяти:

Где, на первом скриншоте, собственно, маленький беззащитный RAID 0 из двух дисков, а на втором непосредственно RAM-диск. Как Вы наверняка сами поняли, разница между скоростями, условно примерно, отличается где-то в 10 раз в сторону RAM-диска, а уж про время доступа (Access Time) я вообще молчу. Скорость, само собой, измерялась согласно одной из статей, а именно «Как узнать скорость жесткого диска «.

Преимущества увеличения резервной области накопителя

Каждый кристалл флэш-памяти NAND построен из нескольких блоков, которые содержат множество страниц.

Флэш-память NAND можно считывать и записывать на уровне страниц, однако стирать можно только на уровне блоков.

Если необходимо изменить или стереть одну страницу на уже запрограммированной странице в блоке, нужно сначала во временную память переместить весь блок, состоящий из нескольких страниц, затем стереть до того, как будет запрограммировано новое содержимое блока в том же адресе блока.

Единственный вариант, при котором страницы могут перемещаться непосредственно в блок флэш-памяти NAND без данного утомительного цикла «чтение-изменения-запись», — это когда страница уже находится в пустом состоянии.

Хранение большого количества блоков в пустом состоянии и в резерве с помощью средств увеличения резервной области твердотельного накопителя при обеспечении согласованной производительности, особенно в случаях произвольной записи, обеспечивает самый высокий показатель WAF.{{Footnote.N52105}}

Послесловие

Я намеренно опустил варианты использования этого диска в оперативной памяти, упомянув лишь мельком о переносе браузера и дискозависимых программ. Суть этой «намерянности» не только в том, что я не хочу делать из статьи большую кашу-простыню, но и решил провести небольшой конкурс, а именно..

• Автор самой интересной и правильной идеи по использованию такого вот мега-шустрого диска получит от автора и проекта отличный хороший подарок, приятный и далеко не безделушный 😉
• Идеи пишите в комментариях, равно как и вопросы, дополнения, благодарности и всё остальное, что Вы любите писать 🙂

На сим пока всё, я побежал допиливать долгострои, так что завтра, к вечеру, можно ждать либо оба новых сайта, либо один наверняка, благо даже сервер уже под них давно закуплен 😉

Подписка:

Оптические CD,DVD,BD

CD(Compact Disc)-оптический носитель информации в виде пластикового диска с отверстием в центре, процесс записи/считывания информации на/c который осуществляется при помощи лазера.CD становятся все более быстродействующими и дешёвыми. На диске CD промышленным способом записывается информация. Наибольшее распространение получили 5-дюймовые диски CD емкостью 670 Мбайт. По своим характеристикам они полностью идентичны обычным музыкальным компакт-дискам. Данные на диске записываются в виде спирали (в отличие от винчестера, данные на котором располагаются в виде концентрических окружностей). С точки зрения физики лазерный луч определяет цифровую последовательность единиц и нулей, записанных на CD, no форме микроскопических ямок (пит, pit) на его спирали.Сегодня, имея компьютер с записывающим дисководом CD, можно сделать диск менее чем за час.

DVD(Digital Versatile Disk, ранее Digital Video Disk), т. е. многоцелевой цифровой диск – тип компакт-дисков, хранящий от 4,7 до 17 Гбайт информации, что вполне достаточно для полнометражного фильма. Такой объем способен удовлетворить любого производителя компьютерных игр и энциклопедий, для выпуска которых обычно требовалось несколько CD-ROM, вызывая неудобства у пользователя.Спецификаций DVD-ROM рассматривает диски и технологию DVD в качестве средства хранения компьютерных данных, обладающего громадной емкостью. Спецификация DVD-Video, вокруг которой ломалось столько копий, предусматривает лишь запись полнометражных кинопрограмм с высоким качеством изображения, многоканальным звуком и интернациональными настройками. Спецификация DVD-Audio рассматривает стандарт записи лишь звука, предполагая, правда, значительно более высокое качество, многоканальность и возможность поместить на том же диске не только 74 мин. музыки, но и разнообразную сопутствующую информацию.Становится ясным, что стремительное понижение цен на DVD-устройства может привести к вытеснению CD-приводов уже в ближайшее время даже при условии использования старых носителей.
DVD по структуре данных бывают четырёх типов:

