Устройства резервного копирования

   В заключении несколько слов о видеомагнитофоне. “АрВид” работает с “видиком” по принципу: чем хуже, тем лучше. Не рекомендуется дорогие видеомагнитофоны, имеющие коррекцию сигнала Tri Logic. Для видео “PANASONIC” необходим специальный переходной шнур.

   За последние несколько лет в качестве альтернативы несъемым накопителям на жестких магитных дисках (НЖМД), или винчестерам, появились накопители со сменным носителем. Понятие “накопители со сменным носителем” объединяет самые различные изделия, от оптических накопителей и дисковых кассет до съемных НЖМД, которые --можно извлечь из компьютера и захватить домой в “дипломате”.

   Обычный дисковод (НГМД) тоже пользуется “сменным носителями” - дискетами, но из-за их малой емкости и малого времени работы на износ (около 3 мес. в режиме считывания-записи для одной дискеты) у этого устройства другая облась применения: основное назначение - перенос программ с компьютера на другой компьютер и, при отсутствии альтернативы, для резервного хранения информации. Не вытесняется с рынка описанными ниже устройствами, т. к. его цена и цена дискет к нему в десятки раз меньше.

Все рассмотренные далее устройства обладают одной общей особеностью, которая отличает их от дисковода: их сменный носитель информации обладает большой емкостью (более 20 Мб).

   Подобные сменные подсистемы внешней памяти, как правило, немного уступают по быстродействию аналогам несменного типа (винчестерам) и стоят дороже, однако у них есть ряд своих важных преимуществ.Поскольку эти накопители являются сменными и весят не более 0,5-1 кг, их можно легко транспонировать. Кроме того, благодаря сменным носителям появляется возможность реально исключить несанкционированный доступ к конфиденциальным данным - не оставлять их на внутреннем жестком диске компьютера, где ими могут воспользовать или случайно испортить.

   Все эти накопители, с точки зрения покупателя, имеют такое несомненное достоинство, как бесконечная емкость памяти. Начальная стоимость такой системы может показзаться довольно высокой, однако к тому времени, когда вы запишете на нее ссвои первые 2Гб, она уже упадет до типичного показателя для внутренних накопителей на жестких дисках. Если требуемый объем памяти возрастет до 4Гб и более, стоимость в расчете на мегабайт уменьшиться  еще сильнее.

   Некоторые подсистемы со сменными носителями обладают достаточно высокими скоростными характеристиками и  могут играть в компьютере роль основного  или вспомогательного жесткого диска. Другие подсистемы этой категории подходят для таких дополнительных применений, как организация резервной памяти очень большой емкости; долговременное архивное хранение информации, которая редко используется повторно. Есть и такие подсистемы внешней памяти,  как накопители на оптических дисках типа  WORM (“с однократной записью и многократным чтением”), которые наилучшим образом подходят для архивации  данных.

   Эти устройства сильно разняться друг  от  друга по технологии, конструкции, цене, емкости памяти и области предполагаемого  применения.

    Рассмотрим дисковые накопители со сменным носителем, начиная с одного из  старейших накопителей -  накопителя со сменным  носителем винчестерского типа компании  SyQuest, затем накопитель типа Bernoulli (Бернулли), оптические и магнитооптичесие накопители, флоптические дисководы, завершим главу рассмотрением  такого устройства для переноса и хранения информации,  как наружный переносной винчестер. Лазерые дисководы CD-ROM и CDR будут рассмотренны в отдельной главе.

   Накопители со сменным носителем винчестерского типа выполнены на базе сменной винчестерской подсистемы компании SyQuest, которая первой в мире освоила производство винчестерских накоителей со сменным носителем для персональных компьютеров. Идея в принципе достаточно проста - в сменную кассету помещается только жесткий магнитный диск. Двигатель привода и управляющая электроника остаются в корпусе накопителя. В конструкции накопителя предусматриваются специальные средства для создания потоков воздуха и фильтры, не допускающие нарушения работоспособности накопитля из-за загрязняющих частиц.

Сменные носители винчестерского типа.

