В этой статье рассматриваются термины и определения из области внешних запоминающих устройств (ВЗУ), причем только тех видов ВЗУ, которые применяются в микропроцессорных системах. При формировании терминов и определений использованы ГОСТ 15971—74 «Машины вычислительные электронные цифровые. Термины и определения»; НМ МПК по ВТ 17-78 «СМ ЭВМ. Технические средства. Терминология»; ОСТ 25 1092-83 «Система показателей качества продукции. Устройства периферийные комплексов и машин вычислительных электронных» ОСТ 11305.902-80 «Микропроцессорные средства вычислительной техники. Термины и определения»; «Краткий терминологический словарь по микропроцессорной технике» — МЦНТИ, 1984 г., и другие материалы. Состав и взаимосвязь рассмотренных терминов иллюстрируется рисунком.
Внешнее запоминающее устройство (ВЗУ) — запоминающее устройство большого объема (сотни, тысячи и более Кбайт), предназначенное для длительного хранения данных, создания архива данных (в том числе на съемных носителях) и обмена файлами этих данных с оперативным запоминающим устройством микропроцессорной системы.
ВЗУ в общем случае состоит из накопителя и контроллера.
Накопитель ВЗУ — часть внешнего запоминающего устройства, непосредственно принимающая информацию, преобразующая ее (при необходимости) в форму, удобную для хранения (например, в магнитное поле), осуществляющая хранение этой информации и преобразование в электрические сигналы при считывании.
Накопитель ВЗУ, в свою очередь, состоит из устройства преобразования информации, механизма (при необходимости) и носителя информации. Устройство преобразования информации включает в себя усилители записи и считывания, магнитные головки (для магнитных ВЗУ) и другие средства, необходимые для прямого и обратного преобразования цифровых кодов в форму, удобную для хранения. Механизм, иногда называемый приводом, обеспечивает перемещение носителя информации относительно органов записи и считывания.
Носитель информации — изделие, осуществляющее непосредственное хранение информации на основе определенных физических явлений.
Носитель может быть магнитным (диск, лента, барабан), оптическим (фотопленка, голограмма) и т. и. Носитель может быть постоянным, т. е. неотделимым от накопителя или съемным, что обеспечивает возможность создания архива данных произвольного объема. Накопители ВЗУ, использующие однотипный носитель, обычно выполняются с единым малым интерфейсом.
Контроллер ВЗУ — устройство, обеспечивающее управление работой накопителя и сопряжение с интерфейсом микропроцессорной системы.
С целью унификации ВЗУ для обеспечения возможности применения в микропроцессорных системах с различными системными интерфейсами контроллер ВЗУ иногда выполняется со специализированным малым интерфейсом, сопрягаемым с системным интерфейсом с помощью простейшего контроллера — адаптера интерфейсов. Примером такого контроллера является БИС К1801ВГ11-033. Такое расчленение контроллера более свойственно мини-ЭВМ, а не микропроцессорным системам.
Специфика ВЗУ заключена в его накопителе. Поэтому далее (см. рисунок) рассматривается ветвь терминов по различным видам накопителей. Параллельно ей существует ветвь терминов по ВЗУ. Эта ветвь не рассматривается, так как ВЗУ от накопителя отличается только наличием контроллера.
Накопитель на магнитной ленте (НМЛ) — накопитель ВЗУ, носителем информации которого является магнитная лента.
НМЛ разделяются на катушечные и кассетные. В микропроцессорных системах применяются преимущественно кассетные накопители на магнитной ленте (КНМЛ), т. е. накопители, магнитная лента которых помещена в специальную съемную кассету. Существует два вида таких кассет: компакт-кассета, идентичная компакт-кассете бытовых магнитофонов, и специальная цифровая кассета типа Картридж.
В компакт-кассете приемная и подающая катушки магнитной ленты размещены в одной плоскости, привод осуществляется ведущим валиком за магнитную ленту с фрикционной подмоткой обеих катушек.
В кассете типа Картридж приемная и подающая катушки магнитной ленты размещены в параллельных плоскостях одна под другой. Привод осуществляется ведущим валиком с помощью бесконечной ленты, огибающей приемную и подающую катушки Такой привод значительно упрощает механизм (исключается фрикционный привод катушек) и повышает стабильность скорости вращения ленты, но усложняет кассету.
Накопитель на магнитных дисках (НМД) — накопитель ВЗУ, носителем информации которого является вращающийся диск, покрытий тонкой пленкой магнитного материала.
Различают НМД с жесткими и гибкими дисками. В НМД с жесткими дисками носителем информации является металлический (обычно из прочного алюминиевого сплава) диск или пакет дисков. Эти накопители отличаются самой высокой скоростью обмена информации из всех видов магнитных ВЗУ с подвижным носителем. В микропроцессорных системах широкое распространение получили НМД типа Винчестер, отличающиеся тем, что жесткий диск с облегченными плавающими головками выполнен в едином (иногда съемном) герметизированном кожухе, что значительно упрощает его эксплуатацию и обеспечивает возможность получения максимально возможной плотности записи информации.
Накопитель на гибких магнитных дисках (НГМД) НМД, сменным носителем информации которого является магнитный диск, выполненный на гибкой полимерной основе.
НГМД является основным видом ВЗУ микропроцессорных систем, обеспечивающим возможность создания архива данных произвольного объема, обмена программным обеспечением между пользователями, тиражирования программного обеспечения и т. п.
Накопитель на магнитных картах — накопитель ВЗУ, носителем информации которого является сменная магнитная карта, выполненная на гибкой полимерной основе.
Накопители на магнитных картах являются простейшим видом накопителей ВЗУ, применяемых в сложных калькуляторах, технологическом оборудовании (в виде магнитного жетона) и т. п. Отличаются низкой информационной емкостью и низкой скоростью обмена данными. Преимущества — низкая стоимость, простота в применении.
Накопители на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД) — накопитель ВЗУ, носителем информации которого являются цилиндрические магнитные образования (доменные структуры), сформированные в монолитном кристалле. Носители информации на ЦМД выполняются в виде интегральных микросхем, содержащих 256К, 1M, 4М и более бит информации.
Эмулятор накопителя ВЗУ — накопитель запоминающего устройства большого объема, построенный на основе интегральных микросхем полупроводниковых запоминающих устройств (оперативных, постоянных, программируемых или репрограммируемых), имеющий последовательный ввод или вывод данных в виде файлов. Адреса данных накопителя находятся вне адресного пространства микропроцессорной системы.
Эмуляторы накопителя ВЗУ имеют более высокую скорость обмена, чем все другие виды ВЗУ, включая «винчестеры». Поэтому их применение существенно повышает эффективность использования микропроцессорной системы при решении большинства типов задач. Недостатком является энергозависимость полупроводниковых ЗУ, что вынуждает в особо важных системах вводить аварийный источник питания. Иногда эмулятор ВЗУ некорректно называют «полупроводниковым диском»
Б. М. Малашевич,
В. А, Шахнов,
Э. И. Коночкин
Статья поступила 14 января 1985 г.