Внешние запоминающие устройства. Внешняя память компьютера. Накопители на оптических дисках. Flash память. Flash накопители.

Видео, фотографии, музыка, документы, архивы электронной корреспонденции, настройки различных приложений — подобная информация не просто скапливается на вашем компьютере, покрывая десятки гигабайт дискового…

Флешки

Флеш-накопители или по-простому «флешка» сейчас пользуется наибольшим спросом у пользователей. Ее малый размер и внушительные объемы памяти (до 64Гб и более) позволяют использовать для различных целей. Чаще всего флешки подключаются к компьютеру или медиацентр через порт USB. Отличительной особенность флешек является высокая скорость чтения и записи. Флешка имеет пластиковый корпус, внутрь которого помещена электронная плата с чипом памяти.

Flash.jpg

Общие принципы хранения информации, продлевающие срок её жизни

Существуют наиболее общие принципы, которые применимы к любому типу информации, будь то фотографии, текст или файлы и способные увеличить вероятность успешного доступа к ней в будущем, среди них:

  • Чем больше количество копий, тем вероятнее, что данные проживут дольше: книга, напечатанная миллионным тиражом, фотография, распечатанная в нескольких экземплярах для каждого родственника и сохраненная в цифровом виде на разных накопителях, скорее всего будут храниться и быть доступными долго.
  • Следует избегать нестандартных способов хранения (во всяком случае, как единственного способа), экзотических и проприетарных форматов, языков (например, для документов лучше использовать ODF и TXT, а не DOCX и DOC).
  • Хранить информацию следует в несжатых форматах и в незашифрованном виде — в противном случае, даже незначительное повреждение целостности данных может сделать всю информацию недоступной. Например, если требуется надолго сохранить медиа файлы, то для звука лучше будет WAV, для фотографий — несжатые RAW, TIFF и BMP, для видео — кадры без сжатия, DV, хотя это не вполне возможно в быту, учитывая объемы видео в данных форматах.
  • Регулярная проверка целостности и доступности данных, повторное их сохранение с использованием новых появившихся способов и устройств.

Итак, с основными идеями, которые помогут нам оставить фото с телефона правнукам, разобрались, переходим к информации о различных накопителях.

Зачем это все?

Хранение данных — одно из важнейших направлений развития компьютеров, возникшее после появления энергонезависимых запоминающих устройств. Системы хранения данных разных масштабов применяются повсеместно: в банках, магазинах, предприятиях. По мере роста требований к хранимым данным растет сложность хранилищ данных.

Надежно хранить данные в больших объемах, а также выдерживать отказы физических носителей — весьма интересная и сложная инженерная задача.

Задачи памяти

В зависимости от типа устройств хранения данных, задачи их могут отличаться. Но есть у них общая цель – хранение состояния внешнего воздействия. Это происходит в отдельных ячейках. Именно так и записываются данные.

Функционально такие ячейки имеют схожий механизм с переключателем. Данные записываются в двух понятных состояниях – 1 и 0. Они обозначают включение и выключение соответственно.

Хранение данных

Под хранением обычно понимают запись данных на некоторые накопители данных, с целью их (данных) дальнейшего использования. Опустим исторические варианты организации хранения, рассмотрим подробнее классификацию систем хранения по разным критериям. Я выбрал следующие критерии для классификации: по способу подключения, по типу используемых носителей, по форме хранения данных, по реализации.