   Сменные носители винчестерского типа - самая первая разновидность сменных носителей на основе жестких дисков для персональных компьютеров - изначально страдали из-за недостаточно высокой надежности. Это весьма трудная инженерная задача - создать герметизированный узел с жестким диском, который можно было бы переносить в “дипломате” (тем самым подвергая воздействию пыли и других неблагоприятных внешних факторов), а затем вставить в накопитель и заставить вращаться со скоростью до 3600 оборотов в минуту и более. Фирма SyQuest Technology превратилась в гиганта и стала фактически монополистом - ею контролируется около 90% мирового рынка жестких магнитных дисков со сменным носителем.

Быстрому развитию технологии обычных и сменных жестких дисков способствовало совершенствование технологии получения магнитных материалов, увеличение степени интеграции электронных устройств, уменьшение размеров механических узлов.

Напыляемый тонкопленочный носитель

В середине 80-х годов произошел массовый переход с относительно нестойкого оксидного покрытия магнитного материала (который наносился методом полива) на напыляемый тонкопленочный, обеспечивающий более гладкую и устойчивую к внешним воздействиям поверхность. Это позволило приблизить головки чтения/записи к магнитному слою и увеличить плотность записи. Кроме того, при использовании технологии напыления стало возможным поверх магнитного слоя наносить защитный углеродный слой, твердость которого соизмерима с твердостью алмаза.

Улучшенные смазочные материалы.

Тонкопленочная технология позволила создать на поверхности дисков скользящий слой, препятствующий “залипанию” головок ( кто иногда случается со старыми накопителями с оксидным покрытием). Даже в том случае, когда при остановке накопителя головки опускаются на поверхность диска, его теоретический срок службы не уменьшается.

Облегченные головки.

Новые материалы и конструктивные решения позволили предохранять носитель и данные от разрушения - головки чтения/записи “парят” над поверхностью магнитного носителя на высоте в несколько микрон.

Линейный привод головки чтения/записи.

Благодаря линейному сервоприводу значительно сокращается время поиска и перехода с дорожки на дорожку. Управляющий микропроцессор следит за тем, чтобы головки не выходили на рабочую поверхность до тех пор, пока шпиндельные наберет нужной скорости.

Все перечисленные инновации в сочетании с последними достижениями в области сервоприводов, методов чтения/записи, динамической коррекции ошибок и применение сверх больших интегральных схем позволили существенно улучшить характеристики накопителей на магнитных дисках.

Накопители SyQuest (продаются также под маркой SyDOS) выпускается всех трех основных типоразмеров - 5.25, 3.5 и 2.5 дюйма. 3.5 и 2.5-дюймовые устройства могут быть как встраиваемые, так и внешними, и подсоединяются к компьютеру ччерез различные интерфейсы, даже через параллельный порт (возможность пользования принтером при жтом сохраняется). Конечно, в последнем случае в память компьютера нужно загрузить резидентный драйвер.

Недавно фирма SyQuest выпустила упрощенную версию накопителя SQ3270-EZ135. Она является более дешевой альтернативой.

Хорошая конструктивная проработка и высокое качество изготовления сделали накопители со сменным носителем компании SyQuest менее подверженными воздействию загрязнений, однако все же вряд ли можно рекомендовать такие накопители для использования их в качестве основной внешней памяти. Наиболее рациональной применение этих накопителей - резервирование и транспортирование данных.

Накопители типа Bernoulli компании Iomega.

Этот накопитель является, по-видимому, самым уникальным. Вместо того, что бы идти  по пути применения жесткого магнитного диска, который должен иметь защиту против неблагоприятных внешних факторов, в том числе загрязнений и вибраций, инженеры компании Iomega разработали на основе принципов динамики потоков, впервые сформулированных швейцарским математиков XVIII века Даниэлем Бернулли, оригинальный принцип действия системы “гибкий магнитный диск-головка чтения/записи”.

Головка чтения/записи, спроектированная с учетом требований аэродинамики, “плавает” над поверхностью гибкого диска Бернулли. Воздушные потоки, возникающие вследствие вращения диска с высокой скоростью, вызывает изгиб части поверхности диска, находящейся под головкой чтения/записи, в направлении к последней. Однако диск не соприкасается с головкой, между ними остается небольшой достаточно стабильный запор, который обеспечивается потоками воздуха,  уравнения для описания которых впервые предложил Бернулли.