• DVD-видео — содержат фильмы (видео и звук);
• DVD-Audio — содержат аудиоданные высокого качества (гораздо выше, чем на аудио-компакт-дисках);
• DVD-Data — содержат любые данные;
• смешанное содержимое.

BD(Blu-ray — англ. blue ray — синий луч и disc — диск) — формат оптического носителя, используемый для записи и хранения цифровых данных, включая видео высокой чёткости с повышенной плотностью. Стандарт Blu-ray был совместно разработан консорциумом BDA.В новой технологии появились кардинальные изменения в логической структуре диска, стоимости и других параметрах. Длина волны синего лазера укоротилась до 405 нм, что позволило позиционировать луч намного точнее, а следовательно, и размещать данные на диске с большей плотностью. Более короткая длина волны сине-фиолетового лазера позволяет хранить больше информации на 12 см дисках того же размера, что и у CD/DVD.BD является продуктом нового поколения, наиболее прогрессивным,отвечающим «требованиям нашего времени», чем CD и DVD.

НЖМДнакопитель на жестких магнитных дисках

Накопитель на жестком диске относится к наиболее совершенным и сложным устройствам современного ПК. Его диски способны
вместить многие мегабайты информации, передаваемой с огромной скоростью.Основные принципы работы жесткого диска мало изменились со дня его создания.Взглянув на накопитель на жестком диске, вы увидите только прочный металлический корпус. Он полностью герметичен и защищает дисковод от частичек пыли. Кроме того, корпус экранирует накопитель от электромагнитных помех.

керамики или стекла, покрытую тонким ферромагнитным слоем. Магнитные головки считывают и записывают информацию на диски.Цифровая информация преобразуется в переменный электрический ток, поступающий на магнитную головку, а затем передается на магнитный диск, но уже в виде магнитного поля, которое диск может воспринять и «запомнить». Под воздействием внешнего магнитного поля собственные магнитные поля доменов ориентируются в соответствии с его направлением. После прекращения действия внешнего поля на поверхности диска образуются зоны остаточной намагниченности. Таким образом сохраняется записанная на диск информация. Участки остаточной намагниченности, оказавшись при вращении диска напротив зазора магнитной головки, наводят в ней электродвижущую силу, изменяющуюся в зависимости от величины намагниченности. Пакет дисков, смонтированный на оси-шпинделе, приводится в движение специальным двигателем, компактно расположенным под ним. Скорость вращения дисков, как правило, составляет 7200 об./мин. Для того, чтобы сократить время выхода накопителя в рабочее состояние, двигатель при включении некоторое время работает в форсированном режиме. Поэтому источник питания компьютера должен иметь запас по пиковой мощности. Появление в 1999 г. изобретенных фирмой IBM головок с магниторезистивным эффектом (GMR – Giant Magnetic Resistance) привело к повышению плотности записи до 6,4 Гбайт на одну пластину в уже представленных на рынке изделиях.