По способу подключения есть следующие варианты:

  • Внутреннее. Сюда относятся классическое подключение дисков в компьютерах, накопители данных устанавливаются непосредственно в том же корпусе, где и будут использоваться. Типовые шины для подключения — SATA, SAS, из устаревших — IDE, SCSI.

vbnevatwel2grh0w8u90qvzyoqi.png
подключение дисков в сервере

  • Внешнее. Подразумевается подключение накопителей с использованием некоторой внешней шины, например FC, SAS, IB, либо с использованием высокоскоростных сетевых карт.

exghznlfzjm6a4mfyw3aj-unila.jpeg
дисковая полка, подключаемая по FC

По типу используемых накопителей возможно выделить:

  • Дисковые. Предельно простой и вероятно наиболее распространенный вариант до сих пор, в качестве накопителей используются жесткие диски
  • Ленточные. В качестве накопителей используются запоминающие устройства с носителем на магнитной ленте. Наиболее частое применение — организация резервного копирования.
  • Flash. В качестве накопителей применяются твердотельные диски, они же SSD. Наиболее перспективный и быстрый способ организации хранилищ, по емкости SSD уже фактически сравнялись с жесткими дисками (местами и более емкие). Однако по стоимости хранения они все еще дороже.
  • Гибридные. Совмещающие в одной системе как жесткие диски, так и SSD. Являются промежуточным вариантом, совмещающим достоинства и недостатки дисковых и flash хранилищ.

Если рассматривать форму хранения данных, то явно выделяются следующие:

  • Файлы (именованные области данных). Наиболее популярный тип хранения данных — структура подразумевает хранение данных, одинаковое для пользователя и для накопителя.
  • Блоки. Одинаковые по размеру области, при этом структура данных задается пользователем. Характерной особенностью является оптимизация скорости доступа за счет отсутствия слоя преобразования блоки-файлы, присутствующего в предыдущем способе.
  • Объекты. Данные хранятся в плоской файловой структуре в виде объектов с метаданными.

eakrn1zswurdksb2bxvs_k_gzty.jpeg

По реализации достаточно сложно провести четкие границы, однако можно отметить:

  • аппаратные, например RAID и HBA контроллеры, специализированные СХД.

vgxobo8xjpxmf-i0srof5062bmw.jpeg
RAID контроллер от компании Fujitsu

  • Программные. Например реализации RAID, включая файловые системы (например, BtrFS), специализированные сетевые файловые системы (NFS) и протоколы (iSCSI), а также SDS

r8r23a8wmi5wj4r8hsrngf-ut_i.png
пример организации LVM с шифрованием и избыточностью в виртуальной машине Linux в облаке Azure

Давайте рассмотрим более детально некоторые технологии, их достоинства и недостатки.

Цифровые запоминающие устройства[править | править код]

Цифровые запоминающие устройства — устройства, предназначенные для записи, хранения и считывания информации, представленной в цифровом коде.

К основным параметрам цифровых ЗУ относятся информационная ёмкость (битов, тритов и т. д.), потребляемая мощность, время хранения информации, быстродействие.

Самое большое распространение цифровые запоминающие устройства приобрели в компьютерах (компьютерная память). Кроме того, они применяются в устройствах автоматики и телемеханики, в приборах для проведения экспериментов, в бытовых устройствах (телефонах, фотоаппаратах, холодильниках, стиральных машинах и т. д.), в пластиковых карточках, замках.

Ёмкость цифрового запоминающего устройства[править | править код]

Ёмкость двоичных цифровых запоминающих устройств измеряется в битах.
Ёмкость троичных цифровых запоминающих устройств измеряется в тритах.

Доступ к данным

Чтобы иметь доступ к ячейкам устройств хранения данных ПК, необходимы специальное оборудование. Именно оно обеспечивает произвольное и последовательное считывание.

Сам процесс может быть разделен во времени. Пользователям известны операции записи и чтения. Чтобы процесс прошел корректно, для него выделен специальный механизм – контроллер памяти.

Помимо записи и чтения также есть процесс стирания. В этом случае алгоритм настроен так, что механизм начинает вписывать одинаковые значения.

Карты памяти

Традиционные накопители и сроки сохранности информации на них

Наиболее распространенные способы хранения различного рода информации на сегодня — жесткие диски, Flash-накопители (SSD, USB флешки, карты памяти), оптические диски (CD, DVD, Blu-Ray) и не относящиеся к накопителям, но также служащие той же цели облачные хранилища (Dropbox, Яндекс Диск, Google Drive, OneDrive).