Какое-либо изменение нормальных условий работы накопителя Бернулли (например, из-за удара или появления пятнышка загрязнения на поверхности диска ) вызывается нарушение эффекта Бернулли и приводит к тому, что диск отходит от головки, вместо того чтобы соприкоснуться с ней (как это бы произошло на обычном винчестере). Благодаря этому исключается возможность отказов накопителя, поскольку вращающийся диск практически не может соприкоснуться с головкой. Поэтому диски Бернулли самые  удароустойчивые.

Сам накопитель Бернулли, хотя он является гибким и по виду похож на обычную дискету, действительности может эксплуатироваться до пяти лет в режиме считывания/записи - т.е. характеризуется в 20 раз большей долговечностью, чем дискета, - согласно данным поставщика. Носитель с бариево-ферритовым покрытием не только позволяет записывать данные с втрое более высокой плотностью чем носитель с обычных винчестерских накопителей или НГМД, но и отличается существенно большей стойкостью к износу, чем у обычных дискет.

Накопители Бернулли по скорости доступа не уступают ряду широко используемых накопителей на жестких дисках со средним быстродействием. Так, например, Bernoulli230 имеет емкость одной кассеты 230 мб, строенный кэш 256 К, интерфейс SCSI-2 или IDE и время доступа 12 мсек.

Из новинок фирмы Iomega следует отметить накопители Zip и Jaz.

Накопитель Zip.

Самое недорогое средство для перемещения данных и увеличения объема хранящейся информации. Иногда его даже накопителем на гибких дисках следующего поколения. Его цена около 200$, на сменных дисках помещается до 100 Мб информации, а стоят они около 20$.

Накопитель типа Jaz.

Позволяет хранить на одном диске до 1 Гб данных, чего вполне достаточно для записи целого фильма в формате MPEG. Но, поскольку в накопителе применяется нестандартный формат носителя, для обмена файлами у обоих партнеров должны стоять накопители Jaz.

Интересна статистика использования дисководов Бернулли. Оказалось, что 28% пользователей используют диски Бернулли для резервного копирования, 22% - в качестве замены жесткого диска, 21% - для транспортировки данных, 13% - для обеспечения их секретности и 8% - для архивации.

Современные накопители типа Бернулли имеют емкость 90,100,150,230 Мб и 1 Гб на кассету и совместимы снизу вверх (исключение - Jaz). Учтите, что если обычный винчестер может “опасть “ через 2-4 года после покупки, “похоронив” вместе с собой все программы, то такие “поминки” с Бернулли практически невозможны.

Оптические и магнитооптические накопители.

Все оптические устройства можно разделить на два класса. Это накопители, предназначенные для записи информации пользователем и ее хранения, и приводы CD-ROM. Накопители подразделяются на устройства с однократной записью - WORM (Write Once Read Many) и перезаписываемые. Последние в свою очередь делятся на оптические, в которых для записи используется луч лазера, изменяющий оптические свойства среды, и магнитооптические, в которых запись осуществляется изменением намагниченности подложки из ферромагнитного материала путем нагревания с помощью луча лазера ее небольшого участка во внешнем магнитном поле. Обе технологии обеспечивают примерно одинаковые параметры. Крупнейшими производителями таких устройств являются японские компании Sony (оптические) и Fujitsu (магнитооптические).