Основные параметры жесткого диска:

• Емкость – винчестер имеет объем от 40 Гб до 200 Гб.
• Скорость чтения данных. Средний сегодняшний показатель – около 8 Мбайт/с.
• Среднее время доступа. Измеряется в миллисекундах и обозначает то время, которое необходимо диску для доступа к любому выбранному вами участку. Средний показатель – 9 мс.
• Скорость вращения диска. Показатель, напрямую связанный со скоростью доступа и скоростью чтения данных. Скорость вращения жесткого диска в основном влияет на сокращение среднего времени доступа (поиска). Повышение общей производительности особенно заметно при выборке большого числа файлов.
• Размер кэш-памяти – быстрой буферной памяти небольшого объема, в которую компьютер помещает наиболее часто используемые данные. У винчестера есть своя кэш-память размером до 8 Мбайт.
• Фирма-производитель. Освоить современные технологии могут только крупнейшие производители, потому что организация изготовления сложнейших головок, пластин, контроллеров требует крупных финансовых и интеллектуальных затрат. В настоящее время жесткие диски производят семь компаний: Fujitsu, IBM-Hitachi, Maxtor, Samsung, Seagate, Toshiba и Western Digital. При этом каждая модель одного производителя имеет свои, только ей присущие особенности.

Улучшение производительности памяти

В ходе использования память устройства обычно заполняется. Если производительность снизилась или приложения внезапно завершают работу, выполните следующие действия.

• Старайтесь оставлять не менее 500 MБ свободной памяти на внутреннем накопителе.
• Закройте запущенные приложения, которые не используются.
• Очистите кэш всех приложений.
• Удалите загруженные приложения, которые не используются.
• Если внутренний накопитель заполнен, переместите приложения на карту памяти.
• Перенесите фотографии, видео и музыку из внутреннего накопителя на карту памяти.
• Если устройство не может прочитать содержимое карты памяти, ее, вероятно, потребуется отформатировать. Следует иметь в виду, что при форматировании карты памяти все ее содержимое удаляется.

Просмотр количества свободной и использованной оперативной памяти

1. Перейдите на Начальный экран и коснитесь .
2. Найдите и коснитесь Настройки > Накопитель и память.
3. Коснитесь и выберите Расширенная > Память.

Очистка кэш-памяти всех приложений

1. Перейдите на Начальный экран и коснитесь .
2. Найдите и выберите Настройки > Накопитель и память.
3. Коснитесь , затем коснитесь Расширенная > Память, затем найдите и коснитесь Кэшированные данные > ОК. Если в устройство вставлена карта памяти, выберите Внутр. общий накопитель в разделе Память.

Передача мультимедийных файлов на карту памяти

1. Убедитесь, что карта памяти вставлена в устройство.
2. Перейдите на Начальный экран и коснитесь .
3. Найдите и коснитесь Настройки > Накопитель и память > Перенос данных.
4. Отметьте файлы, которые необходимо передать на карту памяти.
5. Коснитесь Перенести.

Остановка работающих приложений и служб

1. Перейдите на Начальный экран и коснитесь .
2. Найдите и коснитесь Настройки > Приложения.
3. Выберите приложение или службу, затем коснитесь ОСТАНОВИТЬ > ОК.

Форматирование карты памяти

1. Перейдите на Начальный экран и коснитесь .
2. Найдите и коснитесь Настройки > Накопитель и память.
3. Коснитесь и выберите Расширенная > Память > SD-карта > , затем коснитесь Память > Форматировать > Очистить и отформатировать.

Smart сleaner

С помощью функции Умная очистка можно повысить производительность устройства путем оптимизации хранилища и памяти в зависимости от того, насколько часто используется приложение.

Включение и выключение функции Smart сleaner

1. Перейдите на Начальный экран и коснитесь .
2. Найдите и коснитесь Настройки > Накопитель и память.
3. Коснитесь ползунка рядом с Умная очистка.

Дисковая память

Дисковая память обменивается информацией с процессором посредством пары байтовых каналов связи. Эти внутренние каналы пересылают управляющую информацию и данные в виде управляющих кодов с использованием специальных протоколов, их связь с логикой шинного интерфейса осуществляется через пару буферов FIFO. Управляющие коды, их форматы и содержание представлены в приводимой ниже таблице. Более полное описание может быть получено от фирмы INMOS или от ее дочерних подразделений, занимающихся сбытом продукции.
 