Какой из перечисленных способов является надежным способом сохранить данные? Предлагаю рассмотреть их по порядку (я веду речь лишь о бытовых способах: стримеры, например, учитывать не буду):

  • Жесткие диски — традиционные HDD наиболее часто используются для хранения самых разных данных. При обычном использовании их средний срок службы 3-10 лет (такая разница обусловлена как внешними факторами, так и качеством устройства). При этом: если вы запишите информацию на жесткий диск, отключите его от компьютера и положите в ящик стола, то данные можно будет считать без ошибок в течение примерно того же промежутка времени. Сохранность данных на жестком диске в значительной степени зависит от внешних воздействий: любые, даже не сильные удары и встряхивания, в меньшей степени — магнитные поля, могут послужить причиной преждевременного выхода накопителя из строя. Хранение данных на жестком диске
  • USB Flash, SSD — срок службы Flash накопителей в среднем около 5 лет. При этом, обычные флешки очень часто выходят из строя значительно раньше этого срока: достаточно одного статического разряда при подключении к компьютеру, чтобы данные стали недоступны. При условии записи важной информации и последующего отключения SSD или флешки для хранения, срок доступности данных составляет около 7-8 лет. USB Flash накопители
  • CD, DVD, Blu-Ray — из всех перечисленных, оптические диски обеспечивает наибольший срок хранения данных, способный превышать 100 лет, однако с данным типом накопителей связано и наибольше количество нюансов (например, записанная вами DVD болванка, скорее всего проживет лишь пару лет), а потому он будет рассмотрен отдельно далее в этой статье.
  • Облачные хранилища — срок хранения данных в облаках Google, Microsoft, Яндекс и других неизвестен. Скорее всего, будут храниться в течение долгого времени и пока это коммерчески оправдано для компании, предоставляющей услугу. Согласно лицензионным соглашениям (я прочитал два, для самых популярных хранилищ), ответственности за утрату данных эти компании не несут. Не стоит забывать о возможности потери своего аккаунта из-за действий злоумышленников и других непредвиденных обстоятельств (а их перечень действительно широк).

Итак, самым надежным и долговечным бытовым накопителем на данный момент времени является оптический компакт-диск (о чем я напишу подробно ниже). Однако, самые дешевые и удобные — это жесткие диски и облачные хранилища. Не следует пренебрегать какими-либо из этих способов, ведь их совместное использование повышает сохранность важных данных.

Чего ждать в будущем

В перспективе нас ждет появление еще одного типа хранилищ  вычислительного, вся работа которого основана на обработке данных в процессе перемещения в слой хранения, что позволяет не отвлекать на выполнение операций ресурсы центрального процессора. По своей доступности, экономичности и надежности облачное хранилище пока остается основным местом для безопасного хранения данных.

Внешние жесткие диски

Внешние жесткие диски технически представляют собой жесткий диск, помещенный в компактный корпус с USB адаптером и системой защиты от вибрации. Как известно жесткие диски обладают впечатляющими объемами дискового пространства, что в купе с мобильностью делает их очень привлекательными. На внешнем жестком диске вы сможете хранить всю свою видео и аудиоколлекцию. Однако для оптимальной работы внешнего жесткого диска требуется повышенная мощность питания. Один разъем USB не в силе обеспечить полноценное питание. Вот почему на внешних жестких дисках имеется двойной кабель USB. По габаритам внешние жесткие диски совеем небольшие, и могут легко поместиться в обычном кармане.

verbatium.jpg

Переносные накопители данных[править | править код]

Некоторые типы запоминающих устройств оформлены как компактные, носимые человеком устройства, приспособленные для переноса информации. В частности:

  • Съёмный жёсткий диск:
    • Mobile Rack
    • Контейнеры для жёстких дисков
    • ZIV
  • Флеш-память

Unified storage

Универсальные системы, позволяющие совмещать в себе как функции NAS так и SAN. Чаще всего по реализации это SAN, в которой есть возможность активировать файловый доступ к дисковому пространству. Для этого устанавливаются дополнительные сетевые карты (или используются уже существующие, если SAN построена на их основе), после чего создается файловая система на некотором блочном устройстве — и уже она раздается по сети клиентам через некоторый файловый протокол, например NFS.