Принципиальное отличие оптических и магнитооптических накопителей от приводов CD-ROM связано с разными форматами записи информации. Так, для первого класса изделий информация располагается на концентрических дорожках, как и в винчестерах, то есть запись и соответственно воспроизведение осуществляются с постоянной угловой скоростью. Отсюда тот же, что и в винчестерах, подход к повышению производительности - увеличение скорости вращения и плотности записи для увеличения скорости передачи данных, уменьшение пассы считывающего устройства - для увеличения скорости его перемещения и уменьшения времени доступа и т.д. Есть, правда, одно серьезное отличие - необходимо обеспечивать совместимость с изделиями других фирм (поскольку носители сменные), т.е. жестко придерживаться существующих стандартов. Кроме того, необходимо обеспечивать совместимость с предыдущими стандартами, т.к. плотность записи постоянно увеличивается. Стандарт ЦД-РОМ вырос из звукового формата RedBook, в котором запись осуществляется с постоянной линейной скоростью, т.е. существует всего одна спиральная дорожка. Для совместимости со звуковым форматом скорость передачи данных составляет около 150 Кб/с. Именно это значение выбрано за базовый показатель, а увеличение скорости передачи осуществляется пропорциональным увеличением диапазона скоростей вращения диска - в 2, 3, 4, 6, 8 раз. Поскольку скорость вращения диска разная в зависимости от положения считывающего устройства, то время доступа определяется не только скоростью перемещения каретки, но и тем временем , которое требуется двигателю для изменения скорости вращения диска. Именно поэтому накопители CD-ROM являются более медленными устройствами, чем, скажем, жесткие диски.

Запись информации в магнитооптических накопителях осуществляется на диск из стекла или прозрачного поликарбоната, содержащий магнитный слой из сплава тербия, железа и кобальта ( либо другой комбинации с участием редкоземельных элементов). Этот сплав обладает необходимыми магнитными свойствами и имеет низкую - около 300 градусов Цельсия - температуру Кюри. С помощью луча лазера небольшой мощности можно очень быстро нагреть небольшой участок магнитного слоя, около 0.5 кв. Микрона, до более высокой температуры, так что при охлаждении даже в достаточно слабом внешнем магнитном поле участок оказывается намагниченным в направлении этого внешнего магнитного поля. Поле прикладывается перпендикулярно поверхности диска. Меняя направление этого поля, можно по разному намагничивать разные участки, осуществляя таким образом запись информации. Для считывания данных используется эффект Керра, который заключается в изменении направления поляризации луча, отраженного от намагниченной поверхности. Поскольку в данном случае направление намагничивания перпендикулярно поверхности диска (так называемая вертикальная запись), достигается плотность записи информации в 5 раз выше, чем в винчестерах - более 19 тыс. Дорожек на дюйм.

Сплав, из которого изготовлен активный слой, обладает одной особенностью. Он при обычной температуре (из-за высокой коэрцитивной силы) не может быть перемагничен приложенным к нему магнитным полем определенной напряженности. Только при нагревании (достигнув температуры Кюри) соответствующий участок активного слоя перемагничивается должным образом.

В настоящее время выпускается магнитооптические накопители, предназначенные для работы с носителями диаметром 3.5 и 5.25 дюйма. Диски помещены в неразборные картриджи, напоминающие по конструкции 3.5-дюймовые дискеты; таким образом они надежно защищены от случайного повреждения. Используя магнитооптические диски, можно добиться чрезвычайно надежного хранения информации, так как время сохранности данных определяется фактически стойкостью использованной подложки (стекло или поликарбонат). Что касается циклов записи, то в испытании на 100 миллионов циклов не было замечено никаких необратимых изменений свойств магнитного слоя и подложки. Благодаря тому, что головки чтения/записи в них никогда не касаются диска, обеспечивается высокая устойчивость к вибрациям и ударным нагрузкам. В магнитооптических дисках, в отличие от магнитных, не наблюдается самопроизвольное искажение информации, что делает эти устройства пригодными для долговременного архивирования данных. Они не боятся воздействия повышенных и пониженных температур, электромагнитных излучений и загрязнений. Срок гарантированной сохранности информации не магнитооптических дисках, по разным оценкам, колеблется до 70 лет. Эти устройства вне конкуренции по вместимости - 5.25 дюймовые диски, заполненные с двух сторон, вмещают до 4.6 Гб информации. И хотя начальные затраты на приобретение магнитооптического дисковода ( за счет цены дисковода) гораздо выше, чем на приобретение любого накопителя со сменным магнитным носителем, благодаря высокой емкости и относительно небольшой стоимости самих дисков стоимость хранения информации на разных носителях оказывается сравнимой.

1	2	3	4