Дисковая память на два порядка дешевле ОЗУ в пересчете на бит и зачастую на два порядка больше по величине. У диска есть только одна проблема: случайный доступ к данным на нем занимает примерно на три порядка больше времени.
 

Эффективность дисковой памяти определяется временем, необходимым для поиска нужной информации. На это время влияют два фактора: скорость вращения дисков и время установки головок чтения-записи. Время установки головок на заданный цилиндр зависит от текущего положения головок; время выбора любой головки чтения-записи в пределах одного цилиндра незначительно и называется временем переключения. Скорость вращения дисков определяет время, необходимое для нахождения нужной записи на дорожке ( время запаздывания), и скорость передачи данных после того, — как запись найдена.
 

Размеры дисковой памяти определяются физическими размерами дисков, основным ограничением здесь является стоимость устройств, и максимальной емкостью накопителей, с которыми может работать операционная система. Например, операционная система СР / М для восьмиразрядных машин позволяет использовать только диски 8М байт.
 

Область дисковой памяти для работы СПД должна быть предварительно выделена системной программой SPDALL и может быть освобождена для глобальной базы данных программой SPDREMOV. Дисковая память вне этой области для СПД недоступна. Область СПД и область глобальных данных и программ никогда не могут пересекаться.
 

Устройства дисковой памяти с позиционными головками и ЗУ с жестко установленными головками служат для увеличения объема центрального ОЗУ. Хотя дисковое ЗУ имеет большее по сравнению с центральным ЗУ время доступа к данным, однако хранение в нем большого количества информации обходится дешевле. ЗУ с жестко установленной головкой при высокой стоимости бита хранимой информации имеют ограниченную емкость, но малое время доступа. В ЗУ на сменных дисках используется сменная кассета для специфического пользователя программ и данных.
 

Объем дисковой памяти 10 Гбайт сегодня еще приемлем, но, по прогнозам специалистов, новые программные продукты будут требовать несколько гигабайтов внешней памяти.
 

Объем дисковой памяти 10 Гбайт сегодня еще приемлем, но, по прогнозам специалистов, многие программные продукты будут требовать для работы 128 Мбайт оперативной и несколько гигабайтов внешней памяти. Кроме того, расход внешней памяти, вызванный текущим накоплением программных продуктов и данных на жестком диске, составляет в среднем 500 Мбайт ежегодно. Следовательно, покупать нужно жесткий диск емкостью не менее 40 — 60 Гбайт.
 

Конструкций дисковой памяти существует множество и некоторые из них представляют в настоящее время лишь исторический интерес.
 

Подсистема дисковой памяти состоит из 2 — 4 контроллеров, к каждому из которых возможно подключение до 8 накопителей типа ЕС-5063 объемом 317 5 Мбайт, и управляющей ЭВМ.
 

Емкость магнитной дисковой памяти в микрокомпьютерной системе разработки ограничена. Поэтому может оказаться необходимым разделить программу между несколькими магнитными дисками. Затем, чтобы связать программу, созданные транслятором объектные файлы должны быть скопированы на общий магнитный диск, чтобы все они одновременно были доступны редактору связей.
 

В дисковой памяти ЭВМ имеется карта склада — известны код материала каждого места хранения; дата установки груза в это место; места, по той или иной причине недоступные для хранения.
 

Виды жестких дисков — магнитные

содержимое магнитного жесткого диска

Полагаю, многие энтузиасты пробовали разобрать такой вид жесткого диска для компьютера, как магнитный, чтобы посмотреть на его содержимое (благо, если он уже был не рабочим, в противном случае – кто-то мог получить по шапке). Если не вдаваться во все технические детали, то принцип работы магнитных видов жестких дисков можно описать следующим образом:

Важно отметить, что аналогичная технология применяется и во внешних видах жестких USB дисках, хотя их размеры и меньше чем у внутренних накопителей. Так, если открыть кармашек внешнего накопителя, то там будет простой носитель с разъемами SATA, который можно легко сделать внутренним

К сожалению, используемую микросхему (служит как переходник SATA-USB) нельзя применить к большим внутренним (3,5 дюйма) SATA носителям, поскольку для них требуется дополнительное питание. Можно купить кармашек для 3,5 дюймовых дисков, и подключить их к ноутбуку как USB накопитель.