Где удобнее хранить файлы

Облако Mail.ru

От 149 рублей в месяц

Восстановление файлов после удаления

Яндекс Диск

В мобильном приложении

Google Диск

В десктопной версии

Dropbox

В мобильном приложении

OneDrive

В мобильном приложении — только просмотр

Облако Mail.ru

В десктопной версии

Google Диск

В приложении на Андроиде

Dropbox

В мобильном приложении

OneDrive

В мобильном приложении

Текстовые документы, таблицы и презентации с традиционными расширениями

CD- и DVD-диски

Это оптические носители информации. Нам они знакомы давно. Еще 10-15 лет назад были на пике популярности. Но после активного развития флеш-памяти о них стали забывать. Хотя в свое время их можно было считать основным устройством для долговременного хранения данных. У многих даже сейчас на дисках припрятаны фотографии, музыка и фильмы.

Изначально CD-диск появился как накопитель, который должен был хранить аудиофайлы. Но очень быстро его стали применять для хранения любых данных. Со временем появился CD-R, который позволял не только читать, но и записывать данные. А вот CD-RW позволял это делать неоднократно.

DVD-диск стал развитием CD. Он выглядел практически так же, но имел более плотную структуру. Это означало, что объем хранимой информации стал больше. Этот формат нужен был для замены видеокассет. Поэтому предполагалось, что на него можно будет записывать фильмы. Позже оказалось, что он может хранить данные разных форматов.

Компакт диск

Популярность компакт-дисков не такая плачевная, как у дискет. Тем не менее, с каждым годом она становится все меньше. Это связано и с тем, что операционные системы требуют больше ресурсов. Программы стали тяжелее, как и аудио- и видеофайлы. Поскольку компакт-диски имеют ограниченный объем, они становятся бесполезными.

Например, размеры образа Ubuntu давно превысили 700 Мб. Windows 7 перестал поддерживать установку системы с CD-диска. Музыкальные плееры стали компактнее, а значит, избавились от приводов.

Материалы, из которых изготовлены компакт-диски имеют пониженную износостойкость. Когда на пластинах появляются царапины, некоторая информация утрачивается, а чтение данных становится невозможным.

Перспектива

Недостаточно говорить о прошлых и настоящим устройствах хранения информации. Многое нас ждет впереди. Перспективы разработки новых видов памяти радужные. Сейчас уже известно о нескольких технологиях, которые должны будут увеличить объем и скорость передачи данных.

RRAM – это энергонезависимая память. На данный момент она находится в разработке. Специалисты обнаружили, что если приложить к диэлектрикам высокое напряжение, внутри них появляются нити низкого сопротивления. Таким образом они превращаются в проводников. При этом высокое напряжение может как разрушать эти нити, так и создавать их снова.

На данный момент этот вариант не доработан. Предстоит решить множество проблем. Но если все удастся, то покупатель получит высокоскоростную память. Кроме того технология позволит накладывать память слоями, а значит разработать сверхъемкие модули.

Внешний жесткий диск

Беговая память – еще одна энергонезависимая память. Суть этой технологии построена на уменьшенных размерах магнитных доменов еще 10 лет назад. Разработчики планируют организовать перемещение доменов в нанотрубках с использованием спинтроники.

Такой вариант также предполагает значительное увеличение плотности записи памяти. При этом технология поможет обеспечить высокую скорость чтения и записи.

Nano-RAM – это технология компьютерной памяти. Она основана на работе углеродных нанотрубок. Благодаря компактности нанотрубок получится достичь высокой плотности записи.

Кроме того с технологией можно сократить потребление энергии. Поэтому с большей вероятностью Nano-RAM будет нужна в смартфонах и планшетах, где сохранения заряда батареи важное дело.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...