старый добрый ATA диск

В отличие от твердотельных видов жестких дисков, магнитные значительно им уступают. Так, скорость доступа к данным зависит от скорости вращения дисков, и может значительно упасть при механических встрясках и не только.

Flash-карта

Устройства, выполненные на одной микросхеме (кристалле) и не имеющие подвижных частей, основаны на кристаллах электрически перепрограммируемой флэш-памяти. Физический принцип организации ячеек флэш-памяти можно считать одинаковым для всех выпускаемых устройств, как бы они ни назывались. Различаются такие устройства по интерфейсу и применяемому контроллеру, что обусловливает разницу в емкости, скорости передачи данных и энергопотреблении.

Multimedia Card (MMC) и Secure Digital (SD) – сходит со сцены из-за ограниченной емкости (64 Мб и 256 Мб соответственно) и низкой скорости работы.

SmartMedia – основной формат для карт широкого применения (от банковских и проездных в метро до удостоверений личности). Тонкие пластинки весом 2 грамма имеют открыто расположенные контакты, но значительная для таких габаритов емкость (до 128 Мбайт) и скорость передачи данных (до 600 Кбайт/с) обусловили их проникновение в сферу цифровой фотографии и носимых МРЗ-устройств.

Memory Stick – “эксклюзивный” формат фирмы Sony, практически не используется другими компаниями. Максимальная емкость – 256 Мбайт, скорость передачи данных доходит до 410 Кбайт/с, цены сравнительно высокие.

CompactFlash (CF) – самый распространенный, универсальный и перспективный формат. Легко подключается к любому ноутбуку. Основная область применения – цифровая фотография. По емкости (до 3 Гбайт) сегодняшние CF-карты не уступают IBM Microdrive, однако отстают по скорости обмена данными (около 2 Мбайт/с).

USB Flash Driveобычные дискеты и частично – перезаписываемые компакт-диски, носители Iomega ZIP и им подобные.

PC Card (PCMCIA ATA) – основной тип флэш-памяти для компактных компьютеров. В настоящее время существует четыре формата карточек PC Card: Type I, Type II, Type III и CardBus, различающиеся размерами, разъемами и рабочим напряжением. Для PC Card возможна обратная совместимость по разъемам “сверху вниз”. Емкость PC Card достигает 4 Гб, скорость – 20 Мб/с при обмене данными с жестким диском.

Miniature Card (MC) – карточка флэш-памяти, предназначена в основном для карманных компьютеров, мобильных телефонов и цифровых фотокамер. Стандартная емкость составляет 64 Мбайт и больше.

xD Picture Card (extreme Digital) является новым типом флэш-памяти, разработанным компанией Toshiba специально для цифровых фотоаппаратов. На сегодняшний день это самое миниатюрное устройство флэш-памяти. Благодаря использованию технологии NAND не имеет ограничений на максимальный объем. Сейчас известны карточки xD Picture Card емкостью до 1 Гбайт, ожидается появление изделий емкостью до 8 Гбайт.

MirrorBit Flash, разработанная компанией AMD, основана на технологии хранения в ячейке двух бит. Каждая ячейка разделена на симметричные (зеркальные) половинки изолирующим слоем из нитрида кремния и, таким образом, имеет удвоенную емкость. За счет “зеркальности” более быстро формируется стандартная 16-битная страница данных, что увеличивает скорость обмена. Чипы семейства MirrorBit имеют емкость 64 Мбит и могут быть установлены на большинство современных типов твердотельных устройств памяти.